品管七大工具知識(shí)簡(jiǎn)介

1、SHAININ DOE七工具介紹Multi-Vari Chart(多層圖 )B vs .C (B與 C 比較 )Paired Comparisons(成對(duì)比較 )Components Search( 組件尋找 )Variables Search(變數(shù)尋找 )Full Factorials(全因子效果 )Realistic Tolerance Parallelogram (scatter plots)(散布圖定公差)目的 : 降低變異MUTI-VARI CHART多層圖 : 變異之掌握時(shí)間面變動(dòng) (Temporal Variation)在不同的時(shí)段、生產(chǎn)班次、生產(chǎn)日期、生產(chǎn)周別等等，由於時(shí)間不同

2、制程會(huì)發(fā)生的品質(zhì)變異，是一種非隨機(jī)性的要因，只要能掌握到它們的存在，伴生的品質(zhì)變異就可望全數(shù)消除。空間面變動(dòng) (Position Variation)在相同時(shí)間里，在不同的部位、機(jī)臺(tái)、人手或工廠所發(fā)生的品質(zhì)變異，就是所謂的空間要因所產(chǎn)生的。經(jīng)過(guò)恰當(dāng)對(duì)策後，空間面要因所產(chǎn)生的品質(zhì)變異可望消除大半。以下列舉了各類的空間面要因:單品的內(nèi)變異，如一件鑄品因不同部位孔隙度有差異。組品內(nèi)各單件之間的差異，譬如一塊含千、百只零組件電路機(jī)板，各點(diǎn)之問(wèn)焊錫品質(zhì)有差異。全品之內(nèi)相同各件之間的差異，譬如一片晶圓上數(shù)百粒晶體之間品質(zhì)出入很大。同?；蛲紊a(chǎn)，各件產(chǎn)品之間的品質(zhì)差異。譬如在 IC 的封膠制程，乙付模具上

3、通常有數(shù)十處相同的穴位，但產(chǎn)出的各個(gè)膠體之間也有所差異。不同的作業(yè)手、生產(chǎn)機(jī)臺(tái)、或生產(chǎn)工廠投入相同的生產(chǎn)要素，但產(chǎn)品之間也有品質(zhì)差異。重覆面變動(dòng) (Cyclic Variation)在同一機(jī)臺(tái)，用同批材料、由同一作業(yè)手、按相同程序生產(chǎn)，產(chǎn)品之間仍有品質(zhì)差異。這種隨機(jī)性要因是會(huì)再度出現(xiàn)的，所以它們有反覆性。只有在技術(shù)上、材料上或設(shè)備上等等有所突坡，此類反覆性品質(zhì)變異才可以減少。討論 : 請(qǐng)舉出在 LCD之制程中，時(shí)間之變異有哪些。討論 : 請(qǐng)舉出在 LCD之制程中，空間之變異有哪些。討論 : 請(qǐng)舉出在 LCD之制程中，重覆之變異有哪些。Multi-Vari個(gè)案研究：轉(zhuǎn)子軸某制造廠生產(chǎn)圓柱的轉(zhuǎn)子軸

4、，需求直徑為”，制程能力研究顯示”的( 標(biāo)準(zhǔn)差 ) 散布， CPK。領(lǐng)班準(zhǔn)備廢棄此老式的生產(chǎn)轉(zhuǎn)子軸的六角車床設(shè)備(TURRETLATHE)，買一個(gè)新的價(jià)格為 $70，000，能保持” 的車床，即 Cpk ，然而，顧問(wèn)說(shuō)服工廠經(jīng)理先行Multi-Vari研究，即使在買進(jìn)新車床前，它的回收只是九個(gè)月圖表 - 顯示 Multi-Vari圖的結(jié)果空間面變動(dòng)(PositionVariation)軸四個(gè)位置的（軸內(nèi)）變動(dòng)，顯示如方格內(nèi)，每個(gè)軸的左邊到右邊，上下為軸的最大的直徑和最小的直徑重覆面變動(dòng) (Cyclic Variation)循環(huán)性的變動(dòng)，一方格到這下一個(gè)方格時(shí)間面變動(dòng)(TemporalVaria

