周建華doe生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)cbpc板線噴霧研究

11CBPC板線噴霧研究

From:IE-余盛Jul.-9-20081

一、問(wèn)題敘述(ProblemStatement)二、衡量的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)(CriterionMeasure)三、實(shí)驗(yàn)因子(ExperimentalFactors)四、控制因子和工程記錄(ControlFactors&Engineering

Log)五、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(ExperimentalDesign)六、產(chǎn)出(Deliverable)七、驗(yàn)證試驗(yàn)（verificationExperiment）八、量產(chǎn)驗(yàn)證和控制計(jì)劃九、財(cái)務(wù)效益（Financialbenefits）2目錄（Contents）1.為改善CBPC板爐后品質(zhì)，需要對(duì)現(xiàn)有的噴霧系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置進(jìn)行驗(yàn)證，找出進(jìn)一步提升的空間。根據(jù)工程師以往的經(jīng)驗(yàn)，我們目前的參數(shù)設(shè)置基本滿足現(xiàn)有生產(chǎn)的要求，但是否最優(yōu)，還需進(jìn)一步驗(yàn)證?，F(xiàn)有廠內(nèi)的大趨勢(shì)是產(chǎn)能的提高，制約錫爐產(chǎn)能的瓶頸是錫爐的鏈速。制約CBPC線錫爐鏈速的通孔零件上錫高度，對(duì)噴霧系統(tǒng)的優(yōu)化既有利于提升品質(zhì)，又為CBPC線產(chǎn)能的提升提供了良好的條件。一、問(wèn)題敘述

(ProblemStatement)

2.CBPC板線爐后品質(zhì)和助焊劑的活性與噴涂效果相關(guān)性高。⑴CBPC板線波峰焊爐后，通孔上錫不良80%以上和助焊劑活性與噴涂效果有關(guān)。⑵通孔上錫不良的定義

通孔上錫NG填充不足50%通孔上錫OK填充100%以下為通孔零件的上錫的判定標(biāo)準(zhǔn)（引用于IPC標(biāo)準(zhǔn)-610-C）：OK:鍍通孔板子焊錫良好且鍍通孔吃錫厚度100%。Maj:PTH通孔上錫最少75%，對(duì)于連接散熱面的金屬孔在潤(rùn)濕良好的情況下50%的垂直填充可接受。波峰焊系統(tǒng)原理噴霧系統(tǒng)波峰焊工藝流程：裝板噴涂助焊劑

預(yù)熱

焊接

熱風(fēng)刀

冷卻

卸板

3.此次DOE實(shí)驗(yàn)的目的：通過(guò)DOE實(shí)驗(yàn)的方法，對(duì)現(xiàn)在的噴霧系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置進(jìn)行驗(yàn)證，找出影響噴霧效果的關(guān)鍵因子及最佳參數(shù)設(shè)定。1.輸出Y定為波峰焊后焊點(diǎn)的不良率具體計(jì)算方法為:焊點(diǎn)的不良率（%）=不良焊點(diǎn)數(shù)/總的焊點(diǎn)數(shù)*100公式：Y(%）=NG不良的個(gè)數(shù)/30*100每個(gè)組合重復(fù)實(shí)驗(yàn)50次，Y取其總不良率的平均值。二、衡量的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)

(CriterionMeasure)9

2.參考TPV印刷電路板檢驗(yàn)規(guī)范不良評(píng)判標(biāo)準(zhǔn).規(guī)定此次實(shí)驗(yàn)焊點(diǎn)不良檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)如下：

目視排PIN上板可見(jiàn)錫，判定通孔上錫OK;目視PIN上板不見(jiàn)錫，判定爬錫NG.通孔上錫NG通孔上錫OK3.實(shí)驗(yàn)選取30PIN（料號(hào)：033G801930FCHJS）做為觀測(cè)對(duì)象。備注：1.試驗(yàn)板號(hào)：715G2659-12.試驗(yàn)選取的觀測(cè)點(diǎn)位：CN3013.每組樣本數(shù)50PCS，試驗(yàn)總樣本數(shù)400PCSCN301三、實(shí)驗(yàn)因子

(ExperimentalFactors)

為了安排好此次的試驗(yàn)，IE召集錫爐工藝組、勁拓錫爐設(shè)備、助焊劑廠家的工程師，結(jié)合目前生產(chǎn)的實(shí)際情況，對(duì)影響波峰焊噴涂效果的因素進(jìn)行集體討論，得出影響噴涂品質(zhì)的主要從以下三個(gè)因子進(jìn)行考量，分別是：助焊劑噴嘴離PCB板距離A、噴霧壓力B、噴霧速度C

