05-SMT-DOE实验结案报告

1提升印刷品质降低SMT炉后焊接不良

FROM:A/I部彭方正DATE:Dec.-25-07

2目录◆项目章程◆团队成员及计划进度表◆Part1:问题描述◆Part2:衡量的评判标准◆Part3:实验因子◆Part4:控制因子和工程记录◆Part5:第一阶段---两水准全因子实验设计◆Part6:第二阶段---三水准实验设计◆Part7:验证实验◆Part8:实验小结◆Part9:管制计划及标准化◆Part10:财务效益评估D3专案名称：提升印刷品质，降低SMT炉后焊接不良专案描述：SMT炉后元件短路、锡少、未焊对对产品最终的不良率有着重大的影响，本专案着重于提升锡膏站的印刷品质，通过调整印刷参数、优化开口方案来降低炉后的焊接不良。盟主：MFG-任处长MFG-黄处长专业部门：SMT黑带大师：盛协理对收益的影响（￥）:1,082,139RMB黑带：彭方正成员：苏玉差、俞建锋、胡传远、薛命清、陈融健、陈玲等开始日期：2007-10-01预计完成日期：2007-12-30D项目章程4TEAM成员及计划进度表说明：为了更好地完成本次DOE实验，在任处长和黄处长的指导下，特召集相关人员成立了分析和执行本次DOE实验的TEAM。TEAM成员如左：过程描述完成时间项目说明实验定义07/11/05~11/081、項目章程的制作2、问题的描述、实验定义实验量测07/11/09~11/091、输出Y衡量标准的选定；实验规划07/11/09~11/151、实验关键因子和因子水准的检讨和选定；2、控制因子和工程记录；3、实验的规划和设计；实验执行实验分析07/11/16~12/151、实施实验，数据记录；2、数据的处理和分析；3、实验结论的检讨；验证实验管制计划07/12/16~12/311、验证实验结果，根据实验结果进行改善和调整；2、列出管制计划、整理实验报告；5SMT炉后品质和印刷效果的相关性高；SMT炉后焊接不良60%以上和印刷站有关，主要是锡少、未焊、短路;

现有不良率水平及目标制订如下（PPM＝不良点数/投入板数）：07年起，SMT所有印刷设备都进行了更新，需要对现有的参数设置进行验证，找出进一步提升的空间;07年起，SMT进行扩线和设备更换，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；现有新线体的特点是“高速”，单位时间的产能是以前的4倍左右，因此对印刷机提出了更高的要求，必须在保证高速生产的前提下，进一步提升印刷品质；本次DOE实验的目的通过DOE实验的方法，对现在的参数设置进行验证，有必要的情况下，DOE实验找出影响印刷品质的关键因子及最佳印刷参数设定；Part1：问题描述D衡量项目现有平均水平目标最佳水平衡量单位后工序未焊+短路800500503板数不良率PPM“速度+品質”的優化!!!6D印刷过程动态演示錫膏滾動移動速度Roll刮刀壓力脫模锡膏网板PCB7D印刷成形图样NG印刷图样錫量不足

锡少NG贴装图样锡量太多

连锡OK印刷图样OK印刷图样OK贴装图样NG印刷图样锡量太多

连锡8Part2：衡量的评判标准1、SMT印刷品质主要从两个方面来衡量：锡膏厚度Y1和成形质量Y2；锡膏厚度:上限设160um,中心值135um,下限值110um（网板厚:0.13mm）SMT印刷成形检验标准为：

SMT印刷成形评分标准为：D备注：所有的实验结果允收的前提条件是必须满足：“印刷＋清洗的时间”＜20秒。

Part2：衡量的评判标准2、本次实验须采用3D锡膏测厚仪进行测量，每个设置测量前后刮刀印刷的两片板子，取其平均值作为测量结果;1234说明：1、每片板子测量左图中的4个位置，求其平均值;2、每组实验取前后刮刀各1片板子，测量厚度值Ya和Yb，取其平均值作为锡膏厚度Y1；3、依成形标准评分，得出每组实验参数的成形质量Y2；3D测试结果图样D9为了安排好此次的试验，在MFG－黄处长的指导下，SMT召集工艺组、维修组的几位工程师，结合目前高速线体生产的实际情况，对影响印刷品质的因素进行集体讨论，并请教Panasonic专家，得出对印刷品质的影响主要从以下四个因子进行考量，分别是：刮刀压力A、刮刀速度B、网板间隙C

