錫膏供應(yīng)商的評(píng)估

錫膏供應(yīng)商的評(píng)估焊接系統(tǒng)是化學(xué)可兼容性過(guò)程的一個(gè)重要部分，應(yīng)該徹底地評(píng)估，以得到維持或改進(jìn)。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(píng)估的目的，我們認(rèn)為波峰焊接系統(tǒng)用的焊錫條和錫線，在供應(yīng)商的選擇，需要進(jìn)行評(píng)估。

在我們的焊接系統(tǒng)評(píng)估開(kāi)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(lái)評(píng)估許多的供應(yīng)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(guò)認(rèn)可幾個(gè)不同的系統(tǒng)，采購(gòu)部門(mén)將能夠討價(jià)還價(jià)，而不陷入唯一來(lái)源。當(dāng)我們簡(jiǎn)單地宣布我們計(jì)劃進(jìn)行評(píng)估時(shí)，我們現(xiàn)在的焊錫系統(tǒng)供應(yīng)商將其價(jià)格降低19%!認(rèn)可幾個(gè)不同的系統(tǒng)給你機(jī)會(huì)節(jié)約公司的資金。

要評(píng)估哪些制造商？

評(píng)估中我們的第一步是決定我們要求的錫膏(solderpaste)類(lèi)型。我們的板有密間距(finepitch，小于20-mil)、侵入式回流焊接(通孔引腳在錫膏中pin-in-paste)、雙面回流焊接和膠點(diǎn)。通過(guò)考查我們的工藝過(guò)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(cè)試的(pintestable)、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(jiǎn)單地詢(xún)求每年多少重量的錫膏將使供應(yīng)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(zhuān)門(mén)確定我們所要求的錫膏是比較不同制造商類(lèi)似產(chǎn)品的最好方法。

其次，我們決定應(yīng)該讓哪些供應(yīng)商來(lái)完成評(píng)估。我們開(kāi)始包括我們認(rèn)為是主要制造商的。我們現(xiàn)存的系統(tǒng)用作其它產(chǎn)品比較的基線。因?yàn)槲覀冋u(píng)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?？墒牵绻麅杉夜驹敢庖黄鸸ぷ魈峁┢湎嗷ズ献鞯淖C明-例如，一個(gè)供應(yīng)助焊劑，一個(gè)供應(yīng)錫膏-那么我們?cè)试S評(píng)估他們?？墒?，注意，如果將來(lái)發(fā)生問(wèn)題，這種設(shè)置可能導(dǎo)致許多相互指責(zé)。

在決定評(píng)估的供應(yīng)商后，我們準(zhǔn)備一個(gè)報(bào)價(jià)請(qǐng)求(RFQ,requestforquote)。這時(shí)我們通知采購(gòu)部門(mén)，允許他們對(duì)RFQ作適當(dāng)?shù)纳虡I(yè)上的修改。RFQ的其中一行敘述，“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-10個(gè)日歷日-回到我們的采購(gòu)部門(mén)。任何錯(cuò)過(guò)這個(gè)日期的供應(yīng)商都從評(píng)估去掉。我們認(rèn)為在規(guī)定的時(shí)間回答與否表明供應(yīng)商對(duì)客戶的反應(yīng)時(shí)間。

由于允許報(bào)價(jià)的制造商的數(shù)量，我們需要基于反應(yīng)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(méi)有在規(guī)定時(shí)間反應(yīng)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(píng)估。

選擇試驗(yàn)載體

對(duì)這個(gè)評(píng)估，我們決定使用一種產(chǎn)品板，不計(jì)劃任何毀壞性的試驗(yàn)。為了使用一種產(chǎn)品板作評(píng)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)和侵入式回流焊接(intrusivereflow)。它也使用了雙面錫膏，這允許我們通過(guò)測(cè)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(píng)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,designofexperiment)。首先，我們選擇錫膏將要評(píng)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：印刷后的保留時(shí)間、貼裝后的保留時(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?duì)我們的工藝過(guò)程重要，可是，對(duì)于你們各自的過(guò)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(píng)估更多的變量，但是這四個(gè)變量允許我們縮窄競(jìng)爭(zhēng)。

對(duì)于四個(gè)變量的每一個(gè)，我們選擇高與低值。每個(gè)保持時(shí)間的高與低值分別為2與0小時(shí)。錫膏批號(hào)的高與低值簡(jiǎn)單地就是來(lái)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?/p>

我們?cè)O(shè)計(jì)該DoE來(lái)評(píng)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(lái)運(yùn)行，因?yàn)榻?jīng)常改變錫膏和清洗模板(stencil)是沒(méi)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(píng)估板的矩陣。該矩陣對(duì)每一種錫膏重復(fù)使用。

表一、用于運(yùn)行所有評(píng)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(空氣)

B(8-14)低(0小時(shí))高(2小時(shí))低(批號(hào)#1)高(氮?dú)?

C(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)?

