如何创建SMT工艺技术平台.pdf

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1、2005-6-9制造技术部包惠民1如何创建SMT工艺技术平台以工艺技术为中心实施随州公司SMT工艺管理。2005-6-9制造技术部包惠民21.0 为什么要创建为什么要创建SMT工艺技术平台工艺技术平台1、以组装工艺技术为中心，是SMT应用和管理中的一个核心理念；2、管理人员在生产过程中容易忽略工艺管理；3、技术人员在解决实际问题的时候无法很好的从工艺着手分析；4、SMT的发展决定了必须从预防来解决生产中存在的实际问题；5、工艺管理的灵魂在于工艺技术平台的建立。2005-6-9制造技术部包惠民3事例?有些时候，生产线上出现效率或质量问题，其主要原因大多数时候我们没有从工艺的角度来分析和处理，而是

2、把焦点放在了诸如设备和设计等其他问题上；?如果我们到生产现场走一走，在一些SMT生产线上，也许会经常看到，有一些员工在调整焊膏印刷机上的某些参数，有一些员工在贴片机旁调整供料器，有一些员工则在贴片机的出口处检查贴片结果和推动调整移位的器件等现象。?一条自动化的SMT生产线，却需要四、五位员工在场监督调整，这当然是个效率问题。而出现这类问题的主要原因，大多数时候并不是设备或材料等出了什么毛病，而是因为工艺管理的意识薄弱或者是因为员工的工艺管理知识不足所造成的。所以，要很好地解决生产现场的效率和质量问题，我们还应该从工艺管理上入手。2005-6-9制造技术部包惠民41.1为什么容易忽略工艺管理？为

3、什么容易忽略工艺管理？工艺，是对原材料或半制成品进行加工，使其成为更完善的半制成品或成品的做法和过程。1、工艺虽然可以通过原理来描述解释，但它相对加工材料和设备工具等实物来说，要抽象得多；2、SMT业界在知识交流和推广的过程中又十分缺乏对工艺管理方面的重视，更使得许多用户对于工艺管理的重要性缺乏认识；3、设备、工具、设计、材料、工艺，都是影响最终产品质量的因素，是一种综合性的经过和结果，在分析过程中工艺往往被其它因素遮盖。2005-6-9制造技术部包惠民5事例在日常问题的处理上，很多技术人员其实没有很好地分清楚什么是属于材料问题；什么是属于设备、工具问题；什么是属于设计问题；而什么又是属于工艺

4、问题。虽然我们一般都会把问题的成因归结为其中的一项，但归纳的过程却经常是含糊不清和缺乏准确性的；甚至有的时候，我们对于工艺和设备因素等的定义还搞不清楚。比如说在焊膏印刷工艺中的“刮刀压力”这一特性，很多的用户，甚至包括设备或材料供应商，都把它当作是个“工艺参数”来描述或处理。其实，这不是个“工艺参数”，而是个“设备参数”；工艺的设置需要这个“设备参数”来达到所要的条件，但它绝对不应该被理解为“工艺参数”。因为一旦这么理解，我们就很自然地在处理工艺问题时，直接往这个“设备参数”上来“靠”；去改变或调整这个虚假的“工艺参数”，也就成为非常“自然”的行为。这也就是许多问题不能得到根治的原因之一。20

5、05-6-9制造技术部包惠民61.2 电子行业因电子行业因SMT的出现技术方面有那些发展？的出现技术方面有那些发展？1.加速了电子产品的微型化进程，精度控制要求不断提高；2.需要处理的器件封装和焊点种类日益繁多，设计技术日趋复杂；3.器件的散热因素由主要的对流散热变为传导散热，对无引脚的SMD焊点寿命不利；4.通过外观检查来发现问题的能力越来越薄弱，甚至几乎不可能；5.不良产品的返修越来越困难；6.产品的故障因素从原先的器件为主转到以组装工艺为主；7.可供选择的工艺较THT技术多出许多，各有优缺点和不同的选择考虑；8.生产速度不断加快，出现废品的速度也随之加快，需要很好的预防和及时更正。200