錫爐型號(hào)DOEFactorsWS-350PC-BA助焊劑噴嘴離PCB板距離（cm)B噴霧氣壓（帕)C噴霧速度(mm/sec)輸出品質(zhì)特性Y爬錫不良的不良率（%）

參考資料波峰焊噴霧系統(tǒng)演示噴嘴離PCB板的距離噴霧速度控制演示噴霧速度控制選項(xiàng)噴霧氣壓控制演示噴霧壓力調(diào)節(jié)旋鈕噴霧壓力數(shù)值顯示表1.A因子選取的水準(zhǔn)太小，機(jī)器的噴霧速度跟不上；水準(zhǔn)太大噴到PCB板上的助焊劑量很少。2.過(guò)大的噴霧氣壓會(huì)產(chǎn)生對(duì)助焊劑的粘附無(wú)幫助，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生其它不良（缺件、零件不貼板）；過(guò)小的壓力會(huì)造成助焊劑噴射高度不足，結(jié)合日常調(diào)整經(jīng)驗(yàn)，將氣壓水準(zhǔn)設(shè)為0.15，0.23.噴霧速度水準(zhǔn)的選取的前提，必須滿足噴霧均勻度測(cè)試OK.

序號(hào)實(shí)驗(yàn)因子(ExperimentalFactors)低水準(zhǔn)Low(-)高水準(zhǔn)High(+)A噴頭離PCB距離6cm10cmB噴霧氣壓0.15帕0.2帕C噴霧速度280mm/sec360mm/sec實(shí)驗(yàn)因子及相關(guān)水準(zhǔn)選擇如備注四、控制因子和工程記錄(ControlFactors&Engineering

Log)

為確保實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行,防止實(shí)驗(yàn)因子以外的其他因子影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析,需對(duì)影響實(shí)驗(yàn)輸出的相關(guān)因子進(jìn)行管控.控制因子與工程記錄如下:序號(hào)管控因子工程記錄備注1針閥壓力0.25MPa2助焊劑流量40ml/min流量SPEC:40ml/min~60ml/min序號(hào)管控因子工程記錄備注3預(yù)熱溫度126℃正常量產(chǎn)控制狀態(tài)4錫溫261℃5吃錫時(shí)間4S6波峰高度8MM7助焊劑類型唯特偶GW9810A-6A8PCB板過(guò)回流焊次數(shù)兩次序號(hào)管控因子工程記錄備注9實(shí)驗(yàn)板材FR-410焊

錫云錫SnAgCu96.5/0.3/0.511實(shí)驗(yàn)外界環(huán)境正常量產(chǎn)狀態(tài)12其他錫爐相關(guān)參數(shù)正常量產(chǎn)狀態(tài)五、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

(ExperimentalDesign)

本實(shí)驗(yàn)采用23全因子實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)在本公司M1進(jìn)行.利用minitab軟件,實(shí)驗(yàn)編排方案如下:標(biāo)準(zhǔn)序運(yùn)行序中心點(diǎn)區(qū)組離PCB距離噴霧壓力噴霧速度不良率（%）111160.1528016.72211100.1528079531160.153604741160.23608351160.228012.56611100.1536087.58711100.236035.44811100.228033五、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

(ExperimentalDesign)

1、效應(yīng)柏拉圖分析從圖可看出A因子即距離是活躍因子從圖可看出A因子即距離是活躍因子2、常態(tài)機(jī)率圖分析23五、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

(ExperimentalDesign)

3、主效應(yīng)圖分析從上圖可看出：1.距離從10mm到6mm變小時(shí)，Y值（不良率）顯著減少2.噴霧氣壓從0.15帕到0.2帕變大時(shí)，Y值（不良率）顯著減少小結(jié)24五、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

(ExperimentalDesign)4、交互作用圖分析從圖中可看出距離與氣壓存在交互25五、實(shí)驗(yàn)分析

(ExperimentalDesign)5、立體圖分析實(shí)驗(yàn)最佳組合：。。。。。。。。。。。。。。。。267、標(biāo)準(zhǔn)化效應(yīng)柏拉圖分析五、實(shí)驗(yàn)分析

(ExperimentalDesign)

從圖可看出A、B、AB是活躍因子27五、實(shí)驗(yàn)分析

(ExperimentalDesign)

8、標(biāo)準(zhǔn)化效應(yīng)圖分析從圖可看出A、B、AB是活躍因子3、最佳模式ANOVA表格

試驗(yàn)分析后可看出:離PCB板距離A

、離PCB距離A和噴霧氣壓B的交互作用AB、噴霧氣壓B對(duì)通孔爬錫的影響較顯著.結(jié)論系數(shù)標(biāo)項(xiàng)效應(yīng)系數(shù)準(zhǔn)誤TP常量34.511.27827.020.001離PCB的距離

