如何创建SMT工艺技术平台

2005-6-9制造技术部包惠民1如何创建SMT工艺技术平台以工艺技术为中心实施随州公司SMT工艺管理。2005-6-9制造技术部包惠民21.0为什么要创建SMT工艺技术平台1、以组装工艺技术为中心，是SMT应用和管理中的一个核心理念；2、管理人员在生产过程中容易忽略工艺管理；3、技术人员在解决实际问题的时候无法很好的从工艺着手分析；4、SMT的发展决定了必须从预防来解决生产中存在的实际问题；5、工艺管理的灵魂在于工艺技术平台的建立。2005-6-9制造技术部包惠民3事例ƒ有些时候，生产线上出现效率或质量问题，其主要原因大多数时候我们没有从工艺的角度来分析和处理，而是把焦点放在了诸如设备和设计等其他问题上；ƒ如果我们到生产现场走一走，在一些SMT生产线上，也许会经常看到，有一些员工在调整焊膏印刷机上的某些参数，有一些员工在贴片机旁调整供料器，有一些员工则在贴片机的出口处检查贴片结果和推动调整移位的器件等现象。ƒ一条自动化的SMT生产线，却需要四、五位员工在场监督调整，这当然是个效率问题。而出现这类问题的主要原因，大多数时候并不是设备或材料等出了什么毛病，而是因为工艺管理的意识薄弱或者是因为员工的工艺管理知识不足所造成的。所以，要很好地解决生产现场的效率和质量问题，我们还应该从工艺管理上入手。2005-6-9制造技术部包惠民41.1为什么容易忽略工艺管理？工艺，是对原材料或半制成品进行加工，使其成为更完善的半制成品或成品的做法和过程。1、工艺虽然可以通过原理来描述解释，但它相对加工材料和设备工具等实物来说，要抽象得多；2、SMT业界在知识交流和推广的过程中又十分缺乏对工艺管理方面的重视，更使得许多用户对于工艺管理的重要性缺乏认识；3、设备、工具、设计、材料、工艺，都是影响最终产品质量的因素，是一种综合性的经过和结果，在分析过程中工艺往往被其它因素遮盖。2005-6-9制造技术部包惠民5事例在日常问题的处理上，很多技术人员其实没有很好地分清楚什么是属于材料问题；什么是属于设备、工具问题；什么是属于设计问题；而什么又是属于工艺问题。虽然我们一般都会把问题的成因归结为其中的一项，但归纳的过程却经常是含糊不清和缺乏准确性的；甚至有的时候，我们对于工艺和设备因素等的定义还搞不清楚。比如说在焊膏印刷工艺中的“刮刀压力”这一特性，很多的用户，甚至包括设备或材料供应商，都把它当作是个“工艺参数”来描述或处理。其实，这不是个“工艺参数”，而是个“设备参数”；工艺的设置需要这个“设备参数”来达到所要的条件，但它绝对不应该被理解为“工艺参数”。因为一旦这么理解，我们就很自然地在处理工艺问题时，直接往这个“设备参数”上来“靠”；去改变或调整这个虚假的“工艺参数”，也就成为非常“自然”的行为。这也就是许多问题不能得到根治的原因之一。2005-6-9制造技术部包惠民61.2电子行业因SMT的出现技术方面有那些发展？1.加速了电子产品的微型化进程，精度控制要求不断提高；2.需要处理的器件封装和焊点种类日益繁多，设计技术日趋复杂；3.器件的散热因素由主要的对流散热变为传导散热，对无引脚的SMD焊点寿命不利；4.通过外观检查来发现问题的能力越来越薄弱，甚至几乎不可能；5.不良产品的返修越来越困难；6.产品的故障因素从原先的器件为主转到以组装工艺为主；7.可供选择的工艺较THT技术多出许多，各有优缺点和不同的选择考虑；8.生产速度不断加快，出现废品的速度也随之加快，需要很好的预防和及时更正。2005-6-9制造技术部包惠民71.3工艺管理在SMT中有什么重要性？1、行业发展的需求导致生产工艺越来越复杂，良好的工艺管理是产品质量的保证；2、SMT应用强调技术整合。质量、设计、材料、设备都不能够单独地考虑处理，而能把这一切连接在一起的，正是“工艺”；3、工艺预防是业界发展的一种趁势,现有的工艺管理以工艺预防为中心2005-6-9制造技术部包惠民8事例ƒ当我们关心产品的寿命时，我们将会面对一个问题，就是如何测量和判断产品的寿命。