SMT工藝控制與質(zhì)量管理(ppt 64頁).ppt

1、SMT工藝控制與質(zhì)量管理,顧靄云,一. 工藝為主導(dǎo),產(chǎn)品質(zhì)量是企業(yè)的生命線。SMT是一項復(fù)雜的綜合的系統(tǒng)工程技術(shù)。必須從PCB設(shè)計、元器件、材料、以及工藝、設(shè)備、規(guī)章制度等多方面進行控制，才能保證SMT加工質(zhì)量。,高質(zhì)量 高直通率 高可靠（壽命保證 ） ！,a 再流焊工藝 印刷焊膏 貼裝元器件 再流焊,b 波峰焊工藝 印刷貼片膠 貼裝元器件 膠固化 插裝元器件 波峰焊,再流焊與波峰焊工藝比較,再流焊仍是當(dāng)前SMT的主流工藝,再流焊與波峰焊相比較，具有很大優(yōu)勢。,從再流焊工藝過程分析再流焊工藝特點,1. 有“再流動”與自定位效應(yīng) 2. 每個焊點的焊料成分與焊料量是固定的,工藝,設(shè)備工具,制造,設(shè)

2、計,基板 元器件 材料,考慮所有問題時應(yīng)以SMT工藝特點為基礎(chǔ) 再流動 、 自定位、 焊料成分與焊料量是固定的 波峰焊是熔融焊料循環(huán)流動的群焊工藝,通過工藝控制實現(xiàn)以下目的,（1）盡量保證高直通率。 （2）質(zhì)量一致性。 （3）把工藝可控展示給客戶，達到客戶滿意。 （4）獲得競爭優(yōu)勢和更高的利潤。,二. 預(yù)防性工藝方法,供應(yīng)商,來料檢查,組裝生產(chǎn),成品檢驗,采購,設(shè)計,返修,包裝交貨,用戶,用戶服務(wù),市場返修,市場,過濾把關(guān),事后改正,1. 傳統(tǒng)質(zhì)量管理做法 被動的(制造管理)觀念,檢驗,傳統(tǒng)品質(zhì)管理的問題：,高成本,檢查速度經(jīng)常無法配合生產(chǎn)速度,非所有的問題都能被檢測出,返修會縮短產(chǎn)品壽命,依

3、賴檢查 / 返修的質(zhì)量管理有以下缺點 ,2. 新的質(zhì)量管理理念,先質(zhì)后量的制程管理。在未能保證品質(zhì)的情況下提高產(chǎn)量，只會造成浪費和損失（材料、時間、設(shè)備使用、能源的浪費和公司名譽上的損失）。 通過制程管理可以實現(xiàn)： 高質(zhì)量 高直通率 高可靠（壽命保證 ）,新的質(zhì)量管理理念,不提倡檢查-返修或淘汰的-貫做法，更不容忍錯誤發(fā)生。 任何返修工作都可能給成品質(zhì)量添加不穩(wěn)定的因素。,新的質(zhì)量管理理念,質(zhì)量是在設(shè)計和生產(chǎn)過程中實現(xiàn)的，,而不是通過檢查返修來保證的；,質(zhì)量是企業(yè)中每個員工的責(zé)任 而不只是品質(zhì)部的工作,DFM,工藝優(yōu)化,供應(yīng)鏈管理,質(zhì)量是通過工藝管理實現(xiàn)的,工藝監(jiān)控,3. 新的工藝管理方法,D

