05-SMT-DOE實驗結案報告VIP

1提升印刷品質降低SMT爐后焊接不良

FROM:A/I部彭方正DATE:Dec.-25-07

2目錄◆項目章程◆團隊成員及計劃進度表◆Part1:問題描述◆Part2:衡量的評判標準◆Part3:實驗因子◆Part4:控制因子和工程記錄◆Part5:第一階段---兩水準全因子實驗設計◆Part6:第二階段---三水準實驗設計◆Part7:驗證實驗◆Part8:實驗小結◆Part9:管制計劃及標準化◆Part10:財務效益評估D3專案名稱：提升印刷品質，降低SMT爐后焊接不良專案描述：SMT爐后元件短路、錫少、未焊對對產品最終的不良率有著重大的影響，本專案著重于提升錫膏站的印刷品質，通過調整印刷參數(shù)、優(yōu)化開口方案來降低爐后的焊接不良。盟主：MFG-任處長MFG-黃處長專業(yè)部門：SMT黑帶大師：盛協(xié)理對收益的影響（￥）:1,082,139RMB黑帶：彭方正成員：蘇玉差、俞建鋒、胡傳遠、薛命清、陳融健、陳玲等開始日期：2007-10-01預計完成日期：2007-12-30D項目章程4TEAM成員及計劃進度表說明：為了更好地完成本次DOE實驗，在任處長和黃處長的指導下，特召集相關人員成立了分析和執(zhí)行本次DOE實驗的TEAM。TEAM成員如左：過程描述完成時間項目說明實驗定義07/11/05~11/081、項目章程的制作2、問題的描述、實驗定義實驗量測07/11/09~11/091、輸出Y衡量標準的選定；實驗規(guī)劃07/11/09~11/151、實驗關鍵因子和因子水準的檢討和選定；2、控制因子和工程記錄；3、實驗的規(guī)劃和設計；實驗執(zhí)行實驗分析07/11/16~12/151、實施實驗，數(shù)據記錄；2、數(shù)據的處理和分析；3、實驗結論的檢討；驗證實驗管制計劃07/12/16~12/311、驗證實驗結果，根據實驗結果進行改善和調整；2、列出管制計劃、整理實驗報告；5SMT爐后品質和印刷效果的相關性高；SMT爐后焊接不良60%以上和印刷站有關，主要是錫少、未焊、短路;

現(xiàn)有不良率水平及目標制訂如下（PPM＝不良點數(shù)/投入板數(shù)）：07年起，SMT所有印刷設備都進行了更新，需要對現(xiàn)有的參數(shù)設置進行驗證，找出進一步提升的空間;07年起，SMT進行擴線和設備更換，根據工程師以往的經驗，我們目前的參數(shù)設置基本滿足現(xiàn)有生產的要求，但是否最優(yōu)，還需進一步驗證；現(xiàn)有新線體的特點是“高速”，單位時間的產能是以前的4倍左右，因此對印刷機提出了更高的要求，必須在保證高速生產的前提下，進一步提升印刷品質；本次DOE實驗的目的通過DOE實驗的方法，對現(xiàn)在的參數(shù)設置進行驗證，有必要的情況下，DOE實驗找出影響印刷品質的關鍵因子及最佳印刷參數(shù)設定；Part1：問題描述D衡量項目現(xiàn)有平均水平目標最佳水平衡量單位后工序未焊+短路800500503板數(shù)不良率PPM“速度+品質”的優(yōu)化!!!6D印刷過程動態(tài)演示錫膏滾動移動速度Roll刮刀壓力脫模錫膏網板PCB7D印刷成形圖樣NG印刷圖樣錫量不足

錫少NG貼裝圖樣錫量太多

連錫OK印刷圖樣OK印刷圖樣OK貼裝圖樣NG印刷圖樣錫量太多

連錫8Part2：衡量的評判標準1、SMT印刷品質主要從兩個方面來衡量：錫膏厚度Y1和成形質量Y2；錫膏厚度:上限設160um,中心值135um,下限值110um（網板厚:0.13mm）SMT印刷成形檢驗標準為：

