錫膏評估以節(jié)省經(jīng)費(fèi)

1、錫膏評估以節(jié)省經(jīng)費(fèi)本文介紹，想成為公司的主角嗎？學(xué)會(huì)怎樣通過一個(gè)穩(wěn)健的焊錫系統(tǒng) 評估的模式來為公司節(jié)省經(jīng)費(fèi)。焊接系統(tǒng)是化學(xué)可兼容性過程的一個(gè)重要局部，應(yīng)該徹底地評 估，以得到維持或改良。一個(gè)焊接系統(tǒng)可定義為所有具有助焊劑的化 學(xué)物質(zhì)，諸如錫膏、波峰焊接助焊劑和多數(shù)的返工材料。為了本評估 的目的，我們認(rèn)為波峰焊接系統(tǒng)用的焊錫條和錫線嚴(yán)格地說是一種商 品，不是系統(tǒng)評估的局部。我們使用一個(gè)在下面將要詳細(xì)描述的6 (7程序來進(jìn)行焊接系統(tǒng)的評估分析。在過去三年里，通用電氣公司 (General Electric Company) 已經(jīng)使用 67 程序來評估和引入工藝。在 67 程序中使用的統(tǒng)計(jì)工具 與方

2、法適合于一個(gè)焊接系統(tǒng)評估所要求的分析類型。在我們的焊接系統(tǒng)評估開始時(shí)，我們決定任何認(rèn)可的系統(tǒng)必須至 少與我們現(xiàn)有的系統(tǒng)一樣好，不管價(jià)格。與工業(yè)中其它人的討論使我 們相信我們現(xiàn)有的焊接系統(tǒng)是一個(gè)非常令人敬畏的敵人。 我們的目標(biāo) 是以許多標(biāo)準(zhǔn)來評估許多的供給商。我們將認(rèn)可所有比我們現(xiàn)有系統(tǒng) 表現(xiàn)更好的系統(tǒng)。通過認(rèn)可幾個(gè)不同的系統(tǒng)， 采購部門將能夠討價(jià)還價(jià)， 而不陷入 唯一來源。 當(dāng)我們簡單地宣布我們方案進(jìn)行評估時(shí)， 我們現(xiàn)在的焊錫 系統(tǒng)供給商將其價(jià)格降低 39%! 認(rèn)可幾個(gè)不同的系統(tǒng)給你時(shí)機(jī)節(jié)約 公司的資金。要評估哪些制造商？評估中我們的第一步是決定我們要求的錫膏 (solder paste)類型

3、。 我們的板有密間距(fine pitch,小于20-mil)、侵入式回流焊接(通孔引 腳在錫膏中pin-i n-paste)、雙面回流焊接和膠點(diǎn)。通過考查我們的工 藝過程和幾個(gè)錫膏制造商一起工作， 我們決定我們需要免洗、 低殘留 物、探針可測試的 (pin testable)、 63錫/37 鉛、 90%金屬含量的錫膏。 提前決定這些需求縮短了涉及索求報(bào)價(jià)的時(shí)間與工作。 簡單地詢求每 年多少重量的錫膏將使供給商判斷我們的需求， 引導(dǎo)他們適當(dāng)?shù)貓?bào)價(jià) 不同的產(chǎn)品。 專門確定我們所要求的錫膏是比擬不同制造商類似產(chǎn)品 的最好方法。其次， 我們決定應(yīng)該讓哪些供給商來完成評估。 我們開始包括我 們認(rèn)為是

4、主要制造商的。我們現(xiàn)存的系統(tǒng)用作其它產(chǎn)品比擬的基線。 因?yàn)槲覀冋u估整個(gè)焊接系統(tǒng)， 我們優(yōu)先放在那些提供錫膏、 助焊接 和返工材料的制造商。 可是， 如果兩家公司愿意一起工作提供其相互 合作的證明 - 例如，一個(gè)供給助焊劑，一個(gè)供給錫膏 - 那幺我們允 許評估他們?？墒牵⒁?，如果將來發(fā)生問題，這種設(shè)置可能導(dǎo)致許 多相互指責(zé)。在決定評估的供給商后， 我們準(zhǔn)備一個(gè)報(bào)價(jià)請求 (RFQ, request for quote)。這時(shí)我們通知采購部門，允許他們對RFQ作適當(dāng)?shù)纳虡I(yè)上的 修改。 RFQ 的其中一行表達(dá)， “報(bào)價(jià)可能作為候選系統(tǒng)選擇的最初嘗 試，我們強(qiáng)烈鼓勵(lì)進(jìn)取報(bào)價(jià)。 我們要求報(bào)價(jià)在規(guī)定日期

