企業(yè)生產(chǎn)過程控制

1、過程控制 如果實施正確，過程控制方法與工具將幫助達到過程能力、穩(wěn)定性和可重復性。過程控制是一系列仔細計劃和周密設定的事件，當按照計劃完成時，典型地將包括以下事項（第5、6、7和9項可能需要采取過程調整）： 定義裝配要求、裝配過程、過程參數(shù)和過程品質計劃 存檔裝配程序 培訓和發(fā)證雇員 開始限量生產(chǎn) 收集變量數(shù)據(jù) 計算過程能力 收集特性數(shù)據(jù) 開始批量生產(chǎn) 繼續(xù)數(shù)據(jù)收集 所有過程都有變量，統(tǒng)計過程控制(SPC, statistical process control)提供基本的工具，可用于測量和監(jiān)測過程變量。有兩種類型：普通原因和特殊原因。普通原因變量是那些自然地存在于一個穩(wěn)定的和可重復的過程中。特

2、殊原因變量是那些出現(xiàn)在由于特殊的（可歸屬的）原因，如沒有符合已建立的過程參數(shù)，而缺乏能力的過程中。 過程控制必須基于事實。控制圖表，簡單地說，就是一段時期上分布的柱狀圖，記錄和顯示收集的數(shù)據(jù)。變量數(shù)據(jù)是以過程為焦點，通過(attribute)來得到，例如，膠點的直徑。特性(feature)測量特征數(shù)據(jù)，也是產(chǎn)品為焦點，代表計數(shù)，例如，在一塊完成的PCB裝配上焊接點缺陷的數(shù)量。有六個基本的控制圖表： X條形顯示平均的一系列測量的變量 R顯示一系列測量范圍的變量 C顯示缺陷數(shù)量的變量 U顯示每個單位缺陷數(shù)量的變量 P顯示斷裂缺陷的變量 Np顯示有缺陷的單位數(shù)量的變量 控制圖包含控制和規(guī)格極限?？刂?/p>

3、極限，也叫做上(UCL)和下(LCL)控制極限，是變量的邊界。它們是基于實際的過程表現(xiàn)。規(guī)格極限是工程利用的外部邊界，也有上(USL)和下(LSL)極限。當數(shù)據(jù)在控制極限內并形成隨機形態(tài)時，過程是穩(wěn)定的和可重復的。需要觀察的事件包括失控點和三個統(tǒng)計模式：運行(runs)、周期(cycles)和趨勢(trends)。 高級SPC使用者也可計算過程能力指數(shù)，通常叫做Cp和Cpk。過程能力(Cp)將一個過程的柱狀圖與規(guī)格極限比較，而改正的過程能力(Cpk)是用來處理Cp內在的幾個不足點。1.0的Cp表示過程能力還可以，但最少1.33的Cp才是所希望的。 每百萬的缺陷機會(DPMO, defects-

4、per-million-opportunities)是另一個顯示產(chǎn)品品質的方法。簡單地說就是每個單位上的缺陷數(shù)除以缺陷機會，乘以一百萬。缺陷機會就是每個板上焊接點的數(shù)量。 過程控制(Process Control) 隨著作為銷售市場上具有戰(zhàn)略地位的英特網(wǎng)和電子商務的迅猛發(fā)展，OEM面臨一個日趨激烈的競爭形勢，產(chǎn)品開發(fā)和到位市場的時機正在戲劇性的縮短，邊際利潤的壓力事實上已有增加。同時合約加工商(CM)發(fā)現(xiàn)客戶要求在增加：生產(chǎn)必須具有資格并持有執(zhí)照，產(chǎn)品上的電子元件必需有效用和有可追溯性。這樣，文件的存檔已成為必不可少的了。 當今，成功的制造商已經(jīng)消除了其所需的人員與信息之間的時間和距離。經(jīng)管更

5、加緊密地與運作相連，反過來，運作人員在相互之間和與設備之間更加緊密地相聯(lián)系。如果存在一個21世紀的成功電子制造商的定義特征，那就是準確控制、評估和改進其工藝過程的能力。 改進的邏輯過程 在計算機和電信市場的制造商的帶領下，制造商們正貫徹邏輯步驟，以使得PCB制造過程的連續(xù)改進達到一體化。如圖一所示，路線十分直接了當。以自我測試開始，在一個行進的過程測試的閉環(huán)中達到最 高點，過程改進的八個步驟，雖然相互關聯(lián)，但每一個都重要。 圖一、以自檢開始，以行進中的評估“閉環(huán)”結束，過程的改進步驟 的相互關系清晰可見。定義目標。起點是改進制造過程的最基本的元素，由于其通用的1. 范疇，而往往被忽視或難以決定

6、。必須為整個制造運作而不是其某些部分，制定目標和目的。提出的問題是基本的：希望從產(chǎn)品 得到什么？當顧客購買產(chǎn)品時，應該得到什么？ 當完全探討這些問題，則可設立整個制造舞臺通用的清楚的目標和目的。然后，運作中的每一個人將明白這些觀點怎樣影響過程中的他那個特定部分，令人厭惡的組織分支內的目標不一致的問題將消除。決定這些目標的力量是多方面的，但大部分是市場驅)(動的。所有潛在的因素例如，內部能力與期望，供應鏈分枝等 應該在一開始時詳盡地討論。建立度量規(guī)范。關鍵的度量規(guī)范，或測量定義的目標與目的是否2. 滿足的量化因素，是建立基準線以及測量過程進度所必須的。有許多測量過程的方法，但選擇的度量規(guī)范必須提

7、供評估結果的最好方法。 電子產(chǎn)品中，已出現(xiàn)四個主要度量規(guī)范： 生產(chǎn)量，或，當機器運行時制造產(chǎn)品數(shù)量所決定的設備有效運行。機器運行期間完成的板的數(shù)量越大，生產(chǎn)量越大。 利用率，或，機器運行時間所決定的設備本身的運行。連續(xù)以每周七天、每天24小時運行的設備是以最大的利用率在運行的。 報廢，或浪費的材料，包括裝配期間損壞的或放棄無用的元件，由于裝配返工或整個裝配報廢而必須拿掉或修理的已貼裝的元件。 品質，或簡單地，把正確的東西放在正確的位置，以保證產(chǎn)品性能達到設計規(guī)格。 3. 標識運作。一旦度量規(guī)范得到滿足，影響它的運作必須得到標識。然后，程序可以得到實施，過程可以得到改進，把度量規(guī)范應用到定義的目