4、FM 工藝優(yōu)化和改進 工藝監(jiān)控 供應(yīng)鏈管理,DFM,實施DFM，必須配合產(chǎn)品設(shè)計、設(shè)備技術(shù)和質(zhì)量水平要求來進行。 要求技術(shù)人員對元器件、材料、工藝、設(shè)備、設(shè)計有全面的認(rèn)識， 要求設(shè)計與工藝良好的溝通。,工藝優(yōu)化和改進,組裝方式與工藝流程應(yīng)按照DFM規(guī)定進行。 要求技術(shù)人員了解設(shè)備的特性、功能，掌握操作技術(shù)。由于首次設(shè)計未必能將所有工藝參數(shù)都定得最優(yōu)最完善，因此需要微調(diào)改正。例如貼片程序、印刷參數(shù)、溫度曲線等 工藝改進包括設(shè)計在內(nèi)的全程整合處理和改進。工藝改進不僅給企業(yè)帶來生產(chǎn)效率和質(zhì)量，同時帶來工藝技術(shù)水平的不斷提高。 對優(yōu)化后的制造能力做出計量，并初步確定監(jiān)控方法。,工藝監(jiān)控,工藝監(jiān)控是確保

5、生產(chǎn)效益的和質(zhì)量的重要活動。 由于生產(chǎn)線上的變數(shù)很多，設(shè)備、人員、材料等等都有其各自許多變數(shù)，每天在不同程度上的互相影響，互相牽制著。如何能采取有效足夠的監(jiān)控又不會影響生產(chǎn)以及提高生產(chǎn)成本，是一項不易做得好的工作。 要求技術(shù)人員具備良好的測量知識、統(tǒng)計學(xué)知識、因果分析能力、以及對設(shè)備性功能的深入了解等等。,供應(yīng)鏈管理,穩(wěn)定的原材料貨源與質(zhì)量 是保證SMT質(zhì)量的基礎(chǔ)。,舉例：再流焊工藝控制, 設(shè)備控制不等于過程控制，必須監(jiān)控實時溫度曲線 必須對工藝進行優(yōu)化確定再流焊技術(shù)規(guī)范，設(shè)置最佳溫度曲線 再流焊爐的參數(shù)設(shè)置必須以工藝控制為中心 必須正確測試再流焊實時溫度曲線，確保測試數(shù)據(jù)的有效性和精確性 通

6、過監(jiān)控工藝變量，預(yù)防缺陷的產(chǎn)生, 設(shè)備控制不等于過程控制，必須監(jiān)控實時溫度曲線,再流焊爐中裝有溫度（PT）傳感器來控制爐溫。例如將加熱器的溫度設(shè)置為230，當(dāng)PT傳感器探測出溫度高于或低于設(shè)置溫度時，就會通過爐溫控制器（可控硅繼電器）停止或繼續(xù)加熱（新的技術(shù)是控制加熱速度和時間）。然而，這并不是實際的工藝控制信息。 由于組裝板的質(zhì)量、層數(shù)、組裝密度、進入爐內(nèi)的組裝板數(shù)量、傳送速度、氣流等的不同，進入爐子的組裝板的溫度曲線也是不同的，因此，再流焊工序的過程控制不只是監(jiān)控機器的控制數(shù)據(jù)，而是對制造的每塊組裝板的溫度曲線進行監(jiān)控。否則它就只是機器控制，算不上真正的工藝過程控制。, 必須對工藝進行優(yōu)化

7、確定再流焊技術(shù)規(guī)范，設(shè)置最佳溫度曲線,確定再流焊技術(shù)規(guī)范的依據(jù)： (a) 焊膏供應(yīng)商提供的溫度曲線。 (b) 元件能承受的最高溫度及其它要求。 例如：鉭電容、BGA、變壓器等器件對最高溫度和耐受時間的要求。 (c) PCB材料能承受的最高溫度，PCB的質(zhì)量、層數(shù)、組裝密度以及銅的分布等情況。 在實施過程控制之前，必須了解再流焊的焊接機理，具有明確的技術(shù)規(guī)范。,再流焊技術(shù)規(guī)范的一般內(nèi)容,最高的升溫速率 預(yù)熱溫度和時間 焊劑活化溫度和時間 熔點以上的時間（液相時間）及峰值溫度和時間 冷卻速率。,舉例：某產(chǎn)品采用某公司Sn-Ag3.0-Cu0.5 焊膏再流焊的技術(shù)規(guī)范, 再流焊爐的參數(shù)設(shè)置必須以工藝