6、5-6-9制造技术部包惠民71.3工艺管理在工艺管理在SMT中有什么重要性？中有什么重要性？1、行业发展的需求导致生产工艺越来越复杂，良好的工艺管理是产品质量的保证；2、SMT应用强调技术整合。质量、设计、材料、设备都不能够单独地考虑处理，而能把这一切连接在一起的，正是“工艺”；3、工艺预防是业界发展的一种趁势,现有的工艺管理以工艺预防为中心2005-6-9制造技术部包惠民8事例事例?当我们关心产品的寿命时，我们将会面对一个问题，就是如何测量和判断产品的寿命。有效可靠的测量方法，不只是时间长，投资大，最大的问题是它们都属于破坏性的测试方法（Destructive Test），不可能在生产线上推

7、行，而只能是在试验室中使用。那么，在生产线上，如何才能有效地控制和保证产品的寿命呢？最实用的方法，就是设计和控制良好的工艺。?首先，我们通过对材料的要求和工艺流程的“固化”，把试制出来的小量产品，通过破坏性的寿命测试来认证他们的一致性和可靠性。如果这个小批量的产品是合格的，那么我们就可以假设在大批量生产时，只要材料的品质和生产工艺不变，生产出来的产品应该是能够达到可靠性或寿命要求的。?其次，对于那些对寿命要求特别高的产品，还必须配合批量抽样寿命测试来进一步确认。否则，只需要在生产环境或条件有改变的情况下才进行相关的工艺、材料或产品质量认证。如果这种方法执行得当，确保寿命和直通率的效果可以做得很

8、好。这也就是工艺和工艺流程管理的好处和重要性。2005-6-9制造技术部包惠民91.4传统的制造工艺中有那些缺点？传统的制造工艺中有那些缺点？1、混淆了“相同工艺”的含义；2、无法顾及产品的寿命，生产模式不容易进入较高档次竞争；3、无法细分工艺2005-6-9制造技术部包惠民10第一种类型的传统制造管理做法：第一种类型的传统制造管理做法：在产品设计后制造出一两块“样板”，交由制造部的工程师判断有无制造上的困难，如果没有就开始投入试生产。一般试生产的做法是把设备参数调整到组装结果达到满意的合格率后就算合格，开始转入正式批量生产。大批量生产时，在线上设立固定的检查站，把发现的不良品进行工艺改正（如

9、补正、补焊）或抽出返修。以上的做法目前还在一些小规模，管理经验不足或产品附加值低的加企业中通行。这种通过“制造-检查-调整-返修-再调整”的典型做法已经十分落后，其主要问题在于：1.不能照顾到成品寿命的问题，甚至产品的直通率也难以保证；2.生产效率难以达到最优化，成本难以达到最低；3.生产稳定性较差，随机性很强；4.效益或竞争实力属于短期性，容易陷入忙乱的工作状况，难以做长期改进；5.不容易进入较高档次的加工竞争。以上做法我称它为传统制造做法，在一些附加值较低的产品制造上还可以接受，但在中、高档次的电子加工行业中并不多见。2005-6-9制造技术部包惠民11第二种类型的传统制造管理做法：第二种

10、类型的传统制造管理做法：?在产品设计过程中，如果有新封装器件时，设计人员会交由工艺工程师协助判断是否可以使用。评估方法是通过供应商资料、表面判断，和在必要时（较不确定时）做少量试验来决定。除此之外，在CAD布局时，工艺工程师也会参加设计布局评审，确保所有布局符合规范，所有工艺路线和工艺规程明确后，产品的设计才算通过。?设计通过后，一般会有一个新产品试制期。试制工作多由测试部接管，对于没有设立测试部的，则由生产部接管。由于试制不是由设计部执行，在试制前还有不少进行设计工艺性检查的过程。在小批量试制中，如果没有问题，或是有问题而又可以通过调整设备参数加以更正的，则试制基本上算是通过。如果有问题而又

