DOE培训教材.ppt

1、1ISSUE-REV.:01-01 依顿(广东)电子科技有限公司 Ellington(Ellington(GuangGuang Dong)Electronics Technology Co.,Ltd.Dong)Electronics Technology Co.,Ltd.制作工程部制作工程部DOE培训教材编写：付波云审核：郑孝良编号：P&A(T)015生效日期：二零零壹年五月四日ISSUE-REV.:01-012ISSUE-REV.:01-01DOEDOE培训教材培训教材1.0 目的：通过实例讲述DOE的具体运用方法。2.0 简称：DOE Design of Experiment 试验设计 3

2、.0 意义：a、流程持续改善的工具之一；b、用以寻找产生流程问题/缺陷的主要因素，并取得一 个较佳的解决流程问题/缺陷的方法。4.0 步骤：a、选定工程项目（确定目标）；b、确定影响范围并分辨出最主要的变量；c、设计实验（当有两个或以上变量时，确定其中一 个 不变时，其它变量的影响）；3ISSUE-REV.:01-01 d、试验监测及执行；e、记录实验数据并进行处理；数据处理的一般公式为：平均值 x=xi/n 标准方差 S=(xi -x )2/(n-1)S 标准偏差SE(x )=S(x)=n 注：如果有JMP软件，将试验结果的数据直接输入该软 件,它就会用上述公式自动处理数据，并以直观图展 现

3、出各因素的影响结果。如果没有JMP软件，人工 处理数据就比较繁琐，这时要用SPC统计技术的方 法作图，用直观图的方式展现出各因素对所选工程 项目结果影响的程度。f、针对上述数据处理结果进行分析；g、结论（找出最主要的影响因素，然后针对此因素采取相 应的改善措施，并运用于实践）。4ISSUE-REV.:01-015.0 在什么情况下需要做DOE？对于线路板流程，有以下几种情况，但不限于 -客户要求 -改善质量 -流程最佳化 -缺陷预防及纠正 -流程技术提升6.0 下面以举例的方式阐述DOE的运用方法：6.1 两个产品的比较6.1.1如两种不同底板A和B，在同样条件下做四次实验，其结果如 下：实验

4、次数孔粗百分比AB1.451.711.351.921.452.331.471.945ISSUE-REV.:01-01 XA=1.48 XB=1.95 结果，XBXA 说明B底板产生孔粗的百分率比A底板高，故 可以得出A底板好过B底板。在这里我们可以看出，对于产品 的基本特性，通过平均值的比较就一目了然。6.1.2真实性比较 SA=(XAi -XA )2/(n-1)=0.115 SB=(XBi -XB )2/(n-1)=0.056 SA2 +SB2 SAB2 =26ISSUE-REV.:01-01SE(XA-XB)=SAB/n =(0.1152+0.0562)/2/4 =0.045自由度V=（n

5、A-1）+(nB-1)=6尾部空间概率=0.025从概率表中查得T=2.447,故XA T SE(XA XB)=1.48 2.447 0.045=1.371.59XB T SE(XA XB)=1.95 2.447 0.045=1.842.1将上述结果在下图中表示出为：1 12 23 31.31.31.591.591.841.842.12.1X XA AX XB B7ISSUE-REV.:01-01分析：上述数值没有重叠之处，故A、B两种产品不一样，A底板好 过B底板。如果上述数值有重叠之处，尽管它们的平均值不 同，但A、B两种产品一样。通过真实性的比较，可判定两种不同产品其特性是否一样。这为我

6、们使用不同供货商物料提供了一有效的分析方法。对于两种产品特性的比较，除用“真实性比较”外，还可用 “学生实验”进行比较即：XB-XA T=SE(XB XA)计算结果同附表值进行比较，如果计算值T小于图表值T，那么两种产品一样；如果计算值T大于图表值T，那么两种 产品不同。6.2 试验不同因素在两种不同状态下对实验结果的影响：(按照4.0做DOE的一般步骤)6.2.1 确定工程项目：钻孔孔粗6.2.2 分析影响范围并确定主要变量 8ISSUE-REV.:01-01a、影响孔粗的非受控因素：1板厚、板料、及板的layout图;2机器、钻咀质量；3操作的熟练程度；4产量；5环境控制（温湿度）。b、影