有效可靠的测量方法，不只是时间长，投资大，最大的问题是它们都属于破坏性的测试方法（DestructiveTest），不可能在生产线上推行，而只能是在试验室中使用。那么，在生产线上，如何才能有效地控制和保证产品的寿命呢？最实用的方法，就是设计和控制良好的工艺。ƒ首先，我们通过对材料的要求和工艺流程的“固化”，把试制出来的小量产品，通过破坏性的寿命测试来认证他们的一致性和可靠性。如果这个小批量的产品是合格的，那么我们就可以假设在大批量生产时，只要材料的品质和生产工艺不变，生产出来的产品应该是能够达到可靠性或寿命要求的。ƒ其次，对于那些对寿命要求特别高的产品，还必须配合批量抽样寿命测试来进一步确认。否则，只需要在生产环境或条件有改变的情况下才进行相关的工艺、材料或产品质量认证。如果这种方法执行得当，确保寿命和直通率的效果可以做得很好。这也就是工艺和工艺流程管理的好处和重要性。2005-6-9制造技术部包惠民91.4传统的制造工艺中有那些缺点？1、混淆了“相同工艺”的含义；2、无法顾及产品的寿命，生产模式不容易进入较高档次竞争；3、无法细分工艺2005-6-9制造技术部包惠民10第一种类型的传统制造管理做法：在产品设计后制造出一两块“样板”，交由制造部的工程师判断有无制造上的困难，如果没有就开始投入试生产。一般试生产的做法是把设备参数调整到组装结果达到满意的合格率后就算合格，开始转入正式批量生产。大批量生产时，在线上设立固定的检查站，把发现的不良品进行工艺改正（如补正、补焊）或抽出返修。以上的做法目前还在一些小规模，管理经验不足或产品附加值低的加企业中通行。这种通过“制造-检查-调整-返修-再调整”的典型做法已经十分落后，其主要问题在于：1.不能照顾到成品寿命的问题，甚至产品的直通率也难以保证；2.生产效率难以达到最优化，成本难以达到最低；3.生产稳定性较差，随机性很强；4.效益或竞争实力属于短期性，容易陷入忙乱的工作状况，难以做长期改进；5.不容易进入较高档次的加工竞争。以上做法我称它为传统制造做法，在一些附加值较低的产品制造上还可以接受，但在中、高档次的电子加工行业中并不多见。2005-6-9制造技术部包惠民11第二种类型的传统制造管理做法：ƒ在产品设计过程中，如果有新封装器件时，设计人员会交由工艺工程师协助判断是否可以使用。评估方法是通过供应商资料、表面判断，和在必要时（较不确定时）做少量试验来决定。除此之外，在CAD布局时，工艺工程师也会参加设计布局评审，确保所有布局符合规范，所有工艺路线和工艺规程明确后，产品的设计才算通过。ƒ设计通过后，一般会有一个新产品试制期。试制工作多由测试部接管，对于没有设立测试部的，则由生产部接管。由于试制不是由设计部执行，在试制前还有不少进行设计工艺性检查的过程。在小批量试制中，如果没有问题，或是有问题而又可以通过调整设备参数加以更正的，则试制基本上算是通过。如果有问题而又无法有效地通过调整来解决的，则按判断要求设计更改或要求来料供应商处理。2005-6-9制造技术部包惠民12ƒ一旦试制通过开始大批量生产后，生产线在每次开始生产时进行首检（即生产的头一两块板进行详细地检查），确认没有问题后开始常速生产。在生产过程中也设立检查站，检查站大多设在焊接后的外观检查作业。对于贴片较不稳定的，也有在焊接前检查的，另外还有些采用焊膏印刷后检查的做法，人工检查还是较常使用的做法。较有规模的企业采用如AOI之类的自动检查。检查中发现问题的，按故障和企业内部情况给予现场改正或批量收集后送返修站进行返修。一些企业对故障的记录还使用SPC控制图显示。如果问题严重，则可能进行设备调整或停线查找问题原因。ƒ此外，在生产以外的设备人员可能对关键设备有一套保养计划，进行日、周、月、季度和年进行不同层次的保养工作，以此保证设备的可靠性。ƒ以上的做法，看似有一定的工艺管理；因为其中有设计规范、有新封装认证、有设计审查、有新产品试制、有批量生产前的首检、有生产过程的产品检查、有SPC的应用、还有设备保养维护等等确保产品质量的各种做法。