8、控制為中心,根據(jù)再流焊技術(shù)規(guī)范對再流焊爐進行參數(shù)設(shè)置（包括各溫區(qū)的溫度設(shè)置、傳送速度、風(fēng)量等），但這些一般的參數(shù)設(shè)置對于許多產(chǎn)品的焊接要求是遠遠不夠的。 例如當(dāng)PCB進爐的數(shù)量發(fā)生變化時、當(dāng)環(huán)境溫度或排風(fēng)量發(fā)生變化時、當(dāng)電源電壓和風(fēng)機轉(zhuǎn)速發(fā)生波動時，都可能不同程度的影響每個焊點的實際溫度，這些不確定因素對于較復(fù)雜的組裝板要使最大和最小元件都能達到0.54m界面合金層（金屬間化合物）厚度會產(chǎn)生影響。如果實時溫度曲線接近于上限值或下限值，這種工藝過程就不穩(wěn)定。由于再流焊工藝過程是動態(tài)的，即使出現(xiàn)很小的工藝偏移，也可能會發(fā)生不符合技術(shù)規(guī)范的現(xiàn)象。 由此可見，再流焊爐的參數(shù)設(shè)置必須以工藝控制為中心，避

9、開技術(shù)規(guī)范極限值。這種經(jīng)過優(yōu)化的設(shè)備設(shè)置可容納更多的變量，同時不會產(chǎn)生不符合技術(shù)規(guī)范的問題。, 必須正確測試再流焊實時溫度曲線，確保測試數(shù)據(jù)的有效性和精確性,測試再流焊實時溫度曲線需要考慮以下因素： 熱電偶本身必須是有效的：定期檢查和校驗 必須正確選擇測試點：能如實反映PCB高、中、低溫度 熱電偶接點正確的固定方法并必須牢固 還要考慮熱電偶的精度、測溫的延遲現(xiàn)象等因素 再流焊實時溫度曲線數(shù)據(jù)的有效性和精確性最簡單的驗證方法： 將多條熱電偶用不同方法固定在同一個焊盤上進行比較 將熱電偶交換并重新測試進行比較, 通過監(jiān)控工藝變量，預(yù)防缺陷的產(chǎn)生,當(dāng)工藝開始偏移失控時，工程技術(shù)人員可以根據(jù)實時數(shù)據(jù)、

10、進行分析、判斷（是熱電偶本身的問題、測量端接點固定的問題、還是爐子溫度失控、傳送速度、風(fēng)量發(fā)生變化），然后根據(jù)判斷結(jié)果進行處理。 通過快速調(diào)整工藝的最佳過程控制，預(yù)防缺陷的產(chǎn)生。 目前能夠連續(xù)監(jiān)控再流焊爐溫度曲線的軟件和設(shè)備也越來越流行。,美國KIC公司溫度監(jiān)控系統(tǒng)： KIC Vision自動測量爐溫曲線的系統(tǒng),4. 故障預(yù)防性生產(chǎn),正確選擇元器件、材料 + 工藝過程控制,高質(zhì)量,焊膏,元器件,基板,印刷焊膏,貼片,回流焊接,(包括設(shè)備工具),可制造性設(shè)計 PCB加工質(zhì)量,高質(zhì)量 高直通率 高可靠（壽命保證 ） ！,返修的潛在問題,返修工作都是具有破壞性的 特別是當(dāng)前組裝密度越來 越高，組裝難