粗體輸入項(xiàng)是標(biāo)準(zhǔn)DoE。

括號(hào)內(nèi)的項(xiàng)是這個(gè)特殊DoE的專(zhuān)門(mén)的。

為了說(shuō)明表一，下面是運(yùn)行A的分項(xiàng)列出：

底面步驟

印刷板1~7，使用制造批號(hào)A。

印刷后保持兩個(gè)小時(shí)(變量1)。

貼裝元件。

貼裝元件后保持兩小時(shí)(變量2)。

把板翻轉(zhuǎn)底朝天10分鐘。

數(shù)出移位元件的數(shù)量和類(lèi)型。

替換跌落的元件。

在空氣中回流焊接板。

頂面步驟

印刷板1~7，使用制造批號(hào)A(變量3)。

貼裝元件。

在空氣中回流焊接板(變量4)。

運(yùn)行板

整個(gè)試驗(yàn)在開(kāi)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(píng)估開(kāi)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(wèn)題使整個(gè)評(píng)估的有效性受到懷疑。幾個(gè)制造商要求我們?cè)陂_(kāi)始之前增加印刷其錫膏的速度，因?yàn)樗麄兏杏X(jué)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)唯一的確認(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)以避免各人清洗能力的多出一個(gè)變量。

在板的底面貼裝元件之后，我們把板翻轉(zhuǎn)，保持10分鐘。這個(gè)步驟是測(cè)量錫膏的濕強(qiáng)度(greenstrength)。在這一步?jīng)]有元件掉落。我們的試驗(yàn)的嚴(yán)密性不足以區(qū)分不同錫膏的濕強(qiáng)度。

在運(yùn)行這類(lèi)試驗(yàn)時(shí)，記住你是在評(píng)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(méi)有計(jì)劃的變量。

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(kāi)路、光澤、熔濕(wetting)和殘留物。我們創(chuàng)建一個(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(duì)，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(cè)試機(jī)(ICT,in-circuittester)的探針可測(cè)試性。為了這個(gè)測(cè)量的目的，我們?cè)跍y(cè)試板時(shí)記錄所有誤失效。誤失效定義為重測(cè)時(shí)不重復(fù)出現(xiàn)的失效。我們?cè)跍y(cè)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(cè)試。我們記錄在ICT上的實(shí)際板的失效，然后消除與焊接無(wú)關(guān)的元件失效。

分析結(jié)果

每個(gè)板的視覺(jué)檢查與ICT測(cè)試結(jié)果記錄在一張表中。從這個(gè)表，我們計(jì)算每種錫膏的每個(gè)缺陷模式的或者平均值、或者中間值或者總值(表二)。對(duì)于非常少發(fā)生的缺陷如錫橋，我們使用一個(gè)總和。對(duì)于較常見(jiàn)的缺陷，如錫珠和錫球，我們使用或者平均值或者中間值來(lái)總結(jié)缺陷。我們?cè)跀?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0~10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)比較的工具。

表二、視覺(jué)檢查與ICT測(cè)試結(jié)果

錫膏

#板數(shù)

5錫球

5錫橋

8少錫

6殘留

3開(kāi)路

0光澤

3熔濕

4批號(hào)

不同

4ICT

誤失效

9印刷

觀察

3掉落

元件

0總數(shù)

1310

200018194.43.20102.37.32.08.01856077010285

22871010180103.06.00102.08.01.49.2181999010428

3614309010863.84.30104.03.92.27.701001011010369

4208328010463.06.00103.06.03.05.90101944010401

59502100100103.74.70101.88.51.68.81822677010372

65101590100103.64.80103.33.51.39.4263988010432

75844085012801.68.70103.06.02.37.51812777010250

斜體字的值是檢查結(jié)果的匯總。通過(guò)取原始數(shù)據(jù)的平均值、中間值或和來(lái)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(guò)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)的比較是DoE的部分。所有原始數(shù)據(jù)都使用離散分析(ANOVA,analysisofvariance)分析，以決定來(lái)自每個(gè)制造商的兩個(gè)批號(hào)的統(tǒng)計(jì)差。對(duì)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(duì)印刷錫膏外觀的看法。錫膏的稠度方面會(huì)發(fā)生很大的差別。我們沒(méi)有懲罰一種錫膏，如果其具有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(cè)試性，因此我們給它9的加權(quán)值。我們較少關(guān)注外表問(wèn)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(duì)這類(lèi)缺陷的標(biāo)準(zhǔn)化值。這些乘積加起來(lái)給我們最終的錫膏分?jǐn)?shù)。因?yàn)闆](méi)有錫膏產(chǎn)生開(kāi)路或掉落元件，我們通過(guò)給其缺陷模式一個(gè)零值來(lái)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(píng)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(píng)估。

最終評(píng)估

本次評(píng)估的目標(biāo)是要維持或者改進(jìn)我們現(xiàn)有的焊接系統(tǒng)。我們下一步是要對(duì)波峰焊接焊接助焊劑和返工材料進(jìn)行一個(gè)類(lèi)似的評(píng)估。一旦波峰焊接助焊劑和返工材料得到評(píng)估，我們將使用一個(gè)類(lèi)似于用于錫膏的方法開(kāi)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）。將計(jì)算出對(duì)