8、標。這個概念就是標識關鍵的運作，使其可以測量，并可采取對目標有意義影響的行動。 例如，對生產(chǎn)量來說，關鍵因素可能是機器編程。程序保證最優(yōu)化的貼裝模式，使得機器以最快的速度運行嗎？編程是手工完成的嗎？如果是，自動編程工具可以改進性能和生產(chǎn)量嗎？其它問題可能包括：是否在適當?shù)臅r間有正確的維護，有現(xiàn)有的程序來保證嗎？元件的拾取、恢復或重試操作會減少實際的機器效率嗎？ 對利用率來說，什么因素支持(或破壞)不分晝夜的運行？產(chǎn)品數(shù)據(jù)是否正確和迅速地提供給機器操作員和設備本身，使得不確定以及制造“錯誤產(chǎn)品”的可能得到避免？ 轉換開關 從一個產(chǎn)品轉換到另一個產(chǎn)品 可能對利用率有戲劇性的影響。必須盡量減少機器上

9、的轉換，為接納新產(chǎn)品而處理 零件和送料器設定的變化。同樣，產(chǎn)品在生產(chǎn)線上運行的次序以。為了快速地產(chǎn)品圖二)有形的方式用重要影響，如時間和成本(轉換，必須強制做到，在轉換前把最新的產(chǎn)品規(guī)格和清楚的程序 建立指導發(fā)放出來。產(chǎn)品運行的次序可能對設備的利用率有很強設定，“動態(tài)”圖二、 的影響。決定優(yōu)化的次序可以極大地改進過程。對報廢而言，產(chǎn)生浪費的過程和運作必須標識出來。送料器設定正確嗎？零件用完后，補充是否快速、準確？有沒有提供給操作員這些步驟所要求的數(shù)據(jù)？ 其它問題：已經(jīng)選擇了生產(chǎn)運行的正確程序嗎？和車間的元件相符合嗎？機器性能本身應該評估：是否所有元件都拿起和貼裝，或者，是否丟失率對報廢有重大影

10、響？機器性能是否在行進的基礎上有文件記錄？ 品質度量規(guī)范回到直接了當?shù)闹噶睿喊颜_的零件放在正確的位置，以保證產(chǎn)品性能達到設計要求。為了保證，必須告訴操作員正確的程序，即，所有車間內裝配、測試和包裝的步驟。是否工程與制造之間的通信可保證設計更改直接地反映在制造程序中？最后，傳統(tǒng)的品質檢查 產(chǎn)品是否真的制造正確？ 4. 測量過程。一旦影響定義目標最大的運作與程序已經(jīng)標識，它們可按照已建立的度量規(guī)范來測量。過程測量將邏輯上來自于過程本身，一些簡單得足以手工評估(即，在紙上)，而其它的將要求通過信息系統(tǒng)來精密復雜地監(jiān)視。事件包括時間、范圍、內容、精度和反應，或者，制造商對過程中或過程本身變化的有效反

11、應的能力。不需要說，成功的制造商中間的運行已清楚地趨向于精密復雜的實時過程控制 變成日常事務的一部分的一種承諾。 5. 選擇工具。關鍵因素包括效率、對過程偏移的反應速度和數(shù)據(jù)收集與分析錯誤的最小化。提供的某些工具是占優(yōu)勢的： 統(tǒng)計過程控制(SPC, Statistical process control)和交互過程被廣泛地用于量(IPO, Interactive process optimization)優(yōu)化化和改進生產(chǎn)量。SPC提供所有與信息系統(tǒng)通信的設備的實時狀態(tài)的圖表顯示。它也用來作圖表和提供對自動儲存在運行數(shù)據(jù)庫的信息的可視化和實時監(jiān)測。例如，SPC圖表提供訪問生產(chǎn)(看工具條)、吸嘴和

12、料盒經(jīng)管數(shù)據(jù)、運行狀態(tài)和現(xiàn)時與歷史的操作事件數(shù)據(jù)。這些工具最精密復雜之處可以結合數(shù)據(jù)區(qū)域來產(chǎn)生用戶圖表和報告，可相對定義的控制參數(shù)對其評估，以提供失控情況的自動報警。 IPO提供從自動轉換和CAD數(shù)據(jù)優(yōu)化，到就緒的生產(chǎn)程序的所有東西。典型的，IPO使用多級和多產(chǎn)品的優(yōu)化步驟來轉換CAD文件到增加生產(chǎn)設備效率而減少設定時間的“處方”?，F(xiàn)在的程序使用圖形用戶介面(GUI, Graphical User Interfaces)來使得在過程中任何點進行自動優(yōu)化的簡單編輯。通過提供多已經(jīng)數(shù)據(jù)庫，IPO給用戶對用來產(chǎn)生程序的零件信息一個提升的控制；其優(yōu)化過程提供整條生產(chǎn)線機器的平衡的設定時間，而使料車和工

13、作臺的運動最少。這個工具的關鍵優(yōu)勢是，把多個產(chǎn)品和其元件作為一個整體或“混合”進行優(yōu)化。其結果是，運行中的所有產(chǎn)品的單一設定，使設定和轉換時間最少，而提供有力的控制。主要目標是建立一條降低所有生產(chǎn)制造時間的，生產(chǎn)和機器程序最大化的生產(chǎn)線。 用于測量利用率規(guī)范的流行的工具包括，動態(tài)設定經(jīng)管(DSM, Dynamic Setup Management), 元件確認與跟蹤(CVT, Component Verification and Tracking)，生產(chǎn)線經(jīng)管者和主機通信/產(chǎn)品數(shù)據(jù)經(jīng)管軟件。DSM工具是增加的生產(chǎn)線經(jīng)管系統(tǒng)，提供對特定生計算遞增的一列產(chǎn)品的送DSM產(chǎn)線的交互經(jīng)管產(chǎn)品運行的能力。

