工序能力及工序能力指數(shù)

1、 工序能力及工序能力指數(shù)的計算工序能力及工序能力指數(shù)的計算 1. 基本要點基本要點2. 工序能力的定量表征工序能力的定量表征1. 1. 基本要點基本要點 (1) 只有工序能力強(qiáng)的工藝才可能生產(chǎn)出質(zhì)量好、可只有工序能力強(qiáng)的工藝才可能生產(chǎn)出質(zhì)量好、可靠性水平高的產(chǎn)品?？啃运礁叩漠a(chǎn)品。 1. 1. 基本要點基本要點 (1) 只有工序能力強(qiáng)的工藝才可能生產(chǎn)出質(zhì)量好、可只有工序能力強(qiáng)的工藝才可能生產(chǎn)出質(zhì)量好、可靠性水平高的產(chǎn)品。靠性水平高的產(chǎn)品。 (2) 工序能力指數(shù)是一種表示工藝水平高低的方便方工序能力指數(shù)是一種表示工藝水平高低的方便方法，其實質(zhì)作用是反映法，其實質(zhì)作用是反映工藝成品率工藝成品率的高

2、低。的高低。 1. 1. 基本要點基本要點 (1) 只有工序能力強(qiáng)的工藝才可能生產(chǎn)出質(zhì)量好、可只有工序能力強(qiáng)的工藝才可能生產(chǎn)出質(zhì)量好、可靠性水平高的產(chǎn)品。靠性水平高的產(chǎn)品。 (2) 工序能力指數(shù)是一種表示工藝水平高低的方便方工序能力指數(shù)是一種表示工藝水平高低的方便方法，其實質(zhì)作用是反映法，其實質(zhì)作用是反映工藝成品率工藝成品率的高低。的高低。 (3) “ 6 6設(shè)計設(shè)計”是在工序能力指數(shù)分析基礎(chǔ)上對生是在工序能力指數(shù)分析基礎(chǔ)上對生產(chǎn)工藝水平的新要求，其實質(zhì)作用也是反映產(chǎn)工藝水平的新要求，其實質(zhì)作用也是反映工藝成品率工藝成品率的高低。的高低。1. 1. 基本要點基本要點預(yù)備知識關(guān)于測試數(shù)據(jù)的預(yù)備知

3、識關(guān)于測試數(shù)據(jù)的“ “ 分布分布”1. 1. 基本要點基本要點預(yù)備知識關(guān)于測試數(shù)據(jù)的預(yù)備知識關(guān)于測試數(shù)據(jù)的“ “ 分布分布”關(guān)于正態(tài)分布關(guān)于正態(tài)分布 工序能力及工序能力指數(shù)的計算工序能力及工序能力指數(shù)的計算 1. 基本要點基本要點2. 工序能力的定量表征工序能力的定量表征2. 2. 工序能力的定量表征工序能力的定量表征(1) 工序能力工序能力(2) 潛在工序能力指數(shù)：潛在工序能力指數(shù)： Cp(3) 實際工序能力指數(shù)：實際工序能力指數(shù)： Cpk(4) 單側(cè)規(guī)范值情況的工序能力指數(shù)單側(cè)規(guī)范值情況的工序能力指數(shù)CPL和和CPU(5) Cp和和Cpk的的常規(guī)計算方法常規(guī)計算方法2. 2. 工序能力的定

4、量表征工序能力的定量表征(1) (1) 工序能力工序能力 2. 2. 工序能力的定量表征工序能力的定量表征(1) (1) 工序能力工序能力 通常工藝參數(shù)服從正態(tài)分布通常工藝參數(shù)服從正態(tài)分布 N(,2) 2. 2. 工序能力的定量表征工序能力的定量表征(1) (1) 工序能力工序能力 通常工藝參數(shù)服從正態(tài)分布通常工藝參數(shù)服從正態(tài)分布 N(,2) 正態(tài)分布標(biāo)準(zhǔn)偏差正態(tài)分布標(biāo)準(zhǔn)偏差的大小反映了參數(shù)的分散程度。絕大部的大小反映了參數(shù)的分散程度。絕大部分?jǐn)?shù)值集中在分?jǐn)?shù)值集中在33范圍內(nèi)，其比例為范圍內(nèi)，其比例為99.7399.73% 2. 2. 工序能力的定量表征工序能力的定量表征(1) (1) 工序能

5、力工序能力 通常工藝參數(shù)服從正態(tài)分布通常工藝參數(shù)服從正態(tài)分布 N(,2) 正態(tài)分布標(biāo)準(zhǔn)偏差正態(tài)分布標(biāo)準(zhǔn)偏差的大小反映了參數(shù)的分散程度。絕大部的大小反映了參數(shù)的分散程度。絕大部分?jǐn)?shù)值集中在分?jǐn)?shù)值集中在33范圍內(nèi)，其比例為范圍內(nèi)，其比例為99.7399.73% 通常將通常將6 6稱為工序能力。稱為工序能力。6 6范圍越小，表示該工序加工的范圍越小，表示該工序加工的工藝參數(shù)越集中，則生產(chǎn)出成品率高、可靠性好的產(chǎn)品的能力工藝參數(shù)越集中，則生產(chǎn)出成品率高、可靠性好的產(chǎn)品的能力越強(qiáng)，即固有能力越強(qiáng)。越強(qiáng)，即固有能力越強(qiáng)。 2. 2. 工序能力的定量表征工序能力的定量表征(2)潛在工序能力指數(shù)潛在工序能力指

