设计与工程层
PLM 与 CAD/CAM 管理设计数据、DFX 决策与工艺文件。
- PLM/ECN：BOM 版本、位号、替代料策略。
- CAD/CAM：Gerber/ODB++/IPC-2581、CPL、炉温模板。
DFX&工程资料
0. 文档总览
聚焦 PCBA/SMT 全链路，从设计验证到出货打造数字化执行底座
本文件提供 PCBA/SMT 制造端到端蓝图：从 设计/NPI/DFX 到 SMT/THT/组装/测试/包装入库，并以 MES 为核心阐述与 ERP/PLM/CAD-CAM/SPI/AOI/ICT/FCT/编程器/设备联网/WMS/QMS/EMS/BI 等系统的集成与数据流，覆盖 5M1E 要点、每道工序的输入/输出、关键设备、工艺参数、质量控制与追溯。
覆盖环节
设计 → 出货
集成系统
10+ 子系统
追溯粒度
板/位号/元件/批次/序列号
阅读提示：各小节含“输入/输出、关键设备、工艺参数、MES 事务与质控点、数据采集项、5M1E 要点”。并参考了半导体前道/后道章节的版式以便跨项目复用。
1. 体系架构与系统集成
连接设计、工程、执行与测试，实现 PCBA 全流程的可视化与追溯
执行与设备层
MES 协调工单排程、上料防错、程序管理与 WIP 追踪。
- 上料/防错：料卷批次、MSD 计时、换线流程。
- 程式控制：贴片/回流/波峰焊参数、治具寿命。
生产中枢
设备联网与品质层
CFX/Hermes/SMEMA 等协议采集 SPI/AOI/ICT/轨迹数据。
- SPI/AOI：缺陷图像、坐标、SPC 趋势。
- ICT/FCT/编程：测试结果、烧录版本、返修闭环。
实时质量
供应链与分析层
ERP/WMS/BI 聚合库存、序列化、成本与能耗指标。
- ERP/WMS：工单、物料、MSD、SN→箱→托。
- BI/EMS：良率、Pareto、OEE、能耗/ESD 监控。
数据洞察
1.1 系统清单
核心 MES：工单/排程、上料防错、程序/配方管理、WIP、条码/序列化、SPC、不良闭环
ERP：BOM/工单/采购/库存/成本/客户订单
PLM：设计数据、ECN/ECO、BOM 版本、图纸
CAD/CAM：Gerber/ODB++/IPC-2581、坐标(CPL)、贴片程序
设备联网：CFX/The Hermes/SMEMA、（可选 SECS/GEM）、OPC UA、OML
SPI/AOI：锡膏/回流后 AOI 与数据采集
ICT/FCT/编程：测试台/治具/烧录器对接
QMS/LIMS：质量管理、可靠性实验、8D
WMS：来料/成品仓、MSD 管理、条码/库位
EMS/SCADA：能耗/环境/ESD/温湿度监控
BI/数据湖：良率/缺陷 Pareto/OEE/成本
1.2 集成关系与数据流
PLM
设计 / ECN
ERP
BOM / 工单
MES
工艺路线 / 工位 / 程序 / 防错 · WIP / 追溯 / 质检
CAD / CAM
工程资料 / 贴片程序
MES
程序校验 / 下发 / 锁定
WMS
物料收料 / 来检 / MSD 管控
MES
料卷 / 批次 / 寿命 / 替代料
MES
上下料 / 程序 / 参数指令
设备联网
CFX / Hermes / SMEMA
SPI / AOI / 测试
数据回传 · 在线 SPC
MES
不良代码 / 追溯 / 复判
QMS
8D / 偏差 / NCR
MES
判定 / 处理 / 复验
WMS / ERP
入库 / 出货 / 结算
典型接口事件（示例）
主数据下发
- 源 → 目标
- ERP/PLM → MES
- 关键字段
