SMT程序控制Word文件下载.docx
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制作过程品质计划文件
培训和给雇员授予合格证
开始有限的生产
收集特征与变量数据
计算过程能力
开始批量生产
继续资料收集
所有装配过程都有某些变量。
统计过程控制（SPC,statisticalprocesscontrol）提供工具来检测过程和监测变量，其中有两种形式：
普通原因（commoncause）与特殊原因（specialcause）（如Deming所定义的）。
普通原因变量是在一个稳定的过程中固有的，即，虽然不完美，不管怎样一个稳定的过程是可重复的-检测的一个关键要求。
相反，特殊原因变量是特殊行动的结果，如执行错误（即，制定成文件的过程没有遵循）。
因此，除非一个过程是可重复的，结果（如在X条R图表上所显示的）将反应操作员的变化而不是过程变化。
工程师脑子里总是想着过程失控的可能性，他们有时在检测它以防止得到低“分数”之前企图使过程表现完美。
可是，这样一个步骤有一点弄巧成拙；
统计过程控制（SPC）应该用来稳定新的过程和改进现有的过程。
最后，基本过程控制必须基于从精确测量与观察所获得的事实。
控制图表，就是简单的以时间展开的柱状图，记录和显示资料。
变量资料（如，胶点直径）是集中在过程上的和通过测量获得的，而特性资料是通过观察获得的和集中在产品上的。
通常，收集与分析特性资料（attributedata）是被动反应的行动，而收集与分析变量资料（variabledata）是更加积极性的步骤。
工具
过程控制依靠统计工具来测量、反馈和分析。
众所周知的七个品质控制工具，是过程质量计划的必要部分，因为它们可用来收集、显示和分析资料。
检查表（checksheet），用于收集资料，也可显示资料。
它们简单、容易应用，并有效地显示各种结果频率。
Pareto图表，在柱状图上以下降的顺序显示缺陷种类，对于把致命的少数从不重要的多数中分离出来是非常有用的。
因果关系图（cause-and-effect），将注意力集中在一个缺陷的最可能的原因和其潜在的相互联系性上面。
注意力通常集中于四种类型：
方法、材料、人员与设备。
流程图（flowchart），使用标准化的标识来说明过程中的各种步骤。
一个流程图清晰地说明从开始到结束的整个装配过程。
柱状图（Histogram），是显示统计分布的条形/柱形图。
它们在显示资料分散中有帮助，使得容易比较和分析。
散布图（scatterdiagram），绘出无数的资料点来显示一个过程或产品的两个不同但又相关的特征之间的因果关系。
控制图（controlchart），在时间上和在实际与强加德上/下极限之间，显示特性（计数的）或变量（测量的）数据。
它们清楚地揭示可能影响过程能力的异常特性曲线、趋势和周期。
有六种基本图形：
∙Xbar-显示一个测量系列的平均数的变化
∙R-显示一个测量系列范围的变化
∙C-显示缺陷数量的变化
∙U-显示每个单元缺陷数量的变化
∙P-显示缺陷比率的变化
∙Np-显示确定单元数量的变化
检查
某个级别的产品检查是必要的和所希望的。
可是，证据清楚地显示在长期运行中，大批量的检查不会改进产品质量。
检查是一个筛选过程，尽力找出需要修理的不可接受的产品。
大量检查应该避免，除非发生有必要100%产品筛选的事件。
对于日常检查，应该基于一个合理的抽样计划。
Deming经常提倡取消大批量的检查。
相反，他鼓励统计上监测的稳健的和可重复的过程。
定义检查方法与工具是重要的。
我们经常看到，人们知道怎样检查，结果多数建立其自己的方法，造成检查的变化。
