六西格玛案例降低焊接空洞缺陷率1ppt课件

1、 降低降低BGABGA焊接焊接 空洞缺陷率空洞缺陷率客户：客户：xxxxxxxx黑带：黑带：xxxx倡导者：倡导者：xxxxxxBGA器件大量用于手机板如：A1003个BGA、A3003个BGA、6282个BGA手机板手机板在在2019年年1月月18日举行的日举行的6SIGMA成果发布会上荣获成果发布会上荣获二等奖二等奖 Define (定义定义 )： 1、确定工程关键、确定工程关键 2、制定工程规划、制定工程规划 3、定义过程流程、定义过程流程 Measure (丈量丈量 )： 1、确定工程的关键质量特性、确定工程的关键质量特性Y 2、定义、定义Y的绩效规范的绩效规范 3、验证、验证Y的丈量

2、系统的丈量系统 Analyze (分析分析 )： 1、了解过程才干、了解过程才干 2、定义工程改良目的、定义工程改良目的 3、确定动摇来源、确定动摇来源 Improve (改良改良 )： 1、挑选潜在的根源、挑选潜在的根源 2、发现变量关系、发现变量关系 3、建立营运规范、建立营运规范 Control (控制控制 )： 1、验证输入变量的丈量系统、验证输入变量的丈量系统 2、确定改良后的过程才干、确定改良后的过程才干 3、实施过程控制、实施过程控制1.1.定义定义2.2.丈量丈量3.3.分析分析4.4.改良改良5.5.控制控制DMAIC公司消费线手机板客户赞扬：客户赞扬： 手机事业部赞扬，手机

3、事业部赞扬，公司加工的手机板中公司加工的手机板中BGABGA焊接质量不好，返焊接质量不好，返工量比较大，而在其工量比较大，而在其它公司加工的它公司加工的BGABGA那么那么返工量极少。返工量极少。B24MAICD目前公司加工的手机板中目前公司加工的手机板中BGA的返修的返修率超越了率超越了1。详细分布如以下图：。详细分布如以下图：空洞所占比例最高为55.45%由于不是100检查，还有大量的焊接空洞问题未得到修复MAICDMAICD 可靠性低；可靠性低； 消费效率低；消费效率低； 合格率低；合格率低； 返修本钱高。返修本钱高。焊接空洞过大的影响：焊接空洞过大的影响：如下图，空洞是焊接中出现的普遍

4、的难以完全防止的景象，它归结于焊接过程中的焊料收缩、排气和残存的助焊剂。很小的焊接空洞不会对焊接性能产生明显的影响。可靠性低可靠性低由于无法对由于无法对BGA的焊接的焊接进展进展100检查，从而进检查，从而进展返工，还有大量的展返工，还有大量的BGA焊接空洞缺陷的手焊接空洞缺陷的手机发给用户，严重影响机发给用户，严重影响手机的运用可靠性。手机的运用可靠性。经检验，在BGA的回流焊中，焊点的空洞比例高达60，焊点空洞面积比有的超越20。MAICDA A100Motorola8088Nokia8210 随机抽随机抽MotorolaMotorola、NokiaNokia和我公司和我公司5 5只手机进

5、展检测，只手机进展检测，结果如下：结果如下： MotorolaBGAMotorolaBGA有空洞的焊球数占总焊球数的有空洞的焊球数占总焊球数的6%6%， NokiaNokia为为9%,9%,而且空洞的面积与焊球的面积比均在而且空洞的面积与焊球的面积比均在1010以内以内 。 我公司在我公司在60%60%以上以上, ,空洞的面积与焊球的面积比有的超空洞的面积与焊球的面积比有的超越越2020。MAICD差距很大！差距很大！MAICD产质量量是手机实现跨越式开展的重产质量量是手机实现跨越式开展的重要支撑要支撑“2019年的上台阶(50亿发货义务)及2019年手机运营进入一个新的境界才是我们的阶段目的

