如何进行SMT过程控制|质量控制与保证

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只看楼主倒序阅读使用道具楼主发表于: 2012-10-20

产品的品质决定市场，过程品质决定产品的品质。为了防止SMT的缺陷的发生，就必须有一个良好的过程品质计划，在SMT中进行过程控制，提高产品质量已成为SMT生产中的最关键因素之一。产品质量水平不仅是企业技术和管理水平的标志，更与企业的生存和发展休戚相关。本文结合自己的实践和大家共同探讨SMT过程控制
关键词:过程控制 SPC TPM PDCA
一、什么是过程控制与SPC
通常所说的过程是指将输入转化为输出的一组活动，过程是质量管理活动研究的基本单元，如化学研究的基本单元是化学元素。研究过程的基本特征，是于识别质量管理活动中每一个过程所必须要做的工作。过程是质量管理体系的基本要素，研究过程之间的相互联系、作用为系统管理质量活动提供了明确思路，更有利于对诸多过程进行有效地、连续性控制。
每一个过程的运行（控制）又遵守PDCA循环模式。
1、P（Plan）--计划，确定方针和目标，确定活动计划；
2、D（Do）--执行，实地去做，实现计划中的内容；
3、C（Check）--检查，总结执行计划的结果，注意效果，找出问题；
4、A（Action）--行动，对总结检查的结果进行处理，成功的经验加以肯定并适当推广、标准化；失败的教训加以总结，以免重现，未解决的问题放到下一个PDCA循环。
过程控制:就是指产品的质量必须在过程中是控制的,不能失控状态. 就是说过程控制将帮助达到和维持过程能力、稳定性和可重复性的一个所希望的水平。过程控制不只是统计；是通过统计进行持续改进.在SMT行业如果一个产品的不要在失控中，必须要有预防意识与预防行动.许多公司对产品缺陷发生率是被动反应的，虽然他们认为自己是前摄反应的，因为他们大多数的努力是去计数缺陷而不是检测过程。事实上，计数缺陷是被动反应的，因为损伤已经发生了。检测过程是比较前摄反应的，因为这是一个帮助防止缺陷的方法。的确，具有良好品质控制计划的公司正是要计数缺陷。但是更重要地，他们检测其过程和把注意力集中在缺陷的防止上。
SPC:统计过程控制（Stastisti-cal Process Control简称SPC）,是过程控制的工具,是为了贯彻预防原则，应用统计方法对过程中的各个阶段进行评估和监控，建立并保持过程处于可接受的并且稳定的水平，从而保证产品与服务符合规定要求的一种技术。SPC中的主要工具是控制图。
二、失控的过程控制的处理
1、失效分析,要对统计的数据进行分析,进行分析,找到可能原因
2、问题解决,对上面的原因逐步排除解决
3 、改正行动,找到这些原因之后，可找到和实施永久的解决方法。
判异准则有两类：(1)点出界就判异；(2)界内点排列不随机判异。(1)是针对界外点的，而上述(2)则是针对界内点的。关于判异准则，常规控制图的标准GB/T40912001有8种准则，将控制图等分为6个区每个区宽1σ。这6个区的标号分别为A、B、C、C、B、A。其中两个A区、B区及C区都关于中心线CL对称，需要指明的是这些判异准则主要适用于X图及单值X图，且假定质量特性X服从正态分布。参见《标准GB/T40912001》
三、SMT如何进行过程控制
过程控制必须是预防控制.很多企业采用的被动救火方式,哪里着火,大家一同到现场灭火,同一故障重复发生,没有找到问题的根源,只是在于当前的结果,这样的过程是不可能在控制中.如何做到预防是过程控制的关键.下面讨论怎样做是好的过程控制:
一）、设定目标
部门有一个部门的目标,生产线要结合实际情况制定有效的目标.它是起点,也是改进SMT制造过程的最基本的元素，由于其通用的范畴，而往往被忽视或难以决定。必须为整个制造运作而不是其某些部分，制定目标和目的。提出的问题是基本的：希望从产品得到什么？TRS多少?产品质量,抛料报损率,返工率,停机率,产品切换时间等因数。
设定的目标要能实现,不能只是为了一个高目标，不符合实际情况，一个永远不能达到的目标等于没有目标。反正不能达到，何必再努力。假设某产品在某区域在近3年的需求量最多只有20000台，就不能在给该地区的销售人员的目标为30000台。必须分析以前的数据要达到这个目标需要突破哪些制约因数，对这些突破制定一个action ,可以到责任人,可以明确跟踪,例如产品的质量由以前的98%要提高到98.5%,就必须要找到这个产品的影响质量的原因,逐一排除.要达到质量必须预先的过程控制设置检查点。