7、响孔粗的受控因素：1钻咀翻磨次数；2钻孔落速与转速的比率；3动态RUN OUT；4钻孔深度；5钻孔线速度；6板的堆叠高度；7吸尘状况；8钻咀质量。钻咀选用已被认可的泰康钻咀；钻机总是保持最佳的吸尘效果；板的堆叠高度依生产要求，一般的堆叠高度越小，孔粗越小等。故 在本试验中选出下列四种因素两种状态下对孔粗的影响：9ISSUE-REV.:01-016.2.3试验设计及结果：四种因素均衡参与下的试验排列如下 a、0.65mm钻咀每次实验测得孔粗（取平均值）结果如下：因素（X）钻咀翻磨次数落速/转速(0.65)落速/转速(1.00)钻孔深度(mm)线速SFM(Ft/min)代号AB1B2CD状新2.1

8、53.00.80500+翻磨两次1.402.00.50400-态因素A试验次数因素B1因素C因素D孔粗(mil)-1-0.35+2-+0.333+-+0.65-3+-+0.65+4+-0.63-5-+0.35+6-+-0.27-7+-0.98+8+0.6810ISSUE-REV.:01-01b、1.00mm钻咀每次实验测得孔粗（取平均值）结果如下：c、本试验输入钻机的参数：d、试验过程：因素A试验次数因素B2因素C因素D孔粗(mil)-1-0.43+2-+0.293+-+0.65-3+-+0.55+4+-0.43-5-+0.45+6-+-0.25-7+-0.30+8+0.23翻磨次数试验次数转

9、速钻孔深度落速21590.5830282.10.5115382.10.51762304590.51272582.10.811506590.88327590.81270882.10.817611ISSUE-REV.:01-011钻机，用的是正常生产的日立钻机（固定其中一台）；2本试验共用了16支钻咀，实验板以“METEST”作标记，共有两款 即新钻咀一款，翻磨两次钻咀一款。每款有两种尺寸的钻咀，即 0.65mm和 1.00mm。每种钻咀试验八次，每支钻咀的最 大钻孔数为1200次。3钻完孔的试验板经过磨板 PTH PP PHY测出每次试验的最 后20个孔的孔粗值，它们的平均值就是每次试验的结果。

10、4实验条件：补偿值：+0.013mm 最大孔数：1200 钻咀数量：16 板厚：1.6mm 叠数：2块/叠6.2.4 结果处理：将每次试验结果输入JMP软件，结果如下：12ISSUE-REV.:01-01a a、使用使用 0.65mm 0.65mm的钻咀试验结果：的钻咀试验结果：各因素对孔粗影响的结果如下图各因素对孔粗影响的结果如下图0.350.450.550.650.75孔粗翻磨次数落速与转速比钻孔深度钻孔线速度13ISSUE-REV.:01-01各因素相互参与对孔粗影响结果各因素相互参与对孔粗影响结果翻磨钻咀次数落速与转速比钻孔深度钻孔线速度2200002222002.152.151.40

11、1.400.80.80.50.54004005005000.80.80.50.50.50.50.80.84004005005005005004004002.152.151.401.402.152.151.401.4014ISSUE-REV.:01-01立体图表示各因素对孔粗的影响立体图表示各因素对孔粗的影响0.350.270.980.632.151.40落速与转速比02翻磨次数0.50.8钻孔深度0.350.330.650.68400500钻孔线速度15ISSUE-REV.:01-01柏拉图显示四种因素均衡参与对孔粗的影响结果柏拉图显示四种因素均衡参与对孔粗的影响结果B BADADA AACA

12、CC CABABD D0.00.00.10.10.20.20.30.30.40.4A A：翻磨次数翻磨次数B B：落速与转速比落速与转速比C C：钻孔深度钻孔深度D D：钻孔线速钻孔线速16ISSUE-REV.:01-01b b、使用使用 1.00mm 1.00mm的钻咀试验结果：的钻咀试验结果：各因素对孔粗影响的结果如下图各因素对孔粗影响的结果如下图0.300.330.360.390.42孔粗翻磨次数落速与转速比钻孔深度钻孔线速度17ISSUE-REV.:01-01各因素相互参与对孔粗影响结果各因素相互参与对孔粗影响结果翻磨钻咀次数落速与转速比钻孔深度钻孔线速度220000222200332