检查应该当作一个过程来定义，象任何其它过程一样制作出文件。
一旦完成，检查员应该接受培训和发给合格证书。
事实上，检查可分成三个基本模型：
∙当每个板上的每个组件都检查时（大批量检查）
∙当确认每个板上的特殊组件时（减少的批量检查）
∙当检查特殊板上的特殊组件时（抽样检查）
理想地，一个公司从第一种模型向最后一种模型进步。
不幸的是，制造运作更容易从第一种模型开始，并停留在那里。
印刷电路装配的复杂性影响检查，因为每个板的组件数量不断增加，造成更多困难来检查每个板上的每个组件。
事实上，复杂性是批量检查不能改善产品质量的主要原因。
一个方法是通过减少要检查的组件数量来减少检查的疲劳。
理论上，可望马上检查出和修理所有的问题，实际上，这简直不可能。
焦点（focalpoint）检查是从上述模型中进步的一个例子。
基于历史资料（即，Pareto图形分析），显示更高缺陷率的组件接受更频繁的检查。
这个方法保证麻烦的组件得到更多的注意力。
缺陷率低的组件更少检查或完全不检查，改善整个检查过程。
检查与监测
检查（inspection）是集中在产品上的；
监测（monitoring）是集中在过程上的。
一个良好的过程品质计划应该包括两者。
可是，长期目标应该是更少检查和更多监测。
这是所希望的，因为产品检查是被动性的（缺陷已经发生）而过程监测是积极性的（缺陷可以防止），这是一个价值增值概念。
可是，更加困难的任务是建立一个不依靠批量检查的、平衡的检查与监测策略。
缺陷种类
缺陷代号，诸如锡桥、开路、少锡和组件丢失，用来简化资料收集与分析。
在一个公司*，这些代号进一步分类成缺陷种类，指出需要另外改进的区域。
一个饼图，如图一所示，是显示资料的有效方法。
有四个缺陷种类：
∙过程能力（processcapability），意味着过程不能达到所希望的结果。
例如，一台不能持续产生所希望的胶点尺寸的滴胶机
∙过程执行（processexecution），在这里过程是能够的，但整体执行差。
例如，机器操作员没有跟随写下的操作规程。
∙缺陷材料（defectivematerial），如密间距组件的引脚不能持续地满足共面性规格要求。
∙对可制造的设计（designformanufacturability），意味着板不是设计成装配容易的。
例如，基准点目标设计不正确。
过程控制误区
误区#1：
过程控制与统计过程控制（SPC）是相同的。
过程控制是一个概念；
SPC是一套支持该概念的工具。
在SPC可以成为一个有效的工具之前，过程必须稳定和可重复（但可能不是完美的）。
误区#2：
产生和显示图形图表是过程控制。
只是为了给管理层和顾客一个映象的显示图表是浪费时间。
使用图表来防止缺陷和解决问题才是过程控制的部分。
误区#3：
大批量检查（massinspection）是一个有效的过程控制工具。
批量检查不是过程控制。
而它只是分类可接受与不可接受产品的一种企图。
过程品质计划应该消除批量检查的需要。
检测的艺术
度量标准是检测表现的科学。
例如，对于第一次通过合格率（FPY,first-passyield），一个度量标准揭示一个过程或运作的表现有多好，通常与所希望的结果或期望比较。
因此，度量标准是重要的，因为一个公司必须具有检测其表现的能力。
度量标准应该经常审查与分析-有些情况是每天，其它情况是每周。
收集的信息不只是为管理层，而且应该与工程师、技术员、主管、操作员等共享。
为了具有价值，度量标准必须基于事实和真正反映实际表现。
在分析期间，管理层必须提高开发与真诚的气氛，不怕批评或惩罚。