- 物料/BOM、位号(BOM-L)、版本、替代料、工艺限制
- 触发时机
- 新建/ECN
工单下发
- 源 → 目标
- ERP → MES
- 关键字段
- WO、数量、交期、客户、产品序列化规则
- 触发时机
- 排程
程序管理
- 源 → 目标
- CAD/CAM → MES/设备
- 关键字段
- Gerber/ODB++、CPL、贴片程式、炉温曲线模板
- 触发时机
- 首件前
上料校验
- 源 → 目标
- MES ↔ 设备联网
- 关键字段
- 料卷条码、料号/位号匹配、MSD 等级/开封寿命
- 触发时机
- 换线/换料
过程数据
- 源 → 目标
- SPI/AOI/测试 → MES/SPC
- 关键字段
- 缺陷代码、坐标、参数值、判定、图像链接
- 触发时机
- 在线/抽检
成品入库
- 源 → 目标
- MES/WMS → ERP
- 关键字段
- SN/箱码/栈板、批次、数量、检验结论、库位
- 触发时机
- 完工合格
1.3 主数据与编码体系
物料/位号主数据
元件料号、封装、极性、位号(BOM-L)、替代料策略、关键物料标识。
条码/序列化
板条码、料卷条码(供应商/内部)、器件序列化(SN/UID)、箱/栈板码。
工艺路线
线别(Line)→工位(Station)→工步(Step)：印刷→SPI→贴装→回流→AOI→…
设备/治具
印刷网板、治具、ICT/FCT 治具 ID、维护/校准、寿命与点检。
人员/权限
上岗资质与培训矩阵、电子签名、关键步骤双签。
1.4 标准/协议规范
- 装联标准：IPC-A-610、J-STD-001、IPC-7711/7721；ESD：ANSI/ESD S20.20。
- 数据/互联：IPC-CFX、The Hermes、SMEMA、IPC-2581/ODB++、（可选）SECS/GEM、OPC UA。
- 质量/合规：ISO 9001/IATF 16949、MSD（JEDEC J-STD-033）、可追溯性（客户要求）。
2. 人-机-料-法-环（5M1E）注意事项
覆盖上料防错、程式管控、MSD 与环境的全流程约束
人（Man）
- 关键点
- 上岗资质、换线确认、首件签核、焊接/检测资格
- 在 MES/集成中的体现
- 资质校验、SOP 强制阅读、电子签名/首件放行
机（Machine）
- 关键点
- 印刷机/贴片机/回流炉/波峰焊/选择焊/ICT/FCT
- 在 MES/集成中的体现
- 程序/参数下发与锁定、设备状态/OEE、治具/网板寿命
料（Material）
- 关键点
- MSD 等级、锡膏/助焊剂批次、料卷批次/替代料
- 在 MES/集成中的体现
- 上料防错、开封计时/烘烤、FEFO、批次追溯到位号
法（Method）
- 关键点
- DFX/NPI、SOP、炉温曲线、拧紧/扭矩标准
- 在 MES/集成中的体现
- 工艺版本控制、参数签核、作业影像与作业票
环（Environment）
- 关键点
- 温湿度、ESD、清洁度、锡渣/废液处理
- 在 MES/集成中的体现
- EMS/SCADA 采集、越界报警、环保台账联动
检（Examination）
- 关键点
- SPI/AOI/目检、ICT/FCT、X-Ray、抽检 AQL
- 在 MES/集成中的体现
- SPC 规则、缺陷代码库、判定/返修闭环与再验证
3. 业务/工艺流程（设计 → 成品）
3.1 设计/NPI/DFX
输入 / 输出
- 输入：原理图、BOM、器件库、设计约束、可制造性要求（DFM/DFT/DFL）。
