六西格瑪案例降低焊接空洞缺陷率2

1、 降低BGA焊接 空洞缺陷率客戶：xxxx黑帶：xx倡導(dǎo)者：xxxBGA(BallGridArray)指在元件件底部以以矩陣方方式布置置的焊錫錫球?yàn)橐龆说牡拿骊囀绞椒庋b集集成電路路。背景：BGA及及其使用用BGA器器件大量量用于手手機(jī)板如如：A100（3個(gè)BGA）、A300（3個(gè)BGA）、628（2個(gè)BGA）手機(jī)板在2003年1月18日舉行的6SIGMA成果發(fā)布會(huì)上榮獲二等獎(jiǎng)項(xiàng)目榮譽(yù)目錄錄Define(定義義 )：1、確定項(xiàng)項(xiàng)目關(guān)鍵鍵2、制訂訂項(xiàng)目規(guī)規(guī)劃3、定義義過程流流程Measure (測測量)：1、確定項(xiàng)目目的關(guān)鍵鍵質(zhì)量特特性Y2、定義義Y的績績效標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)3、驗(yàn)證證Y的測量量系統(tǒng)Ana

2、lyze (分分析)：1、了了解過程程能力2、定義義項(xiàng)目改改進(jìn)目標(biāo)標(biāo)3、確定定波動(dòng)來來源Improve (改改進(jìn))：1、篩選潛潛在的根根源2、發(fā)現(xiàn)現(xiàn)變量關(guān)關(guān)系3、建立立營運(yùn)規(guī)規(guī)范Control (控控制)：1、驗(yàn)驗(yàn)證輸入入變量的的測量系系統(tǒng)2、確定定改進(jìn)后后的過程程能力3、實(shí)施施過程控控制項(xiàng)目實(shí)施施流程1.定義2.測量3.分析4.改進(jìn)5.控制DMAIC公司生產(chǎn)線手機(jī)板客戶投訴： 手機(jī)事業(yè)部投訴，公司加工的手機(jī)板中BGA焊接質(zhì)量不好，返工量比較大，而在其它公司加工的BGA則返工量極少。顧客的呼聲B24MAICD1、確定項(xiàng)目關(guān)鍵2、制訂項(xiàng)目規(guī)劃3、定義項(xiàng)目流程BGA焊焊接返工工原因分分析目前公司加

3、工的手機(jī)板中BGA的返修率超過了1。具體分布如下圖：空洞所占比例最高為55.45%由于不是100檢查，還有大量的焊接空洞問題未得到修復(fù)MAICD1、確定定項(xiàng)目關(guān)關(guān)鍵2、制訂訂項(xiàng)目規(guī)規(guī)劃3、定義義項(xiàng)目流流程BGA焊焊接空洞洞的危害害MAICD1、確定定項(xiàng)目關(guān)關(guān)鍵2、制訂訂項(xiàng)目規(guī)規(guī)劃3、定義義項(xiàng)目流流程 可靠性低； 生產(chǎn)效率低； 合格率低； 返修成本高。焊接空洞過大的影響：如圖所示，空洞是焊接中出現(xiàn)的普遍的難以完全避免的現(xiàn)象，它歸結(jié)于焊接過程中的焊料收縮、排氣和殘存的助焊劑。很小的焊接空洞不會(huì)對焊接性能產(chǎn)生明顯的影響?？煽啃缘陀捎跓o法對BGA的焊接進(jìn)行100檢查，從而進(jìn)行返工，還有大量的BGA焊接

4、空洞缺陷的手機(jī)發(fā)給用戶，嚴(yán)重影響手機(jī)的使用可靠性。BGA焊接問題描述經(jīng)檢驗(yàn)，在BGA的回流焊中，焊點(diǎn)的空洞比例高達(dá)60，焊點(diǎn)空洞面積比有的超過20。MAICD1、確定項(xiàng)目關(guān)鍵2、制訂項(xiàng)目規(guī)劃3、定義項(xiàng)目流程與競爭對對手的比比較情況況A A100Motorola8088Nokia8210隨機(jī)抽Motorola、Nokia和我我公司5只手機(jī)機(jī)進(jìn)行檢檢測，結(jié)結(jié)果如下下：MotorolaBGA有空空洞的焊焊球數(shù)占占總焊球球數(shù)的6%，Nokia為為9%,而且空空洞的面面積與焊焊球的面面積比均均在10以內(nèi)內(nèi) 。我公司在在60%以上,空洞的的面積與與焊球的的面積比比有的超超過20。MAICD1、確定定項(xiàng)目關(guān)

