周建华doe生产实验设计cbpc板线喷雾研究

11CBPC板线喷雾研究

From:IE-余盛Jul.-9-20081

一、问题叙述(ProblemStatement)二、衡量的评判标准(CriterionMeasure)三、实验因子(ExperimentalFactors)四、控制因子和工程记录(ControlFactors&Engineering

Log)五、实验设计(ExperimentalDesign)六、产出(Deliverable)七、验证试验（verificationExperiment）八、量产验证和控制计划九、财务效益（Financialbenefits）2目录（Contents）1.为改善CBPC板炉后品质，需要对现有的喷雾系统参数设置进行验证，找出进一步提升的空间。根据工程师以往的经验，我们目前的参数设置基本满足现有生产的要求，但是否最优，还需进一步验证。现有厂内的大趋势是产能的提高，制约锡炉产能的瓶颈是锡炉的链速。制约CBPC线锡炉链速的通孔零件上锡高度，对喷雾系统的优化既有利于提升品质，又为CBPC线产能的提升提供了良好的条件。一、问题叙述

(ProblemStatement)

2.CBPC板线炉后品质和助焊剂的活性与喷涂效果相关性高。⑴CBPC板线波峰焊炉后，通孔上锡不良80%以上和助焊剂活性与喷涂效果有关。⑵通孔上锡不良的定义

通孔上锡NG填充不足50%通孔上锡OK填充100%以下为通孔零件的上锡的判定标准（引用于IPC标准-610-C）：OK:镀通孔板子焊锡良好且镀通孔吃锡厚度100%。Maj:PTH通孔上锡最少75%，对于连接散热面的金属孔在润湿良好的情况下50%的垂直填充可接受。波峰焊系统原理喷雾系统波峰焊工艺流程：裝板喷涂助焊剂

预热

焊接

热风刀

冷却

卸板

3.此次DOE实验的目的：通过DOE实验的方法，对现在的喷雾系统参数设置进行验证，找出影响喷雾效果的关键因子及最佳参数设定。1.输出Y定为波峰焊后焊点的不良率具体计算方法为:焊点的不良率（%）=不良焊点数/总的焊点数*100公式：Y(%）=NG不良的个数/30*100每个组合重复实验50次，Y取其总不良率的平均值。二、衡量的评判标准

(CriterionMeasure)9

2.参考TPV印刷电路板检验规范不良评判标准.规定此次实验焊点不良检验标准如下：

目视排PIN上板可见锡，判定通孔上锡OK;目视PIN上板不见锡，判定爬锡NG.通孔上锡NG通孔上锡OK3.实验选取30PIN（料号：033G801930FCHJS）做为观测对象。备注：1.试验板号：715G2659-12.试验选取的观测点位：CN3013.每组样本数50PCS，试验总样本数400PCSCN301三、实验因子

(ExperimentalFactors)

为了安排好此次的试验，IE召集锡炉工艺组、劲拓锡炉设备、助焊剂厂家的工程师，结合目前生产的实际情况，对影响波峰焊喷涂效果的因素进行集体讨论，得出影响喷涂品质的主要从以下三个因子进行考量，分别是：助焊剂喷嘴离PCB板距离A、喷雾压力B、喷雾速度C

锡炉型号DOEFactorsWS-350PC-BA助焊剂喷嘴离PCB板距离（cm)B喷雾气压（帕)C喷雾速度(mm/sec)输出品质特性Y爬锡不良的不良率（%）

参考资料波峰焊喷雾系统演示喷嘴离PCB板的距离喷雾速度控制演示喷雾速度控制选项喷雾气压控制演示喷雾压力调节旋钮喷雾压力数值显示表1.A因子选取的水准太小，机器的喷雾速度跟不上；水准太大喷到PCB板上的助焊剂量很少。2.过大的喷雾气压会产生对助焊剂的粘附无帮助，同时还会产生其它不良（缺件、零件不贴板）；过小的压力会造成助焊剂喷射高度不足，结合日常调整经验，将气压水准设为0.15，0.23.喷雾速度水准的选取的前提，必须满足喷雾均匀度测试OK.

序号实验因子(ExperimentalFactors)低水准Low(-)高水准High(+)A喷头离PCB距离6cm10cmB喷雾气压0.15帕0.2帕C喷雾速度280mm/sec360mm/sec实验因子及相关水准选择如备注四、控制因子和工程记录(ControlFactors&Engineering

Log)

为确保实验的顺利进行,防止实验因子以外的其他因子影响实验结果分析,需对影响实验输出的相关因子进行管控.控制因子与工程记录如下:序号管控因子工程记录备注1针阀压力0.25MPa2助焊剂流量40ml/min流量SPEC:40ml/min~60ml/min序号管控因子工程记录备注3预热温度126℃正常量产控制状态4锡温261℃5吃锡时间4S6波峰高度8MM7助焊剂类型唯特偶GW9810A-6A8PCB板过回流焊次数两次序号管控因子工程记录备注9实验板材FR-410焊

锡云锡SnAgCu96.5/0.3/0.511实验外界环境正常量产状态12其他锡炉相关参数正常量产状态五、实验设计

(ExperimentalDesign)