14、料器設定變化，以使所花的生產(chǎn)時間最少；它是基于估計的運行和設定時間的總和。DSM對合約制造商特別重要，高混合、低產(chǎn)量的生產(chǎn)環(huán)境使得轉換的最少化成為首選。 CVT工具結合硬件和軟件系統(tǒng)，使用拴在系統(tǒng)上的條形碼掃描器。CVT掃描器讓操作員完成單個產(chǎn)品或全部產(chǎn)品混合的設定全過程。這些系統(tǒng)允許雙料車單獨地設定，允許設定現(xiàn)時產(chǎn)品的一個料車的同時，另一個料車已準備好下一個產(chǎn)品。零件、銷售商、批號、數(shù)量和操作員數(shù)據(jù)儲存在CVT工具里，作為一個輔助受益，以支持元件的可追溯性。典型的，用于新產(chǎn)品設定的相同CVT屏幕也用于跟蹤元件的用盡，因此簡化兩個操作。 生產(chǎn)線經(jīng)管者提供多元的自動轉換。它們可監(jiān)查轉換，當轉換完

15、成時停止和釋放組板；下載產(chǎn)品和把它指向特定的設備；并且開始新的產(chǎn)品順序，為生產(chǎn)作必要的調整(如，寬度軸)。生產(chǎn)線經(jīng)管者通常掃描每個組合板，把其產(chǎn)品和那些運行在生產(chǎn)區(qū)的進行比較，若不同則開始轉換。轉換的自動化大大地改善了利用率。 主機通信工具使用產(chǎn)品概念，來吸收操作員需要用來在生產(chǎn)線上運行產(chǎn)品的所有信息。有了這些工具，主管可以設定那些要下載或上載的數(shù)據(jù)；這消除了操作員出錯的機會和減少快速轉換時的不確定性。 送料器經(jīng)管系統(tǒng)(FMS)和元件經(jīng)管系統(tǒng)(CMS)是應用于報廢度量規(guī)范的通用工具。(SPC和CVT也應用于這個度量規(guī)范。) FMS跟蹤工廠內送料器資源的位置和生產(chǎn)統(tǒng)計資料。因為送料器有關的錯把工

16、廠看作送料器可能放置FMS誤可能是報廢元件的主要原因，的幾個區(qū)域。因此，工具通常要求送料器以條形碼作標記，作為送料器裝載操作的一部分來掃描。從送料器吸取和報廢的元件計數(shù)自動的和每個送料器聯(lián)系在一起。然后，工具可用來識別和找到需要維護的送料器。因為送料器是從機器上安裝和拆卸的，F(xiàn)MS工具自動地跟蹤和分配計數(shù)和錯誤數(shù)量給每個送料器。 CMS工具跟蹤工廠內的元件庫存清單。和FMS一樣，它把工廠按區(qū)域劃分，在這里可以找到元件，并當元件移動時，CMS跟蹤它們。高級的CMS工具顯示現(xiàn)時的元件信息，定義區(qū)域內的零件位置，低存數(shù)元件報警，以查明接近所定義的用盡極限的元件料盤數(shù)量，和與元件有關的過程度量規(guī)范的圖

17、表(例如，按零件/銷售商/批號的報廢)。 或許，在評估規(guī)范中最動態(tài)的發(fā)展是，品質的文件編輯工具的應用。它們可用來描述制造過程和給生產(chǎn)車間派發(fā)專門的工作指示，消除了只提供單一的解決技術方案給包裝信息，如裝配圖紙、程序安排圖表和操作指示，所造成的效率低下。文件編制工具迅速把工廠推向無紙張運作，這里，所有要求的信息放在單一的文件內，可獨立于其它工具使用。文件編制的運行可在單臺計算機上、手工裝配站或生產(chǎn)線上，消除了報告亂放或無效的工作指示的混亂。重要的是，通過把制造信息結合在單一的數(shù)據(jù)包中，文件編制工具提供了一個規(guī)范來制造產(chǎn)品和促進車間內ISO9000的認識。最后，在品質計量規(guī)范的測量中占主導的其它工

18、具包括，檢查工具、生產(chǎn)線經(jīng)管者和主機通信裝置。 如前面所說，品質檢查工具可以是手工的或自動的，看其應用而定。在生產(chǎn)線上累加缺陷的能力證明是自動工具最大的實惠，它允許改進的跟蹤，提供尋找關鍵制造問題的指示。大多數(shù)制造商采用一系列的工具，跨過主要的度量規(guī)范工作，來增強工具投資的回歸，同時支持度量規(guī)范的關鍵前提：追尋既定的目標和目的(圖三)。 圖三、過程控制工具表，可看出利用率橫跨幾個主要規(guī)范。評估規(guī)范。隨著目標和目的的制定、規(guī)范達到一致和得到制定、6. 關鍵的運作在行進的基礎上用選擇的工具得到標識和測量，是時候評估這測量了。這對于描述制造性能的歷史和把結果與目標相比較是必要的。只有當呈現(xiàn)了過程及其

19、變量的準確圖形后，才可 以向希望的方向邁進。改進過程。當手上持有制造過程的準確圖形時，那些不支持目標7. 的區(qū)域將變得清楚。然后，作出調整，以達到改進度量規(guī)范和減 少棘手的偏移的目標。評估改進?，F(xiàn)在，基本的目標達到了嗎？這一步實際上是第六步8. 的評估過程的聽診，改進和評估變成運作中的一個行進部分。那些掌握這個連續(xù)準則的人將具備在當今迅速變幻的市場中成功的極具競爭性的法寶。 結論 實施這八個步驟的最終理由是極其簡單的：即，生存。制造商所面對的市場壓力將不會隨著時間而減少。市場之間的邊界正在消失，競爭更加激烈。成功的人能夠對客戶反應是迅速、高效并帶有很強的控制，因為他們的顧客的要求不會變得越少。

20、通過增加產(chǎn)出、利用率最高化、減少報廢以及通過履行行進中的過程控制改進來改善品質，原設備制造商(OEM)和合約制造商(CM)將能夠降低成本、改善效益、開發(fā)和維持生意，以及抓住開朗的客戶忠誠。 過程品質控制：通往零缺陷制造的途徑 In-process Quality Control: The Route to Zero-defect Manufacture 采用AOI的最終目標將決定生產(chǎn)線上哪里放置AOI，并將產(chǎn)生什么過程控制信息。 隨著印刷電路裝配變得更小和更密，自動光學檢查(AOI, automated optical inspection)設備越來越多地用來監(jiān)視和保證印刷電路板(PCB, p