保证每个个人和班次使用相同的格式收集资料和事实上对其发现作出反应是非常重要的。
FPY与DPMO
如所提及的，一个经常使用的检测是第一次通过合格率（FPY）。
传统上，表面贴装制造线的成功是以这个测量来评定的。
运作的顺序通常是从锡膏印刷到在线测试（ICT），包括滴胶、组件贴装、回流焊接、通孔装配、波峰焊接、清洗和二次装配（压配的连接器、模压、增加其它组件、导线等）。
FPY定义为印刷电路板（PCB）装配成功地完成的数量，除以所生产的装配总数。
数学上表达为：
FPY%=[好板数/测试的板数]x100。
在有中至高复杂性板的一个典型的高混合的工厂，FPY范围可能在50~80%或者更高，取决于设备年龄和类型、检查方法、以及使用的过程控制技术。
FPY测量的一个问题是它只处理好板与坏板的数量；
忽视了与坏板有联系的缺陷数量。
当要调配资源来修理各种产品的现场问题时，这对高混合板制造商是一个关注。
也可能具有一个似乎在第一次分析时可接受的FPY数，或许高于90%，而由于每个板有几个缺陷的一些板，返工与人力成本失去比例。
例如，这个可能发生，如果贴装机器的送料器转换完成不正确，或者如果锡膏印刷在短期内不足够。
虽然只是影响一些板，但在短期内产生的缺陷可能比每小时平均数高得多。
最近的趋势已经从把FPY作为一个方法到一个更现实的度量标准，叫做百万机会的缺陷数（DPMO,defectspermillionopportunities）。
对于这个度量，机会数等于零件（SMT或通孔）数加上焊接点数（只对组件，通路孔与测试点除外）。
DPMO计算提供一个将缺陷按照板的复杂程度规范化的方法，即，对于相同的DPMO，机会较少的板将会有较少的缺陷，而具有多得多机会的高复杂性装配对于相同的DPMO将会有更多的缺陷（DPMO=[缺陷数/机会数]x106）。
与FPY的关系是反线性的：
对一固定过程能力，随着机会数的增加，FPY将成比例地减少。
当在1999年第一次遇到这个度量时，我们决定在生产中选择一定数量的装配与实际的情况来测试该理论。
有至少六个月生产历史的板是相当稳定的，数量上选择至少500或更多的单位。
图二描述了该结果。
所示的编号（P/N）以DPMO向右增加的图形显示与该理论的相关性。
在这个例子中，工厂的平均DPMO在代表65%总量的20个产品的范围大约是55。
在这个实际与理论之间关系的基础上，一些公司*已经转向把DPMO作为主要的表面贴装运作的度量标准。
长期趋势-条形图（Barchart）
在一个度量上沟通总趋势的一个方法是在时间上使用条形图，而不是在一个压缩的水平刻度上如图三所示。
想法是要通过简单的条形来总结每年或每季度的资料，并在每月或每周的基础上显示更新的信息。
以这种方法，该图表可以提供一个长期的资料，而更近期的资料可以一种提供临近的历史而不至于太忙方式显示出来。
例如，在一个特殊产品上，从图表得出的结论是：
1.2000年较早时期，DPMO低于目标（这样好）
2.然后，年中，发生一些事使得DPMO超过目标值
3.在改正行动之后，DPMO开始趋向于回到目标值
当然，可能对该问题有许多解释。
可是，图表显示非常容易，在时间上、实际表现、以及注释，它可能是把结果向所有有关人员沟通的有力工具。
仪表板度量（DashboardMetric）和品质之星（QualityStar）
检测性能表现是一件事情，有些地把资料和趋势通信给所有受影响的参与者，使他们可以使用资料，那绝对是另外一件事情。
例如，“品质之星”方法由五个监测一个公司的健康和制造运作的基本度量组成。
这些包括：
1.DPMO