11、无法有效地通过调整来解决的，则按判断要求设计更改或要求来料供应商处理。2005-6-9制造技术部包惠民12?一旦试制通过开始大批量生产后，生产线在每次开始生产时进行首检（即生产的头一两块板进行详细地检查），确认没有问题后开始常速生产。在生产过程中也设立检查站，检查站大多设在焊接后的外观检查作业。对于贴片较不稳定的，也有在焊接前检查的，另外还有些采用焊膏印刷后检查的做法，人工检查还是较常使用的做法。较有规模的企业采用如AOI之类的自动检查。检查中发现问题的，按故障和企业内部情况给予现场改正或批量收集后送返修站进行返修。一些企业对故障的记录还使用SPC控制图显示。如果问题严重，则可能进行设备调整或

12、停线查找问题原因。?此外，在生产以外的设备人员可能对关键设备有一套保养计划，进行日、周、月、季度和年进行不同层次的保养工作，以此保证设备的可靠性。?以上的做法，看似有一定的工艺管理；因为其中有设计规范、有新封装认证、有设计审查、有新产品试制、有批量生产前的首检、有生产过程的产品检查、有SPC的应用、还有设备保养维护等等确保产品质量的各种做法。但我们如果从另外一个角度来看，我们每天不断地重复以上的工作，而许多产品或设计类似的产品都已经投入生产很长的时间，为什么我们还经常在生产线上看到重复而熟悉的问题呢；这是否表示我们所做的一切并没有真正地起到作用呢？2005-6-9制造技术部包惠民13事例?按道

13、理说，如果材料没有问题，设备得到有效维护，工艺又正确的话，我们现场就不应该有质量问题了，这就是工艺受控的表现。但是，许多企业即使推行了以上的做法，工艺也没有受控，还是会经常遇到重复的故障现象和生产问题。那么，问题究竟出在哪里呢？?问题出在执行的细度和程度上。比如有些工艺工程师把焊膏印刷整体过程当作是一个工艺，但较好的工艺工程师会把焊膏印刷当成是“定位”、“填充”、“刮平”、“脱模”和“擦网”五个不同的工艺。把焊膏印刷整体当作是一个单独工艺的工程师，在遇到印刷结果的外形不良问题时，可能会试图通过调整印刷机的刮刀压力、速度等等各种参数，来解决问题。而把焊膏印刷整体过程当作五个不同工艺的工程师，则会

14、通过观察印后焊膏外形和位置的特征，来判断问题是属于五个工艺中的哪一个。因为“填充”、“刮平”或“脱模”不良，它们的调整和解决做法是不同的。“填充”问题需要照顾到刮刀的压力、速度和起跑距离的配合；“刮平”问题需要照顾刮刀的下降程度、压力和速度的配合；而“脱离”问题则需要照顾模板和基板界面、脱模等待时间、脱模距离和速度的方面；这其中是有很大区别的。把工艺当成单一和五个分工艺来处理，差别就在细度上。如果做得不够细，就会造成研究不到位，而问题自然就难以得到彻底的解决。2005-6-9制造技术部包惠民142.0如何开展如何开展SMT工艺管理工艺管理?1.建立企业制造工艺技术蓝图；?2.工艺技术平台的设计

15、和建立；?3.以工艺规范为中心的4大技术规范，以及其管理体系的建立；?4.工艺技术知识和相关技能的培育；2005-6-9制造技术部包惠民152.1为什么要创建制造工艺技术蓝图为什么要创建制造工艺技术蓝图?（Manufacturing Process Development Roadmap）?没有蓝图可能表示我们还没有足够的发展计划，处于一种被动式的管理情况；或是我们对SMT了解的不够（认为它没什么，不需要发展蓝图）。但不论是哪一个原因，缺乏一份蓝图对企业的工艺管理是不利的。?我们今天的工艺水平如何，是否最适合（最有效益）目前的生产和竞争情况，下一步又应该往什么方向走，什么时候需要达到新的境界，