21、rinted circuit board)的品質。另外，帶有專門目的的有效使用AOI可以產(chǎn)生不同類型和詳細程度的過程控制信息。 有四類實施AOI的檢查目標： 。把注意力主要集中在最終品質的制造商對(End quality)最終品質產(chǎn)品走下生產(chǎn)線時的狀態(tài)感興趣。當生產(chǎn)問題非常清楚、產(chǎn)品混合度高、和數(shù)量和速度為關鍵因素的時候，優(yōu)先采用這個目標。AOI通常將放置在生產(chǎn)線最尾端附進。在這個位置，設備可以產(chǎn)生大范圍的過程控制信息。 過程跟蹤(Process tracking)使用檢查設備來監(jiān)視生產(chǎn)過程。典型地，包括詳細的缺陷分類和元件貼放偏移信息。當產(chǎn)品可靠性很重要、低混合度的大批量制造、和元件供應穩(wěn)定

22、時，制造商優(yōu)先采用這個目標。這經(jīng)常要求把檢查設備移動到幾個地方，在線地監(jiān)視具體的表現(xiàn)。過程控制信息通常比采用最終品質目標少，但是它可以直接地找到特殊的過程問題。支持特殊過程步驟的過程控制信息可能比采用其它目標更定量化。 在線測試(ICT, in-circuit test)第一次通過率(FPY, first-pass yields)反應過程能力和ICT步驟的任何難點。AOI設備通過發(fā)現(xiàn)缺陷板和在第一次ICT之前把缺陷板發(fā)送到修理，來改善ICT的通過率。當生產(chǎn)批量很大而需求時間短，要使測試和發(fā)運產(chǎn)品成為關鍵問題的時候，制造商優(yōu)先采用這個目標。因為AOI是放置在生產(chǎn)線的最后端點附近，所以過程控制信息

23、典型地是定性的。 特征化(Characterization)。在危險性使用裝配的生產(chǎn)中，即，醫(yī)療或軍事應用中，檢查設備必須調整到發(fā)現(xiàn)所有可能的異常。其結果是幾乎不存在遺漏率，但是它會產(chǎn)生誤報，要求較長的檢查時間。AOI典型的用于生產(chǎn)線最尾端，檢查焊錫點，但可以移去監(jiān)測特殊過程。對這個目標的關鍵生產(chǎn)因素是生產(chǎn)類型、現(xiàn)場失效的危險性和允許的看檢查設備的位置和可產(chǎn)生定性和定量的過程控制信息，監(jiān)測時間。設定而定。 在許多應用中，對于任何這些目標，AOI機器設定將沒有什么不同。不同之處在于檢查機器如何使用。例如，檢查機器典型地只標志嚴重的缺陷，可是，如果特征化作為檢查目標，使用者可能瀏覽到的(或讓檢查設

24、備報告)只是不夠嚴重的、不足以完全反映產(chǎn)品特征的異常。檢查設備必須支持全部這些檢查目標，并可從一個移動到另一個。類似地，過程控制信息可能由于設備的用途而不同。例如，雖然元件貼裝信息可以用回流焊后檢查來收集和檢查，但是這些信息的利用將于回流焊前檢查收集的不同。在這個站點，與貼裝機器錯誤的缺陷相關性可能更小。 實施策略(Implementation Strategies) 機器所放置的位置可以實現(xiàn)或阻礙檢查目標，不同的位置可產(chǎn)生相應不同的過程控制信息。AOI放置位置是由下面因素決定的： 特殊的生產(chǎn)問題。如果生產(chǎn)線有特別的問題，檢查設備可增加或移動到這個位置，監(jiān)測缺陷，盡早發(fā)覺重復性的問題。 實施目

25、標。對于檢查設備，沒有一個最好的位置來處理所有的生產(chǎn)線缺陷(表一)。如果實施AOI的目標是要改進全面的最終品質，把機器放在過程的前面可能沒有放在后面的價值大。機器放在前面的一個論據(jù)是為了避免對已有缺陷的產(chǎn)品再增加價值。還有，在過程的早期維修缺陷的成本大大抵于發(fā)貨前后的維修成本?？墒?，許多缺陷是在生產(chǎn)的后期出現(xiàn)的，意味著不管前面發(fā)現(xiàn)多少缺陷，發(fā)貨前還是需要全面的視覺檢查。 (Placement Location) 放置位置雖然AOI可以放在裝配過程的如何部分的后面，但是有三個檢查位置是主要的： 錫膏印刷之后(after solder paste deposit)(圖一)。如果錫膏印刷過程滿足要求

26、，那么ICT發(fā)現(xiàn)的缺陷數(shù)量可戲劇性的減少1。印刷不良可能同下列問題是有聯(lián)系的： 焊盤上焊錫不足。 焊盤上焊錫過多。 焊錫對焊盤的重合不良。 焊盤之間的焊錫橋。 在ICT上，相對這些情況的缺陷概率直接與情況的嚴重性成比例。輕微的少錫很少導致缺陷，而嚴重的情況，如根本無錫，幾乎總是在ICT造成缺陷。焊錫不足可能是元件丟失或焊點開路的一個原因。盡管如此，決定哪里放置AOI需要認識到元件丟失可能是其它原因下發(fā)生的，這些原因必須放在檢查計劃內。這個位置的檢查最直接地支持過程跟蹤和特征化。 這個階段的定量過程控制數(shù)據(jù)包括，貼放偏移和焊錫量信息，而有關印刷焊錫的定性信息也會產(chǎn)生。 回流焊前(Pre-refl

27、ow)(圖二)的檢查是在元件貼放在板上錫膏內之后和PCB送入回流爐之前完成的。這是一個典型地放置檢查機器的位置，因為這里可發(fā)現(xiàn)來自錫膏印刷以及機器貼放的大多數(shù)缺陷。 在這位置產(chǎn)生的定量的過程控制信息，提供射片機和密間距元件貼裝設備校準的信息。這個信息可用來修改元件貼放或表明貼片機需要校 實施目標。AOI準。這個位置的檢查支持所有回流焊后(Post-reflow)(圖三)檢查是SMT工藝過程的最后步驟，在發(fā)貨前完成的ICT、功能測試和系統(tǒng)測試之前。這是AOI最流行的選擇，因為這個位置可發(fā)現(xiàn)全部的裝配錯誤?；亓骱负髾z查提供高度的安全性，因為它識別由錫膏印刷、元件貼裝和回流過程引起的錯誤。這個位置的