48.4224.211.27818.950.003噴霧氣壓-24.57-12.291.278-9.620.011噴霧速度-1.57-0.791.278-0.620.600離PCB的距離*噴霧氣壓-24.47-12.241.278-9.580.011離PCB的距離*噴霧速度7.033.511.2782.750.111S=3.61334PRESS=417.8R-Sq=99.64%R-Sq（預(yù)測(cè)）=94.22%R-Sq（調(diào)整）=98.74%對(duì)于不良率方差分析（已編碼單位）來(lái)源自由度SeqSSAdjSSAdjMSFP主效應(yīng)35902.785902.781967.59150.700.0072因子交互作用21296.751296.75648.3849.660.020殘差誤差226.1126.1113.06合計(jì)77225.65試驗(yàn)理論函式：Y=34.51+24.21*離PCB的距離-12.29*噴霧氣壓-12.24*離PCB的距離*噴霧氣壓299、殘差圖分析五、實(shí)驗(yàn)分析

(ExperimentalDesign)本次試驗(yàn)的殘差值分布為常態(tài)分布，且殘差值為恒量。結(jié)論實(shí)驗(yàn)結(jié)論：1.最佳組合：噴頭離PCB板的距離（6cm)，噴霧壓力（0.15帕），噴霧速度（360mm/min）。2.顯著因子：噴霧氣壓、噴頭離PCB板的距離、離PCB的距離*噴霧氣壓3.

回歸模式分析：

Y=34.51+24.21*離PCB的距離-12.29*噴霧氣壓-12.24*離PCB的距離*噴霧氣壓

驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)方向：噴頭離PCB板的距離（6.5cm)，噴霧壓力（0.15帕），噴霧速度（320mm/min）做驗(yàn)證試驗(yàn)注：①當(dāng)噴嘴離PCB距離變小時(shí)不良率趨于無(wú)，考慮到距離太近，噴霧速度會(huì)跟不上，選擇距離為6.5cm。②噴霧速度280mm/sec向360mm/sec變化時(shí)，對(duì)不良率影響不大，因此暫時(shí)維持現(xiàn)狀320mm/sec.

六、產(chǎn)出(Result)七、驗(yàn)證試驗(yàn)

（verificationExperiment）

1.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：根據(jù)前面的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，噴頭離PCB板的距離（6.5cm)，噴霧壓力（0.15帕），噴霧速度（320mm/min）方案與目前現(xiàn)狀作對(duì)比驗(yàn)證。31現(xiàn)有狀況（A）:噴頭離PCB板的距離（10m)，噴霧壓力（0.2帕），噴霧速度（320mm/min）改善后狀況(B):噴頭離PCB板的距離（6.5cm)，噴霧壓力（0.15帕），噴霧速度（320mm/min）對(duì)A,B兩組方案做Two-SampleT-Test實(shí)驗(yàn)Vs距離10cm距離6.5cm實(shí)驗(yàn)參數(shù)

組合A(現(xiàn)狀)組合B

（改善后）噴頭離PCB板的距離＝10cm

噴頭離PCB板的距離＝6.5cm

噴霧壓力＝0.2帕噴霧壓力＝0.15帕噴霧速度=320mm/min噴霧速度=320mm/min流量=40ml/min流量=40ml/minNOYield1（不良數(shù)）

Yield2

（不良數(shù)）Yield1

（不良數(shù)）Yield2（不良數(shù)）

11012132131231312130041120005161110612140171211018121300913120210111110每組樣本數(shù)：20PCS每樣本總焊點(diǎn)數(shù)：30個(gè)七、驗(yàn)證試驗(yàn)

（VerificationExperiment）2.實(shí)驗(yàn)分析：改善前后TwoProportions對(duì)比

TestandCIforTwoProportions

Sample

X

N

Samplep1

251

600

0.4183332

13

600

0.021667

Difference=p(1)-p(2)Estimatefordifference:

0.39666795%CIfordifference:

(0.355513,0.437820)Testfordifference=0(vsnot=0):

Z=18.89

P-Value=0.000

P-Value=0.000<0.05，說(shuō)明改善前后有顯著的差異。33理論值與實(shí)驗(yàn)值TwoProportions對(duì)比RegressionAnalysis:yversus離PCB距離,噴霧壓力,距離*氣壓

：Y=34.51+24.21*離PCB的距離-12.29*噴霧氣壓-12.24*離PCB的距離*噴霧氣

＝34.51-24.212+12.29-12.24＝10.35TestandCIforTwoProportions

Sample

X

N

Sam