SMT印刷成形評分標準為：D備注：所有的實驗結果允收的前提條件是必須滿足：“印刷＋清洗的時間”＜20秒。

Part2：衡量的評判標準2、本次實驗須采用3D錫膏測厚儀進行測量，每個設置測量前后刮刀印刷的兩片板子，取其平均值作為測量結果;1234說明：1、每片板子測量左圖中的4個位置，求其平均值;2、每組實驗取前后刮刀各1片板子，測量厚度值Ya和Yb，取其平均值作為錫膏厚度Y1；3、依成形標準評分，得出每組實驗參數(shù)的成形質量Y2；3D測試結果圖樣D9為了安排好此次的試驗，在MFG－黃處長的指導下，SMT召集工藝組、維修組的幾位工程師，結合目前高速線體生產的實際情況，對影響印刷品質的因素進行集體討論，并請教Panasonic專家，得出對印刷品質的影響主要從以下四個因子進行考量，分別是：刮刀壓力A、刮刀速度B、網板間隙C

、脫模速度D。Part3：實驗因子印刷機型號DOEFactorsMPMUP2000A刮刀壓力（kg)B刮刀速度（mm/s)C網板間隙(mm)D脫模振動Level輸出品質特性YY1錫膏厚度（um）Y2成形質量（評分）10備注：所有的實驗結果允收的前提條件是必須滿足：“印刷＋清洗的時間”＜20秒。DPart4：控制因子和工程記錄控制因子:印刷機：MPMUP2000網板厚度：0.13um（板號：715G2089-1）清洗模式：每一組實驗（前刮刀1pcs+后刮刀1pcs)后自動清洗1次錫膏：ALPHAOM338（實驗前添加1整罐500g的新鮮錫膏）車間溫濕度：恒溫恒濕車間，溫度20~26℃，濕度：40-60%RH；

操作人員：陳琛測試儀：3DMAX錫膏厚度測試儀11D一、試驗設計

印刷機型號FactorLevel-LowLevel-HighMPMUP2000刮刀壓力（kg)612刮刀速度（mm/s)50200網板間隙(mm)-0.50.5脫模振動Level（Grade）312輸出品質特性YY1錫膏厚度（um）Y2成形質量（分）Part5：第一階段實驗：全因子實驗設計12D備注：所有的實驗結果允收的前提條件是：Y必須滿足：“印刷＋清洗的時間”＜20秒。二、建構實驗Part5：第一階段實驗：全因子實驗設計1、FullFactorialDesign（24）Factors:4Resolution:FullRuns:16Replicates:1Blocks:1Centerpts(total):013D2、試驗矩陣Part5：第一階段實驗：全因子實驗設計Y1：錫膏印刷厚度（單位：um）；Y2：錫膏印刷成形質量（評分：差－1分，中－4分，良－7分，優(yōu)-9分）StdOrderRunOrderCenterPtBlocks刮刀壓力刮刀速度網板間隙振動脫模LevelY1錫膏厚度(um)Y2成形質量(分)印刷時間(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、實驗分析（Y1錫膏印刷厚度）Part5：全因子實驗設計——實驗分析Y1圖1：篩選前FactorNameA刮刀壓力B刮刀速度C網板間隙D振動脫模Level15DPart5：全因子實驗設計——實驗分析Y12、篩選后分析（Y1錫膏印刷厚度）FactorNameA刮刀壓力B刮刀速度D振動脫模Level圖2：篩選后16DPart5：全因子實驗設計——實驗分析Y1試驗理論函式：Y=147.706-3.169*刮刀壓力+5.431*刮刀速度+1.244*振動脫模Level-5.319*刮刀壓力*刮刀速度+4.094*刮刀壓力*振動脫模Level3、最佳模式ANOVA表格