2.到达产品的坏机（DOA,deadonarrivalproducts）-在头三十天内不工作的产品（当顾客打开产品时）
3.保修失效-开始工作但在为了六个月期间的某个时候失效的，并返回修理的产品。
4.功能测试合格率-产品测试通过或不通过功能测试时的FPY计算。
5.质量审查-也是一个FPY计算-包括按照视觉标准，如IPC-A-610和内部工艺标准，检查的产品。
如果在所有这些方面性能表现良好，那么内部目标以及顾客对品质、可靠性、成本和性能的期望都应该满足。
品质之星的一个例子如图四所示（金色是“好”，蓝色是“坏”）。
在微软的电子表格中的“雷达”曲线产生图表，并基于每个度量的一套满足的最低值和目标值。
最低值应该产生一个有完全蓝色点的品质之星，如图四品质审查（qualityaudit）所示。
满足目标会产生一个完全金色的点的品质之星，如保修（warranty）、测试或DOA所示。
部分满足目标将产生蓝色与金色的点的品质之星，如在DPMO度量标准中。
例如，DPMO目标是65，如果满足，将找到如图四所示的充满品质之星的点。
可是，如果实际结果是80（这比目标值差），那么将得到部分填充。
类似地，其它参数可设置到在图形上代表所希望的最小至目标性能的范围。
一旦目标值与可接受性能的最低值传达给雇员，品质之星成为将每日、每周、每月、每季度或每年的性能数据通信给所有人的工具。
结论
质量改进，从一个计划、一套参照特殊标准的目标、测量的工具、一个作更好改变的方法、和一个通信结果的方式开始。
本文概述了一个用来生产高品质PCB的品质系统的基本元素，和一个按照性能目标展示进度的、每个受影响的人员都可理解的方法。
模板：
又出问题了？
Stencils:
FoiledAgain!
ByRobertRowland
印刷是遵循流体动力学的一个过程。
原则上，它是一个十分简单的过程。
模板，一个关键的因素，应该得到相当大的注意力。
如果严格地遵循基本的设计与制造规则，则可以避免许多印刷问题。
我注意到无数的例证，许多公司在印刷机和检查设备上花了大笔的钱，但还是继续有严重的印刷问题。
有许多的设计规则人们把它看作标准惯例。
不幸的是，许多人不知道这些基本规则的存在。
今年晚些时候，IPC将发行IPC-7525-一套由工业专家小组创建的模板设计指南。
该文件将消除一些围绕在模板设计与制造周围的"
巫术"
，这将是我们工业的巨大受益。
框架支持和保护模板，典型地是用铝制造，通过钨惰性气体（TIG,tungsteninertgas）把管焊接起来，或通过铸造。
框架的尺寸通常决定于使用的方法。
铸造适合于较小的框架，但当框架越来越大时，使用TIG焊接管较为有效。
模板安装在框架上是通过胶和聚酯或不锈钢网，它把模板拉紧，保持张力，避免翘曲或扭曲。
主框，设计用来固定无框模板。
这个概念源自于高混合的运作，使用大量的模板，其储存成为问题。
它也消除了框架成本。
使用者将模板装到框架内，通过框架上的张紧机构来拉紧。
随着时间的过去，我相信这种方法会有困难来保证适当的模板张力。
除非处理模板很小心，否则损坏的危险性是很高的。
模板的制造是通过三种方法。
化学腐蚀（chemicaletching）和激光切割（lasercutting）移去材料（减的方法），而电铸（electroforming）则以化学的方法增加材料（加的方法）。
化学腐蚀是原始的、现在还最普遍的制造方法。
一种可感光成像的抗蚀剂层压在金属箔的两面，然后一个含有开孔图像的两面感光工具小心地与金属箔一起定位。
抗腐蚀剂被显影，将要移去的区域暴露。
感光工具结合使用一种补偿横向蚀刻的蚀刻因子。
然后将金属箔放入一个化学蚀刻箱，通过移去被暴露的材料产生开孔。