5、關(guān)鍵2、制訂訂項(xiàng)目規(guī)規(guī)劃3、定義義項(xiàng)目流流程差距很大！公司關(guān)于于手機(jī)的的戰(zhàn)略MAICD1、確定定項(xiàng)目關(guān)關(guān)鍵2、制訂訂項(xiàng)目規(guī)規(guī)劃3、定義義項(xiàng)目流流程產(chǎn)品質(zhì)量是手機(jī)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展的重要支撐“2003年的上臺(tái)階(50億發(fā)貨任務(wù))及2004年手機(jī)經(jīng)營進(jìn)入一個(gè)新的境界才是我們的階段目標(biāo) ?！?總經(jīng)理必須提高產(chǎn)品質(zhì)量！項(xiàng)目關(guān)鍵根據(jù)前面的分析，為提高手機(jī)單板的焊接質(zhì)量，確定本項(xiàng)目的關(guān)鍵（即CTQ-關(guān)鍵質(zhì)量特性）為：BGA焊接空洞缺陷率MAICD1、確定項(xiàng)目關(guān)鍵2、制訂項(xiàng)目規(guī)劃3、定義項(xiàng)目流程過程高端端流程圖圖Supplier供應(yīng)商Input輸入Process過程Output輸出Customer客戶倉儲(chǔ)部焊接

6、材料設(shè)備人員文件程序焊接好的BGA生產(chǎn)部返修線MAICD1、確定定項(xiàng)目關(guān)關(guān)鍵2、制訂訂項(xiàng)目規(guī)規(guī)劃3、定義義項(xiàng)目流流程項(xiàng)目審批立項(xiàng)MAICD1、確定項(xiàng)目關(guān)鍵2、制訂項(xiàng)目規(guī)劃3、定義項(xiàng)目流程詳見附件1 項(xiàng)目立項(xiàng)和成果評估報(bào)告網(wǎng)上立項(xiàng)、批準(zhǔn)業(yè)務(wù)聚焦焦（Business case）提高手機(jī)機(jī)產(chǎn)品質(zhì)質(zhì)量，降降低生產(chǎn)產(chǎn)返修率率，使顧顧客更加加滿意；直接收益益100萬萬/年以上上（減少少維修費(fèi)費(fèi)）；間接收益益巨大：產(chǎn)品的的可靠性性提高，提升品品牌形象象，增加加市場競競爭力，擴(kuò)大市市場份額額增加營營業(yè)收入入。項(xiàng)目進(jìn)度度（ProjectPlan）團(tuán)隊(duì)組成成（Team）目標(biāo)確定定（GoalStatement）通過

7、分析析找出造造成BGA焊接接空洞的的根本原原因；將BGA焊接空空洞缺陷陷率由目目前的63降降到20以下下（見分分析階段段目標(biāo)確確定）。項(xiàng)目范圍圍（ProjectScope）針對手機(jī)機(jī)產(chǎn)品；涉及生產(chǎn)產(chǎn)、工藝藝、質(zhì)量量等環(huán)節(jié)節(jié)。問題陳述述（ProblemStatement）手機(jī)板BGA的的焊點(diǎn)的的空洞比比例高達(dá)達(dá)60 ；手機(jī)板BGA焊焊點(diǎn)空洞洞的面積積比嚴(yán)重重的超過過20；隨著手機(jī)機(jī)產(chǎn)品作作為公司司重點(diǎn)產(chǎn)產(chǎn)品，銷銷量越來來越大，投訴越越來越多多。項(xiàng)目規(guī)劃劃xx質(zhì)質(zhì)量部部項(xiàng)項(xiàng)目策策劃、組組織實(shí)施施xx工藝部項(xiàng)目實(shí)施施xx工藝部工藝分析析改進(jìn)xx工藝部工工藝分析析改進(jìn)xx工藝部工工藝分析析改進(jìn)xx質(zhì)量

8、部項(xiàng)目實(shí)施施xx生產(chǎn)部回流溫度度曲線調(diào)調(diào)校項(xiàng)目里程碑7/5-7/318/1-9/159/15-10/1510/15-11/3112/1-12/30定義測量分析改進(jìn)控制MAICD1、確定定項(xiàng)目關(guān)關(guān)鍵2、制訂訂項(xiàng)目規(guī)規(guī)劃3、定義義項(xiàng)目流流程項(xiàng)目實(shí)施施流程1.定義2.測量3.分析4.改進(jìn)5.控制DMAIC選擇項(xiàng)目目的關(guān)鍵鍵質(zhì)量特特性YBGA焊焊接空洞洞的缺陷陷率BGA焊焊接空洞洞的缺陷數(shù)BGA焊焊接空洞洞與焊球的的面積比平平均值BGA焊焊接空洞洞與焊球的的面積比最大值值在幾個(gè)可能選擇的關(guān)鍵質(zhì)量特性Y中，這是比較好的一個(gè)！MAICD1、確定定關(guān)鍵質(zhì)質(zhì)量特性性Y2、定義義Y的績績效標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)3、驗(yàn)證證Y的測