5、 - 10 個(gè)日歷 日 - 回到我們的采購部門。任何錯(cuò)過這個(gè)日期的供給商都從評估去 掉。我們認(rèn)為在規(guī)定的時(shí)間答復(fù)與否說明供給商對客戶的反響時(shí)間。由于允許報(bào)價(jià)的制造商的數(shù)量， 我們需要基于反響時(shí)間和價(jià)格的 標(biāo)準(zhǔn)上減少名單。 在報(bào)價(jià)限期的第二天， 我們?nèi)∠艘粋€(gè)因?yàn)槠鋬r(jià)格 非常高的制造商， 和一個(gè)沒有在規(guī)定時(shí)間反響的制造商。 我們剩下五 個(gè)候選的制造商和我們的基線系統(tǒng)需要評估。選擇試驗(yàn)載體對這個(gè)評估， 我們決定使用一種產(chǎn)品板， 不方案任何毀壞性的試 驗(yàn)。為了使用一種產(chǎn)品板作評估， 我們不得不相信錫膏制造商提供的 資料。我們選擇我們通常在生產(chǎn)中處理的最變化多的板。 這種板使用 了密間距已經(jīng)和侵入式回

6、流焊接(intrusive reflow)。它也使用了雙面錫膏，這允許我們通過測試頂面的和底面的一些載體減少試驗(yàn)的總數(shù)。設(shè)計(jì)試驗(yàn)為了這次評估的目的，我們決定進(jìn)行一個(gè)統(tǒng)計(jì)有效的試驗(yàn)設(shè)計(jì)(DoE, design of experiment)。首先，我們選擇錫膏將要評估的變量-變量的數(shù)量越少，運(yùn)行試驗(yàn)的數(shù)量就越少。選擇了以下四個(gè)變量：印刷后的保存時(shí)間、貼裝后的保存時(shí)間、錫膏的不同批號(hào)、和回流焊接環(huán)境。選擇這些變量是因?yàn)槠鋵ξ覀兊墓に囘^程重要，可是，對于你 們各自的過程需要應(yīng)該改變變量的選擇。 雖然在最后認(rèn)可之前需要評 估更多的變量，但是這四個(gè)變量允許我們縮窄競爭。對于四個(gè)變量的每一個(gè)， 我們選擇高與

7、低值。 每個(gè)保持時(shí)間的高 與低值分別為二與零小時(shí)。 錫膏批號(hào)的高與低值簡單地就是來自不同 制造商的兩個(gè)不同批號(hào)?；亓骱附迎h(huán)境的高與低值是氮?dú)夂涂諝狻Ｎ覀冊O(shè)計(jì)該 DoE 來評估在運(yùn)行底面時(shí)的兩個(gè)變量和在運(yùn)行頂面時(shí)的兩個(gè)變量。該DoE也是設(shè)定成在大多數(shù)時(shí)間有效的順序來運(yùn)行，因?yàn)榻?jīng)常改變錫膏和清洗模板(ste ncil)是沒有效率的。我們使用的板有一個(gè) 30 的批量。表一顯示用于運(yùn)行所有評估板的矩陣。該矩陣對每一種錫膏重復(fù)使用。表一、用于運(yùn)行所有評估板的矩陣底面 頂面運(yùn)行(板)變量 1印刷后保持 變量 2貼裝后保持 變量 3錫膏批號(hào) 變量 4回流環(huán)境 A(1-7)高2 小時(shí) 高2 小時(shí) 低批號(hào)#1低