28、檢查支持所有AOI實施目標。 雖然在這點可產(chǎn)生定量的信息，但可能困難于將錯誤與確定性的原因關聯(lián)起來。盡管如此，所產(chǎn)生的定性的信息可提供全過程狀態(tài)的最準確的指示器，因為在這個位置，SMT過程已經(jīng)完成。 如果說每個位置對識別某個特殊缺陷都可能理想主義的話，實施AOI的挑戰(zhàn)就是將檢查設備放到一個可以盡早識別和改正最多缺陷的位置。 過程控制信息(Process Control Information) AOI設備產(chǎn)生兩種類型的過程控制信息。定量的信息，如元件偏移的測量，可用于監(jiān)測貼片設備的狀態(tài)。其后的邏輯是貼裝精度是全部的生產(chǎn)過程品質的一個好的指示器。定性信息可通過直接報告缺陷信息來決定全部裝配過程的

29、品質。該信息可用于決定制造過程的系統(tǒng)缺陷。分析信息的步驟如下。 選擇一個控制圖作為主監(jiān)視圖。這個圖經(jīng)常在檢查機器或返工站顯示。操作員觀察圖表來決定是否過程超出公差。對監(jiān)測元件貼裝的回流焊前的檢查站，圖表典型地是一個元件偏移的離散圖。當繪出的點超出預設的極限，操作員可以糾正缺陷，可能的話調整貼片機。對回流焊后的應用，主監(jiān)視圖將或是一個Pareto圖，或是一個FPY圖。設備和AOI品質控制圖。該圖比較來自從FPY圖四顯示一個典型的PCA返工工位的操作員所產(chǎn)生的FPY數(shù)據(jù)。因為FPY是全面過程線性能的良好指示器，所以該圖一般作為一個關鍵的過程監(jiān)視工具。在任何時候，操作員可以選擇一個點來作進一步的調查

30、，并且可產(chǎn)生一個更詳細的缺陷分類圖。 圖五是一個歸納總結Pareto圖分類的缺陷的報告。象這樣的過程控制圖典型地是當FPY圖出現(xiàn)某種異常的時候提出的。該圖告訴過程工程師什么類型的缺陷正在出現(xiàn)。在本例中，最重要的缺陷是錫橋，它占了缺陷的42%。線性圖顯示與Pareto條形圖有聯(lián)系的缺陷的累積百分率。它表明最多的三種缺陷占產(chǎn)品上發(fā)生的錯誤的75%。如果這些缺陷被消除，那么可得到重大的過程改進。再進一步深究這數(shù)據(jù)，可以決定焊錫短路的位置。 圖六顯示焊錫短路缺陷發(fā)生在哪里。通過逐個位置的檢查特殊缺陷的發(fā)生，過程工程師可更好地決定缺陷的根源。在本例中，最多缺陷的位置造成錫橋總數(shù)量的15%。由于這個至關重

31、要，缺陷的根源將要求進一步的調查。 定性品質控制圖給操作員和過程工程師改進尋找缺陷根源和突出系統(tǒng)缺陷的工具。 AOI的未來(Future of AOI) AOI工業(yè)正努力邁向零缺陷制造的最終目標，當然現(xiàn)在還未達到?，F(xiàn)在的情況是一系列的統(tǒng)計數(shù)量告訴過程工程師什么已經(jīng)發(fā)生，但是還不能告訴操作員什么將會發(fā)生。類似地，推測缺陷根源是借助于AOI系統(tǒng)產(chǎn)生的控制圖類型，但系統(tǒng)很少可以自己決定根源。元件貼裝/這個點就是回流焊前元件偏移檢查循環(huán)只不過剛剛開始接近一個點，檢查機可以直接對貼片機發(fā)出偏移改正信號，修改其貼裝程序。 對過程品質控制而言，AOI的未來將涉及智能軟件系統(tǒng)，該系統(tǒng)將統(tǒng)計數(shù)據(jù)、與品質數(shù)據(jù)有關

32、的信息和來自其它生產(chǎn)設備的變量翻譯出來，預測發(fā)生前的缺陷，在行進中找出過程缺陷的可能根源。進一步增加系統(tǒng)能力，將使自動改正行動成為可能。 四個主要的檢查目標適合于所有類型的制造商。生產(chǎn)線上哪里放置AOI決定于最終目標是什么。位置也影響檢查設備產(chǎn)生的過程控制體系的品質。這個必須納入考慮范圍，以確實滿足AOI實施的目標。 檢查目標隨著過程的改變和成熟而發(fā)生變化。AOI設備必須靈活以適應變化。重要的是設備方便移動到生產(chǎn)線上的不同位置，可以準確地識別和分類缺陷。同樣，不同的時期將有必要采用不同的過程統(tǒng)計。AOI產(chǎn)生的描述性的統(tǒng)計數(shù)據(jù)在什么時候適合于尋找過程變化，對這一點的認識是通往零缺陷制造道路上的下

33、一站。 SMT基本名詞解釋 Accuracy(精度)：測量結果與目標值之間的差額。 Additive Process(加成工藝)：一種制造PCB導電布線的方法，通過選擇性的在板層上沉淀導電材料(銅、錫等)。 Adhesion(附著力)：類似于分子之間的吸引力。 Aerosol(氣溶劑)：小到足以空氣傳播的液態(tài)或氣體粒子。 Angle of attack(迎角)：絲印刮板面與絲印平面之間的夾角。 Anisotropic adhesive(各異向性膠)：一種導電性物質，其粒子只在 軸方向通過電流。ZAnnular ring(環(huán)狀圈)：鉆孔周圍的導電材料。 Application specific

34、integrated circuit (ASIC特殊應用集成電路)：客戶定做得用于專門用途的電路。 Array(列陣)：一組元素，比如：錫球點，按行列排列。 Artwork(布線圖)：PCB的導電布線圖，用來產(chǎn)生照片原版，可以任何比例制作，但一般為3:1或4:1。 Automated test equipment (ATE自動測試設備)：為了評估性能等級，設計用于自動分析功能或靜態(tài)參數(shù)的設備，也用于故障離析。 Automatic optical inspection (AOI自動光學檢查)：在自動系統(tǒng)上，用相機來檢查模型或物體。 Ball grid array (BGA球柵列陣)：集成電路的包