、脱模速度D。Part3：实验因子印刷机型号DOEFactorsMPMUP2000A刮刀压力（kg)B刮刀速度（mm/s)C网板间隙(mm)D脱模振动Level输出品质特性YY1锡膏厚度（um）Y2成形质量（评分）10备注：所有的实验结果允收的前提条件是必须满足：“印刷＋清洗的时间”＜20秒。DPart4：控制因子和工程记录控制因子:印刷机：MPMUP2000网板厚度：0.13um（板号：715G2089-1）清洗模式：每一组实验（前刮刀1pcs+后刮刀1pcs)后自动清洗1次锡膏：ALPHAOM338（实验前添加1整罐500g的新鲜锡膏）车间温湿度：恒温恒湿车间，温度20~26℃，湿度：40-60%RH；

操作人员：陈琛测试仪：3DMAX锡膏厚度测试仪11D一、试验设计

印刷机型号FactorLevel-LowLevel-HighMPMUP2000刮刀压力（kg)612刮刀速度（mm/s)50200网板间隙(mm)-0.50.5脱模振动Level（Grade）312输出品质特性YY1锡膏厚度（um）Y2成形质量（分）Part5：第一阶段实验：全因子实验设计12D备注：所有的实验结果允收的前提条件是：Y必须满足：“印刷＋清洗的时间”＜20秒。二、建构实验Part5：第一阶段实验：全因子实验设计1、FullFactorialDesign（24）Factors:4Resolution:FullRuns:16Replicates:1Blocks:1Centerpts(total):013D2、试验矩阵Part5：第一阶段实验：全因子实验设计Y1：锡膏印刷厚度（单位：um）；Y2：锡膏印刷成形质量（评分：差－1分，中－4分，良－7分，优-9分）StdOrderRunOrderCenterPtBlocks刮刀压力刮刀速度网板间隙振动脱模LevelY1锡膏厚度(um)Y2成形质量(分)印刷时间(s)411112200-0.53131.1419.8052116500.53152.27220.512142.1722.0524111250-0.53139.6124.041511650-0.53135.3421.78116116200-0.512159.8715.201271112200-0.512153.4413.6538116200-0.53159.5119.139911650-0.512138.8917.587101162000.53167.9118.7614111112500.512148.8717.9315121162000.512159.3415.10161311122000.512155.2914.636141112500.53147.2423.731315116500.512134.2718.1781611122000.53138.9420.8214D三、实验分析（Y1锡膏印刷厚度）Part5：全因子实验设计——实验分析Y1图1：筛选前FactorNameA刮刀压力B刮刀速度C网板间隙D振动脱模Level15DPart5：全因子实验设计——实验分析Y12、筛选后分析（Y1锡膏印刷厚度）FactorNameA刮刀压力B刮刀速度D振动脱模Level图2：筛选后16DPart5：全因子实验设计——实验分析Y1试验理论函式：Y=147.706-3.169*刮刀压力+5.431*刮刀速度+1.244*振动脱模Level-5.319*刮刀压力*刮刀速度+4.094*刮刀压力*振动脱模Level3、最佳模式ANOVA表格