二)、建立度量标准
关键的度量标准，或测量定义的目标与目的是否满足的量化因素，是建立基准线以及测量过程进度所必须的。有许多测量过程的方法，但选择的度量标准必须提供评估结果的最好方法。目前在欧美企业使用最多的是TPM生产的全员管理,将涉及产品的所有因数全部包括在其中例如生产线的效率，机器的停机器率，产品的质量，产品的生产成本；可以将这产品过程是否在过程控制中的标准也将作为过程工艺工程师的一个考核标准. 每个企业都有自己的标准，找不到最好的标准，但可以找到最适合公司的测量标准。
三)、目标的实现
目标以及验证目标的标准一旦确立,怎样实现是工程师控制的的关键。作为过程控制的工程师了解生产的整个过程的每个环节以及每个环节什么由什么组成,哪些是主要哪些是次要:
A)、为了保证SMT设备的正常进行，必须定期保值保量的保养,对备件的维修检查;
B)、必须加强各工序的加工工件质量检查，从而监控其运行状态。因而需要在一些关键工序后设立质量控制点，这样可以及时发现上段工序中的品质问题并加以纠正，杜绝不合格产品进入下道工序，将因品质引起的经济损失降低到最小程度。质量控制点的设置与生产工艺流程有关，根据SMT贴片，在生产工艺中加入以下质量控制点：
1）上板检测内容 a．印制板有无变形；b．焊盘有无氧化；c、印制板表面有无划伤；d、上板是否到位等必须按照预先公司的标准操作进行检查与操作。
2）丝印检测内容：网印参数是否正常；锡膏是否正常；网印机擦拭是否干净,是否水平,真空脱膜是否正常,网印擦拭是否喷洒酒精,网印质量例如a.印刷是否完全；b.有无桥接；c.厚度是否均匀；d.有无塌边；e.印刷有无偏差等。
3）贴片检测内容：根据产品先在产品图纸中规定我们重点检查元件。尤其在停产后恢复生产或者产品切换贴片检查尤其重要。
A.元件的贴装位置情况有没有偏位；b、是否有元件翻转侧立尤其是LED，对称管脚SOT封状元件；c、接口元件是否有变形。
如果生产线有AOI设备，我们必须进行数据缺陷统计做SPC统计,进行分析控制，必须有具体的action。
4）回流焊接检测内容
a、检查温度曲线是否很产品一致，是否正常。
b、元件的焊接情况，有无桥接、立碑、错位、焊料球、虚焊等不良焊接现象。
c、焊点的情况。
d、N2的压力是否符合要求。针对上面的检查点，可以制定一个check list。
C)、在SMT行业必须要考虑到“防呆”,怎样防呆,需要过程控制工程师重点考虑。
例如:在PCB上的mark点设计成不对称，可以避免PCB在进入网印方向反180度导致网印，造成清洗或者导致不良;siemens的F5的托盘,厂家没有设计托盘防呆,可以在托盘的对角放置一个东西,避免托盘放反等;在程序视像中要考虑怎样利用机器控制,例如以前电阻的侧立在siemens机器不能截住,只有通过换feeder,通过分析将gf中的lead 取消,在视像只测试size,减小公差,就可以等
D)、预防
1) 生产前必须对生产先的设备,程序进行检查,对喂料器,吸嘴,机器状态,生产附件例如网板夹具等是否符合要求,网印机的参数,以及是否刮刀水平等检查
2) 生产过程中对于产品的质量特别是无铅产品,缺陷有哪些,如何预防与控制.只有了解才能避免质量的失控,才能在质量看是波动的时候提前动作.例如作为产品的质量只要没有R&D设计是符合DFM,物料没有出现问题,只要控制从网印,贴片,以及流焊的每个工位提前预防与控制,就不会有大的波动.有很多公司将工程师一起根据公司生产过程中的注意事项做一个check list,有的是1个小时检查有的是2个小时检查。
3）转型过程必须在转型前熟悉该生产线，要转型产品将注意事项记录。在生产线作好充分的准备后再切换，生产线也不能打“无准备或者准备不充分的仗”，要坚信没有准备的仗是失败的仗。要对容易出现的问题提前预防例如二极管在贴片过程中由于飞达原因会侧立翻转，为什么不在转型过程中先检查。
4）设备的预防保养，设备技术人员必须要有系统的预防保养list，在保养每个动作将数据记录和以前进行对比，要了解每个保养后会出现什么要的反面影响。对于数据植变化的需要生产线注意跟踪需要提前知会。
设备的预防保养对产品的质量，对生产线的效率影响很大，所以必须要是有效的预防保养