这个方法对引脚间距为0.65mm或更大的组件是可接受的。
激光切割涉及的步骤比化学蚀刻要少。
一种可编程的激光机用来切割开孔，自然会产生锥形或梯形的孔壁（化学蚀刻也可以产生这种效果，如果希望的话）。
在某些情况下，这将改善锡膏的释放。
典型的，靠板面的开孔大于靠刮刀面的开孔。
通常激光切割用于密脚组件，但也可用于整块板。
混合技术的模板结合使用化学蚀刻和激光切割。
化学蚀刻用于开较大的孔，而激光切割用于开密脚孔。
电铸也使用一种可感光成像的抗蚀剂，抗蚀剂放在阴极金属心上。
抗蚀剂比所希望的模板厚度大。
当抗蚀剂被显影时，抗蚀剂柱在希望开孔的位置形成。
镍被电镀在阴极金属心上，直到达到所希望的模板厚度。
电镀之后，将抗蚀剂柱移去，模板从金属心上取下。
这个方法主要用于锡膏释放成问题和要求非常好的准确性和精度的应用。
两个附加的工序，抛光和镀镍，是用来进一步提高表面光洁度，消除表面不规则。
这个改善了锡膏释放，因此提高模板性能。
我非常推崇抛光。
材料的体积（锡膏与胶剂）主要由开孔尺寸和金属箔厚度来控制。
材料释放受各种因素影响。
就模板而言，涉及模板的最关键因素包括，纵横比、面积比、孔壁的表面光洁度和几何形状。
纵横比是开孔的宽度除以模板的厚度（W/T）。
面积比是焊盘面积除以开孔侧壁面积。
测试表明纵横比应该大于1.5，而面积比应该大于0.66，以保证充分的材料释放。
我自己的试验多次证实了这些推荐值。
稍微地减小所有开孔可避免锡膏印在阻焊层上，产生锡球。
IPC-7525按组件类型提供了详细的推荐。
一般，每个方向都减少0.1mm足以防止由于锡膏过印所产生的锡球。
插入安装的组件可以使用锡膏入孔（paste-in-hole）的印刷工艺来回流焊接。
当引脚为圆形和孔径比引脚直径大0.15~0.20mm的时候，这个方法最有效。
方形引脚比圆形引脚更困难，而粗的引脚是很困难的，因为它要求非常多的锡膏量。
更详细的信息可以在IPC-7525中找到。
阶梯形模板用来改变锡膏的量。
逐级下降的模板典型地用于密脚应用中，这样在密脚的焊盘上得到减小的模板厚度。
逐级增加的模板很少见，但它可以增加局部区域的锡膏量（例如，当锡膏入孔印刷用于插入安装的组件时）。
印刷缺陷可分为六个类别：
∙定位对齐（registration）。
这涉及模板与材料附着区域的对准定位-或是焊盘（锡膏）或是焊盘之间的跨距（胶剂）。
最大允许定位误差对锡膏应用应该为焊盘长或宽度的15%，对胶剂应用为开孔长或宽度的15%。
∙塌落（slump）。
这是与材料有关的缺陷，或是由于胶或锡膏的粘度太低，或是由于过热暴露。
塌落数量对锡膏应该限制在焊盘长或宽度的15%，对胶剂为开孔长或宽度的15%。
∙厚度（thickness）。
最后的印刷厚度不应该变化超出所希望印刷厚度的±
20%。
材料少可能产生焊锡不足或开路，在胶剂情况会丢失组件。
材料多可能造成锡点太饱满或锡桥，对胶剂情况会污染锡点或开路。
∙挖空（scoop）。
这是刮刀压力过大、刮刀刀片太软或开孔太大的结果。
这个缺陷可能引起锡点的锡量不足，或胶点的胶量不足，无法将组件固定。
挖空的量应该限制在最大变化不超过从最高到最低的20%。
∙圆顶（dome）。
通常是刮刀刀片高度调整不当或刮刀压力不足的结果，它会增加材料的量，可能引起锡桥、污染或焊点开路。
这个变化量应该限制在印刷厚度的20%。
∙斜度（slope）。
由于过大的刮刀压力可能发生这个情况。
锡膏中较普遍，可能产生焊锡不足。
变化量不应该超过最高到最低点的20%。
锡膏印刷已经发展到一个妥协时期，因为它变得越来越难满足每个引脚形状的需要。