5、tion)從周期到這下一個(gè)，以小時(shí)顯示結(jié)論 :圖中顯示，最大的變化似乎是時(shí)間到時(shí)間，變化發(fā)生於 10 上午和 11 上午，這提供這領(lǐng)班一個(gè)強(qiáng)的線索，上午 10 什麼呢休息時(shí)間！。而在下一個(gè)三軸樣本是取在 11 上午，這些讀數(shù)是類似於最初上午生產(chǎn)。變異要因檢討解析例某家瓷磚制造商磁磚褙紙之褙紙黏度品質(zhì)不易控制，搜集數(shù)據(jù)如下表(1) 橫條之內(nèi) ( 每條 5 片瓷磚 )(2) 橫條之間 (3) 時(shí)間，另外，將以上數(shù)據(jù)繪制成multi-varicharts( 包括每條中最高黏度每時(shí)段平均黏度、每條平均黏度) ，如圖( 問(wèn)題)1 那一方面的變因有最大的變異2 你可以找到什麼端倪包括非隨機(jī)的趨勢(shì)。Mult

6、i-Vari Chart之制作ABCDEFGHIJ112321234567893X16659546057473822564X25658525037601243395X35866594446485418606X65484850444960605847X67637259525657386058最大6766726057606060609最小56484844374712183910平均575211組平均454545計(jì)算各組最大，最小，小平均，大組平均B8 格=MAX復(fù)制 B8，至B9 格=MIN復(fù)制 B9，至B10 格=AVERAGE復(fù)制 B10，至B11 格=AVERAGE復(fù)制 B11，選擇貼上 (

7、 值 ) 至復(fù)制 B11，至 E11復(fù)制 E11，選擇貼上 ( 值 ) 至復(fù)制 E11，至 H11復(fù)制 H11，選擇貼上 ( 值 ) 至8060最大40最小平均20組平均0123456789最大676672605760606060最小564848443747121839平均62.458.85752.647.25244.236.254.6組平均59.459.459.450.650.650.6454545畫圖分隔之做法ABCDEFGHIJ112321234567893X66595460574738225614X56585250376012433925X58665944464854186036X65

8、484850444960605847X56763725952565738608最大6766726057606060609最小56484844374712183910平均575211組平均454545807060最大50最小40平均30組平均201001234567891011最大676672605760606060最小564848443747121839平均62.458.85752.647.25244.236.254.6組平均59.459.459.450.650.650.6454545練習(xí)為了解 0402 印刷寬度之變異，取 3 個(gè) MASK，每 MASK作 4JIG，每 JIG 取上下兩 P

9、ACK，每 PACK，X 方向與 Y 方向等距離取 3 點(diǎn)共 9 點(diǎn)，量測(cè)印刷寬度，如下資料，應(yīng)如何解析平均 值 /WIDT HPACKYX12總計(jì)135135MASKJIG13513513513513513511244243243244245244234238239241234231243242241237235227239.172242241240248249249226236235241241235246246242233236227239.613243240240248247247223239238240241232244245240238240235240.0042422392412

10、46247247225239238241240232245245240236237238239.8921239239238244247251243237238238238236248242238237237234240.222235237237244249251231237237237237235245242242236236234239.003235237237243244247233237236234235234243240237235236237237.784238239240247246247231240239239238237243243241239238238240.1731240

11、238240242241242237237237239238237241241239237236236238.782239240241248248246236235235238239237244244238234235235239.563240239239244245243234229232237235237241240237234235236237.614241239241247244244236234234239238238244242240234233234239.00總計(jì)# # # # # # # # # # #239.2Process Capabili ty for WIDTHync

12、euqerfLSL = 230.0, Nominal = 240.0, USL = 250.0100Cp = 0.695651Cpk = 0.64218980Cpk (upper) = 0.749113Cpk (lower) = 0.64218960K = -0.076851940Cr = 1.437520Cpm = 0.6868330220230240250260WIDTH1. 若規(guī)格在 240 10，制程能力 CPK=，顯然不足， X = ， s =WIDTHY1Y3Y5平均X1X3X5平均WIDTHY1Y3Y5標(biāo)準(zhǔn)差X1X3X5成對(duì)比較成對(duì)比較類似組件搜尋方法 , 藉由成對(duì) "

13、 良品 " 和 " 壞品 " 單位的比較，找出兩者之間差異，進(jìn)而根據(jù)其差異分析重要要因。使用時(shí)機(jī) :單位元件或子裝置不能夠分解或重新組裝( 不像組件搜尋)有多數(shù)良品和少數(shù)的壞品成對(duì)單位出現(xiàn)有適當(dāng)?shù)膮?shù)來(lái)發(fā)現(xiàn)與區(qū)別良品與從壞品此技術(shù)可適用在組裝站、制程、測(cè)試儀器 , 等具有類似的單位，組裝 , 或工具。同時(shí)，它也是失敗故障分析的有力工具。成對(duì)比較制作步驟:1. 選出一良品單位和一壞品單位 ( 盡可能的 , 接近相同的制造時(shí)間 ) 。2. 稱此為一對(duì)，詳細(xì)地觀察記錄在二單位之間的差異。差異可能來(lái)自外觀的尺寸電性機(jī)械性質(zhì) , 化學(xué)性質(zhì)等，觀察技術(shù)包括眼睛，X 光 , 掃