试验分析后可看出:刮刀速度B、刮刀压力A和刮刀速度B的交互作用AB、刮刀压力A和振动脱模Level的交互作用AD对锡膏厚度的影响较显著.TermEffectCoefSECoefTPConstant147.7061.63190.550.000刮刀压力-6.338-3.1691.631-1.940.081刮刀速度10.8635.4311.6313.330.008振动脱模Level2.4881.2441.6310.760.463刮刀压力*刮刀速度-10.638-5.3191.631-3.260.009刮刀压力*振动脱模Level8.1884.0941.6312.510.031S=6.52489R-Sq=76.40%R-Sq(adj)=64.60%AnalysisofVarianceforY1锡膏厚度（um)(codedunits)SourceDFSeqSSAdjSSAdjMSFPMainEffects3657.4657.4219.135.150.0212-WayInteractions2720.8720.8360.388.460.007ResidualError10425.7425.742.57Total151803.9结论4、分析结果—立体图（Y1锡膏印刷厚度）FactorNameA刮刀压力B刮刀速度D振动脱模Level锡膏印刷厚度Y1呈“望目”特性,上限:160um,下限:110um,中心:135um,实验要求印刷时间较短，振动脱模Level越高时间越短，则D取高水准，将136.5um的参数设定作为下一步实验研究的方向。Part5：全因子实验设计——实验分析Y118D结论●5、分析结果—交互作用图（ABVSY1锡膏印刷厚度）FactorNameA刮刀压力B刮刀速度由图得出：刮刀压力6&速度50时，离中心规格135um最近，但压力为6时，厚度变异较大，因此，刮刀压力A往高水准12的方向发展，厚度变异较小；Part5：全因子实验设计——实验分析Y119D结论AB5、分析结果—交互作用图（ADVSY1锡膏印刷厚度）FactorNameA刮刀压力B刮刀速度D振动脱模Level由图得出：振动脱模3&压力12时，离中心规格135um最近，但振动脱模为3时，厚度变异较大，因此，振动脱模Level往高水准12的方向发展,厚度变异较小;Part5：全因子实验设计——实验分析Y120D结论AD三、实验分析（Y2印刷成形质量）FactorNameA刮刀压力B刮刀速度C网板间隙D振动脱模Level图3：筛选前Part5：全因子实验设计——实验分析Y221D2、筛选后分析（Y2印刷成形质量）FactorNameA刮刀压力B刮刀速度D振动脱模LevelPart5：全因子实验设计——实验分析Y2图4：筛选后22DTermEffectCoefSECoefTPConstant5.00000.426411.730.000刮刀压力-0.0000-0.00000.4264-0.001.000刮刀速度-1.5000-0.75000.4264-1.760.106振动脱模Level3.50001.75000.42644.100.002刮刀压力*刮刀速度2.00001.00000.42642.350.039S=1.70561R-Sq=69.81%R-Sq(adj)=65.83%AnalysisofVarianceforY2成形质量(分）(codedunits)SourceDFSeqSSAdjSSAdjMSFPMainEffects358.00058.00019.3336.650.0082-WayInteractions116.00016.00016.0005.500.039ResidualError1132.00032.0002.909Total15106.000Part5：全因子实验设计——实验分析Y2试验理论函式：Y=5.0000-0.7500*刮刀速度+1.7500*振动脱模Level+1.0000*刮刀压力*刮刀速度3、最佳模式ANOVA表格

试验分析后可看出：振动脱模LevelD和刮刀压力&刮刀速度交互作用AB对印刷成形质量的影响较显著.结论4、分析结果—立体图（Y2印刷成形质量）FactorNameA刮刀压力B刮刀速度D振动脱模Level印刷成形质量Y2呈“望大”特性，当因子D为高水准+12时，印刷成形质量的得分均较高，即印刷成形质量较佳。Part5：全因子实验设计——实验分析Y224D结论●5、分析结果—交互作用图（Y2印刷成形质量）FactorNameA刮刀压力B刮刀速度由图得出：刮刀压力A往低水准6&刮刀速度B往低水准50的方向发展，成形较佳；可在第二阶段的三水准全因子实验中进行分析。Part5：全因子实验设计——实验分析Y225D结论26Part5：全因子实验设计——残差图分析Y1四、残差图分析（Y1锡膏厚度）本次试验的残差值分布为常态分布，且残差值为恒量。D结论27Part5：全因子实验设计——残差图分析Y2四、残差图分析（Y2印刷成形质量）D本次试验的残差值分布为常态分布，且残差值为恒量。结论从Y1实验分析的AD交互作用图可以看出：★振动脱模LevelD往高水准+12的方向发展,厚度变异较小；从Y2实验分析的立体图中可以看出：★因子D为高水准+12时，即印刷成形质量Y2表现均较佳；c.又实验要求印刷时间较小，振动脱模LevelD的水平越高，时间越短，因此，D取高水准+12时可满足要求。综合以上，则可将子D定为高水准+12，得出下一步试验分析的基础：

固定因子C（网板间隙）＝0mm，因子D（振动脱模Level）＝12，对因子（刮刀压力）和因子B（刮刀速度）做三水准全因子试验，以确定在印刷成形较佳前提下的最佳印刷参数组合。六、第一阶段实验小结28DPart5：全因子实验设计——第一阶段实验小结分析结论NEXTSTEP三水准全因子试验一、试验设计