6、 。 总经理必需提高必需提高产质量量！产质量量！根据前面的分析，为根据前面的分析，为提高手机单板的焊接提高手机单板的焊接质量，确定本工程的质量，确定本工程的关键即关键即CTQ-关键关键质量特性为：质量特性为：BGA焊接焊接空洞缺陷率空洞缺陷率MAICDSupplier 供应商Input输入Process过程Output输出输出Customer 客客户户仓储部焊接资料设备人员文件程序焊接好的BGA消费部返修线MAICDMAICD详见附件详见附件1 1 工程立项和成果评价报告工程立项和成果评价报告网上立项、同意网上立项、同意业务聚焦业务聚焦Business case提高手机产质量量，降低消费返修率

7、，提高手机产质量量，降低消费返修率，使顾客更加称心；使顾客更加称心；直接纳益直接纳益100万万/年以上减少维修年以上减少维修费；费；间接纳益宏大：产品的可靠性提高，间接纳益宏大：产品的可靠性提高，提升品牌笼统，添加市场竞争力，提升品牌笼统，添加市场竞争力，扩展市场份额添加营业收入。扩展市场份额添加营业收入。工程进度工程进度Project Plan 团队组成团队组成Team 目确实定目确实定Goal Statement经过分析找出呵斥经过分析找出呵斥BGA焊接空焊接空洞的根本缘由；洞的根本缘由；将将BGA焊接空洞缺陷率由目前焊接空洞缺陷率由目前的的63降到降到20以下见分析以下见分析阶段目确实定

8、。阶段目确实定。工程范围工程范围Project Scope针对手机产品；针对手机产品；涉及消费、工艺、质量等环节。涉及消费、工艺、质量等环节。问题陈说问题陈说Problem Statement手机板手机板BGA的焊点的空洞比例高达的焊点的空洞比例高达60 ；手机板手机板BGA焊点空洞的面积比严重焊点空洞的面积比严重的超越的超越20；随着手机产品作为公司重点产品，随着手机产品作为公司重点产品，销量越来越大，赞扬越来越多。销量越来越大，赞扬越来越多。xx 质量部质量部 工程谋划、组织实施工程谋划、组织实施xx 工艺部工艺部 工程实施工程实施xx 工艺部工艺部 工艺分析改良工艺分析改良xx 工艺部工

9、艺部 工艺分析改良工艺分析改良xx 工艺部工艺部 工艺分析改良工艺分析改良 xx 质量部质量部 工程实施工程实施xx 消费部消费部 回流温度曲线调校回流温度曲线调校项目里程碑7/5-7/318/1-9/159/15-10/1510/15-11/3112/1-12/30定义测量分析改进控制MAICD1.1.定义定义2.2.丈量丈量3.3.分析分析4.4.改良改良5.5.控制控制DMAIC BGA焊接空洞的缺陷率BGA焊接空洞的焊接空洞的缺陷数缺陷数BGA焊接空洞焊接空洞与焊球的与焊球的面积比平均值面积比平均值BGA焊接空洞焊接空洞与焊球的面积与焊球的面积比最大值比最大值在几个能够选择的关键质量特

10、性在几个能够选择的关键质量特性Y中，这是比较好的一个！中，这是比较好的一个！优点可以作为连续数据进行处理，进行分析比离散数据用的数据少不足无法与焊接缺陷率对应 直接和BGA焊接空洞缺陷率，同时又可以作为连续数据处理。优点BGA焊接空洞与焊球的面积比平均值BGA焊接空洞与焊球的面积比最大值MAICD根据前面的分析，根据前面的分析，确定本工程的关键确定本工程的关键质量特性即质量特性即 Y为：为：BGA焊接空洞焊接空洞与焊球的面积比与焊球的面积比最大值最大值MAICDMAICD红色圈内为空洞面积黑色圈内为焊球面积包括红圈内面积空洞面积比空洞面积比空洞面积空洞面积焊球面积焊球面积BGA焊接空洞与焊球的