14、描電子顯微鏡，破壞測(cè)試等。3.選擇第二對(duì)良品和壞品單位。如同第2 步驟， . 觀察且記錄此對(duì)差異,4. 重復(fù)此搜尋步驟，第三 , 第四 , 第五 , 和第六對(duì) , 直到觀察的差異顯現(xiàn)出有重覆的模式。5. 去掉每對(duì)中有矛盾方向的差異。通常 , 到第五或第六對(duì) , 一致性的差異將降至少數(shù)幾個(gè)要因。為差異的要因分析提供強(qiáng)列的線索。成對(duì)比較個(gè)案研究 : 不良兩極管DO-35 兩極管 , 汽車?yán)锏脑?- 那之下 - 頭巾電子學(xué)組件用, 有無(wú)法接受的失敗率。一些被失敗的兩極管被從領(lǐng)域向後地帶來(lái)和反對(duì)沒有有缺點(diǎn)的好的單位比較。被的成對(duì)比較結(jié)果 , 當(dāng)在掃描的電子之下檢查的時(shí)候仔細(xì)檢查 , 是依下列各項(xiàng) :雙

15、號(hào)碼觀察不同號(hào)碼分對(duì)觀察良品差異沒有缺點(diǎn)1良品-壞品Chipped die,壞品oxide defects,copper migration良品沒有缺點(diǎn)2良品-壞品壞品Alloying irregularities,oxide defects良品沒有缺點(diǎn)3良品-壞品壞品Oxide defects,contamination4良品-壞品良品沒有缺點(diǎn)壞品結(jié)論 :Oxide defects,chipped die1.Four repeats in oxide defects, probable Red X family2.Two repeats in chipped die, probable Pi

16、nk X familySolution: Working with the semiconductor supplier (who, up to thisanalysis, had resisted responsibility), the following corrective actions were instituted:1. For oxide defects:* Thicker photo resist* Mask inspection* Increased separation between mask and die2. For chipped die:* Reduced ox

17、ide thickness in scribe gridBVS.CB 表示 Better ，C 表示 Current ，就是比較好條件與現(xiàn)有條件是否有差異。在過(guò)去常用的方法為兩組母平均差之檢定， 但計(jì)算較為復(fù)雜， 再過(guò)去統(tǒng)計(jì)方法中有很多簡(jiǎn)易之計(jì)算方法，中 SHAININ 提出兩種容易之方式 (1)Lord Test 及 (2)Tukey Quick Test 。其SHAININ使用 Lord test之步驟步驟BetterCurrent(1)B&C各實(shí)驗(yàn)X1Y13 次Y2實(shí)驗(yàn)DATAX2X3Y3（ 2）中位（ 3）全距R1R2（ 4）R1R2R2（ 5） 1D（ 6）D21.25 判斷

18、所選擇因子中有影響的大要因存在，可進(jìn)行步驟R（ 7）如果 D1.25 判斷所選擇的因子中無(wú)影響大要因存在，回到步驟1R例:HOUREMETERAn hour meter , built by an electronics company , had a 20-25 percent defect ratebecause severalof theunitscould not meet the customer'sreliabilityrequirementof perfectoperationat-40 C .Theworstunitscouldonlyreach0 Cbeforemal

19、function .The hour meter consistsofa solenoidcellwitha shieldto concentratetheelectricalcharge which pulsesatregularintervals.Thepulsetriggersa solenoidpin,whichin turn causes a verge arm , or bell crank , to trip the counter , advancing it byone unit .The counterisattachedtoa numeralshaft containin

20、gnumeral wheels.Thesenumeralwheels areseparatedfromeach otherby idlergears,whichrotateon an idlergear1參考 Lord's test for two independent samples.此處 Lord采用平均， SHAININ 采用中位數(shù)，較方便計(jì)算，判斷值在5%下， Lord 值為， SHAININ 為，可能是為方便記憶。shaft .Both the idler gearshaftand thenumeralshaftare attachedtothe mainframe,mad