35、裝形式，其輸入輸出點是在元件底面上按柵格樣式排列的錫球。 Blind via(盲通路孔)：PCB的外層與內層之間的導電連接，不繼續(xù)通到板的另一面。 Bond lift-off(焊接升離)：把焊接引腳從焊盤表面(電路板基底)分開的故障。 Bonding agent(粘合劑)：將單層粘合形成多層板的膠劑。 Bridge(錫橋)：把兩個應該導電連接的導體連接起來的焊錫，引起短路。 Buried via(埋入的通路孔)：PCB的兩個或多個內層之間的導電連接(即，從外層看不見的)。 CAD/CAM system(計算機輔助設計與制造系統(tǒng))：計算機輔助設計是使計算機輔助制造把這種設計用專門的軟件工具來設計

36、印刷電路結構；轉換成實際的產(chǎn)品。這些系統(tǒng)包括用于數(shù)據(jù)處理和儲存的大規(guī)模內存、用于設計創(chuàng)作的輸入和把儲存的信息轉換成圖形和報告的輸出設備 Capillary action(毛細管作用)：使熔化的焊錫，逆著重力，在相隔很近的固體表面流動的一種自然現(xiàn)象。 Chip on board (COB板面芯片)：一種混合技術，它使用了面朝上膠著的芯片元件，傳統(tǒng)上通過飛線專門地連接于電路板基底層。 Circuit tester(電路測試機)：一種在批量生產(chǎn)時測試PCB的方法。包括：針床、元件引腳腳印、導向探針、內部跡線、裝載板、空板、和元件測試。 Cladding(覆蓋層)：一個金屬箔的薄層粘合在板層上形成PC

37、B導電布線。 Coefficient of the thermal expansion(溫度膨脹系數(shù))：當材料的表面溫度增加時，測量到的每度溫度材料膨脹百萬分率(ppm) Cold cleaning(冷清洗)：一種有機溶解過程，液體接觸完成焊接后的殘渣清除。 Cold solder joint(冷焊錫點)：一種反映濕潤作用不夠的焊接點，其特征是，由于加熱不足或清洗不當，外表灰色、多孔。 Component density(元件密度)：PCB上的元件數(shù)量除以板的面積。 Conductive epoxy(導電性環(huán)氧樹脂)：一種聚合材料，通過加入金屬粒子，通常是銀，使其通過電流。 PCB：在厚膠片材

38、料上使用的膠劑，形成)導電墨水ink(Conductive 導電布線圖。 Conformal coating(共形涂層)：一種薄的保護性涂層，應用于順從裝配外形的PCB。 Copper foil(銅箔)：一種陰質性電解材料，沉淀于電路板基底層上的一層薄的、連續(xù)的金屬箔，它作為PCB的導電體。它容易粘合于絕緣層，接受印刷保護層，腐蝕后形成電路圖樣。 Copper mirror test(銅鏡測試)：一種助焊劑腐蝕性測試，在玻璃板上使用一種真空沉淀薄膜。 Cure(烘焙固化)：材料的物理性質上的變化，通過化學反應，或有壓/無壓的對熱反應。 Cycle rate(循環(huán)速率)：一個元件貼片名詞，用來計

39、量從拿取、到板上定位和返回的機器速度，也叫測試速度。 Data recorder(數(shù)據(jù)記錄器)：以特定時間間隔，從著附于PCB的熱電偶上測量、采集溫度的設備。 Defect(缺陷)：元件或電路單元偏離了正常接受的特征。 Delamination(分層)：板層的分離和板層與導電覆蓋層之間的分離。 Desoldering(卸焊)：把焊接元件拆卸來修理或更換，方法包括：用吸錫帶吸錫、真空(焊錫吸管)和熱拔。 Dewetting(去濕)：熔化的焊錫先覆蓋、后收回的過程，留下不規(guī)則的殘渣。 DFM(為制造著想的設計)：以最有效的方式生產(chǎn)產(chǎn)品的方法，將時間、成本和可用資源考慮在內。 ：一種化學品，加入水中

40、增加其去顆粒的能力。)分散劑Dispersant(Documentation(文件編制)：關于裝配的資料，解釋基本的設計概念、元件和材料的類型與數(shù)量、專門的制造指示和最新版本。使用三種類型：原型機和少數(shù)量運行、規(guī)范生產(chǎn)線和/或生產(chǎn)數(shù)量、以及那些指定實際圖形的政府合約。 Downtime(停機時間)：設備由于維護或失效而不生產(chǎn)產(chǎn)品的時間。 Durometer(硬度計)：測量刮板刀片的橡膠或塑料硬度。 Environmental test(環(huán)境測試)：一個或一系列的測試，用于決定外部對于給定的元件包裝或裝配的結構、機械和功能完整性的總影響。 Eutectic solders(共晶焊錫)：兩種或更多

41、的金屬合金，具有最低的熔化點，當加熱時，共晶合金直接從固態(tài)變到液態(tài)，而不經(jīng)過塑性階段。 Fabrication()：設計之后裝配之前的空板制造工藝，單獨的工藝包括疊層、金屬加成/減去、鉆孔、電鍍、布線和清潔。 Fiducial(基準點)：和電路布線圖合成一體的專用標記，用于機器視覺，以找出布線圖的方向和位置。 Fillet(焊角)：在焊盤與元件引腳之間由焊錫形成的連接。即焊點。 Fine-pitch technology (FPT密腳距技術)：表面貼片元件包裝的引腳中心間隔距離為0.025”(0.635mm)或更少。 Fixture(夾具)：連接PCB到處理機器中心的裝置。 Flip chip

42、(倒裝芯片)：一種無引腳結構，一般含有電路單元。設計用于通過適當數(shù)量的位于其面上的錫球(導電性粘合劑所覆蓋)，在電 氣上和機械上連接于電路。Full liquidus temperature(完全液化溫度)：焊錫達到最大液體狀態(tài)的溫度水平，最適合于良好濕潤。 Functional test(功能測試)：模擬其預期的操作環(huán)境，對整個裝配的電器測試。 Golden boy(金樣)：一個元件或電路裝配，已經(jīng)測試并知道功能達到技術規(guī)格，用來通過比較測試其它單元。 Halides(鹵化物)：含有氟、氯、溴、碘或砹的化合物。是助焊劑中催化劑部分，由于其腐蝕性，必須清除。 Hard water(硬水)：水中