試驗分析后可看出:刮刀速度B、刮刀壓力A和刮刀速度B的交互作用AB、刮刀壓力A和振動脫模Level的交互作用AD對錫膏厚度的影響較顯著.TermEffectCoefSECoefTPConstant147.7061.63190.550.000刮刀壓力-6.338-3.1691.631-1.940.081刮刀速度10.8635.4311.6313.330.008振動脫模Level2.4881.2441.6310.760.463刮刀壓力*刮刀速度-10.638-5.3191.631-3.260.009刮刀壓力*振動脫模Level8.1884.0941.6312.510.031S=6.52489R-Sq=76.40%R-Sq(adj)=64.60%AnalysisofVarianceforY1錫膏厚度（um)(codedunits)SourceDFSeqSSAdjSSAdjMSFPMainEffects3657.4657.4219.135.150.0212-WayInteractions2720.8720.8360.388.460.007ResidualError10425.7425.742.57Total151803.9結論4、分析結果—立體圖（Y1錫膏印刷厚度）FactorNameA刮刀壓力B刮刀速度D振動脫模Level錫膏印刷厚度Y1呈“望目”特性,上限:160um,下限:110um,中心:135um,實驗要求印刷時間較短，振動脫模Level越高時間越短，則D取高水準，將136.5um的參數(shù)設定作為下一步實驗研究的方向。Part5：全因子實驗設計——實驗分析Y118D結論●5、分析結果—交互作用圖（ABVSY1錫膏印刷厚度）FactorNameA刮刀壓力B刮刀速度由圖得出：刮刀壓力6&速度50時，離中心規(guī)格135um最近，但壓力為6時，厚度變異較大，因此，刮刀壓力A往高水準12的方向發(fā)展，厚度變異較??；Part5：全因子實驗設計——實驗分析Y119D結論AB5、分析結果—交互作用圖（ADVSY1錫膏印刷厚度）FactorNameA刮刀壓力B刮刀速度D振動脫模Level由圖得出：振動脫模3&壓力12時，離中心規(guī)格135um最近，但振動脫模為3時，厚度變異較大，因此，振動脫模Level往高水準12的方向發(fā)展,厚度變異較小;Part5：全因子實驗設計——實驗分析Y120D結論AD三、實驗分析（Y2印刷成形質量）FactorNameA刮刀壓力B刮刀速度C網板間隙D振動脫模Level圖3：篩選前Part5：全因子實驗設計——實驗分析Y221D2、篩選后分析（Y2印刷成形質量）FactorNameA刮刀壓力B刮刀速度D振動脫模LevelPart5：全因子實驗設計——實驗分析Y2圖4：篩選后22DTermEffectCoefSECoefTPConstant5.00000.426411.730.000刮刀壓力-0.0000-0.00000.4264-0.001.000刮刀速度-1.5000-0.75000.4264-1.760.106振動脫模Level3.50001.75000.42644.100.002刮刀壓力*刮刀速度2.00001.00000.42642.350.039S=1.70561R-Sq=69.81%R-Sq(adj)=65.83%AnalysisofVarianceforY2成形質量(分）(codedunits)SourceDFSeqSSAdjSSAdjMSFPMainEffects358.00058.00019.3336.650.0082-WayInteractions116.00016.00016.0005.500.039ResidualError1132.00032.0002.909Total15106.000Part5：全因子實驗設計——實驗分析Y2試驗理論函式：Y=5.0000-0.7500*刮刀速度+1.7500*振動脫模Level+1.0000*刮刀壓力*刮刀速度3、最佳模式ANOVA表格

試驗分析后可看出：振動脫模LevelD和刮刀壓力&刮刀速度交互作用AB對印刷成形質量的影響較顯著.結論4、分析結果—立體圖（Y2印刷成形質量）FactorNameA刮刀壓力B刮刀速度D振動脫模Level印刷成形質量Y2呈“望大”特性，當因子D為高水準+12時，印刷成形質量的得分均較高，即印刷成形質量較佳。Part5：全因子實驗設計——實驗分析Y224D結論●5、分析結果—交互作用圖（Y2印刷成形質量）FactorNameA刮刀壓力B刮刀速度由圖得出：刮刀壓力A往低水準6&刮刀速度B往低水準50的方向發(fā)展，成形較佳；可在第二階段的三水準全因子實驗中進行分析。Part5：全因子實驗設計——實驗分析Y225D結論26Part5：全因子實驗設計——殘差圖分析Y1四、殘差圖分析（Y1錫膏厚度）本次試驗的殘差值分布為常態(tài)分布，且殘差值為恒量。D結論27Part5：全因子實驗設計——殘差圖分析Y2四、殘差圖分析（Y2印刷成形質量）D本次試驗的殘差值分布為常態(tài)分布，且殘差值為恒量。結論從Y1實驗分析的AD交互作用圖可以看出：★振動脫模LevelD往高水準+12的方向發(fā)展,厚度變異較??；從Y2實驗分析的立體圖中可以看出：★因子D為高水準+12時，即印刷成形質量Y2表現(xiàn)均較佳；c.又實驗要求印刷時間較小，振動脫模LevelD的水平越高，時間越短，因此，D取高水準+12時可滿足要求。綜合以上，則可將子D定為高水準+12，得出下一步試驗分析的基礎：