这个困局可以通过良好的模板涉及与制造技术得到控制。
与你的模板供货商密切合作，遵循IPC-7525中的指引。
密脚与通孔组件的锡膏印刷
ByRayP.Prasad
本文介绍：
在混合装配（mixed-assembly）电路板上的密间距（fine-pitch）和通孔（through-hole）组件的锡膏印刷。
密间距锡膏印刷
当印刷密间距时，重要的是控制模板开孔的光洁度与尺寸，意味着应该考虑激光切割的模板。
密间距也要求不同的锡膏（solderpaste）。
锡膏印刷质量是很重要的，因为它是许多印刷电路装配（PCA）缺陷的原因。
当使用密间距时，问题是复合的，造成相邻引脚之间的锡桥。
锡桥不是密间距印刷的唯一常见缺陷。
锡膏沉积不够引起焊锡不足或者完全开路。
在大部分公司，密间距印刷是大约一半缺陷的原因。
为了避免印刷问题，有人使用双台阶（dual-step）模板（密脚用0.005"
~0.006"
、其它组件用0.007"
~0.008"
）。
模板材料，通常不锈钢，在分布密间距组件焊盘的区域向下腐蚀到低厚度。
台阶式模板要求橡胶的刮板（squeegee）来使锡膏通过模板孔。
这是在特定的位置沉积适量锡膏的一个好方法（密脚：
0.005"
厚的锡膏、标准表面贴装组件：
0.007"
~0.008"
厚的锡膏）。
一个更新的方法是使用金属刮板，密间距与其它组件都沉积同样的锡膏厚度。
可是，这可能会出现密脚焊盘上锡膏太厚或者标准表面贴装焊盘上锡膏太少。
重要的是良好的过程控制和模板设计。
如果可以做到这一点，那么使用金属刮板的时候就可得到较好的、连续的结果。
当使用密间距时，工艺的复杂性增加了。
要求相当的工艺看法与控制来达到连续的良好的锡膏印刷。
通孔组件的通孔锡膏（paste-in-hole）工艺
虽然工业走向更密间距和球栅数组（BGA），但还必须处理混合装配中的通孔组件。
锡膏印刷通常不用于焊接通孔组件，但是还有应该考虑它的情况。
例如，在顶面有很少的通孔组件的双面SMT板（两面都有有源组件，诸如PLCC）的混合装配中，对通孔组件使用印刷锡膏可能是合算的。
这个工艺通常叫做通孔锡膏工艺-它避免了手工焊接或者波峰焊接（使用专门的夹具遮盖前面回流焊接的表面贴装组件）的额外步骤。
引脚浸锡膏（pin-in-paste）、侵入式回流焊接（intrusivereflowsoldering）和通孔回流焊（ROT,reflowofthrough-hole）是这个工艺的其它名字。
当使用传统的方法焊接混合表面贴片装配时，先印刷锡膏和回流焊接表面贴装组件，接着是波峰焊接通孔组件工艺。
可是，当使用通孔锡膏工艺时，表面贴装和通孔组件都是在回流焊接工序内焊接。
在传统的波峰焊接工艺中，通孔焊接点的焊锡来源是锡波；
可是，通孔锡膏工艺的来源是锡膏。
通孔锡膏工艺是较新的，但是一些领先的公司已经使用多时了。
当使用该工艺时，首先应该确定通孔组件是否能够经受回流温度而不退化。
还应该确定组件是否为潮湿敏感性的-如果是，则焊接之前必须烘焙。
否则，在回流焊接期间它们将“爆裂（popcorn）”或者开裂。
如果电路板的第二面有可回流焊接的表面贴装组件，那么回流焊接通孔组件不会节省任何工艺步骤。
在这种情况下，通孔组件的最常使用的方法是波峰焊接而不是回流焊接。
工业已经成功地使用通孔锡膏工艺或其变化工艺来焊接通孔组件。
所有方法中的基本概念反复考虑的就是印刷所需要的锡膏量，它是由电镀通孔的体积减去通孔中引脚占去的体积来决定的。
这是非常简单
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