我國(guó)電子制造業(yè)SMT組裝處理設(shè)備技術(shù)須改進(jìn)
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一段時(shí)間以來，一些問題已經(jīng)浮出水面，主要集中在合同組裝生產(chǎn)商的產(chǎn)品質(zhì)量問題上。謠言流傳說主要的OEM們將產(chǎn)品又重新拖回工廠，由于質(zhì)量問題，有許多信譽(yù)良好的EMS失去了合同。在合同組裝制造業(yè)中生存下來的關(guān)鍵，傳統(tǒng)上為成本節(jié)省，但是在目前的市場(chǎng)上，還有個(gè)關(guān)鍵，在于保證產(chǎn)品質(zhì)量。對(duì)于EMS工廠來說，如果要保持運(yùn)作，就必須在最優(yōu)價(jià)格的基礎(chǔ)上保證產(chǎn)品的高質(zhì)量。要作到這一點(diǎn)，是一個(gè)困難的任務(wù)，需要處理方案的改進(jìn)和對(duì)生產(chǎn)線上所有步驟的良好控制。
對(duì)于SMT組裝處理的焊料回流步驟，使用者在本質(zhì)上可分為三種類型：
1. 僅僅能夠運(yùn)行
2. 有效的質(zhì)量
3. 時(shí)刻完美
● 僅僅能夠運(yùn)行
帶有這種態(tài)度的電子產(chǎn)品組裝制造商，典型性地為關(guān)注于將產(chǎn)品生產(chǎn)出來的小型制造商。他們中的大部分甚至沒有溫度曲線測(cè)繪系統(tǒng)，而且即使他們有這種系統(tǒng)，也沒有人員能夠很好地使用它。他們通過觀察已完工的電路板上的焊接點(diǎn)來檢查熱處理的效果－閃亮的就是好的。這些產(chǎn)品中相當(dāng)大的比例必須返工，但是返工的成本對(duì)于他們來說，并不與改進(jìn)他們的熱處理以在開始時(shí)就保證產(chǎn)品質(zhì)量良好所要花費(fèi)的成本一樣高。
● 有效的質(zhì)量
這種級(jí)別的組裝制造商對(duì)于認(rèn)識(shí)到產(chǎn)品質(zhì)量的提高（如，在開始就進(jìn)行正確地處理）會(huì)帶來經(jīng)濟(jì)效益的那些非常大型的合同組裝制造商來說經(jīng)常是中型的。然而，成本，而不是質(zhì)量在這里是首要的，并且只有當(dāng)他們能夠?qū)r(jià)格底線（提高合同制造商所能控制的服務(wù)價(jià)格，或者降低提供服務(wù)的成本）抬高的前提下，才有可能進(jìn)行質(zhì)量的提高。
● 時(shí)刻完美
他們可能是小型的或者是大型的組裝制造商，但一個(gè)共同點(diǎn)是他們從事那些制造失誤將導(dǎo)致很高成本的產(chǎn)品（如氣囊、起搏器、導(dǎo)彈導(dǎo)引系統(tǒng)）的生產(chǎn)。這些組裝制造商花費(fèi)了大量的設(shè)備和人力來確保他們的加工處理符合規(guī)格要求，并且證明他們生產(chǎn)的每件產(chǎn)品都是符合規(guī)格要求的。
上述組裝制造商基本上都依賴于回流焊接處理過程控制方法所造成的狀況。對(duì)于"僅僅能夠運(yùn)行"的制造商來說，這意味著焊爐將設(shè)置在先前確定的溫度設(shè)置點(diǎn)和傳輸速度上，并且當(dāng)焊爐控制系統(tǒng)認(rèn)為控制項(xiàng)已經(jīng)達(dá)到設(shè)置值點(diǎn)，生產(chǎn)就將開始。這些制造商必須假設(shè)，在先前的運(yùn)行中提供了合乎規(guī)格的溫度曲線的溫度設(shè)置點(diǎn)和傳輸速度將在現(xiàn)在再次提供合乎規(guī)格的溫度曲線。然而距離上一次焊爐溫度曲線測(cè)定的時(shí)間越長(zhǎng)，本次焊接處理符合規(guī)格要求的可能性就越小。大部分的制造商都意識(shí)到他們本質(zhì)上是"飛行中的瞎子"。正因?yàn)槿绱耍?有效的質(zhì)量"和"時(shí)刻完美"兩種類型的制造商將在通常的基礎(chǔ)上，如每月一次、每星期一次、每天一次，甚至每輪班一次，隨溫度曲線進(jìn)行檢驗(yàn)。這種方法存在的問題是溫度曲線可能漂移出規(guī)格要求。從上一次合乎規(guī)格溫度曲線的被貫徹以來所制造的每一件產(chǎn)品都是可疑的。另一個(gè)問題是，如果在處理過程中發(fā)生災(zāi)難性的變化，周期性的溫度曲線測(cè)繪不大可能會(huì)適應(yīng)這種變化。相反，只要在最后一次檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)這種災(zāi)難性的發(fā)生，當(dāng)然這可能已經(jīng)太遲了，就不可避免地導(dǎo)致一些產(chǎn)品的返工或者廢棄。