8、空氣B(8-14)低0 小時(shí) 高2 小時(shí)低批號(hào)#1高氮?dú)釩(15-21)高2 小時(shí)低0 小時(shí)高批號(hào)#2低空氣D(22-30)低0 小時(shí)低0 小時(shí)高批號(hào)#2高氮?dú)獯煮w輸入項(xiàng)是標(biāo)準(zhǔn) DoE。 括號(hào)內(nèi)的項(xiàng)是這個(gè)特殊 DoE 的專門的。為了說明表一，下面是運(yùn)行 A 的分項(xiàng)列出： 底面步驟? 印刷板 17，使用制造批號(hào) A 。? 印刷后保持兩個(gè)小時(shí) 變量 1。? 貼裝組件。? 貼裝組件后保持兩小時(shí) 變量 2 。? 把板翻轉(zhuǎn)底朝天 10 分鐘。? 數(shù)出移位組件的數(shù)量和類型。? 替換跌落的組件? 在空氣中回流焊接板。頂面步驟? 印刷板 17，使用制造批號(hào) A 變量 3。? 貼裝組件。? 在空氣中回流焊接板

9、變量 4。運(yùn)行板整個(gè)試驗(yàn)在開始實(shí)際運(yùn)行之前設(shè)計(jì)好。 設(shè)計(jì)好的試驗(yàn)在評估開始 前送給所有錫膏制造商。 包括在步驟一起的是我們的回流焊接爐和印 刷機(jī)的溫度曲線和設(shè)定。 送這些信息給錫膏制造商的目的是要保證我 們不會(huì)為了我們現(xiàn)在系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)而偏置試驗(yàn)。 還有，我們不想任何設(shè) 定問題使整個(gè)評估的有效性受到疑心。 幾個(gè)制造商要求我們在開始之 前增加印刷其錫膏的速度，因?yàn)樗麄兏杏X其錫膏會(huì)表現(xiàn)更好。我們想出了一個(gè)編號(hào)方案， 給每個(gè)板一個(gè)唯一確實(shí)認(rèn)， 從而標(biāo)貼 每一塊板。板的運(yùn)行使用我們標(biāo)準(zhǔn)的工藝步驟。 當(dāng)從一個(gè)錫膏制造商改變到 另一個(gè)時(shí)， 模板和刮板很徹底地清洗。 我們使用了一臺(tái)自動(dòng)模板清洗 機(jī)以防止各人清洗

10、能力的多出一個(gè)變量。在板的底面貼裝組件之后，我們把板翻轉(zhuǎn)，保持 10 分鐘。這個(gè) 步驟是測量錫膏的濕強(qiáng)度green strength。在這一步?jīng)]有組件掉落 我們的試驗(yàn)的嚴(yán)密性缺乏以區(qū)分不同錫膏的濕強(qiáng)度。在運(yùn)行這類試驗(yàn)時(shí)，記住你是在評估錫膏，不是在優(yōu)化工藝。不 要違背工藝。這些調(diào)整將偏轉(zhuǎn)你的結(jié)果，并引入你沒有方案的變量。結(jié)果/缺陷記錄 下一步，我們選擇要記錄的可觀察的缺陷：錫球、錫橋、焊錫不 足、開路、光澤、熔濕 (wetting) 和殘留物。我們創(chuàng)立一個(gè)記錄每個(gè)板 上的所有缺陷的數(shù)據(jù)表。我們檢查每個(gè)板，所有檢查員都應(yīng)該校對， 以減少操作員之間結(jié)果的不同。在我們工藝中一個(gè)重要的標(biāo)準(zhǔn)是在線測試機(jī)

11、(ICT, in-circuit tester) 的探針可測試性。 為了這個(gè)測量的目的， 我們在測試板時(shí)記錄所有誤 失效。 誤失效定義為重測時(shí)不重復(fù)出現(xiàn)的失效。 我們在測試使用不同 錫膏的板時(shí)更換所有的 ICT 探針，因此助焊劑的任何累積都不會(huì)偏移 剩下的測試。我們記錄在 ICT 上的實(shí)際板的失效， 然后消除與焊接無 關(guān)的組件失效。分析結(jié)果每個(gè)板的視覺檢查與 ICT 測試結(jié)果記錄在一張表中。從這個(gè)表， 我們計(jì)算每鐘錫膏的每個(gè)缺陷模式的或者平均值、 或者中間值或者總 值(表二)。對于非常少發(fā)生的缺陷如錫橋，我們使用一個(gè)總和。對于 較常見的缺陷， 如錫珠和錫球， 我們使用或者平均值或者中間值來總結(jié)