5）新产品的导入,产品的设计适合DFM制造是生产线过程控制的前提,工艺弥补设计,由于工艺窗口只能在一定的界限,否则一定是不可控的.例如一个0402元件的焊盘设计与物料不匹配,导致生产过程中立碑,我们可以调整工艺参数减少,但是不能根除,只要我们的工艺窗口的某一参数变化,就会出现批量问题.还有一个元件之间的距离如果没有在SMT贴片的安全距离,那么元件贴飞就不能控制。
6）物料的IQC检验，需要一个标准的检验标准，检验制度。不接受不良，不生产不良，也不能销售不良
7）SMT实验室的健全，没有实验室很多跟踪分析只能在怀疑的基点，没有数据去分析，就不能建立一个合理的标准。例如在很多小型电子用品例如数码相机的I/O充电的USB接口，前端的信号脚的共面性厂家能控制到什么样的标准，如果SMT生产线只要有锡膏厚度测试仪器做一下实验就可以告诉元件厂家。0.12mm的sten-cil网印后的锡膏厚度为0.13mm，所以只需要厂家的平面度控制在0.13就可以，没有必要到0.1mm以下。
8）分析小组的成立
建立报警线，可以分为三个区：绿带表示产品质量良好，黄带区表示质量有异常需要分析小组进行分析；红带区表示质量差必须采取行动。分析小组通过分析出来的数据汇总，分析是偶然事件还是其他事件，确立一些预防措施进行现场指导。对偶然事件需要先讨论出现的一切因数，出现问题的解决方案是什么？问题解决后需要总结，做出案例需要其他在线分享，以后能否做到预防，怎样有效的缩短解决问题。不能永远的救火，需要防火才是企业管理的目的。
分析的方法很多，SPC统计分析，鱼刺图，对人、机器、物料、方法等原因。大家需要坚信办法总比问题多。预防的方法总是有的。
E) 、对生产量来说关键因素可能是程序优化程序保证最优化的贴装模式，使得机器以最快的速度运行吗？机器设备是否正常,要有正常的设备必须有到位的设备预防保养,备件的提前维修与确认,很多公司的老板只考虑到成本,老率到生产线的效率,对设备的备件不是很重视,生产时设备一旦出现问题开始”拆东墙补西墙”,人员的操作,必须熟练操作设备。
F) 、对利用率来说，什么因素支持(或破坏)不分昼夜的运行？产品数据是否正确和迅速地提供给机器操作员和设备本身，使得不确定以及制造“错误产品”的可能得到避免？
G) 、产品的切换: 从一个产品转换到另一个产品可能对利用率有戏剧性的影响。必须尽量快速切换产品，必须有自己公司的一套符合IE的又符合自己公司的特色的快速切换流程与管理。
对报废而言，产生浪费的过程和运作必须标识出来。送料器设定正确吗？零件用完后，补充是否快速、准确？操作工是否知道如何控制抛料?程序参数是否正确?切换前的准备工作是否到位。
H)、其它问题：湿度敏感元件是否按照湿度敏感元件操作?机器性能本身应该评估：是否所有元件都拿起和贴装，抛料率的多少，报损的控制等。
I)、品质度量标准回到直接了当的指令：把正确的零件放在正确的位置，以保证产品性能达到设计要求。为了保证，必须告诉操作员正确的程序，即，所有车间内装配、测试和包装的步骤。是否工程与制造之间的通信可保证设计更改直接地反映在制造程序中？最后，传统的品质检查产品是否真的制造正确？
四)、检验目标的实现
这个是很重要的,是对生产线的检阅也是对过程控制工程师的检阅.对完成目标进行肯定,对没有完成的生产线找到问题的关键.为下面的持续改进做铺垫。
很多领导都忽视这点。尤其是国内企业，只有目标，没有定时检查。只有到年底核算的时候，在知道哪些部门，哪些人员目标没有实现。在年底有制定新的目标，这个目标是一个虚设的堡垒，不是一座开发的城市，这样的企业是没有改进与创新的，最终只有被淘汰。
五)、运用PDCA持续改进这些过程，持续改进，重新定目标
PDCA循环的概念最早是由美国质量管理专家戴明提出来的，所以又称为“戴明环”。
PDCA循环实际上是有效进行任何一项工作的合乎逻辑的工作程序。在质量管理中，PDCA循环得到了广泛的应用，并取得了很好的效果，因此有人称PDCA循环是质量管理的基本方法。之所以将其称之为PDCA循环，是因为这四个过程不是运行一次就完结，而是要周而复始地进行。一个循环完了，解决了一部分的问题，可能还有其它问题尚未解决，或者又出现了新的问题，再进行下一次循环。
结论：
过程控制的最终理由是极其简单的：即，生存。制造商所面对的市场压力将不会随着时间而减少。市场之间的边界正在消失，竞争更加激烈。成功的人能够对客户反应是迅速、高效并带有很强的控制，因为他们的顾客的要求不会变得越少。通过增加产出、利用率最高化、减少报废以及通过履行行进中的过程控制改进来改善品质！

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