21、e ofhardwhite plastic.Thepulsingrhythmis providedby an electronicsboard .High(Good)AssemblyLow(Bad） AssemblyInitial results(H1): 40。C(L1)O 。 CResults after lst(H2): 35。C(L2) 5。 Cdisassembly/ reassemblyResults after 2nd(H3): 37。C(L3) 7。 Cdisassembly/ reassemblymedian 37 5range57D=-32， R =(5+7)/2=6， D

22、:R =32:6=:1>，The testfora significantand repeatabledifferencebetween thegood unitsand badunits is determined by the formula : D:R >:1 ， The Red X and Pink X are among thecausesbeingconsideredandthere isgoodrepeatabilityinthedisassembly/reassembly process .Lord's test for two independent sa

23、mples.In this testthe sampleranges R1,R 2 replace s1,s2. Thisisa quick test,no more robustunder nonnormalitythanthe t test, and even more vulnerableto erroneoussample extremevalues.Table A 7(ii)appliestotwo independent samplesof equalsize.The mean of the two ranges,w = (R 1 + R 2)/2, replaces the w

24、of the paired test andX 2 X 1takes the place of D.The test of significance is applied to the numbers of worms found in two samples of 5rats, one sample treated previously by a worm-killer. See table We haveX2X1=and w = (219 + 147)/2 = 183. From this, tR = (X2X1)/R = 183 = , which is beyondthe 1% poi

25、nt, , shown in table A 7(ii) for n = 5. TABLE OF WORMS PER RATTreatedUntreated12337814327519241240265259286Means,X219147Ranges, RTo find 95% confidence limits for the reduction in number of worms per rat due to thetreatment, we use the formula( X2X1) tRR21( X X1) + tRR2- (1832+ (183)6021284The confi

26、dence interval is wide, owing both to the small sample sizes and the highvariability from rat to rat. Student's t, used in examplefor these data, gaveclosely similar results for the significance level and the confidence limits.For two independent samples of unequal sizes; Moore (7) has given tab

27、les for the 10%, 5%, 2%, and 1% levels of Lord's test to cover all cases in which the samplesizes n. and n1， n2 are both 20 or less.The range method can also be used when the sample size exceeds 20. With two samples each of size 24, for example, each sample may be divided at random into two grou

28、psof size 12. The range is found for each group, and the average of the four ranges is taken. Lord (3) gives the necessary tables. This device keeps the efficiency of the range test high for samples greater than 20, though the calculation takesa little longer.To summarize, the range test is convenie

29、nt for normal samples if a 5% to 10% loss in information can be tolerated. It is often used when many routine tests of significance or calculations of confidence limits have to be made.SHAININ使用 Tukey Quick Test之步驟1 找出聯(lián)合的那些二組樣本里的最大和最小值，稱為聯(lián)合最大，及聯(lián)合最小2 如果聯(lián)合最大值和聯(lián)合最小值兩者在相同組的樣本發(fā)生 , 我們沒有足夠證據(jù)證實(shí)二組樣本是不同的。在這情況

30、我們指定統(tǒng)計(jì)值 T=0。步驟終止。如果一組樣本包含聯(lián)合最大值和另一組有聯(lián)合最小值 , 繼續(xù)第3 至7步驟.3 找出第一組樣本的最大和最小值4 找出第二組樣本的最大和最小值5 考慮聯(lián)合最小值，計(jì)算另組最小值比聯(lián)合最小值大的個(gè)數(shù)6 考慮聯(lián)合最大值，計(jì)算另組最大值比聯(lián)合最大值小的個(gè)數(shù)7 T 數(shù)值即為步驟第 5 和第6 相加判斷如表所示， N為較大組， n 為較小組，如果 n=3，N=4，可查道 7/-/- ，即若 T>7，可判斷此兩組有差異，否則證據(jù)未足夠判為有差異。同值時(shí)之計(jì)算，有兩種可能發(fā)生1 當(dāng)兩組之最大值等於聯(lián)合最大值，或者兩組之最小值等於聯(lián)合最小值，在這些情形其中任何一個(gè) ,T 值為