43、含有碳酸鈣和其它離子，可能聚集在干凈設備的內表面并引起阻塞。 Hardener(硬化劑)：加入樹脂中的化學品，使得提前固化，即固化劑。 In-circuit test(在線測試)：一種逐個元件的測試，以檢驗元件的放置位置和方向。 Just-in-time (JIT剛好準時)：通過直接在投入生產(chǎn)前供應材料和元件到生產(chǎn)線，以把庫存降到最少。 Lead configuration(引腳外形)：從元件延伸出的導體，起機械與電氣兩種連接點的作用。 Line certification(生產(chǎn)線確認)：確認生產(chǎn)線順序受控，可以按照要求生產(chǎn)出可靠的PCB。 Machine vision(機器視覺)：一個或多個

44、相機，用來幫助找元件中心或提高系統(tǒng)的元件貼裝精度。 Mean time between failure (MTBF平均故障間隔時間)：預料可能結果應該通常以每小時計算，的運轉單元失效的平均統(tǒng)計時間間隔，表明實際的、預計的或計算的。 Nonwetting(不熔濕的)：焊錫不粘附金屬表面的一種情況。由于待焊表面的污染，不熔濕的特征是可見基底金屬的裸露。 Omegameter(奧M加表)：一種儀表，用來測量PCB表面離子殘留量，通過把裝配浸入已知高電阻率的酒精和水的混合物，其后，測得和記錄由于離子殘留而引起的電阻率下降。 Open(開路)：兩個電氣連接的點(引腳和焊盤)變成分開，原因要不是焊錫不足，

45、要不是連接點引腳共面性差。 Organic activated (OA有機活性的)：有機酸作為活性劑的一種助焊系統(tǒng)，水溶性的。 Packaging density(裝配密度)：PCB上放置元件(有源/無源元件、連接器等)的數(shù)量；表達為低、中或高。 Photoploter(相片繪圖儀)：基本的布線圖處理設備，用于在照相底片上生產(chǎn)原版PCB布線圖(通常為實際尺寸)。 Pick-and-place(拾取-貼裝設備)：一種可編程機器，有一個機械手臂，從自動供料器拾取元件，移動到PCB上的一個定點，以正確的方向貼放于正確的位置。 Placement equipment(貼裝設備)：結合高速和準確定位地將

46、元件貼放于PCB的機器，分為三種類型：SMD的大量轉移、X/Y定位和在線轉移系統(tǒng)，可以組合以使元件適應電路板設計。 Reflow soldering(回流焊接)：通過各個階段，包括：預熱、穩(wěn)定/把表面貼裝元件放入錫膏中以達到永久連接回流峰值和冷卻，干燥、的工藝過程。 Repair(修理)：恢復缺陷裝配的功能的行動。 Repeatability(可重復性)：精確重返特性目標的過程能力。一個評估處理設備及其連續(xù)性的指標。 Rework(返工)：把不正確裝配帶回到符合規(guī)格或合約要求的一個重復過程。 Rheology(流變學)：描述液體的流動、或其粘性和表面張力特性，如，錫膏。 Saponifier(

47、皂化劑)：一種有機或無機主要成份和添加劑的水溶液，用來通過諸如可分散清潔劑，促進松香和水溶性助焊劑的清除。 Schematic(原理圖)：使用符號代表電路布置的圖，包括電氣連接、元件和功能。 Semi-aqueous cleaning(不完全水清洗)：涉及溶劑清洗、熱水沖刷和烘干循環(huán)的技術。 Shadowing(陰影)：在紅外回流焊接中，元件身體阻隔來自某些區(qū)域的能量，造成溫度不足以完全熔化錫膏的現(xiàn)象。 Silver chromate test(鉻酸銀測試)：一種定性的、鹵化離子在RMA助焊劑中存在的檢查。(RMA可靠性、可維護性和可用性) Slump(坍落)：在模板絲印后固化前，錫膏、膠劑等

48、材料的擴散。 Solder bump(焊錫球)：球狀的焊錫材料粘合在無源或有源元件的接觸區(qū)，起到與電路焊盤連接的作用。 Solderability(可焊性)：為了形成很強的連接，導體(引腳、焊盤或 能力。)變成可焊接的(熔濕的)跡線Soldermask(阻焊)：印刷電路板的處理技術，除了要焊接的連接點之外的所有表面由塑料涂層覆蓋住。 Solids(固體)：助焊劑配方中，松香的重量百分比，(固體含量) Solidus(固相線)：一些元件的焊錫合金開始熔化(液化)的溫度。 Statistical process control (SPC統(tǒng)計過程控制)：用統(tǒng)計技術分析過程輸出，以其結果來指導行動，調

49、整和/或保持品質控制狀態(tài)。 Storage life(儲存壽命)：膠劑的儲存和保持有用性的時間。 Subtractive process(負過程)：通過去掉導電金屬箔或覆蓋層的選擇部分，得到電路布線。 Surfactant(表面活性劑)：加入水中降低表面張力、改進濕潤的化學品。 Syringe(注射器)：通過其狹小開口滴出的膠劑容器。 Tape-and-reel(帶和盤)：貼片用的元件包裝，在連續(xù)的條帶上，把元件裝入凹坑內，凹坑由塑料帶蓋住，以便卷到盤上，供元件貼片機用。 Thermocouple(熱電偶)：由兩種不同金屬制成的傳感器，受熱時，在溫度測量中產(chǎn)生一個小的直流電壓。 Type I,

50、 II, III assembly(第一、二、三類裝配)：板的一面或兩面有表面貼裝元件的PCB(I)；有引腳元件安裝在主面、有SMD元件貼裝在一面或兩面的混合技術(II)；以無源SMD元件安裝在第二面、引腳(通孔)元件安裝在主面為特征的混合技術(III)。 Tombstoning(元件立起)：一種焊接缺陷，片狀元件被拉到垂直位置， 使另一端不焊。Ultra-fine-pitch(超密腳距)：引腳的中心對中心距離和導體間距為0.010“(0.25mm)或更小。 Vapor degreaser(汽相去油器)：一種清洗系統(tǒng)，將物體懸掛在箱內，受熱的溶劑汽體凝結于物體表面。 Void(空隙)：錫點內部