固定因子C（網板間隙）＝0mm，因子D（振動脫模Level）＝12，對因子（刮刀壓力）和因子B（刮刀速度）做三水準全因子試驗，以確定在印刷成形較佳前提下的最佳印刷參數(shù)組合。六、第一階段實驗小結28DPart5：全因子實驗設計——第一階段實驗小結分析結論NEXTSTEP三水準全因子試驗一、試驗設計

印刷機型號因子刮刀壓力（kg)刮刀速度（mm/s)MPMUP2000水準1650水準28120水準312200輸出品質特性YY1錫膏厚度（um）Y2成形質量（分）Part6：第二階段實驗---三水準全因子實驗設計29備注：所有的實驗結果允收的前提條件是：Y必須滿足：“印刷＋清洗的時間”＜20秒。D二、建構試驗矩陣Part6：三水準全因子實驗設計StdOrderRunOrderPtTypeBlocks刮刀壓力A刮刀速度BY1錫膏厚度（um)Y2成形質量(分）印刷時間（s)1111650133.0716.744211850132.2416.7553118120139.9914.58841112120128.4914.4975111250126.3417.1826116120139.9714.3867118200160.9713.64981112200139.4913.7939116200164.3713.6Y1：錫膏印刷厚度（單位：um）；Y2：錫膏印刷成形質量（評分：差－1分，中－4分，良－7分，優(yōu)-9分）30D31三、試驗分析Part6：三水準全因子實驗設計Two-wayANOVA:Y1錫膏厚度（um)versus刮刀壓力A,刮刀速度BSourceDFSSMSFP刮刀壓力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成形質量(分）versus刮刀壓力A,刮刀速度BSourceDFSSMSFP刮刀壓力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),因此接受虛無假設，即因子A和B對Y2影響非顯著.結論因子B的P值＜α，因此拒絕虛無假設，即因子B對Y1影響非常顯著.結論32四、殘差圖分析------Y1Part6：三水準全因子實驗設計本次試驗的殘差值分布為常態(tài)分布，且殘差值為恒量。結論33四、殘差圖分析------Y2Part6：三水準全因子實驗設計本次試驗的殘差值分布為常態(tài)分布，且殘差值為恒量。結論34五、AB交互作用分析---Y2成形質量Part6：三水準全因子實驗設計由圖得出：刮刀壓力為低水準6時，成形質量Y2得分較高（望大特性）；結論35五、等高圖分析------Y1錫膏印刷厚度Part6：三水準全因子實驗設計由圖得出：刮刀壓力為低水準6時，成形質量Y2得分較高，成形較佳；刮刀壓力6&速度（90,120）,錫膏厚度在中心規(guī)格135um，較佳；要保證印刷時間較少，刮刀速度應較大，因此，刮刀速度取120；則：刮刀壓力6&速度120時，成形和厚度均較佳；結論36通過以上試驗設計和分析得出的最佳印刷參數(shù)組合分別為:刮刀壓力：6.0Kg刮刀速度：120mm/s印刷間隙：0mm振動脫模Level：12（OFF）為證明試驗結果是否正確，下一步要對以上試驗結果做出驗證！六、第二階段實驗小結分析結論NEXTSTEP驗證試驗Part6：三水準全因子實驗設計37Part7：驗證實驗一、試驗設計

印刷參數(shù)改善后組合A（平均時間：14.2s)

改善前組合B（平均時間：14.4s)刮刀壓力：6kg刮刀速度：120mm/s

刮刀壓力：12kg刮刀速度：120mm/s網板間隙：0mm振動脫模Level:12

網板間隙：0mm振動脫模Level:12NOY1錫膏印刷厚度Y2印刷成形質量Y1錫膏印刷厚度Y2印刷成形質量1135.99136.272129.99138.973135.89144.944130.59139.175138.27142.646137.99139.247136.79136.748134.67133.679130.29138.2410133.99131.44