9、測量系統(tǒng)統(tǒng)確定項(xiàng)目目的關(guān)鍵鍵質(zhì)量特特性Y根據(jù)前面的分析，確定本項(xiàng)目的關(guān)鍵質(zhì)量特性（即 Y）為：BGA焊接空洞與焊球的面積比最大值MAICD1、確定定關(guān)鍵質(zhì)質(zhì)量特性性Y2、定義義Y的績績效標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)3、驗(yàn)證證Y的測測量系統(tǒng)統(tǒng)對Y的定定義MAICD1、確定定關(guān)鍵質(zhì)質(zhì)量特性性Y2、定義義Y的績績效標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)3、驗(yàn)證證Y的測測量系統(tǒng)統(tǒng)紅色圈內(nèi)為空洞面積黑色圈內(nèi)為焊球面積（包括紅圈內(nèi)面積）空洞面積比空洞面積焊球面積BGA焊接空洞與焊球的面積比最大（即Y）值是一個(gè)BGA所有焊點(diǎn)中空洞面積比的最大值Y的績效效標(biāo)準(zhǔn)公司標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)：結(jié)合IPC標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)制定空空洞接受受標(biāo)準(zhǔn)： IPC標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)：MAICD1、確定定關(guān)鍵質(zhì)質(zhì)量特性性Y

10、2、定義義Y的績績效標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)3、驗(yàn)證證Y的測測量系統(tǒng)統(tǒng)見公司標(biāo)準(zhǔn)，編號ZX.G.3275空洞/焊球面積比超過10%即為空洞缺陷每個(gè)BGA只要有一個(gè)焊球空洞缺陷，即為不合格。測量系統(tǒng)統(tǒng)分析測量系統(tǒng)的型號：AXI-RAY測試儀 測量系統(tǒng)已校準(zhǔn)測量值：焊點(diǎn)的空洞面積比單位：測量系統(tǒng)的重復(fù)性和再現(xiàn)性如何呢？MAICD1、確定定關(guān)鍵質(zhì)質(zhì)量特性性Y2、定義義Y的績績效標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)3、驗(yàn)證證Y的測測量系統(tǒng)統(tǒng)測量系統(tǒng)統(tǒng)分析讓3個(gè)操操作員對對編號的的12個(gè)個(gè)BGA焊點(diǎn)面面積分別別作測量量。操作作員采用用隨機(jī)抽抽取焊點(diǎn)點(diǎn)的方式式測量焊焊點(diǎn)面積積，3個(gè)個(gè)作業(yè)員員測量一一次后，再重新新對這些些焊點(diǎn)進(jìn)進(jìn)行編號號測量，再由操操作

11、員隨隨機(jī)在樣樣品中取取樣測量量，3個(gè)個(gè)操作員員第二次次測量后后，再進(jìn)進(jìn)行第三三次測量量。共獲得108個(gè)個(gè)數(shù)據(jù)。MAICD1、確定定關(guān)鍵質(zhì)質(zhì)量特性性Y2、定義義Y的績績效標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)3、驗(yàn)證證Y的測測量系統(tǒng)統(tǒng)數(shù)據(jù)是交交叉型的的模型為：BGA焊接空空洞面積積比操操作者焊點(diǎn)焊點(diǎn)*操作者者誤差差樹圖測量系統(tǒng)統(tǒng)分析Variability圖圖直觀可以以看出：操作者和和測量次次數(shù)之間的變變差很小小。MAICD1、確定定關(guān)鍵質(zhì)質(zhì)量特性性Y2、定義義Y的績績效標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)3、驗(yàn)證證Y的測測量系統(tǒng)統(tǒng)部分測量量數(shù)據(jù)測量的數(shù)數(shù)據(jù)結(jié)果果測量系統(tǒng)統(tǒng)分析方差分析析結(jié)果：PARETO圖圖：從方差分分析結(jié)果果和PARETO圖可可以看出出：