51、的空穴，在回流時氣體釋放或固化前夾住的助焊劑殘留所形成。 Yield(產(chǎn)出率)：制造過程結束時使用的元件和提交生產(chǎn)的元件數(shù)量比率。 表面貼裝元件分類 連接件(Interconnect)：提供機械與電氣連接/斷開，由連接插頭和插座組成，將電纜、支架、機箱或其它PCB與PCB連接起來；可是與板的實際連接必須是通過表面貼裝型接觸。 有源電子元件(Active)：在模擬或數(shù)字電路中，可以自己控制電壓和電流，以產(chǎn)生增益或開關作用，即對施加信號有反應，可以改變自己的基本特性。 無源電子元件(Inactive)：當施以電信號時不改變本身特性，即提供簡單的、可重復的反應。 異型電子元件(Odd-form)：其

52、幾何形狀因素是奇特的，但不必是獨特的。因此必須用手工貼裝，其外殼(與其基本功能成對比)形狀是不規(guī)范的，例如：許多變壓器、混合電路結構、風扇、機械開關塊，等。 Chip片電阻, 電容等, 尺寸規(guī)格: 0201, 0402, 0603, 0805, 1206, 等1210, 2010, 鉭電容, 尺寸規(guī)格: TANA,TANB,TANC,TAND SOT晶體管,SOT23, SOT143, SOT89等 melf圓柱形元件, 二極管, 電阻等 SOIC集成電路, 尺寸規(guī)格: SOIC08, 14, 16, 18, 20, 24, 28, 32 QFP密腳距集成電路 PLCC集成電路, PLCC20

53、, 28, 32, 44, 52, 68, 84 BGA球柵列陣包裝集成電路, 列陣間距規(guī)格: 1.27, 1.00, 0.80 CSP集成電路, 元件邊長不超過里面芯片邊長的1.2倍, 列陣間距貼裝元件=回流焊接 TYPE IB只有表面貼裝的雙面裝配 工序: 絲印錫膏=貼裝元件=回流焊接=反面=絲印錫膏=貼裝元件=回流焊接 第二類 TYPE II采用表面貼裝元件和穿孔元件混合的單面或雙面裝配 工序: 絲印錫膏(頂面)=貼裝元件=回流焊接=反面=滴(印)膠(底面)=貼裝元件=烘干膠=反面=插元件=波峰焊接 第三類TYPE III頂面采用穿孔元件, 底面采用表面貼裝元件 工序: 滴(印)膠=貼裝

54、元件=烘干膠=反面=插元件=波峰焊接 波峰焊接的持續(xù)改進方法 如果能夠使用適當?shù)臏蕚浜椭С謥韺嵤┯行У倪^程控制系統(tǒng)，那么，波峰焊接過程中出現(xiàn)的大部分問題可以得到解決，或者至少減少到一個可以接受的水平。 波峰焊接是一項成熟的技術，保持一種有效的大規(guī)模焊接工藝過程，特別是對通孔和第三類SMT裝配?？墒?，波峰焊接也由于其不連續(xù)的性能和復雜性，被人們不接受。波峰焊接的復雜是由于其過程運作變量，例如，傳送帶速度、預熱溫度、波峰的焊接問題，板與波的交互作用、助焊劑化學成分、機器維護、板的設計、元件的可行性和操作員的培訓。 近來，有些制造商企圖嘗試撇開波峰焊接，來做其PCB裝配流水線工藝流程，由于有許多涌現(xiàn)

55、的技術和“更小、更快、更便宜”的需求。如果可以掌握到波峰焊接的復雜性，以達到可重復的良好的焊接性能，一些專家相信，它將保持其適當?shù)奈恢煤褪蛊溥m應新的挑戰(zhàn)。 波峰焊接改進的目的是在第一時間生產(chǎn)出完美的波峰焊接點。每個與波峰焊接改進有關的人都必須認識到，焊接缺陷的修補是不必要的和十分花費的。除此之外，修補也將不會改進原來的焊接點。事實上，焊接點將會降級，因為它們要經(jīng)歷另一次溫度周期，增加金屬間化合物的厚度。 成立。Proto Assembly Center的Adaptec一個波峰焊接改進小組在不是嘗試去尋找一個一次性修正技術方案，而是采用了連續(xù)的問題解決方法。小組采用Deming的計劃、干、研究和

56、行動循環(huán)(PDSA, Plan, Do, Study, Act)，這是問題解決的連續(xù)的逼近途徑。 因為人是任何改進行動的基礎，日本的Kaizen哲學首先關心的是人的素質。如果人的素質得到改進，那么過程改進隨之而來。對每一個涉及波峰焊接過程的人需要做定期的正式和適當?shù)呐嘤枴牟ǚ搴附痈倪M的前景，到每一件和焊接過程有關的事都可以改進。不管改進是多小，或改進行動是什么，都降提高整個的焊接性能。 連續(xù)改進策略 改進過程包括四個主要階段：定義目標、建立和培訓集中小組、采用Deming的PDSA循環(huán)、和評估由于改進效果的所發(fā)生的變化。由于經(jīng)管層的支持，工程目標清楚地定義如下：“團結組織內所有有關人員，一起

57、工作以達到?jīng)]有大的固定資產(chǎn)投入的情況下，連續(xù)地改進現(xiàn)有的波峰焊接工藝。” 由于人是任何改進行動的基礎，“人員素質”的改進結果將是過程的改進。對與波峰焊接過程有關的每個人必須定期接受正式的和適當?shù)呐嘤?。把“人員素質”哲學應用到波峰焊接改進的計劃中，必須對小組成員進行兩個正式的培訓階段。 第一個階段包括兩個全天的由外面專家進行的技術培訓。覆蓋的主題諸如波峰焊接理論、焊接缺陷分析、和波峰焊機的操作與維護。在第二培訓階段，公司的高級品質經(jīng)理講的主題如問題解決和過程改進技 術。小組不斷進展，識別和排除所有的波峰焊接缺陷的可控制的根源，找出波峰焊接缺陷的不可控制根源，并把不可控制根源轉換成可控制的。有些不可控制根源(例如，PCB設計、元件選擇、設備限制等)可變成可控制的。 Deming的PDSA循環(huán)的應用 Deming的PDSA循環(huán)可應用于過程改進的不同級別，對本應用，計劃(Plan)階段的組成為監(jiān)測現(xiàn)有過程、收集焊接缺陷數(shù)據(jù)、找出根本原因和實行改進計劃。在做(Do)的階段，實施每個行動計劃，在研究(Study)階段評估結果，看是否計劃如預期的執(zhí)行。也在研究(Study)階段，進一步的問題或機會得到檢驗。在Deming循環(huán)的最后階段，行動(Act)階段，在評估從研究階段得出結果的基礎上采取適