- 输出：Gerber/ODB++/IPC-2581、坐标（CPL/Pick&Place）、BOM-L（带位号）、工艺说明。
关键系统
PLM（版本/ECN）、CAD/CAM（Valor/CAM350）、ERP（BOM）、MES（工艺路线/程序/首件）。
技术要点 / MES 行为
- DFX 检查：面积比/开窗、极性/丝印一致性、可测性（ICT pad/边界扫描）。
- 样板试产（Pilot）：首件一次通过率（First Article FPY）。
工艺路线建模、程式/网板/治具主数据、ECN 生命周期、首件流程与电子签核。
3.2 SMT 电子装联
来料检验/备料
- 输入/输出
- IQC → 合格料卷/锡膏/助焊剂
- 关键设备
- MSD 烘烤柜、称量/粘度计
- 工艺参数/指标（示例）
- MSD 等级/计时、锡膏活性/黏度、FEFO
- MES 事务与质控点
- IQC 记录、开封/烘烤计时、仓储/WMS 绑定
- 5M1E 要点
- ESD/温湿度/储存条件、替代料审批
锡膏印刷
- 输入/输出
- 网板+锡膏 → PCB 焊盘锡膏
- 关键设备
- 印刷机、网板、刮刀
- 工艺参数/指标（示例）
- 印刷速度/压力、释放量、锡膏高度/面积比
- MES 事务与质控点
- 参数下发、网板寿命、首件 SPI 放行
- 5M1E 要点
- 网板清洁周期、锡膏回温/搅拌
SPI
- 输入/输出
- 3D 检测 → 缺陷数据
- 关键设备
- 3D SPI
- 工艺参数/指标（示例）
- 高度/体积/偏移、阈值/良率
- MES 事务与质控点
- SPI 数据回传、SPC 规则、异常拦截
- 5M1E 要点
- 阈值设定、模型训练/金样
贴片
- 输入/输出
- 料卷+程式 → 元件贴装
- 关键设备
- 贴片机、飞达/喂料器
- 工艺参数/指标（示例）
- 贴装精度、丢件率、换线时间、CPH
- MES 事务与质控点
- 上料防错（位号/料号）、程式校验、设备 OEE
- 5M1E 要点
- 飞达点检、极性/方位校验、关键物料双人复核
回流焊
- 输入/输出
- 焊接成型
- 关键设备
- 回流炉
- 工艺参数/指标（示例）
- 温区/传送速度、回流峰值/润湿时间、曲线匹配
- MES 事务与质控点
- 炉温曲线模板与实测对比、曲线超限拦截
- 5M1E 要点
- 换线验证、氮气浓度/能耗监控
回流后 AOI
- 输入/输出
- 焊点/极性/漏件检测
- 关键设备
- AOI
- 工艺参数/指标（示例）
- 缺陷率、误报率、覆盖率
- MES 事务与质控点
- 缺陷代码标准化、返修单、再验证
- 5M1E 要点
- 光源/角度/程序维护、金样管理
3.3 THT/波峰焊
手插件/成型
- 输入/输出
- THT 元件 → PCB
- 关键设备
- 成型机、治具
- 工艺参数/指标
- 插装高度/方向/齐平度
- MES/质控
- 位号/料号校验、工位防错
- 5M1E 要点
- ESD、培训与作业影像
波峰焊/选择焊
- 输入/输出
- 焊接成型
- 关键设备
- 波峰焊/选择性焊接
- 工艺参数/指标
- 预热/波峰高度/速度/助焊剂喷涂
- MES/质控
- 参数配方与锁定、过程抽检
- 5M1E 要点
- 助焊剂固含/清洗、治具保养
目检/X-Ray
- 输入/输出
- 焊点验证
- 关键设备
- 显微镜、X-Ray
- 工艺参数/指标
- 桥连/虚焊/孔填充率
- MES/质控
- 不良录入/缺陷 Pareto
- 5M1E 要点
- 样本量/抽检方案、复判机制
3.4 组装/选择性涂覆/清洗
- 组装：外壳、散热器、连接器、拧紧（扭矩）、治具定位。