本实验采用23全因子实验,实验在本公司M1进行.利用minitab软件,实验编排方案如下:标准序运行序中心点区组离PCB距离喷雾压力喷雾速度不良率（%）111160.1528016.72211100.1528079531160.153604741160.23608351160.228012.56611100.1536087.58711100.236035.44811100.228033五、实验设计

(ExperimentalDesign)

1、效应柏拉图分析从图可看出A因子即距离是活跃因子从图可看出A因子即距离是活跃因子2、常态机率图分析23五、实验设计

(ExperimentalDesign)

3、主效应图分析从上图可看出：1.距离从10mm到6mm变小时，Y值（不良率）显著减少2.喷雾气压从0.15帕到0.2帕变大时，Y值（不良率）显著减少小结24五、实验设计

(ExperimentalDesign)4、交互作用图分析从图中可看出距离与气压存在交互25五、实验分析

(ExperimentalDesign)5、立体图分析实验最佳组合：。。。。。。。。。。。。。。。。267、标准化效应柏拉图分析五、实验分析

(ExperimentalDesign)

从图可看出A、B、AB是活跃因子27五、实验分析

(ExperimentalDesign)

8、标准化效应图分析从图可看出A、B、AB是活跃因子3、最佳模式ANOVA表格

试验分析后可看出:离PCB板距离A

、离PCB距离A和喷雾气压B的交互作用AB、喷雾气压B对通孔爬锡的影响较显著.结论系数标项效应系数准误TP常量34.511.27827.020.001离PCB的距离

48.4224.211.27818.950.003喷雾气压-24.57-12.291.278-9.620.011喷雾速度-1.57-0.791.278-0.620.600离PCB的距离*喷雾气压-24.47-12.241.278-9.580.011离PCB的距离*喷雾速度7.033.511.2782.750.111S=3.61334PRESS=417.8R-Sq=99.64%R-Sq（预测）=94.22%R-Sq（调整）=98.74%对于不良率方差分析（已编码单位）来源自由度SeqSSAdjSSAdjMSFP主效应35902.785902.781967.59150.700.0072因子交互作用21296.751296.75648.3849.660.020残差误差226.1126.1113.06合计77225.65试验理论函式：Y=34.51+24.21*离PCB的距离-12.29*喷雾气压-12.24*离PCB的距离*喷雾气压299、残差图分析五、实验分析

(ExperimentalDesign)本次试验的残差值分布为常态分布，且残差值为恒量。结论实验结论：1.最佳组合：喷头离PCB板的距离（6cm)，喷雾压力（0.15帕），喷雾速度（360mm/min）。2.显著因子：喷雾气压、喷头离PCB板的距离、离PCB的距离*喷雾气压3.

回归模式分析：

Y=34.51+24.21*离PCB的距离-12.29*喷雾气压-12.24*离PCB的距离*喷雾气压

验证实验方向：喷头离PCB板的距离（6.5cm)，喷雾压力（0.15帕），喷雾速度（320mm/min）做验证试验注：①当喷嘴离PCB距离变小时不良率趋于无，考虑到距离太近，喷雾速度会跟不上，选择距离为6.5cm。②喷雾速度280mm/sec向360mm/sec变化时，对不良率影响不大，因此暂时维持现状320mm/sec.

六、产出(Result)七、验证试验

（verificationExperiment）

1.实验设计：根据前面的对比实验，喷头离PCB板的距离（6.5cm)，喷雾压力（0.15帕），喷雾速度（320mm/min）方案与目前现状作对比验证。31现有状况（A）:喷头离PCB板的距离（10m)，喷雾压力（0.2帕），喷雾速度（320mm/min）改善后状况(B):喷头离PCB板的距离（6.5cm)，喷雾压力（0.15帕），喷雾速度（320mm/min）对A,B两组方案做Two-SampleT-Test实验Vs距离10cm距离6.5cm实验参数

组合A(现状)组合B

（改善后）喷头离PCB板的距离＝10cm

喷头离PCB板的距离＝6.5cm

喷雾压力＝0.2帕喷雾压力＝0.15帕喷雾速度=320mm/min喷雾速度=320mm/min流量=40ml/min流量=40ml/minNOYield1（不良数）

Yield2

（不良数）Yield1

（不良数）Yield2（不良数）

11012132131231312130041120005161110612140171211018121300913120210111110每组样本数：20PCS每样本总焊点数：30个七、验证试验

（VerificationExperiment）2.实验分析：改善前后TwoProportions对比

TestandCIforTwoProportions

Sample

X

N

Samplep1

251

600

0.4183332

13

600

0.021667

Difference=p(1)-p(2)Estimatefordifference:

0.39666795%CIfordifference:

(0.355513,0.437820)Testfordifference=0(vsnot=0):

Z=18.89

P-Value=0.000

P-Value=0.000<0.05，说明改善前后有显著的差异。33理论值与实验值TwoProportions对比RegressionAnalysis:yversus离PCB距离,喷雾压力,距离*气压

：Y=34.51+24.21*离PCB的距离-12.29*喷雾气压-12.24*离PCB的距离*喷雾气

＝34.51-24.212+12.29-12.24＝10.35TestandCIforTwoProportions

Sample

X

N

Sam