Y1：錫膏印刷厚度（單位：um）；

Y2：錫膏印刷成形質量（評分：差－1分，中－4分，良－7分，優(yōu)-9分）38Part7：

驗證實驗二、試驗分析---Y1錫膏印刷厚度

Two-sampleTforYA1vsYB2NMeanStDevSEMeanYA1

10134.36

3.151.0YB1

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

DF=17由圖得出：改善后的印刷參數(shù)組合A的錫膏厚度比參數(shù)組合B變異較小，且中心值為134.36，接近管制中心規(guī)格135um，較符合要求。結論135um39Part7：

驗證實驗二、試驗分析---Y2成形質量

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由圖得出：改善后的印刷參數(shù)組合A的印刷效果評分比參數(shù)組合B好，組合A成形較佳；結論成形較佳40Part7：

驗證實驗三、“印刷+清洗”時間驗證

印刷參數(shù)組合A平均每片“印刷時間”：14.2s平均每次清洗時間：16s

；清洗頻率：1time/3pcs；平均每片“印刷+清洗時間”=14.2s+16s/3=19.5s；滿足實驗條件：“印刷＋清洗的時間”＜20秒。41Part8：

實驗小結通過驗證實驗，得出本次印刷DOE實驗的最佳印刷參數(shù)組合為:刮刀壓力：6.0Kg刮刀速度：120mm/s印刷間隙：0mm振動脫模Level：12（OFF）印刷時間：14.2s（平均每片“印刷+清洗時間”=19.5s）通過本次DOE實驗，驗證了0.13mm厚度網板也能很好地滿足使用需求（在錫膏厚度和成形質量方面），與0.15mm厚度網板相比，又大大節(jié)省了錫膏用量，因此，可采用以下方式逐步導入:新機種直接導入0.13mm厚度的網板；舊機種網板達到報廢條件后導入0.13mm厚度的網板；結論完成本次DOE實驗后，有幾下幾點心得和收獲：召集SMT工程技術人員參與本次DOE實驗過程，學會了用6SIGMA邏輯和思維去分析問題，通過科學的手段和方法驗證判斷，否定“主觀臆斷”和“一眼看穿法”；實驗得出影響錫膏厚度和成形質量的重要因子，為工程技術人員調整印刷參數(shù)提供了依據和方向，節(jié)省了印刷參數(shù)調整時間；提升印刷品質，降低了爐后焊接不良，提高了生產線體的直通率，同時提高了SMT的生產效率和產量；提升印刷品質，降低爐后焊接不良，同時減少了漏失到M線的不良，提升了M線的直通率；提升印刷品質，降低了爐后焊接不良，同時降低了市場不良，減少客戶投訴，提升了TPV的品牌形象；42Part8：

實驗小結實驗心得43Part9：管制計劃及標準化制程名稱關鍵制程參數(shù)參數(shù)值管制說明頻率樣本數(shù)管制方法量測工具校驗頻率備注印刷錫膏厚度110~160（um）《捷聯(lián)Xbar-R管制圖繪制指導書》1/2Hr2pcsXbar-R3D錫膏厚度測試儀1次/月印刷成形質量達標《SMT印刷目檢驗標準》1/10pcs1pcsCheckSheet放大鏡/標準化：工程技術人員在印刷參數(shù)調整時，以實驗得出影響錫膏厚度和成形質量的重要因子作為依據和方向。根據實驗分析，針對所有機種，網板間隙C=0mm，目前已在使用ALPHA錫膏的機種導入，如附件SOP；根據實驗分析，針對類似機種（單面LCD機種，Pitch≥0.5mm），為保證良好的成形質量，振動脫模LevelD=（OFF），目前新機種已導入，舊機種將驗證OK后逐步導入；由于本次實驗所使用的為全新網板，張力較佳，針對使用一段時間后的網板，張力將有所下降，因此，會適當增加刮刀壓力進行彌補。44Part10：財務效益評估第一部分：減少返修成本SMT每年減少REWORK成本：=(SMT改善前不良PPM-SMT改善后不良PPM)*SMT年產量*單臺返修工時*工資率={(3665+3367)-（2800+2000）}/1000000*(2000000*12)*（300/3600）*（1.086*7.55）=36，602（元）M線每年減少REWORK成本：=(SMT改善前不良DPPM-改善后不良DPPM)*M年產量*單臺返修工時*工資率={(480+320)-(350+150)}/1000