12、焊點(diǎn)點(diǎn)的變差差占99.87%，測測量次數(shù)數(shù)之間的的變差只只占0.13%。MAICD1、確定定關(guān)鍵質(zhì)質(zhì)量特性性Y2、定義義Y的績績效標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)3、驗(yàn)證證Y的測測量系統(tǒng)統(tǒng)測量系統(tǒng)統(tǒng)分析30%GR&R10，測量系統(tǒng)有效MAICD1、確定定關(guān)鍵質(zhì)質(zhì)量特性性Y2、定義義Y的績績效標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)3、驗(yàn)證證Y的測測量系統(tǒng)統(tǒng)詳見附件件3AXI-RAY測試試儀的測測量系統(tǒng)統(tǒng)分析測量階段段小結(jié)MAICD1、確定定關(guān)鍵質(zhì)質(zhì)量特性性Y2、定義義Y的績績效標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)3、驗(yàn)證證Y的測測量系統(tǒng)統(tǒng)分析階段確定了項(xiàng)目的關(guān)鍵質(zhì)量特性Y；定義了關(guān)鍵質(zhì)量特性Y的績效指標(biāo)；測量系統(tǒng)滿足要求。項(xiàng)目實(shí)施施流程1.定義2.測量3.分析4.改進(jìn)5.控制DMA

13、ICMAICD1、了解解過程能能力2、定義義改進(jìn)目目標(biāo)3、確定定波動(dòng)來來源BGA焊焊接空洞洞缺陷的的現(xiàn)狀隨機(jī)抽取取正在生生產(chǎn)的手手機(jī)板100塊塊，使用用AXI-RAY測試試儀檢查查每個(gè)BGA的的焊點(diǎn)的的空洞缺缺陷面積積比，發(fā)發(fā)現(xiàn)有63的BGA按照公公司規(guī)定定的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)為不合合格。目前生產(chǎn)產(chǎn)的手機(jī)機(jī)板有8種，由于A100板生產(chǎn)產(chǎn)量最大，選定項(xiàng)項(xiàng)目的改進(jìn)從從A100手機(jī)板開開始每班隨機(jī)機(jī)抽取六六塊A100手手機(jī)板，每塊手手機(jī)板上上隨機(jī)抽抽取一個(gè)個(gè)BGA，共6個(gè)BGA進(jìn)行測量量，采用用每個(gè)BGA中空洞面面積最大大的焊點(diǎn)點(diǎn)作為樣樣本，抽抽取6班共36個(gè)數(shù)據(jù)。當(dāng)前Y的的過程能能力分析析MAICD1、了解解

14、過程能能力2、定義義改進(jìn)目目標(biāo)3、確定定波動(dòng)來來源部分測量量數(shù)據(jù)詳見附件件4-改進(jìn)前前的過程程能力分分析W檢驗(yàn)結(jié)結(jié)果不能能拒絕是是正態(tài)分分布的假假設(shè)IR控制圖圖中的檢檢驗(yàn)無異異常點(diǎn)，表明過過程穩(wěn)定定當(dāng)前過程程能力分分析MAICD1、了解解過程能能力2、定義義改進(jìn)目目標(biāo)3、確定定波動(dòng)來來源數(shù)據(jù)分析析 當(dāng)前短期過程能力Cpk=-0.067，非常低，迫切需要改進(jìn)。過程能力指數(shù)當(dāng)前過程能力分析MAICD1、了解過程能力2、定義改進(jìn)目標(biāo)3、確定波動(dòng)來源改進(jìn)目標(biāo)標(biāo)63%題目：降降低BGA焊接接空洞不不合格率率2002/1220%2002/7目標(biāo)描述述：從2002年7月到2002年12月，手手機(jī)板BGA焊焊

15、接空洞洞不合格格率降低低到20%以下下。MAICD1、了解解過程能能力2、定義義改進(jìn)目目標(biāo)3、確定定波動(dòng)來來源過 程流流程程 圖焊膏印刷刷檢查回流焊YS印刷不良良YS焊接空洞洞缺陷XS1)操作者者技能2)檢驗(yàn)驗(yàn)工藝規(guī)規(guī)范3）規(guī)范范培訓(xùn)4）X-Ray 檢測儀器YS焊接缺陷陷XS1)峰值值溫度2)升溫溫速率3)預(yù)熱熱段時(shí)間間4)回流流段時(shí)間間5)冷卻卻速率從過程流流程圖可可知：影影響B(tài)GA焊接接空洞缺缺陷的潛潛在因素素有31項(xiàng)XS1)鋼鋼網(wǎng)厚度度2）鋼鋼網(wǎng)開口口尺寸3）鋼網(wǎng)網(wǎng)開口形形狀4）鋼網(wǎng)臟臟污5）焊膏膏粒子直直徑6)焊焊膏解凍凍時(shí)間7）焊膏膏攪拌時(shí)時(shí)間8)焊焊膏自動(dòng)動(dòng)攪拌9）焊膏膏手工攪攪拌