印刷机型号因子刮刀压力（kg)刮刀速度（mm/s)MPMUP2000水准1650水准28120水准312200输出品质特性YY1锡膏厚度（um）Y2成形质量（分）Part6：第二阶段实验---三水准全因子实验设计29备注：所有的实验结果允收的前提条件是：Y必须满足：“印刷＋清洗的时间”＜20秒。D二、建构试验矩阵Part6：三水准全因子实验设计StdOrderRunOrderPtTypeBlocks刮刀压力A刮刀速度BY1锡膏厚度（um)Y2成形质量(分）印刷时间（s)1111650133.0716.744211850132.2416.7553118120139.9914.58841112120128.4914.4975111250126.3417.1826116120139.9714.3867118200160.9713.64981112200139.4913.7939116200164.3713.6Y1：锡膏印刷厚度（单位：um）；Y2：锡膏印刷成形质量（评分：差－1分，中－4分，良－7分，优-9分）30D31三、试验分析Part6：三水准全因子实验设计Two-wayANOVA:Y1锡膏厚度（um)versus刮刀压力A,刮刀速度BSourceDFSSMSFP刮刀压力A2376.50188.2487.310.056刮刀速度B2978.16489.08118.980.009Error4103.0625.764Total81457.722S=5.076R-Sq=92.93%R-Sq(adj)=85.86%Two-wayANOVA:Y2成形质量(分）versus刮刀压力A,刮刀速度BSourceDFSSMSFP刮刀压力A224.222212.11116.230.059刮刀速度B210.88895.44442.800.174Error47.77781.9444Total842.8889S=1.394R-Sq=81.87%R-Sq(adj)=63.73%P＞α(α=0.05),因此接受虚无假设，即因子A和B对Y2影响非显著.结论因子B的P值＜α，因此拒绝虚无假设，即因子B对Y1影响非常显著.结论32四、残差图分析------Y1Part6：三水准全因子实验设计本次试验的残差值分布为常态分布，且残差值为恒量。结论33四、残差图分析------Y2Part6：三水准全因子实验设计本次试验的残差值分布为常态分布，且残差值为恒量。结论34五、AB交互作用分析---Y2成形质量Part6：三水准全因子实验设计由图得出：刮刀压力为低水准6时，成形质量Y2得分较高（望大特性）；结论35五、等高图分析------Y1锡膏印刷厚度Part6：三水准全因子实验设计由图得出：刮刀压力为低水准6时，成形质量Y2得分较高，成形较佳；刮刀压力6&速度（90,120）,锡膏厚度在中心规格135um，较佳；要保证印刷时间较少，刮刀速度应较大，因此，刮刀速度取120；则：刮刀压力6&速度120时，成形和厚度均较佳；结论36通过以上试验设计和分析得出的最佳印刷参数组合分别为:刮刀压力：6.0Kg刮刀速度：120mm/s印刷间隙：0mm振动脱模Level：12（OFF）为证明试验结果是否正确，下一步要对以上试验结果做出验证！六、第二阶段实验小结分析结论NEXTSTEP验证试验Part6：三水准全因子实验设计37Part7：验证实验一、试验设计

印刷参数改善后组合A（平均时间：14.2s)

改善前组合B（平均时间：14.4s)刮刀压力：6kg刮刀速度：120mm/s

刮刀压力：12kg刮刀速度：120mm/s网板间隙：0mm振动脱模Level:12

网板间隙：0mm振动脱模Level:12NOY1锡膏印刷厚度Y2印刷成形质量Y1锡膏印刷厚度Y2印刷成形质量1135.99136.272129.99138.973135.89144.944130.59139.175138.27142.646137.99139.247136.79136.748134.67133.679130.29138.2410133.99131.44

Y1：锡膏印刷厚度（单位：um）；

Y2：锡膏印刷成形质量（评分：差－1分，中－4分，良－7分，优-9分）38Part7：

验证实验二、试验分析---Y1锡膏印刷厚度

Two-sampleTforYA1vsYB2NMeanStDevSEMeanYA1

10134.36

3.151.0YB1

10138.083.941.2Difference=mu(YA1锡膏印刷厚度)-mu(YB1锡膏印刷厚度)Estimatefordifference:-3.7200095%CIfordifference:(-7.08999,-0.35001)T-Testofdifference=0(vsnot=):T-Value=-2.33P-Value=0.032