11、度越來越大,盡量避免返修，或控制其不良后果 ！,返修會縮短產(chǎn)品壽命,過去我們通常認(rèn)為，補焊和返修，使焊點更加牢固，看起來更加完美，可以提高電子組件的整體質(zhì)量。但這一傳統(tǒng)觀念并不正確。,5. 預(yù)防性工藝方法,同樣的設(shè)備條件，不同的工藝就有不同的效益。 a 把CIMS（計算機集成制造系統(tǒng)）應(yīng)用到SMT制造中。 b 以過程控制為基礎(chǔ)的ISO9000質(zhì)量管理體系運行模式 c 數(shù)據(jù)處理技術(shù)的應(yīng)用 d “6” 質(zhì)量管理理念。,SPC,策略,1. 控制輸入 2. 控制輸出 3. 培訓(xùn) 4. 堅持按照規(guī)定操作 5. 持續(xù)改善 6. 審核,方法：,建立必要的檢查表 對機器監(jiān)測 元器件、材料等 過期控制 更改日志

12、 校驗日志 糾正措施日志 工藝監(jiān)測 對流程進行認(rèn)證 首件確認(rèn) SPC 數(shù)理統(tǒng)計工藝控制 信息反饋,三. SMT制造中的質(zhì)量管理,1. 制訂質(zhì)量目標(biāo),SMT的質(zhì)量目標(biāo)首先應(yīng)盡量保證高直通率 質(zhì)量目標(biāo)應(yīng)是可測量的 再流焊不良率的世界先進水平10 ppm （10- 6） 例如：制訂近期目標(biāo) 300 ppm 中期目標(biāo)100ppm 遠期目標(biāo) 20 ppm,2. 過程方法,從SMT產(chǎn)品設(shè)計 采購控制 生產(chǎn)過程控制 質(zhì)量檢驗 圖紙文件管理 產(chǎn)品防護 服務(wù)提供 人員培訓(xùn) 數(shù)據(jù)分析 編制本企業(yè)的規(guī)范文件: DFM、通用工藝、檢驗標(biāo)準(zhǔn)、審核和評審制度 通過系統(tǒng)的管理和連續(xù)的監(jiān)視與控制，以實現(xiàn)SMT產(chǎn)品的高質(zhì)量、提

13、高SMT生產(chǎn)能力和效率。, SMT產(chǎn)品設(shè)計,印制電路板（PCB）設(shè)計是保證表面組裝質(zhì)量的首要條件之一。 PCB的可制造性設(shè)計： 包括、機械結(jié)構(gòu)、電路、焊盤、導(dǎo)線、過孔、阻焊、可制造性、可測試性、可返修性、可靠性設(shè)計等。,設(shè)計評審、設(shè)計檢驗、設(shè)計確認(rèn)的關(guān)系圖,設(shè)計評審、設(shè)計驗證、設(shè)計確認(rèn)的比較, 采購控制,根據(jù)采購產(chǎn)品的重要性，將供方和采購產(chǎn)品分類。對供方要有一套選擇、評定和控制的辦法，采購合格產(chǎn)品。 制定一套嚴(yán)格的進貨檢驗和驗證制度。 SMT主要控制：元器件、 工藝材料、PCB加工質(zhì)量、模板加工質(zhì)量。,舉例： 元器件質(zhì)量控制,(a)盡量定點采購要與元件廠簽協(xié)議，必須滿足可貼性、可焊性和可靠性的

14、要求； (b)如果分散采購，要建立入廠檢驗制度，抽測以下項目： 電性能、 外觀（共面性、標(biāo)識、封裝尺寸、包裝形式）可焊性（包括潤濕性試驗、抗金屬分解試驗）。 (c)防靜電措施。 (d)注意防潮保存。 (e)元器件的存放、保管、發(fā)放均有一套嚴(yán)格的管理制度，做到先進先出、帳、物、卡相符，庫管人員受到培訓(xùn)、庫房條件能保證元器件的質(zhì)量不至于受損。,表面組裝元器件的運輸和存儲（國際電工委員會IEC標(biāo)準(zhǔn)）,不適合的運輸和存儲條件會導(dǎo)致元器件質(zhì)量下降，引起可焊性差，造成各種焊接缺陷。,運輸條件 應(yīng)帶包裝運輸，避免超溫、超濕以及機械力的影響。 最低溫度： 40 溫度變化：在40 / 30 范圍內(nèi) 低壓：30K