6、數(shù)CP 2. 2. 工序能力的定量表征工序能力的定量表征(2)潛在工序能力指數(shù)潛在工序能力指數(shù)CP 為了綜合表示工藝水平滿足工藝參數(shù)規(guī)范要求的程為了綜合表示工藝水平滿足工藝參數(shù)規(guī)范要求的程 度，工業(yè)生度，工業(yè)生產(chǎn)中廣泛采用下式定義的產(chǎn)中廣泛采用下式定義的工序能力指數(shù)工序能力指數(shù)：CP=(TU-TL)/ 6=T/ 6 2. 2. 工序能力的定量表征工序能力的定量表征(2)潛在工序能力指數(shù)潛在工序能力指數(shù)CP 為了綜合表示工藝水平滿足工藝參數(shù)規(guī)范要求的程為了綜合表示工藝水平滿足工藝參數(shù)規(guī)范要求的程 度，工業(yè)生度，工業(yè)生產(chǎn)中廣泛采用下式定義的產(chǎn)中廣泛采用下式定義的工序能力指數(shù)工序能力指數(shù)：CP=(T

7、U-TL)/ 6=T/ 6 通過積分可得通過積分可得工藝成品率為：工藝成品率為： 2. 2. 工序能力的定量表征工序能力的定量表征(2)潛在工序能力指數(shù)潛在工序能力指數(shù)CP 為了綜合表示工藝水平滿足工藝參數(shù)規(guī)范要求的程為了綜合表示工藝水平滿足工藝參數(shù)規(guī)范要求的程 度，工業(yè)生度，工業(yè)生產(chǎn)中廣泛采用下式定義的產(chǎn)中廣泛采用下式定義的工序能力指數(shù)工序能力指數(shù)：CP=(TU-TL)/ 6=T/ 6 通過積分可得通過積分可得工藝成品率為：工藝成品率為： 可得工序能力指數(shù)與成品率之間的關(guān)系：可得工序能力指數(shù)與成品率之間的關(guān)系： 規(guī)范范圍規(guī)范范圍 CP 工藝成品率工藝成品率 不合格品率不合格品率 3 1 99

8、.73% 2700PPM 6 2 99.9999998% 0.002PPM 2. 2. 工序能力的定量表征工序能力的定量表征(2)潛在工序能力指數(shù)潛在工序能力指數(shù)CP 為了綜合表示工藝水平滿足工藝參數(shù)規(guī)范要求的程為了綜合表示工藝水平滿足工藝參數(shù)規(guī)范要求的程 度，工業(yè)生度，工業(yè)生產(chǎn)中廣泛采用下式定義的產(chǎn)中廣泛采用下式定義的工序能力指數(shù)工序能力指數(shù)：CP=(TU-TL)/ 6=T/ 6 通過積分可得通過積分可得工藝成品率為：工藝成品率為： 可得工序能力指數(shù)與成品率之間的關(guān)系：可得工序能力指數(shù)與成品率之間的關(guān)系： 規(guī)范范圍規(guī)范范圍 CP 工藝成品率工藝成品率 不合格品率不合格品率 3 1 99.73

9、% 2700PPM 6 2 99.9999998% 0.002PPM 結(jié)論：結(jié)論：工序能力指數(shù)越高，成品率也越高。工序能力指數(shù)越高，成品率也越高。2. 2. 工序能力的定量表征工序能力的定量表征(3) (3) 實際工序能力指數(shù)：實際工序能力指數(shù)： CPK 2. 2. 工序能力的定量表征工序能力的定量表征(3) (3) 實際工序能力指數(shù)：實際工序能力指數(shù)： CPK 在元器件生產(chǎn)中，采用閉環(huán)工藝控制的情況并不多，大多為在元器件生產(chǎn)中，采用閉環(huán)工藝控制的情況并不多，大多為“ 間間接接”工藝控制，很難使兩者重合。例如，工藝控制，很難使兩者重合。例如，IC中的擴(kuò)散工藝，并不中的擴(kuò)散工藝，并不能在擴(kuò)散過程

10、中隨時監(jiān)測方塊電阻能在擴(kuò)散過程中隨時監(jiān)測方塊電阻Rs的變化情況，因此不能做到的變化情況，因此不能做到在在Rs達(dá)到規(guī)范中心值時結(jié)束擴(kuò)散。實際上都是先做試片，根據(jù)試達(dá)到規(guī)范中心值時結(jié)束擴(kuò)散。實際上都是先做試片，根據(jù)試片測試結(jié)果調(diào)整工藝條件。實踐表明片測試結(jié)果調(diào)整工藝條件。實踐表明, 對于這種對于這種“ 間接間接 ”控制的控制的工藝，工藝參數(shù)分工藝，工藝參數(shù)分 布中心值布中心值與規(guī)范與規(guī)范 中心值偏移的程度一般為中心值偏移的程度一般為1.5 。實際工藝能力指數(shù)實際工藝能力指數(shù)CPK計算公式：計算公式：實際工藝能力指數(shù)實際工藝能力指數(shù)CPK計算公式：計算公式： 偏離為偏離為1.5 情況下情況下Cpk與