11、面积比最大即焊接空洞与焊球的面积比最大即Y值值是一个是一个BGA一切焊点中空洞面积比的最大值一切焊点中空洞面积比的最大值空洞位置一级标准二级标准三级标准直径比60%直径比45% 直径比30%面积比36%面积比20.25% 面积比9%直径比50%直径比35% 直径比20%面积比25%面积比12.25% 面积比4%在球中间球与PCB界面公司规范：公司规范： 结合结合IPCIPC规范制定空洞接受规范：规范制定空洞接受规范： IPCIPC规范：规范：MAICD见公司规范，编号见公司规范，编号ZX.G.3275空洞空洞/ /焊球面积比超越焊球面积比超越10%10%即为空洞缺陷即为空洞缺陷每个每个BGAB

12、GA只需有一个焊球空洞缺陷，即为不合格。只需有一个焊球空洞缺陷，即为不合格。丈量系统的型号：AXI-RAY测试仪 丈量系统已校准丈量值：焊点的空洞面积比单位：丈量系统的反复性和再现性如何呢？MAICD让3个操作员对编号的12个BGA焊点面积分别作丈量。操作员采用随机抽取焊点的方式丈量焊点面积，3个作业员丈量一次后，再重新对这些焊点进展编号丈量，再由操作员随机在样品中取样丈量，3个操作员第二次丈量后，再进展第三次丈量。共获得108个数据。 MAICD数据是交叉型的模型为：BGA焊接空洞面积比操作者焊点焊点*操作者误差树图树图空洞面积01234567811011122345678911011122

13、3456789110111223456789123焊点 within 操作员Variability 图图直观可以看出：操作者和丈量次数之间的变差很小。MAICD操作员样品测量值（） 操作员 样品测量值（） 操作员 样品测 量 值（）112.8112.7112.7121.4121.4121.4134.2134.1134.1143.3143.3143.4154.2154.3154.2160.6160.6160.7170.8170.8170.8184183.9184193.3193.2193.31103.21103.21103.11117.81117.81117.71122.31122.21122.

14、3212.9212.8212.7221.5221.4221.4部分丈量数据部分丈量数据丈量的数据结果方差分析结果：方差分析结果：PARETO图：图：从方差分析结果和PARETO图可以看出：焊点的变差占99.87%，丈量次数之间的变差只占0.13%。MAICD30%GR&R10，丈量系统有效MAICD详见附件详见附件3 AXI-RAY3 AXI-RAY测试仪的丈量系统分析测试仪的丈量系统分析MAICD分析阶段分析阶段确定了工程的关键质量特性Y；定义了关键质量特性Y的绩效目的；丈量系统满足要求。1.1.定义定义2.2.丈量丈量3.3.分析分析4.4.改良改良5.5.控制控制DMAICMAI

15、CD随机抽取正在消费的手机板100块，运用AXI-RAY测试仪检查每个BGA的焊点的空洞缺陷面积比，发现有63的BGA按照公司规定的规范为不合格。目前消费的手机板目前消费的手机板有有8种，由于种，由于A100板消费板消费量最大，选定工程量最大，选定工程的改良从的改良从A100手机板开场手机板开场每班随机抽取六块A100手机板，每块手机板上随机抽取一个BGA，共6个BGA进展丈量，采用每个BGA中空洞面积最大的焊点作为样本，抽取6班共36个数据。MAICD部分丈量数据部分丈量数据详见附件详见附件4-4-改良前改良前的过程才干分析的过程才干分析 W W检验结果不能回绝是正态分布的假设检验结果不能回

16、绝是正态分布的假设 IRIR控制图中的检验无异常点，阐明过程稳定控制图中的检验无异常点，阐明过程稳定 MAICD数据分析数据分析 当前短期过程才干当前短期过程才干Cpk=-0.067，非常低，迫切需求改良。，非常低，迫切需求改良。过程才干指数过程才干指数MAICD目的描画：目的描画： 从从20192019年年7 7月到月到20192019年年1212月，手月，手机板机板BGABGA焊接空洞焊接空洞不合格率降低到不合格率降低到20%20%以下。以下。MAICD焊膏印刷焊膏印刷检查检查回流焊回流焊YS 印刷不良 YS 焊接空洞缺陷 XS 1)操作者技艺 2)检验工艺规范 3规范培训 4X-Ray