15、pa 壓力變化：6Kpa/min 運輸時包裝箱不可變形，并不應(yīng)有直接作用在內(nèi)部包裝上的力。 總運輸時間（指不在受控的存儲時間）盡可能短。最好10天。 運輸條件取決于電子元器件的敏感性。優(yōu)先選擇受控的貨艙空運。不建議海運。,存儲條件 溫度： 40 30 相對濕度：10% 75% 總共存儲時間：不應(yīng)超過2年（從制造到用戶使用）。到用戶手中至少有一年的使用期。 存儲期間不應(yīng)打開最小包裝單元（SPU）， SPU最好保持原始包裝。 不要存儲在有害氣體和有害電磁場在環(huán)境中。 使用時遵循先到先用的原則,靜電敏感元器件（SSD）運輸、存儲、使用要求 (a) SSD運輸過程中不得掉落在地，不得任意脫離包裝。 (

16、b) 存放SSD的庫房相對濕度： 3040%RH。 (c) SSD存放過程中保持原包裝，若須更換包裝時，要使用具有防靜電性能的容器。 (d) 庫房里，在放置SSD器件的位置上應(yīng)貼有防靜電專用標(biāo)簽。 防靜電警示標(biāo)志 (e) 發(fā)放SSD器件時應(yīng)用目測的方法，在SSD器件的原包裝內(nèi)清點數(shù)量。,SMD潮濕敏感等級,敏感性 芯片拆封后置放環(huán)境條件 拆封后必須使用的期限 （標(biāo)簽上最低耐受時間） 1級 30，90%RH 無限期 2級 30，60%RH 1年 2a級 30，60%RH 4周 3級 30，60%RH 168小時 4級 30，60%RH 72小時 5級 30，60%RH 48小時 5a級 30，6

17、0%RH 24小時 （1）設(shè)計在明細(xì)表中應(yīng)注明元件潮濕敏感度 （2）工藝要對潮濕敏感元件做時間控制標(biāo)簽 （3）對已受潮元件進行去潮處理, 生產(chǎn)過程控制,生產(chǎn)過程直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量，因此對工藝參數(shù)、人員、設(shè)備、材料、加工、監(jiān)視和測試方法、環(huán)境等影響生產(chǎn)過程質(zhì)量的所有因素加以控制，使其處于受控條件下。,受控條件：,a. 設(shè)計原理圖、裝配圖、樣件、包裝要求等。 b. 產(chǎn)品工藝文件或作業(yè)指導(dǎo)書，如工藝過程卡、操作規(guī)范、檢驗和試驗指導(dǎo)書等。 c. 生產(chǎn)設(shè)備、工裝、卡具、模具、輔具等生產(chǎn)手段及始終保持合格有效。 d. 配置并使用合適的監(jiān)視和測量裝置。使這些特性控制在規(guī)定或允許的范圍內(nèi)。,有明確的質(zhì)量控制

18、點,STM生產(chǎn)中的控制點和關(guān)鍵工序有：焊膏印刷、貼片、爐溫調(diào)控。 對質(zhì)控點的要求是：現(xiàn)場有質(zhì)控點標(biāo)識，有規(guī)范的質(zhì)控點文件，控制數(shù)據(jù)記錄正確、及時、清楚，對控制數(shù)據(jù)進行分析處理，定期評估PDCA和可追溯性。,SMT生產(chǎn)中，對焊膏、貼片膠、元器件損耗應(yīng)進行定額管理，作為關(guān)鍵工序或特殊過程的控制內(nèi)容之一。 關(guān)鍵崗位應(yīng)有明確的崗位責(zé)任制。操作工人應(yīng)嚴(yán)格培訓(xùn)考核，持證上崗。,有一套正規(guī)的生產(chǎn)管理辦法，如實行首件檢驗、自檢、互檢及檢驗員巡檢制度，上道工序檢驗不合格的不能轉(zhuǎn)下道工序,產(chǎn)品批次管理,產(chǎn)品要做好標(biāo)識，生產(chǎn)批號、數(shù)量、生產(chǎn)日期、操作者、檢驗員都標(biāo)識清楚，可以實現(xiàn)追溯（如計劃文件、工序卡、隨工單等）