DF=17由图得出：改善后的印刷参数组合A的锡膏厚度比参数组合B变异较小，且中心值为134.36，接近管制中心规格135um，较符合要求。结论135um39Part7：

验证实验二、试验分析---Y2成形质量

Two-sampleTforYA2vsYB2

NMeanStDevSEMeanYA2108.6000.8430.27YB2105.201.550.49Difference=mu(YA2)-mu(YB2)Estimatefordifference:3.4000095%CIfordifference:(2.19500,4.60500)T-Testofdifference=0(vsnot=):T-Value=6.10P-Value=0.000DF=13由图得出：改善后的印刷参数组合A的印刷效果评分比参数组合B好，组合A成形较佳；结论成形较佳40Part7：

验证实验三、“印刷+清洗”时间验证

印刷参数组合A平均每片“印刷时间”：14.2s平均每次清洗时间：16s

；清洗频率：1time/3pcs；平均每片“印刷+清洗时间”=14.2s+16s/3=19.5s；满足实验条件：“印刷＋清洗的时间”＜20秒。41Part8：

实验小结通过验证实验，得出本次印刷DOE实验的最佳印刷参数组合为:刮刀压力：6.0Kg刮刀速度：120mm/s印刷间隙：0mm振动脱模Level：12（OFF）印刷时间：14.2s（平均每片“印刷+清洗时间”=19.5s）通过本次DOE实验，验证了0.13mm厚度网板也能很好地满足使用需求（在锡膏厚度和成形质量方面），与0.15mm厚度网板相比，又大大节省了锡膏用量，因此，可采用以下方式逐步导入:新机种直接导入0.13mm厚度的网板；旧机种网板达到报废条件后导入0.13mm厚度的网板；结论完成本次DOE实验后，有几下几点心得和收获：召集SMT工程技术人员参与本次DOE实验过程，学会了用6SIGMA逻辑和思维去分析问题，通过科学的手段和方法验证判断，否定“主观臆断”和“一眼看穿法”；实验得出影响锡膏厚度和成形质量的重要因子，为工程技术人员调整印刷参数提供了依据和方向，节省了印刷参数调整时间；提升印刷品质，降低了炉后焊接不良，提高了生产线体的直通率，同时提高了SMT的生产效率和产量；提升印刷品质，降低炉后焊接不良，同时减少了漏失到M线的不良，提升了M线的直通率；提升印刷品质，降低了炉后焊接不良，同时降低了市场不良，减少客户投诉，提升了TPV的品牌形象；42Part8：

实验小结实验心得43Part9：管制计划及标准化制程名称关键制程参数参数值管制说明频率样本数管制方法量测工具校验频率备注印刷锡膏厚度110~160（um）《捷联Xbar-R管制图绘制指导书》1/2Hr2pcsXbar-R3D锡膏厚度测试仪1次/月印刷成形质量达标《SMT印刷目检验标准》1/10pcs1pcsCheckSheet放大镜/标准化：工程技术人员在印刷参数调整时，以实验得出影响锡膏厚度和成形质量的重要因子作为依据和方向。根据实验分析，针对所有机种，网板间隙C=0mm，目前已在使用ALPHA锡膏的机种导入，如附件SOP；根据实验分析，针对类似机种（单面LCD机种，Pitch≥0.5mm），为保证良好的成形质量，振动脱模LevelD=（OFF），目前新机种已导入，旧机种将验证OK后逐步导入；由于本次实验所使用的为全新网板，张力较佳，针对使用一段时间后的网板，张力将有所下降，因此，会适当增加刮刀压力进行弥补。44Part10：财务效益评估第一部分：减少返修成本SMT每年减少REWORK成本：=(SMT改善前不良PPM-SMT改善后不良PPM)*SMT年产量*单台返修工时*工资率={(3665+3367)-（2800+2000）}/1000000*(2000000*12)*（300/3600）*（1.086*7.55）=36，602（元）M线每年减少REWORK成本：=(SMT改善前不良DPPM-改善后不良DPPM)*M年产量*单台返修工时*工资率={(480+320)-(350+150)}/1000