17、检 测仪器 YS 焊接缺陷 XS 1)峰值温度 2)升温速率 3)预热段时间 4)回流段时间 5)冷却速率从过程流程图可知：影响从过程流程图可知：影响BGA焊接空洞缺陷的潜在要素有焊接空洞缺陷的潜在要素有31项项XS 1) 钢网厚度 2钢网开口尺寸 3钢网开口外形 4钢网脏污 5焊膏粒子直径 6) 焊膏解冻时间 7焊膏搅拌时间 8) 焊膏自动搅拌 9焊膏手工搅拌 10焊膏粘度 11) 刮刀压力 12) 刮刀速度 13刮刀质量 14刮刀印刷行程 15印刷环境 16焊膏暴露时间XS 1器件焊球不光滑凹坑2焊球本身有空洞3焊膏不同4PCB焊盘中的通路孔设计5) PCB印制板焊盘脏污6PCB焊盘电镀不

18、良YS来料不良物料和设计物料和设计MAICD运用缘由结果矩阵，找出影响运用缘由结果矩阵，找出影响BGA焊接空洞的关键潜在要素焊接空洞的关键潜在要素12项项MAICD对客户的重要性评分33911234 输出物料和印刷准备待焊接的电路板焊接后的电路板经检验后的电路板总计输入1器件焊球不光滑凹坑81911092器件焊球本身有空洞6181943焊膏不同89711154PCB焊盘中的通路孔设计5131465PCB印制板焊盘脏污6571976PCB焊盘电镀不良76711037钢网厚度7361858钢网开口形状5321439焊膏粒子直径35517010焊膏搅拌时间29618811焊膏手工搅拌15415512

19、焊膏粘度44315213刮刀压力26416114刮刀速度26416115刮刀质量53214316刮刀印刷行程26315217印刷环境38517918焊膏暴露时间278110019钢网开口尺寸56316120钢网脏污65417021焊膏解冻时间 26416122焊膏自动搅拌25314923峰值温度22919424升温速率22515825保温时间 22919426回流段时间22919427冷却速率22616728操作者技能11182329检验工艺规范11192430规范培训11172231X-Ray 检测仪器 111722经过经过FMEA：从：从12个因子中找出个因子中找出6项对项对BGA焊接空洞

20、有潜在影响的要素焊接空洞有潜在影响的要素MAICD工序输入输入潜在的失潜在的失效模式效模式潜在的失潜在的失效影响效影响SEV潜在的失效原潜在的失效原因因OCC检测方法检测方法DETRPN器件焊球不光滑凹坑wetting慢空洞、裂缝4焊接时形成气泡4目检464焊球本身有空洞焊接后仍存在空洞空洞4空洞不能消除4目检580不同焊膏wetting慢、效果差空洞变大9未完全清除氧化物9操作者确认2162PCB印制板焊盘脏污上锡不良虚焊、空洞8焊盘氧化、污物3目检372PCB焊盘电镀不良wetting慢、效果差虚焊、空洞8电镀针孔、氧化2目检464钢网厚度有机物未能彻底排出虚焊、空洞8印刷厚度太厚9操作者

21、确认2144焊膏搅拌搅拌不合适 空洞、虚焊等6时间不合规范2操作者确认560环境湿度焊接易氧化空洞5湿度大5湿度仪检测375焊膏暴露时间 时间长各种缺陷包括空洞9焊接成分发生变化5操作者确认3135保温时间太短或太短 各种缺陷包括空洞6设置不当9机器自动检测2108回流时间太长各种缺陷包括空洞7设置不当9自动检测2126峰值温度太高各种缺陷包括空洞8设置不当8自动检测2128物料与设计回流焊焊膏印刷详见附件详见附件2 2MAICDFMEA确定的主要潜在影响因子当前短期过程才干：当前短期过程才干： Cpk= -0.067确定了改良目的确定了改良目的引起引起BGA焊接空洞不良的潜在缘由：焊接空洞不良的潜在缘由： 焊膏牌号焊膏牌号 焊膏暴露时间焊膏暴露时间 峰值温度峰值温度 回流时间回流时间 保温时间保温时间改良阶段改良阶段MAICD1.1.定义定义2.2.丈量丈量3.3.分析分析4.