16、10）焊焊膏粘度度11)刮刮刀刀壓力12)刮刮刀刀速度13）刮刮刀質(zhì)量量14）刮刮刀印刷刷行程15）印印刷環(huán)境境16）焊焊膏暴露露時(shí)間XS1）器件件焊球不不光滑凹凹坑2）焊球球本身有有空洞3）焊膏膏不同4）PCB焊盤中的的通路孔孔設(shè)計(jì)5)PCB印印制板焊焊盤臟污污6）PCB焊盤盤電鍍不不良YS來料不良良物料和設(shè)設(shè)計(jì)MAICD1、了解解過程能能力2、定義義改進(jìn)目目標(biāo)3、確定定波動(dòng)來來源原因結(jié)果果矩陣應(yīng)用原因因結(jié)果矩矩陣，找找出影響響B(tài)GA焊接空空洞的關(guān)關(guān)鍵潛在在因素12項(xiàng)MAICD1、了解解過程能能力2、定義義改進(jìn)目目標(biāo)3、確定定波動(dòng)來來源過程FMEA分析通過FMEA：從12個(gè)因子子中找出出6項(xiàng)

17、對對BGA焊接空空洞有潛潛在影響響的因素素MAICD1、了解解過程能能力2、定義義改進(jìn)目目標(biāo)3、確定定波動(dòng)來來源詳見附件件2FMEA分析結(jié)結(jié)果MAICD1、了解解過程能能力2、定義義改進(jìn)目目標(biāo)3、確定定波動(dòng)來來源FMEA確定的主要潛在影響因子分析階段段小結(jié)當(dāng)前短期過程能力： Cpk= -0.067確定了改進(jìn)目標(biāo)引起B(yǎng)GA焊接空洞不良的潛在原因： 焊膏牌號 焊膏暴露時(shí)間 峰值溫度 回流時(shí)間 保溫時(shí)間改進(jìn)階段MAICD1、了解解過程能能力2、定義義改進(jìn)目目標(biāo)3、確定定波動(dòng)來來源項(xiàng)目實(shí)施施流程1.定義2.測量3.分析4.改進(jìn)5.控制DMAIC焊膏的選選擇MAICD1、篩選選關(guān)鍵少少數(shù)2、發(fā)現(xiàn)現(xiàn)變量關(guān)

18、關(guān)系3、建立立營運(yùn)規(guī)規(guī)范焊膏可供選擇的有五種，為了確認(rèn)這幾種焊膏對焊接空洞的影響。使用多重比較試驗(yàn)，選擇在目前的工藝條件下焊接空洞缺陷比較低的焊膏。這五種焊膏焊接的BGA，其空洞面積比是否相同呢？采用現(xiàn)有正常工藝條件，使用同一種鋼網(wǎng)，保持溫度曲線和焊膏暴露時(shí)間相同。使用A100手機(jī)板進(jìn)行試驗(yàn)，每個(gè)手機(jī)板上三個(gè)BGA器件，取三個(gè)BGA的最大空洞面積與焊球面積比的最大值的平均值作為一個(gè)數(shù)據(jù)。焊膏比較實(shí)驗(yàn)：H0：Y1=Y2=Y5 HA：有任意兩個(gè)不等特征值： BGA焊接空洞面積比最大值單位： 試驗(yàn)結(jié)果如下表： 焊膏的選擇MAICD1、篩選關(guān)鍵少數(shù)2、發(fā)現(xiàn)變量關(guān)系3、建立營運(yùn)規(guī)范詳見附件5 焊膏選擇的多重比較試驗(yàn)分析正態(tài)性檢檢驗(yàn)僅以691A和和670i焊膏為為例均為正態(tài)態(tài)分布焊膏的選選擇MAICD1、篩選選關(guān)鍵少少數(shù)2、發(fā)現(xiàn)現(xiàn)變量關(guān)關(guān)系3、建立立營運(yùn)規(guī)規(guī)范獨(dú)立性檢檢驗(yàn)僅以691A和和670i焊膏為為例數(shù)據(jù)均是是獨(dú)立的的焊膏的選選擇MAICD1、篩選選關(guān)鍵少少數(shù)2、發(fā)現(xiàn)現(xiàn)變量關(guān)關(guān)系3、建立立營運(yùn)規(guī)規(guī)范 方差相等方差相等性檢