西格玛案例降低焊接空洞缺陷率

1、.六西格玛案例降低焊接空洞缺陷率-1 目 录 BGA焊接返工原因分析 BGA焊接空洞的危害 与竞争对手的比较情况 随机抽Motorola、Nokia和我公司5只手机进行检测，结果如下： MotorolaBGA有空洞的焊球数占总焊球数的6%， Nokia为9%,而且空洞的面积与焊球的面积比均在10以内 。 我公司在60%以上,空洞的面积与焊球的面积比有的超过20。 公司关于手机的战略 过程高端流程图 选择项目的关键质量特性Y BGA焊接空洞的缺陷率 确定项目的关键质量特性Y 对Y的定义 Y的绩效标准 测量系统分析 测量系统分析 测量系统分析 测量系统分析 测量系统分析 测量阶段小结 焊膏的选择

2、焊膏的选择 焊膏的选择 焊膏的选择 确定关键影响因子（DOE） 改进目标 63% 题目：降低BGA焊接空洞不合格率 2002/12 20% 2002/7 目标描述： 从2002年7月到2002年12月，手机板BGA焊接空洞不合格率降低到20%以下。 M A I C D 1、了解过程能力 2、定义改进目标 3、确定波动来源 过 程 流 程 图 焊膏印刷 检查 回流焊 YS 印刷不良 YS 焊接空洞缺陷 XS 1 操作者技能 2 检验工艺规范 3）规范培训 4）X-Ray 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：

3、影响BGA焊接空洞缺陷的潜在因素有31项 XS 1 钢网厚度 2）钢网开口尺寸 3）钢网开口形状 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 4）PCB焊盘中的通路孔设计 5 PCB印制板焊盘脏污 6）PCB焊盘电镀不良 YS 来料不良 物料和设计 M A I C D 1、了解过程能力 2、定义改进目标 3、确定波动来源 原因结果矩阵 应用原因结果矩阵，

4、找出影响BGA焊接空洞的关键潜在因素12项 M A I C D 1、了解过程能力 2、定义改进目标 3、确定波动来源 过程 FMEA分析 通过FMEA：从12个因子中找出6项对BGA焊接空洞有潜在影响的因素 M A I C D 1、了解过程能力 2、定义改进目标 3、确定波动来源 详见附件2 FMEA分析结果 M A I C D 1、了解过程能力 2、定义改进目标 3、确定波动来源 FMEA确定的主要潜在影响因子 分析阶段小结 当前短期过程能力： Cpk -0.067 确定了改进目标 引起BGA焊接空洞不良的潜在原因： 焊膏牌号 焊膏暴露时间 峰值温度 回流时间 保温时间 改进阶段 M A I

5、 C D 1、了解过程能力 2、定义改进目标 3、确定波动来源 项目实施流程 1.定义 2.测量 3.分析 4.改进 5.控制 DMAIC M A I C D 1、筛选关键少数 2、发现变量关系 3、建立营运规范 焊膏可供选择的有五种，为了确认这几种焊膏对焊接空洞的影响。使用多重比较试验，选择在目前的工艺条件下焊接空洞缺陷比较低的焊膏。 这五种焊膏 焊接的BGA， 其空洞面积比 是否相同呢？ 采用现有正常工艺条件，使用同一种钢网，保持温度曲线和焊膏暴露时间相同。 使用A100手机板进行试验，每个手机板上三个BGA器件，取三个BGA的最大空洞面积与焊球面积比的最大值的平均值作为一个数据。 焊膏比

6、较实验：H0：Y1 Y2 Y5 HA：有任意两个不等 特征值： BGA焊接空洞面积比最大值 单位： 试验结果如下表： 焊膏的选择 M A I C D 1、筛选关键少数 2、发现变量关系 3、建立营运规范 详见附件5 焊膏选择的多重比较试验分析 正态性检验 仅以691A和 670i焊膏为例 均为正态分布 M A I C D 1、筛选关键少数 2、发现变量关系 3、建立营运规范 独立性检验 仅以691A和 670i焊膏为例 数据均是独立的 M A I C D 1、筛选关键少数 2、发现变量关系 3、建立营运规范 降低BGA焊接 空洞缺陷率 BGA Ball Grid Array 指在元件底部以矩阵

7、方式布置的焊锡球为引出端的面阵式封装集成电路。 背景：BGA及其使用 BGA器件大量用于手机板如：A100（3个BGA）、A300（3个BGA）、628（2个BGA） 手机板 在2003年1月18日举行的 6SIGMA成果发布会上荣获 二等奖 项目荣誉 Define 定义 ： 1、确定项目关键 2、制订项目规划 3、定义过程流程 Measure 测量 ： 1、确定项目的关键质量特性Y 2、定义Y的绩效标准 3、验证Y的测量系统 Analyze 分析 ： 1、了解过程能力 2、定义项目改进目标 3、确定波动来源 Improve 改进 ： 1、筛选潜在的根源 2、发现变量关系 3、建立营运规范 C

8、ontrol 控制 ： 1、验证输入变量的测量系统 2、确定改进后的过程能力 3、实施过程控制 项目实施流程 1.定义 2.测量 3.分析 4.改进 5.控制 DMAIC 公司生产线 手机板 客户投诉： 手机事业部投诉，公司加工的手机板中BGA焊接质量不好，返工量比较大，而在其它公司加工的BGA则返工量极少。 顾客的呼声 B24 M A I C D 1、确定项目关键 2、制订项目规划 3、定义项目流程 目前公司加工的手机板中BGA的返修率超过了1。具体分布如下图： 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 M A I C D 1、确定项目关键

9、2、制订项目规划 3、定义项目流程 M A I C D 1、确定项目关键 2、制订项目规划 3、定义项目流程 可靠性低； 生产效率低； 合格率低； 返修成本高。 焊接空洞过大的影响： 如图所示，空洞是焊接中出现的普遍的难以完全避免的现象，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 由于无法对BGA的焊接进行100检查，从而进行返工，还有大量的BGA焊接空洞缺陷的手机发给用户，严重影响手机的使用可靠性。 BGA焊接问题描述 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过20。 M A I C D 1、确定项

10、目关键 2、制订项目规划 3、定义项目流程 A A100 Motorola8088 Nokia8210 M A I C D 1、确定项目关键 2、制订项目规划 3、定义项目流程 差距很大！ M A I C D 1、确定项目关键 2、制订项目规划 3、定义项目流程 产品质量是手机实现跨越式发展的重要支撑 “2003年的上台阶 50亿发货任务 及2004年手机经营进入一个新的境界才是我们的阶段目标 。” 总经理 必须提高 产品质量！ 项目关键 根据前面的分析，为提高手机单板的焊接质量，确定本项目的关键（即CTQ-关键质量特性）为： BGA焊接 空洞缺陷率 M A I C D 1、确定项目关键 2、制订项目规划 3、定义项目流程 Supplier 供应商 Input 输入 Process 过程 Output 输出 Customer 客户 仓储部 焊接 材料 设备 人员 文件 程序 焊接好的BGA 生产部 返修线 M A I C