31、 0.2 如果一組樣本包含聯(lián)合最大值和另一組有聯(lián)合最小值，若發(fā)生另組數(shù)值與聯(lián)合最小相同時(shí)或若發(fā)生另組數(shù)值與聯(lián)合最大相同時(shí)，此時(shí)個(gè)數(shù)以1/2 個(gè)計(jì)算組件及變數(shù)搜尋 (Component & Variable Search)步驟 1：粗估 (Ballpark)1.列出（找出）可能會(huì)影響的零組件（分好與壞的PART）或可能會(huì)影響的變數(shù)（分出高及低的水準(zhǔn)）2.確認(rèn)這些要因中，會(huì)包括有影響變異之大要因作法：將最好的組合，稱為Good（ High ）與最差的組合，稱為Bad（ Low）各 3 次實(shí)驗(yàn)，共6 次，實(shí)驗(yàn)采6 次隨機(jī)試驗(yàn)解析：GOODBADX1Y1實(shí)驗(yàn)X2Y2X3Y3（ 1）中位（ 2）

32、全距R1R2（ 3）RR1R22（ 4）D 2（ 5）D1.25 判斷所選擇因子中有影響的大要因存在，可進(jìn)行步驟2R（ 6）如果 D1.25判斷所選擇的因子中無(wú)影響大要因存在，回到步驟1R步驟 2：消去 (elimination)逐一確認(rèn)要因中是那一個(gè)重要(Red X or Pink X)，同時(shí)去除不重要因子（消去法）作法：從第一個(gè)變數(shù)稱為A 開始，選擇好的條件AH，AL，其余的變數(shù)組合為差的組合稱為 RL， RH。實(shí)施 AL， RH，及 AHRL 之實(shí)驗(yàn)，從此處判斷A 是否具有重要性。判斷法：如果A因子有重要影響，則應(yīng)該有A 在 R 群中，會(huì)有顯著的差別出現(xiàn)，LH同時(shí) A 在 R 群中會(huì)有顯

33、著的差別出現(xiàn)，也因此我們有如下之判斷方法。HL（ 1） 分別做出好、壞、群之管制線公式：好群管制線t 0.95 4Rd 2*R 32.776 1.81壞群管制線t0. 954R2.776R1.81d 2*2參考 Lord's test for two independent samples.3 參考 R 統(tǒng)計(jì)量（2） 判斷如果 AHRL 之值高出壞群中之上線（或）ALRH低於好群中之下線，則判斷 A 為重要因子 (RED X， PINK X)（注： 1. 同時(shí)出界、 2. 一出一未出( 交互作用 ) 、3. 未出界 ( 無(wú)效果 ) ）如此逐一判斷直至所有因子判斷完畢HIGHBETW E

34、ENLOW範(fàn)圍範(fàn)圍AhRlAlRhHIGHBETWEENLOWHIGH?BETWEEN?“LOW?”步驟 3：定案 (capping run)，確認(rèn)組合之效果( 交互作用 )再將重要因，好的組合為Q，壞的組合為Q 其解因組合為R，R，實(shí)施 Q R ，Q R之HLHLHLLH實(shí)驗(yàn)，檢討出組合之效果( 交互作用 )步驟 4：全因子 (Full factorial)，檢出重要要因之效果大小將重要因子實(shí)施完全配置之解析，計(jì)算各因子及交互作用之效果，找出最佳之組合值。例:HOUREMETER(Component serach)An hour meter , built by an electronics

35、 company , had a 20-25 percent defect ratebecause severaloftheunits could notmeet the customer'sreliabilityrequirementof perfectoperationat-40C .Theworstunitscouldonlyreach0 Cbeforemalfunction .The hour meter consistsofa solenoidcellwitha shieldtoconcentratetheelectricalchargewhich pulsesatregul

36、arintervals.Thepulsetriggersa solenoidpin,whichin turn causes a verge arm , or bell crank , to trip the counter , advancing it byone unit .The counterisattachedtoa numeralshaftcontainingnumeral wheels.Thesenumeralwheels are separatedfromeach otherby idlergears,whichrotateon an idlergearshaft.Boththe

37、idlergear shaftand thenumeral shaftareattachedtothemainframe ,made of hardwhiteplastic.Thepulsingrhythmis providedby an electronicsboard .High(Good)AssemblyLow(Bad） AssemblyInitial results(H1): 40。C(L1)O。 CResults after lst(H2): 35。C(L2) 5。 Cdisassembly/ reassemblyResults after 2nd(H3): 37。C(L3) 7。 Cdisassembly/ reassemblymedian 37 5range57D=-32， d =(5+7)/2=6 ， D: d =32:6=:1> ，Control limits =mediant0.95 (4) d / d2* =d( 此處為個(gè)別值信賴區(qū)間，不是群體平均信賴區(qū)間)The testfora significantand repeatabl