19、。,不合格品控制,不合格品控制程序?qū)Σ缓细衿返母綦x、標(biāo)識、記錄、評審和處理作出明確的規(guī)定。 通常SMA返修不應(yīng)超過三次，元器件的返修不超過二次。,生產(chǎn)設(shè)備的維護和保養(yǎng),按照設(shè)備管理辦法，對關(guān)鍵設(shè)備應(yīng)由專職維護人員定檢，使設(shè)備始終處于完好狀態(tài)，對設(shè)備狀態(tài)實施跟蹤與監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)問題，采取糾正和預(yù)防措施，并及時加以維護和修理。,生產(chǎn)環(huán)境,a.生產(chǎn)線環(huán)境： 水電氣供應(yīng)； SMT生產(chǎn)線環(huán)境要求 ：溫度、濕度、噪音、潔凈度 SMT現(xiàn)場（含元器件庫）防靜電系統(tǒng) SMT生產(chǎn)線的出入制度、設(shè)備操作規(guī)程、工藝紀(jì)律 b.生產(chǎn)現(xiàn)場實行定置管理，做到定置合理，標(biāo)識正確；庫房材料、在制品分類儲存，碼放整齊，臺帳相符。

20、c.文明生產(chǎn)：清潔、無雜物；文明作業(yè)，無野蠻無序操作行為。 d.現(xiàn)場管理要有制度、有檢查、有考核、有記錄，每日進行“5S”活動。,人員素質(zhì),SMT是一項高新技術(shù)，對人員素質(zhì)要求較高，不僅要技術(shù)熟練，還要重視產(chǎn)品質(zhì)量，責(zé)任心強，專業(yè)應(yīng)有明確分工（一技多能更好）。SMT生產(chǎn)中除生產(chǎn)線配備經(jīng)嚴(yán)格培訓(xùn)、考核合格、技術(shù)熟練的生產(chǎn)工人、檢驗人員外，還必須配備下列人員： a.SMT主持工藝師SMT工程技術(shù)負(fù)責(zé)人。 b.SMT工藝師。 c.SMT工藝裝備工程師。 d.SMT檢測工程師和質(zhì)量統(tǒng)計管理員。 e.生產(chǎn)線線長, 質(zhì)量檢驗,（a）機構(gòu)，質(zhì)量檢驗部門應(yīng)獨立于生產(chǎn)部門之外，職責(zé)明確，有專職檢驗員，能力強，技術(shù)水平高，責(zé)任心強。質(zhì)檢部門負(fù)責(zé)對原材料、元器件進貨檢驗和過程產(chǎn)品（工序）、最終產(chǎn)品檢驗，合格放行。 （b）檢驗依據(jù)文件齊全，嚴(yán)格按檢驗規(guī)程、檢驗標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)規(guī)范進行。 （c）檢驗設(shè)備：主要檢驗設(shè)備、儀表、量具齊全，處于完好狀態(tài)，按期校準(zhǔn)，少數(shù)特殊項目委托專門檢驗機構(gòu)進行。, 圖紙文件管理,要制訂文件控制程序，對設(shè)計、工藝文件的編制、評審、批準(zhǔn)、發(fā)放、使用、更改、再次批準(zhǔn)、標(biāo)識、回收和作廢等全過程活動進行管理，確保使用有效的適用版