13、20.50.80.80.55005004004000.50.80.80.50.80.80.50.54004005005005005004004002323332218ISSUE-REV.:01-01立体图表示各因素对孔粗的影响立体图表示各因素对孔粗的影响0.430.250.300.4332落速与转速比02翻磨次数0.50.8钻孔深度0.450.290.550.23400500钻孔线速度19ISSUE-REV.:01-01柏拉图显示四种因素均衡参与对孔粗的影响结果柏拉图显示四种因素均衡参与对孔粗的影响结果A AC CADADABABD DB BACAC0.000.000.050.050.100.

14、10A A：翻磨次数翻磨次数B B：落速与转速比落速与转速比C C：钻孔深度钻孔深度D D：钻孔线速钻孔线速20ISSUE-REV.:01-016.2.5 结果分析：a、钻咀磨损分两种即主刀锋和侧刀锋。被翻磨的钻咀是主刀锋而 不是侧刀锋，因此侧刀锋翻磨较少，所以两组实验结果都证实 翻磨越多，孔粗越严重，这是导致孔粗的主要原因。这种倾向 对于所有情形都有发生，0.65mm和1.00mm的钻咀亦不例外，然 而，1.0mm的钻咀翻磨后对孔粗的影响比0.65mm的钻咀要大的 多。故对于比1.0mm大的钻咀，要想保持好的钻孔效果，建议 使用新钻咀。b、在钻咀转速一定的情况下，落速与转速的比率与落速成线性

15、关 系，这个比率越大，落速也越大。高落速对孔壁将产生巨大的 冲击，这种影响会导致孔内树脂破裂和脱离。小于0.65mm的钻 咀，其落速与转速的比率对孔粗的影响很大。而大于1.0mm的 钻咀，其落速与转速的比率对孔粗的影响就不太明显，较难预 测。所以对于小钻咀，在设定参数时要特别注意落速对孔粗的 影响。c、在本次实验中，钻孔深度对孔粗的影响变化莫测，不同的钻咀 21ISSUE-REV.:01-01 尺寸结果各不相同。根据经验，应是动态RUN OUT的原因，钻咀在钻孔过程中产生较多的粉尘，且钻孔深度越深，粉 尘越多而粉尘在吸尘的时候会对孔壁产生磨擦而产生孔粗，所以应该是深度越大孔粗越大，但对于1.0

16、mm 的钻咀就不 是这种情形。对于尺寸大的钻咀，其钻孔深度对孔粗的影 响效果相反，然而从柏拉图上看，它又是非常严重的，是 仅次于翻磨的第二个重要因素。故钻孔深度对孔粗的影响 需分开试验以确定其与孔粗的关系。d、本实验中，两种钻咀的表面线速度对孔粗的影响均较小。但线速度与落速同转速的比率成反比，可以通过增加线速 度来减小落速与转速的比率，从而减小孔粗。然而线速度 越大，钻咀转的越快，转速就越大，钻咀与孔壁摩擦产生 的热量就越多，孔壁温度就越高。当此温度超过树脂的Tg 值时,就会产生严重的树脂胶,钻完孔后留在孔壁上，结果 导致孔粗。22ISSUE-REV.:01-01 6.2.6 结论：a、对于0.65mm的钻咀，我们从柏拉图上可以看出，对孔粗影 响的最大的是转速与落速的比率，因此在生产时，若选用 小于或等于0.65mm的钻咀，输入钻孔参数时，要特别留意 转速与落速的比率。b、对于1.00mm的钻咀，我们从柏拉图上可以看出，对孔粗 影响的主要因素为钻咀翻磨次数、钻孔深度、翻磨与线速 度的结合，因此在生产中，当使用大于或等于1.00mm的钻咀时，要特别留意这三种因素，而采取相应的改善措施。当