16、什么时候应该开始走，不走的风险又有多大？等等。以上这些管理问题如果从未出现在我们的脑海中，从未在常年发展和重要管理会议中出现的话，那我们就可能在不知不觉中被淘汰出局了。因此，设计一份“工艺技术蓝图”，是工艺管理工作中一个重要部分。?没有蓝图就没有宏观计划，如引进AOI等新设备的项目时，没有考虑到这个变化对整体发展的影响。缺乏明确的工艺路标，就无法知道自己现在正处于怎样的工艺技术状况，自然也就无法想象AOI技术会对我们现有的工艺造成什么影响，以及现有的工艺该如何配合才能顺利有效的引进这类AOI技术。2005-6-9制造技术部包惠民162.2SMT工艺技术平台包括那些内容工艺技术平台包括那些内容?

17、工艺管理的整个灵魂在于工艺技术平台的建立。工艺技术平台虽然以“工艺”为名，但实际上包括了整个技术整合中的设计、设备、工艺和质量管理各部分。以“工艺”为名是因为其概念是以“工艺为主、工艺为核心”的缘故。工艺技术平台的建立是个系统工程，包括以下五个主要方面：?1.以工艺为核心概念的产品产业化和生产管理流程；?2.支持流程的有效组织结构；?3.工艺和设备能力范围；?4.数据管理和应用系统；?5.效益测量和自我学习系统2005-6-9制造技术部包惠民17?工艺技术平台的理念，采用了目前许多先进或长期证明有效的管理做法。比如：?1.流程管理（Process Management）；?2.流程再造（Pro

18、cess Re-engineering）；?3.并行工程（Concurrent Engineering）；?4.供应链管理（Supplying Chain Management）；?5.工艺/设备能力指标（Cpk，Cmk）；?6.统计学（SQC，SPC，Confidence level，Pre-control 等等）；?7.数据管理（Data Management）；?8.计量量化管理；?9.全面生产维护管理（Total Productive Maintenance）；等等。2005-6-9制造技术部包惠民182.3工艺技术平台对传统的组织结构有那些影响工艺技术平台对传统的组织结构有那些影响?

19、工艺工程方面工艺工程方面?较清楚的分开“防火”的基础工艺队伍和“救火”的现场工艺队伍，同时要求负责企业整体制造技术的总体技术人员制作工艺技术蓝图。至于试制方面的责任，可以由基础工艺队伍或是现场工艺队伍兼顾，主要是看管理需要偏向“防火”或是“救火”工作。基础工艺部负责所有工艺、质量和设计规范，也负责对所有四大规范：即工艺、设计、质量和设备规范的技术整合工作。?设计方面设计方面?加强工艺设计队伍的实力。负责PCB布局设计的CAD技术人员也提升兼职负责工艺设计。?设备工程方面设备工程方面?把传统的设备维护部门一分为二，成立设备工程组和现场设备支援组。设备工程部属于“防火”队伍，负责制定设备能力，以及

20、和基础工艺组一起，进行技术整合方面的合作，同时也在技术知识上支持现场设备支援组，比如高难度的设备维修工作，设备性能的提升等等。现场设备支援组则对现场设备的维修保养负责，同时负责与供应商方面的合作。?质量管理方面质量管理方面?在新工艺平台管理中，质量管理部的责任由原先的以执行为主改变成以引导为主。随着这一部门的能力和职责得到提升，其组织也有相应的改变。采用新工艺管理的企业，其质量管理部门大多改由高层领导直接监管，而不是传统的附属于生产部的做法。2005-6-9制造技术部包惠民192.4如何制定四大技术规范体系如何制定四大技术规范体系?SMT的成功，有赖于从业者在产品的质量制定、工艺性设计、工艺以

