作者简介：Don Ball是Chemcut公司的工艺工程师。

　　众所周知，在任何制造工艺中，减少制造工艺中产生的产品缺陷（即提高良率）都是好事。然而，要做到这一点却可能引发争议和挫败感。我并不自诩为该领域的专家，因为我的大部分工作都涉及新概念的可行性研究或对现有设备的测试改进。良率高低通常不是关键因素；我们主要关注的是获取足够的数据来验证或推翻某个概念，或者检验设备设计改进是否真正有效。不过，在我参观那些重视高产量和高良率的生产质量车间时，我观察到它们在降低缺陷、提升良率方面采取了一些共同的措施。

　　大多数工厂做的第一件事是研究生产线上的工艺步骤——从进料到成品包装——以及如何优化每个步骤。在蚀刻过程中，他们会详细考察表面处理、抗蚀剂、抗蚀剂涂布、底片、抗蚀剂曝光、显影和蚀刻等环节。我的意思是，他们会分析干膜层压的辊温、曝光时间和强度、显影剂浓度等，以确定生产高密度电路最有效且最具成本效益的方法。　

　　他们通过使用复制或超过其最稳定产品的蚀刻测试图形来实现这一目标，因为评估产品工艺的第一个真正机会是在蚀刻和剥离抗蚀剂之后。然后，他们可以看到每个步骤的不同工艺参数，将如何影响最终的蚀刻产品，确定每个工艺的最佳工艺参数，以及必须对其进行的严格控制程度。一旦确定了这些参数，他们就会为每个工艺制定书面程序。通过优化每个工艺步骤并遵循书面程序，整个蚀刻工艺得以稳定，可消除许多随机缺陷。然后，更容易对每个工艺隔离系统缺陷，然后找出导致这些缺陷的原因以及需要采取哪些措施来消除这些缺陷。

　　许多顶级的工厂会在其系统中添加数据记录仪，以记录随时间变化的操作工艺参数，以便轻松定位和纠正可能导致缺陷增加或良率下降的任何工艺异常。一些工厂在此基础上使用统计过程控制（SPC）数据，使他们的工艺能够与管理者“对话”。他们能够通过分析整个系统中发生的变化来评估和控制短期趋势。是的，这需要时间和投入精力，而且在严格控制工艺之前，很难系统地跟踪和消除缺陷。然而，对于许多中小型独立PCB制造商来说，数据记录仪和复杂的统计控制软件可能超出了其能力和预算。无论如何，对工艺的了解、改进和记录仍然是值得的。根据我的经验，一个简单的例子可以证明可以实现什么。  

　　我1974年开始工作时，工厂没有洁净室或用于干膜曝光的复杂曝光设备。在一个有黄灯的房间里有一台杜邦PC120非准直曝光装置。直到20世纪80年代末，使用具有75µm线宽和线距的新蚀刻测试图形时，这台曝光装置仍然够用。

　　24x18测试面板的两面各有352个测试模块。最初，这些测试模块的良率在80%的范围内。失效原因主要为开路。当我们在显微镜下检查测试模块时，发现大多数开路都是3 mil线中的微小断裂——即使在放大倍数下也很难发现。于是，怀疑是黄光房间里的灰尘颗粒导致的，这些颗粒在曝光过程中沉积在面板上，因此工厂制定了流程，包括光底片检查和清洁，以及每次曝光前的曝光玻璃清洁。在将底片放在曝光玻璃和底片上的面板上之前，用不起毛的超细纤维布和防静电刷除尘，此时，良率达到了95%以上。虽然它并不完美，但对我们目的来说，这一良率已经足够好了。我们写下了这些流程规范，至今仍在使用。

　　有一段短暂的时间，我们通过当时的公司获得了进入一间具备最先进曝光单元的1万级洁净室的机会。如果没有书面流程规定，在洁净室制备的测试板其良率仍然在95%左右。恢复这些流程规定后，良率提高到99%以上。一个最重要的问题是，为什么在没有曝光准备步骤的情况下，洁净室的良率仅为95%左右？按理说，本应做得更好。

　　进入洁净室的权限本应仅限于少数经过培训的人员，并且这些人受过培训，知道在进入气闸室前要穿上防护服，然后在进入洁净室前要遵循去污程序。我们的调查发现，未经授权的人员因为不愿意花时间按规矩办事，所以无视了这些程序。每当有人不采取适当预防措施就打开洁净室门时，洁净室大约需要30分钟才能恢复到其额定粒子计数。当门整天不断开关时，维持1万级的洁净度等级就变得很困难。如果没有人遵守，书面规程就毫无价值。

　　为了将缺陷降到最低，管理层必须发挥领导作用。然而，负责各项工艺的人员也必须认同并投入这项努力。我见识过太多车间，那里只有一个工艺工程师试图控制工厂里的所有工艺，而操作设备的人员薪水微薄，他们的唯一目标就是上满8小时班然后回家。如果没有操作人员的配合，任何试图减少缺陷、提高良率的努力都注定会失败。