但我们如果从另外一个角度来看，我们每天不断地重复以上的工作，而许多产品或设计类似的产品都已经投入生产很长的时间，为什么我们还经常在生产线上看到重复而熟悉的问题呢；这是否表示我们所做的一切并没有真正地起到作用呢？2005-6-9制造技术部包惠民13事例ƒ按道理说，如果材料没有问题，设备得到有效维护，工艺又正确的话，我们现场就不应该有质量问题了，这就是工艺受控的表现。但是，许多企业即使推行了以上的做法，工艺也没有受控，还是会经常遇到重复的故障现象和生产问题。那么，问题究竟出在哪里呢？ƒ问题出在执行的细度和程度上。比如有些工艺工程师把焊膏印刷整体过程当作是一个工艺，但较好的工艺工程师会把焊膏印刷当成是“定位”、“填充”、“刮平”、“脱模”和“擦网”五个不同的工艺。把焊膏印刷整体当作是一个单独工艺的工程师，在遇到印刷结果的外形不良问题时，可能会试图通过调整印刷机的刮刀压力、速度等等各种参数，来解决问题。而把焊膏印刷整体过程当作五个不同工艺的工程师，则会通过观察印后焊膏外形和位置的特征，来判断问题是属于五个工艺中的哪一个。因为“填充”、“刮平”或“脱模”不良，它们的调整和解决做法是不同的。“填充”问题需要照顾到刮刀的压力、速度和起跑距离的配合；“刮平”问题需要照顾刮刀的下降程度、压力和速度的配合；而“脱离”问题则需要照顾模板和基板界面、脱模等待时间、脱模距离和速度的方面；这其中是有很大区别的。把工艺当成单一和五个分工艺来处理，差别就在细度上。如果做得不够细，就会造成研究不到位，而问题自然就难以得到彻底的解决。2005-6-9制造技术部包惠民142.0如何开展SMT工艺管理?ƒ1.建立企业制造工艺技术蓝图；ƒ2.工艺技术平台的设计和建立；ƒ3.以工艺规范为中心的4大技术规范，以及其管理体系的建立；ƒ4.工艺技术知识和相关技能的培育；2005-6-9制造技术部包惠民152.1为什么要创建制造工艺技术蓝图?（ManufacturingProcessDevelopmentRoadmap）ƒ没有蓝图可能表示我们还没有足够的发展计划，处于一种被动式的管理情况；或是我们对SMT了解的不够（认为它没什么，不需要发展蓝图）。但不论是哪一个原因，缺乏一份蓝图对企业的工艺管理是不利的。ƒ我们今天的工艺水平如何，是否最适合（最有效益）目前的生产和竞争情况，下一步又应该往什么方向走，什么时候需要达到新的境界，什么时候应该开始走，不走的风险又有多大？等等。以上这些管理问题如果从未出现在我们的脑海中，从未在常年发展和重要管理会议中出现的话，那我们就可能在不知不觉中被淘汰出局了。因此，设计一份“工艺技术蓝图”，是工艺管理工作中一个重要部分。ƒ没有蓝图就没有宏观计划，如引进AOI等新设备的项目时，没有考虑到这个变化对整体发展的影响。缺乏明确的工艺路标，就无法知道自己现在正处于怎样的工艺技术状况，自然也就无法想象AOI技术会对我们现有的工艺造成什么影响，以及现有的工艺该如何配合才能顺利有效的引进这类AOI技术。2005-6-9制造技术部包惠民162.2SMT工艺技术平台包括那些内容?ƒ工艺管理的整个灵魂在于工艺技术平台的建立。工艺技术平台虽然以“工艺”为名，但实际上包括了整个技术整合中的设计、设备、工艺和质量管理各部分。以“工艺”为名是因为其概念是以“工艺为主、工艺为核心”的缘故。工艺技术平台的建立是个系统工程，包括以下五个主要方面：ƒ1.以工艺为核心概念的产品产业化和生产管理流程；ƒ2.支持流程的有效组织结构；ƒ3.工艺和设备能力范围；ƒ4.数据管理和应用系统；ƒ5.效益测量和自我学习系统2005-6-9制造技术部包惠民17ƒ工艺技术平台的理念，采用了目前许多先进或长期证明有效的管理做法。比如：ƒ1.流程管理（ProcessManagement）；ƒ2.流程再造（ProcessRe-engineering）；ƒ3.并行工程（ConcurrentEn