對(duì)于上述每一種類型的電子組裝制造商來說，通過以下兩個(gè)方面的工作，問題可以得到限定：使客戶相信，制造商能夠生產(chǎn)合乎質(zhì)量要求的產(chǎn)品，并且在合同簽訂之后即可實(shí)際地生產(chǎn)出這些產(chǎn)品?；亓骱附犹幚砑夹g(shù)的改進(jìn)能夠保證這一點(diǎn)。在成本方面，通過增加正常運(yùn)行時(shí)間、改進(jìn)設(shè)備的利用和通過確認(rèn)任務(wù)的自動(dòng)化降低勞工成本，可以從現(xiàn)有設(shè)備中挖掘更大的生產(chǎn)潛力。為了提高和保證質(zhì)量，需要先攝統(tǒng)計(jì)處理控制系統(tǒng)（SPC）和對(duì)處理進(jìn)行持續(xù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。通過自動(dòng)處理文件和產(chǎn)品跟蹤，組裝制造商們可以認(rèn)識(shí)到客戶聯(lián)系中的附加效益。
● 先進(jìn)的回流焊接處理技術(shù)
對(duì)于現(xiàn)在的大部分電子組裝生產(chǎn)廠，改進(jìn)他們的熱處理控制意味著要購(gòu)買新的，也許是更大的受迫對(duì)流回流焊接爐。這一點(diǎn)是令人誤解的。如果設(shè)置被優(yōu)化，幾乎所有的對(duì)流焊爐都能滿足大部分處理需求，并且如果處理保持在受控狀態(tài)，就能生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品。這種新技術(shù)能夠使要求改進(jìn)設(shè)備使用、處理和生產(chǎn)線的優(yōu)化、持續(xù)監(jiān)測(cè)（與樣本檢測(cè)對(duì)比），SPC制圖、處理和生產(chǎn)的可跟蹤性的任務(wù)自動(dòng)執(zhí)行。通過以下三個(gè)
關(guān)鍵問題來檢驗(yàn)這種先進(jìn)技術(shù)的功能性：
1. 處理工藝的開發(fā)
2. 處理的控制
3. 處理的效率
● 處理工藝的開發(fā)
處理工藝的開發(fā)的第一個(gè)步驟是定義處理規(guī)格（處理窗口）。對(duì)于回流焊接處理，焊料的供應(yīng)、焊劑、焊料的涂敷以及元器件的供應(yīng)，在總體上確定了規(guī)格。處理窗口索引（PWI）是一種統(tǒng)計(jì)學(xué)工具，它提供了定義規(guī)格和確定處理是否符合規(guī)格要求的客觀方式。
一旦處理被定義下來，顯而易見的第二個(gè)步驟是改進(jìn)處理。例如，現(xiàn)代的回流焊爐，可能存在成打甚至更多的具有很大范圍的潛在設(shè)置變量（功能區(qū)域溫度設(shè)定和傳送帶速）。手工的"試驗(yàn)和錯(cuò)誤"的方法，甚至在富有經(jīng)驗(yàn)的工程師的操作下，也不能鑒別出最好的焊爐設(shè)置。這只是因?yàn)樽兞刻喽y以一一測(cè)試。上述問題的解決方案是使用焊爐設(shè)置方案搜索引擎，它可以在成百萬個(gè)潛在的焊爐設(shè)置方案中鑒別出幾百個(gè)，并且分析因它們而產(chǎn)生的生產(chǎn)溫度曲線和PWI，并且在90秒種的時(shí)間里自動(dòng)地確定一個(gè)最佳的設(shè)置方案。最可靠的處理，也就是溫度曲線集中在處理窗口中心的焊接處理，將通過選擇具有最低PWI的溫度曲線而被篩選出來。
● 處理控制
一旦焊爐設(shè)置好之后，問題就產(chǎn)生了：在設(shè)置焊爐之后，在一個(gè)小時(shí)或者一天之后，處理看上去會(huì)怎樣？在典型性的工廠中，在按照溫度曲線運(yùn)行之前，沒有人能夠知道答案。為了獲得在降低成本的同時(shí)提高產(chǎn)品質(zhì)量的令人期望的結(jié)果，需要一個(gè)更好的方法。自動(dòng)回流焊接管理系統(tǒng)能夠計(jì)算出經(jīng)焊爐處理過的每一個(gè)產(chǎn)品的具有相應(yīng)PWI數(shù)的溫度曲線。它也能夠?qū)崟r(shí)計(jì)算出每個(gè)產(chǎn)品的Cpk。因此，當(dāng)Cpk降低到預(yù)先設(shè)定的水平以下時(shí)，系統(tǒng)將提出警告，并且在發(fā)生超出規(guī)格的情況時(shí)發(fā)出警報(bào)。這個(gè)警報(bào)可能打開指示燈，或者可能自動(dòng)地將向回流焊爐傳送的送料傳送器關(guān)閉。在其達(dá)到超出規(guī)格的狀態(tài)之前，這個(gè)系統(tǒng)會(huì)將失控的處理標(biāo)定出來，從而成為一?quot;零缺陷"處理工具。因?yàn)檫@種系統(tǒng)持續(xù)操作而不干擾生產(chǎn)，它提供了如下制造效率：