21、及设备工具的配置方面取得良好的整合。由于产品质量、设计、工艺与设备工具四者之间都是相互关联的，我们在工作上就必须给予综合考虑和制定各自间所推荐的和不允许的做法，这就是技术规范的意义；而四大规范所指的，也就是这些方面的“质量规范”、“设计规范”、“工艺规范”以及“设备规范”。?四大规范是个庞大的技术能力和依据的管理系统，在文档上不只是4份规范资料这么简单。在各规范课题下，将需要成立许多分支来使用和管理。比如在“质量规范”下，就包括有按各工艺分类的质量标准如“焊膏印刷质量标准”、“点胶工艺质量标准”、“贴片工艺质量标准”、“回流焊接工艺质量标准”等等。这些质量标准必须包含了所有采用的工艺，不论是全

22、自动、半自动、或是手动工艺。如果不做到这么细，技术整合效果将无法得到保证。?每个规范的建立应该仔细的考虑其目的和操作性。由于SMT技术非常复杂，一般在规范上建议采用分层次的做法，也就是分开“操作版本”和“技术版本”，而“操作版本”还可以按使用对象和资料复杂程度分为“提醒版本”和“依据版本”。2005-6-9制造技术部包惠民20四大规范体系质量规范操作版本技术版本提醒版本依据版本设计规范操作版本技术版本提醒版本依据版本工艺规范操作版本技术版本提醒版本依据版本设备规范操作版本技术版本提醒版本依据版本2005-6-9制造技术部包惠民21说明说明(一一)?“提醒版本”即是英文中的Checklist，只

23、作为工作上重要部分的提醒。比如在质量规范中提出在某个工序后需要检查哪些项目。这种方式的使用，是当我们认为使用者知道该如何有效地进行这方面的工作，所以这个类型的规范不需要详细的解释做法和原因，力求简单和容易使用。?“依据版本”是作为操作时的参考工具，比如一些外观检查的合格依据。对于不太熟悉此项工作的员工，或是较难判断（比如板面焊接后的残留物程度）的项目，这类规范是很重要的。“依据版本”注重图文并用，力求精确和不容易被使用者误解。?“技术版本”是作为对操作规范的技术支持文档记录使用，一般用在诊断和改进的工作上。因为最初制定出的“操作规范”未必一定准确或最优化，当日后在使用中发现不理想情况时，“技术

24、版本”中的资料就能够让我们了解当初为什么这些规范是这么制定的，协助我们更好更快地分析出问题的成因。除了这个用途外，“技术版本”也可以成为一份培训的辅助资料。2005-6-9制造技术部包惠民22说明说明(二二)?由于四大规范之间的密切相关性，在设立四大规范时应该是同时并进的，不过在同时编制时也有一定的考虑程序。在一般情况下，合理的制定程序如下，首先是制定“质量规范”中的“成品质量标准”；这是按照客户要求、市场竞争情况、企业的定位和策略等来制定的。接着我们从这些质量要求中可以推出所需要的产品设计要求（比如组装密度、材料范围等）；而再进一步提出为了达到能够生产这类产品所需要的工艺（比如混装工艺、双面

25、回流工艺等）以及工艺要求（比如焊点密度等）；最后从所需要的工艺中再提出对设备配置和能力的要求。以上是初步的单向提出要求的做法。?不论在质量、设计、工艺或设备工具上，我们都会遇到许多的限制。比如在质量上我们会受到市场竞争的限制，是使我们不得不保证达到某程度的质量水平；在设计上我们会受到设计能力和供应商网络的限制；在工艺上也受到工艺技术能力，以及研究、管理成本的限制；而在设备上则会受到供应和资金方面的限制等等。这些限制使我们无法在各方面满足先前提出的所有要求。这就造成有必要出现反向的要求修改了。比如设备能力做不到的，我们就必须要对工艺能力提出更高的要求（设备能力，在某些程度上可以通过较好的工艺应用