- 涂覆：三防漆喷涂/选择性涂覆，遮蔽/固化曲线。
- 清洗：离子污染、清洁度验证，残余离子测试（ROSE/离子导电度）。
- MES：工序在制、参数模板、治具寿命、关键件/扭矩数据采集。
3.5 测试（ICT/FCT/编程/老化）
测试类型
- ICT：针床/飞针，覆盖率、开短路/元件值测试。
- FCT：功能测试，电源/通讯/性能；边界扫描/JTAG。
- 编程/烧录：MCU/Flash 烧录，版本与校验和，安全密钥管理。
- 老化/可靠性：高低温循环、HAST、振动；抽检与放行准则。
MES / 数据
- 测试结果自动采集（接口：CSV/REST/CFX），SN 级追溯（板→位号→元件批次）。
- 不良代码库、返修/再测闭环；覆盖率（Coverage）、一次通过率（FPY）。
- 编程版本控制/密钥审计；测试工装/探针寿命管理。
3.6 包装/入库/追溯
包装与标签
防静电/防潮、条码/二维码（含 SN、工单、版本、生产日期）。
WMS/ERP
入库过账/财务入账；箱/栈板绑定；客户订单/序列化对接。
追溯
材料批次、工艺参数、测试结果、返修记录全链路追溯，支持客户 8D/FA。
4. KPI 与可视化看板
聚焦良率、换线、测试覆盖率与能耗的综合运营指标
FPY
首件/批量/站点级
DPMO/PPM
缺陷水平
OEE/稼动
设备与线体
换线时间
SMED 指标
AOI/SPI 告警
规则/趋势
测试一次通过率
ICT/FCT
建议以数据湖分层建模（来料→制程→测试→包装）并与设备/检测系统联机形成可追溯证据链。
5. 异常处理与质量闭环
SPI/AOI/测试告警与偏差、返修、PM 的闭环治理
- Hold/Release：SPI/AOI/测试越线自动拦截，需电子签核与原因码。
- NCR/Deviation：来料/在制/出货不合格单；偏差评估与豁免。
- 8D 闭环：短期遏制—根因—纠正—验证—标准化；缺陷 Pareto 与 DOE 试验。
- PM/校准：设备 PM、工装治具维护；寿命报警与替换记录。
6. 安全合规与变更管理
覆盖ESD、化学品、信息安全与程序版本的全域控制
- ESD/防静电、化学品管理（锡膏/助焊剂/清洗剂）、焊接烟尘治理、噪声/机械防护。
- 信息安全/电子签名/审计，程序/版本发行矩阵与回退策略。
- 法规与客户要求（汽车电子 AEC、可追溯性等级、环保 RoHS/REACH）。
附录 A：工序技术指标速查（示例上限）
可按产品类型扩展的参考阈值，便于看板指标对齐
印刷
- 代表性指标/规范
- 面积比≥0.66、锡膏高度/体积 CPK、偏移≤阈值、网板清洁周期
贴片
- 代表性指标/规范
- 贴装精度、丢件/抛料率、CPH、关键极性错误率→0
回流
- 代表性指标/规范
- 峰值温度/时间、ΔT、润湿时间；曲线与合金匹配（SAC305 等）
AOI/SPI
- 代表性指标/规范
- 缺陷检出率、误报率、覆盖率、金样/模型维护周期
波峰焊
- 代表性指标/规范
- 波峰高度、预热温度、传送速度、助焊剂固含/喷涂量、孔填充率
清洗/涂覆
- 代表性指标/规范
- 离子污染限值、涂层厚度/均匀性、遮蔽合规
ICT/FCT
- 代表性指标/规范
- 覆盖率、接触良率、一次通过率、再测率、编程成功率
追溯
- 代表性指标/规范
- SN→BOM-L 位号→元件批次/料卷→IQC→供应商（全链路）
说明：以上为通用项，落地需按产品类型（消费/汽车/工控/医疗）与客户规范细化；与此前“半导体制造全流程（MES为核心）”文档的版式与术语保持一致，便于统一看板与数据模型。