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品质技术 >> SMT工艺改进的好帮手

SMT工艺改进的好帮手

文章来源:SMT专家网     发布时间:2010-10-9 9:32:57     发布时间:2010-10-9 9:32:57  【关闭】

概 述
实际效果证明采用DPMO方法分析产品及工艺,是一种究其问题根源的有效工具。SMT组装工艺所暴露的缺陷,主要可分为四种类型的问题;材料,工艺,设计及操作误差。DPMO予测工具与可制造性设计(DFM),可测试性设计(DFT)结合已成为SMT组装工艺改进的得力帮手。
一次通过率(FPY)与DPMO

长期来,一次通过率(FPY)是许多SMT组装厂表征产品制造过程质量水平的量值。其运作程序起始于SMT生产线焊膏印刷至终端在线测试(ICT),包括粘接剂点印,器件贴装,再流焊,通孔器件插装,波峰焊,清洗与二次组装(连接器及其他器件,导线等)印制板组装全过程。

一次通过率的定义是;全部被检印制板数除以无缺陷印制板数,数学表达式为;
FPY% =[合格印制板数/组装印制板总数] x 100%.
通常,中/高复杂程度印制板混装,按生产设备类型及折旧年份,采用的工艺控制及技术检测方法,一次通过率(FPY)范围可从50% - 90%。
(FPY)表征的不足
使用一次通过率(FPY)表征产品制造过程质量水平量值的问题,仅好与坏差别,合格板与不合格板之分,不涉及坏板,不合格板的缺陷数量。SMT组装厂特别关心各种高复杂程度印制板将需要配置许多资源,才能达到同一水平产能。

另有一种可能是,经第一次在线测试(ICT)测试分析是可接受的,FPT值也许>95%,但是少量印制板上存在多个缺陷,印制板仍然需要要进行返修,工时成本超出额定比例,例如;如贴片机送料器变换不正确,或印刷模板上的焊膏量短时间突然缺少等此类问题发生,虽然仅影响少量印制板,但在短时间产生的缺陷数量可以超过每小时的平均缺陷数。

DPMO指数
最近几年来,SMT组装业界采用更可靠的方法 —— DPMO指数取代一次通过率(FPY),作为表征产品制造过程质量水平的量值。
DPMO定义,采样数 = 器件数/焊点数(仅指SMD或THP器件引脚端焊点数,印制板导通孔或测试点除外)。
在我们实施DPMO计划中,不以器件封装为计,仅选用对器件引脚端焊点计数,例如,208QFP为208焊点采样数。有些公司执行DPMO,按器件个体计数,每一器件计一个采样数。我们支持IPC-7912标准所规定的原则。
DPMO计算方法提供印制板复杂性程度与缺陷的规范化。换句话讲,,一块印制板含少量采样数,将含少量缺陷,反之在相同的DPMO指数条件下,高复杂性的印制板,含较多采样数,将存在较多的缺陷。有关IPC-7912标准的深入讨论见参考文章。
DPMO与FPY之间呈线性关系,对一项确定工艺能力言,当采样数增加,则FPY成比例随之减少。
自1999年起,有些组装厂开始采用DPMO量度方法,为测试这种方法与生产实际对比,至少6个月时间在生产过程选定大于500块测试样板。
 

产品实际产能与理论计算的予测产能达到极好的一致性,此例举,在这段期间组装厂20项产品,占整个生产量的65%,计算得平均DPMO指数近似为55。
生产实际与理论计算达到极好一致性,采用DPMO指数表征SMT生产线质量水平的量度。为达到高产能,必须改进工艺(减少DPMO),今天印制板的焊点平均采样数约4500,印制板复杂性程度增加,组装厂仍能保持强劲的竞争力。两年前,印制板的焊点采样数为3000,而FPY一直停留在80%左右。

DPMO工艺改进的好帮手
SMT组装工艺改进有效使用DPMO工具,测量工艺过程的结果量,分析存在问题的原因,提供正确的纠正计划。在SMT线布置三个数据采集点;再流焊工艺后,二次组装及ICT后。
SMT生产线每天的缺陷数据由工艺监测采集。
 

产品与工艺综合测试分析,分为四种类型的缺陷;

测试结果将缺陷分为4种类型,这样对造成缺陷原因分析及实施工艺改进就相对容易多了。
        可制造性设计(DFM)缺陷,印制板设计违背可制造性原则,在新产品引试制(NPI)阶段,设计误差尚未被暴露。有些产品涉及有关设计的新规则未制定等。
 
        工艺性缺陷 ,工艺无能力或设备故障所致。例如在进行无铅焊接时,焊炉内的炉温均匀性问题,造成印制板的温度梯度;红胶引起针管堵胶塞,造成器件缺少胶体,在波峰焊过程跌落。当断定因受到现有设备技术性能的限制,只能更新升级或购买先进的设备。
        操作误差,确定工艺具有能力,也不是现有工艺文件所造成的如贴片机送料器装载出差,及设备维护保养及程序误差。
       材料,主要是器件制造商或供应商,例如器件的可焊性差,不能焊接,但入库验收已经
接受。器件供应链相对稳定,有时制造商的制造环境变化或工艺更改未公告,如卷带器件标识错误,等等。这些问题在部品入库正常检验时往往被疏忽,最后造成大批量返工,对产品质量及交货造成损害。
工艺与产品质量趋势分析

DPMO工具用于跟踪追朔印制板在组装过程中,上述四类缺陷是否减少或增加,测试结果显示可制造性设计(DFM)得到改善,操作误差仍然是造成缺陷重要原因。
SMT组装厂高级技术人员评估整体的趋势(可按时间或产品定义),每一阶段性的趋势与前一阶段性的趋势比较,作为过程目标管理的组成部份(MBO),比较图6,图7所示结果得,DFM及工艺保持稳定,材料得到改进,操作造成缺陷的比例最大。

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