26、技术给予补偿）。而工艺能力不足时，我们就必须定下更严密的设计规范等等。这样双向的协调做法，使我们能够达到一个便于管理、能够受控制的产品产业化过程。2005-6-9制造技术部包惠民232.5如何进行工艺规范修改和提升如何进行工艺规范修改和提升?即使在采用以上的双向规范制定做法后，所有规范也不是在制定后一成不变的，而相反的他们应该是“活”的。这就是说规范会不断的进行更改，而更改的原因有：1.初期的资料不正确；2.初期的资料不够全面或完整；3.资料需要提升。?要有效地管理规范的长期操作和提升工作，我们就必须要有个管理体系。管理体系中包括负责整个规范效率的组织结构。?规范管理的责任是对整个企业的制造质

27、量（以及一部分的效率）结果负责。主要活动是通过有效的沟通系统，来推进以下的工作：1.监督规范的使用情况（比如是否有被使用，相关员工是否懂得如何使用等）；2.评估规范的效果（可操作性、准确性、完整性等）；3.提出提升需求和建议；4.推动提升工作。?我们可以肯定的说，没有一套规范是第一次就做得完全以及做得正确无误的，所以规范的后期改进管理，也是决定一个企业成功的关键。2005-6-9制造技术部包惠民242.6如何进行工艺技术知识的培训如何进行工艺技术知识的培训?工艺流程和组织提供了科学有效的做法，四大规范提供了工作上的技术支援。当这些都发挥得好时，我们生产现场所发现的问题，就只剩下外来问题了（即供

28、应商方面的问题）。不过一般要达到这样的境界，并非一瞬间的事。在正常的情况下，我们需要经过一段时间的所谓“优化期”。而这个“优化期”中所遇到的内部问题（也就是和外来物料等无关的），将会是属于以下几种。?1.没有规范支持的问题；?2.有规范但不准确的问题；?3.有规范但没有被使用或被正确使用的问题。?以上问题各有不同的对策，要很好地解决，就必须要对问题进行清楚的分析、规划和记录，工艺平台管理中的数据管理系统就能够提供这方面的需求。在平台中设立这种功能是十分重要的，因为技术的掌握不是一朝一夕的，而本身日常的工作中就有许多学习机会.?除了技术知识方面的学习外，我们不能忽略了其他方面的发展。在员工的培训

29、上，必须包括技术知识、工程技能以及管理知识，同时兼顾这些领域的学习也是工艺平台管理中所注重的。在平台中的支援部分（注三）里就包括了建立一个健全的内部培训系统，配合四大规范的管理来确保经验的累计和再使用。每个员工多少都承当一定的管理职责，这也是新工艺平台的一个特点，所以培训中对于管理方面的知识和能力也同样受到注重。2005-6-9制造技术部包惠民253.0总结总结?工艺是SMT技术的核心，所以重视和了解工艺，并以工艺为出发点来管理SMT的应用是个关键做法。?有效的品质寿命保证，只能通过对工艺的掌握、正确的设计、应用和管制来达到，并没有适合于生产线上对产品进行大量测量和改正的方法；也就是说，事后检查和处理的管理做法已经落后，只有通过工艺管理才能做到预防，所以工艺管理是现今必须采用的做法。?良好的工艺管理做法，包括工艺技术平台的建立、四大技术规范、数据采集和管理系统、员工培训体制等等，这些做法和系统采用了目前许多先进的技术和管理理念和手段，发挥了无限的效益。?工艺管理可以说是自成一格，并有足够的潜能走在前头，弥补TQM、6-sigma、DFSS等先进管理的不足，是应该被推广的一种新的管理方法。2005-6-9制造技术部包惠民26