● 提高生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)間
● 消除周期性溫度曲線測(cè)繪
● 加速生產(chǎn)線的故障檢修（在產(chǎn)生問題的情況下）
● 加快焊爐設(shè)置的變更
● 縮短周期時(shí)間
自動(dòng)保持在受控狀態(tài)的優(yōu)化處理，給質(zhì)量帶來的沖擊是高質(zhì)量的產(chǎn)品，顯著減少返工，并使客戶滿意。
● 處理效率
在典型性的工廠里，需要處理工程師定義和開發(fā)處理，接著找出保持這種處理處于受控狀態(tài)的一些方法。這既不是這些工程師能力和時(shí)間的最好使用方式，對(duì)工廠來說也不符合成本效益。先進(jìn)的回流管理技術(shù)可以顯著改進(jìn)資源配置。處理工程師仍然必須定義處理窗口和生產(chǎn)參數(shù)，但他能夠?qū)⑺械娜粘９ぷ魑薪o技術(shù)員或者生產(chǎn)線操作者。由于處理開發(fā)和處理控制的高度自動(dòng)化，以及密碼保護(hù)，處理工程師能夠放心地確保生產(chǎn)處于受控狀態(tài)，并且因此能夠?qū)⑺麄兊臅r(shí)間用在更有價(jià)值的工作上。其它因素是，在目前的經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，電子組裝工廠中工人的輪換率很高，這導(dǎo)致了培訓(xùn)成本的提高。上述生產(chǎn)只需最小限度的培訓(xùn)，相應(yīng)減少了時(shí)間和成本。
態(tài)度
也許改進(jìn)回流焊接處理最為關(guān)鍵的因素是態(tài)度的調(diào)整。電子組裝處理的焊料回流部分被想當(dāng)然，一些通常的設(shè)想是：
這不用費(fèi)腦筋，并且不需要將資源集中到技術(shù)改進(jìn)上。然而處理失誤可能是災(zāi)難性的。
這是一個(gè)簡(jiǎn)單的處理過程。但是它需要老練的處理工程師的直接關(guān)注。
這不需要先進(jìn)的或者自動(dòng)化的工具。但焊爐設(shè)置可能花費(fèi)過多的時(shí)間，由于資源需求程度的不同，很少能夠獲得有意義的處理監(jiān)測(cè)和控制。
在這些陳述中明顯地自相矛盾，然而它們確實(shí)代表了一些業(yè)內(nèi)人士在被問到他們的回流焊接處理時(shí)的反應(yīng)。幾乎所有的工程師都告訴我，認(rèn)為回流焊接處理不與絲印和貼裝設(shè)備同樣重要的觀念后面隱藏著許多災(zāi)難性的故事，這些災(zāi)難性故事中有些花費(fèi)了許許多多美元。但看起來這些工程師中沒有一個(gè)對(duì)他們的現(xiàn)有處理懷有疑問。那些告訴你這種處理不費(fèi)腦筋的工程師，還將告訴你這種處理是何等重要，以致于不能信任技術(shù)員。另外，那些告訴我不必進(jìn)行改進(jìn)和自動(dòng)化的工程師也承認(rèn)焊爐的設(shè)置是困難和復(fù)雜的，最好能夠知道焊爐中的溫度曲線間會(huì)發(fā)生些什么。在我看來，當(dāng)我們開始觀察回流焊接處理時(shí)，看到的卻是業(yè)界廣泛持否定態(tài)度的厚重外殼。有一條好消息是，解決方案是簡(jiǎn)單和無痛苦的。焊料回流的自動(dòng)化已經(jīng)在許多工廠中產(chǎn)生了顯著的質(zhì)量和產(chǎn)量效益，并且回流焊接處理解決方案準(zhǔn)備為所有電子組裝制造商采用。
● 結(jié)論
真正的焊料回流處理改進(jìn)措施包括制造商在提高產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)減少操作成本所需要的工具。使用最新的溫度曲線測(cè)繪技術(shù)，焊爐設(shè)置方案搜索引擎和自動(dòng)回流處理監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，確保了優(yōu)化和自動(dòng)的受控處理。對(duì)于上述三種類型制造商，各自都有清楚的效益。"僅僅能夠運(yùn)行"的制造商能夠減少返工，并且能夠使自己的商務(wù)規(guī)模向下一個(gè)等級(jí)發(fā)展。那些迫于客戶的壓力而保證質(zhì)量的"有效質(zhì)?quot;型制造商，將找到在減少成本的同時(shí)提高產(chǎn)品質(zhì)量的先進(jìn)的回流處理方案；對(duì)于那些"時(shí)刻完美"的類型，也將獲得包括顯著降低處理控制、監(jiān)測(cè)和文件編制成本在內(nèi)的效益。焊料回流自動(dòng)化的效益對(duì)于所有的應(yīng)用層面來說，都是清楚的。
評(píng)論