11、與Cp的關(guān)系的關(guān)系：若工藝參數(shù)分布的中心值與若工藝參數(shù)分布的中心值與規(guī)范中心值偏移的程度為規(guī)范中心值偏移的程度為1.5，即：（即：（-(TU+TL)/2）=1.5， 由上式可得：由上式可得：Cpk=Cp-0.5 實際工藝能力指數(shù)實際工藝能力指數(shù)CPK計算公式：計算公式： 偏離為偏離為1.5 情況下情況下Cpk與與Cp的關(guān)系的關(guān)系：若工藝參數(shù)分布的中心值與若工藝參數(shù)分布的中心值與規(guī)范中心值偏移的程度為規(guī)范中心值偏移的程度為1.5，即：（即：（-(TU+TL)/2）=1.5， 由上式可得：由上式可得：Cpk=Cp-0.5 即工藝參數(shù)分布的中心值即工藝參數(shù)分布的中心值與規(guī)范中心值偏移為與規(guī)范中心值偏

12、移為1.5的情況下，的情況下，Cpk要比要比Cp小小0.5。如果。如果Cp2，Cpk只有只有1.5。因此，有時將。因此，有時將Cp稱為稱為潛在工序能力指數(shù)潛在工序能力指數(shù)，將，將Cpk稱為稱為實際工序能力指數(shù)實際工序能力指數(shù)，簡稱為，簡稱為工序能力指數(shù)。工序能力指數(shù)。 2. 2. 工序能力的定量表征工序能力的定量表征(4)(4)單側(cè)規(guī)范值情況的工序能力指數(shù)單側(cè)規(guī)范值情況的工序能力指數(shù)CPL和和CPU： 2. 2. 工序能力的定量表征工序能力的定量表征(4)(4)單側(cè)規(guī)范值情況的工序能力指數(shù)單側(cè)規(guī)范值情況的工序能力指數(shù)CPL和和CPU： 如果要求參數(shù)大于某一下限值如果要求參數(shù)大于某一下限值TL

13、，無上限要求，無上限要求，工序能力指數(shù)應(yīng)按下式計算：工序能力指數(shù)應(yīng)按下式計算： CPL(TL)/3 2. 2. 工序能力的定量表征工序能力的定量表征(4)(4)單側(cè)規(guī)范值情況的工序能力指數(shù)單側(cè)規(guī)范值情況的工序能力指數(shù)CPL和和CPU： 如果要求參數(shù)大于某一下限值如果要求參數(shù)大于某一下限值TL ，無上限要求，無上限要求，工序能力指數(shù)應(yīng)按下式計算：工序能力指數(shù)應(yīng)按下式計算： CPL(TL)/3 若若TL ，則取則取CPL為零，說明該工序完全沒有為零，說明該工序完全沒有工序能力。工序能力。 2. 2. 工序能力的定量表征工序能力的定量表征(4)(4)單側(cè)規(guī)范值情況的工序能力指數(shù)單側(cè)規(guī)范值情況的工序能

14、力指數(shù)CPL和和CPU： 如果要求參數(shù)大于某一下限值如果要求參數(shù)大于某一下限值TL ，無上限要求，無上限要求，工序能力指數(shù)應(yīng)按下式計算：工序能力指數(shù)應(yīng)按下式計算： CPL(TL)/3 若若TL ，則取則取CPL為零，說明該工序完全沒有為零，說明該工序完全沒有工序能力。工序能力。 如果參數(shù)規(guī)范只規(guī)定了上限值如果參數(shù)規(guī)范只規(guī)定了上限值TU ，無下限要求，無下限要求，則工序能力指數(shù)應(yīng)按下式計算：則工序能力指數(shù)應(yīng)按下式計算： CPU(TU)/3 2. 2. 工序能力的定量表征工序能力的定量表征(4)(4)單側(cè)規(guī)范值情況的工序能力指數(shù)單側(cè)規(guī)范值情況的工序能力指數(shù)CPL和和CPU： 如果要求參數(shù)大于某一下限值如果要求參數(shù)大于某一下限值TL ，無上限要求，無上限要求，工序能力指數(shù)應(yīng)按下式計算：工序能力指數(shù)應(yīng)按下式計算： CPL(TL)/3 若若TL ，則取則取CPL為零，說明該工序完全沒有為零，說明該工序完全沒有工序能力。工序能力。 如果參數(shù)規(guī)范只規(guī)定了上限值如果參數(shù)規(guī)范只規(guī)定了上限值TU ，無下限要求，無下限要求，則工序能力指數(shù)應(yīng)按下式計算：則工序能力指數(shù)應(yīng)按下式計算： CPU(TU)/3 若若TU ，則取則取CPU為零，說明該工序完全沒有為零，說明該工序完全沒有工序