12、缺陷。 我們在數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)上成正態(tài)的地方用平均值， 數(shù)據(jù)不在統(tǒng)計(jì)上 成正態(tài)的地方用中間值。 這個(gè)結(jié)果值被轉(zhuǎn)換成 010 的標(biāo)準(zhǔn)值。 在結(jié) 果值中，高分表示情況差。在標(biāo)準(zhǔn)值中，高分是好的。值的標(biāo)準(zhǔn)化的 目的建立一個(gè)比擬的工具。表二、視覺檢查與 ICT 測試結(jié)果錫膏# 板數(shù)5 錫球5 錫橋8 少錫6 殘留3 開路0 光澤3 熔濕4 批號(hào)不同4 ICT誤失效9 印刷觀察3 掉落組件0 總數(shù)13 10200 01 81 9 4.4 3.20 102.3 7.32.08.01 856 07 70 10285228 710 10180103.0 6.00102.08.01.49.21 81 99 90 104

13、28361 430 9010863.8 4.30104.03.92.27.70 100 10110 10369420 832 8010463.0 6.00103.06.03.05.90 101 94 40 10401595 02 100100103.7 4.70101.88.51.68.81 822 67 70 1037265 1015 90100103.6 4.80103.33.51.39.42 63 98 80 10432758 440 85012801.6 8.70103.06.02.37.51 812 77 70 10250? 斜體字的值是檢查結(jié)果的匯總。通過取原始數(shù)據(jù)的平均值、中間

14、值或和來決定。匯總的方法取決于原始數(shù)據(jù)的頻率和常態(tài)。? 標(biāo)準(zhǔn)化值位于匯總值的右邊。? 粗體字的值是應(yīng)用于每個(gè)缺陷模式的加權(quán)。? 總數(shù)是通過把每個(gè)缺陷模式的加權(quán)與其標(biāo)準(zhǔn)化缺陷結(jié)果的乘積 相加計(jì)算得到的。兩個(gè)制造批號(hào)的比擬是 DoE 的局部。所有原始數(shù)據(jù)都使用離散 分析(ANOVA, an alysis of varia nee)分析，以決定來自每個(gè)制造商的兩個(gè)批號(hào)的統(tǒng)計(jì)差。 對所有缺陷模式進(jìn)行這個(gè)離散分析。 標(biāo)準(zhǔn)化的分?jǐn)?shù) 是基于當(dāng)統(tǒng)計(jì)差發(fā)生在兩個(gè)制造批號(hào)之間時(shí)的缺陷模式數(shù)量。缺陷的“印刷觀察 表二只是我們對印刷錫膏外觀的看法。錫膏 的稠度方面會(huì)發(fā)生很大的差異。 我們沒有懲罰一種錫膏， 如果其具有

15、 與我們所期望不同的稠度。 但是如果它滾動(dòng)不好， 那我們是作了懲罰。我們給每一種缺陷模式一個(gè)加權(quán)值。 例如，我們非常關(guān)注探針的 可測試性，因此我們給它 9 的加權(quán)值。我們較少關(guān)注外表問題如光澤， 因此我們給它一個(gè) 3。每個(gè)這些值都乘以各自錫膏對這類缺陷的標(biāo)準(zhǔn) 化值。 這些乘積加起來給我們最終的錫膏分?jǐn)?shù)。 因?yàn)闆]有錫膏產(chǎn)生開 路或掉落組件，我們通過給其缺陷模式一個(gè)零值來從分析中去掉。我們一直使用的錫膏制造商是錫膏2。只有一種錫膏得分較高#6。這個(gè)結(jié)果是在肯定我們已經(jīng)在使用很好的錫膏。因?yàn)檫@個(gè)評估 是不完全科學(xué)的，我們也選擇考慮錫膏 4 為我們最終評估。最終評估將計(jì)本次評估的目標(biāo)是要維持或者改良我們現(xiàn)有的焊接系統(tǒng)。 我們下 一步是要對波峰焊接焊接助焊劑和返工材料進(jìn)行一個(gè)類似的評估。 一 旦波峰焊接助焊劑和返工材料得到評估， 我們將使用一個(gè)類似于用于 錫膏的方法開發(fā)出一個(gè)總計(jì)的分?jǐn)?shù)。 這些總計(jì)的分?jǐn)?shù)將被標(biāo)準(zhǔn)化， 并 將加權(quán)值給予三種材料錫膏、波峰焊接助焊劑和返工材料 算出對整