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仰賴老師傅傳承不易 PCB產業導入品質預測模組有效降低成本
發佈日期:2022/06/16
類別:印刷電路板、數位轉型品質預測
點閱次數:186

導論

台灣「護國神山」-台積電製造的晶片位居全球之冠,但若沒有印刷電路板(PCB),再好的晶片也無用武之地。少了它,iPhone 不能通、 特斯拉電動車動不了,衛星也上不了太空,所有電子產品都出不了貨,被喻為「電子工業之母」的PCB產業,撐起台灣科技產業一片天。

根據台灣電路板協會(TPCA)統計,2021年PCB整體產業鏈產值逆勢成長,突破1.29兆元,成長再創歷史新高,預估今(2022)年台灣PCB產業鏈成長率可望達9.3%,產值達到1.4兆元,續創新高。

雖然市場需求暢旺,PCB產業產值屢創新高,然有些製程品質仍仰賴老師傅經驗,在人力不足或有人才斷層情況下,無法穩定維持生產數量與品質一直是產業界的痛點。

 

PCB產業需求旺盛 維持穩定數量與品質為營運關鍵

現行PCB製造業者以人工透過破壞性檢測方式進行品檢,以及尋找、判斷出不良品(NG)區段,耗費大量檢測時間(約30分鐘以上)與成本,並且無法精確找到不良品產出對應之肇因;而品檢結果無法及時回饋至產線,現場人員收到不良品資訊有所延遲,造成廢料增加,產生額外損失。同時,因為須依靠有經驗老師傅,找出不良品產出之肇因並進行生產參數調整(調機),經驗不易傳承。

根據資訊工業策進會數位轉型研究院訪談PCB業者後,統整現行PCB產業產線遇到的主要問題包括三大部分:

一、大量依靠人工檢測,被動獲取品檢結果。

二、發現品檢異常時,須仰賴老師傅經驗找出肇因、調整設備參數並進行品質校正,一旦老師傅凋零,傳承不易。

三、要找出膠片NG區段須花費大量檢測時間,曠日廢時。(如圖1所示)。

 

圖1 PCB製造業者需求現況說明示意圖

資料來源:PCB製造業者,資策會整理,2021年

 

為協助PCB業者解決產線上的品檢問題,資策會結合在地區域SI業者,幫助PCB製造業者導入膠片製程品質預測模組。其模組具有品質預測功能,同時也具備肇因分析功能,不僅讓業者可即時獲取膠片生產品質資訊,同步也可找出生產參數的調參建議範圍,協助現場操作人員在發生不良品時,即時採取正確的調機措施,降低額外生產損失。

此外,膠片製程品質預測模組也能與廠商現有的ERP系統生產資訊整合,滿足即時品檢預測資訊與工單報工系統資訊可視化需求。

 

導入膠片品質預測模組 有效縮短設備調機時間87%

另一方面,運用設備聯網功能,以取得機台設備數據作為重要生產資訊,這些資料用於建立膠片製程品質成因預測模組,經資料前處理與特徵工程,再運用CART決策樹建立預測模組,最後以可視化的網頁介面呈現。此一系統可即時依照生產資訊進行品質預測與肇因分析,主動提供預測品檢結果與調參建議,如圖2所示。

 

圖2 計畫架構圖

資料來源:資策會,2021年

 

導入此一系統之後,當預測品質結果異常時,會立即通知現場操作人員與品管人員,並提供生產肇因與調參建議,操作人員可立即依照系統建議調整機台參數,讓產品品質恢復到允收標準,也可快速找出品檢異常值的區段。

根據實際驗證,導入膠片品質預測模組,可有效縮短設備調機時間87%,使得生產成本每年減少4%。透過系統協助PCB製造業者提前預測品檢結果,可以掌握產品缺陷瑕疵之關鍵影響因子,進而協助製程人員調整設備參數,減少新進人員學習曲線並達到經驗傳承之目的。在產生實際效益之後,未來也預計將此品質預測模組擴散至其他PCB製造業者。

 

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