工序能力及工序能力指數(shù)

工序能力及工序能力指數(shù)第一頁，共三十五頁，2022年，8月28日1.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、可靠性水平高的產(chǎn)品。

第二頁，共三十五頁，2022年，8月28日1.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法，其實質(zhì)作用是反映工藝成品率的高低。

第三頁，共三十五頁，2022年，8月28日1.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法，其實質(zhì)作用是反映工藝成品率的高低。

(3)“6σ設(shè)計”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)作用也是反映工藝成品率的高低。第四頁，共三十五頁，2022年，8月28日1.基本要點預(yù)備知識－關(guān)于測試數(shù)據(jù)的“分布”第五頁，共三十五頁，2022年，8月28日1.基本要點預(yù)備知識－關(guān)于測試數(shù)據(jù)的“分布”第六頁，共三十五頁，2022年，8月28日第七頁，共三十五頁，2022年，8月28日第八頁，共三十五頁，2022年，8月28日關(guān)于正態(tài)分布第九頁，共三十五頁，2022年，8月28日——工序能力及工序能力指數(shù)的計算——1.基本要點2.

工序能力的定量表征第十頁，共三十五頁，2022年，8月28日2.工序能力的定量表征(1)工序能力(2)潛在工序能力指數(shù)：Cp(3)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)CPL和CPU(5)

Cp和Cpk的常規(guī)計算方法第十一頁，共三十五頁，2022年，8月28日2.工序能力的定量表征(1)工序能力

第十二頁，共三十五頁，2022年，8月28日2.工序能力的定量表征(1)工序能力通常工藝參數(shù)服從正態(tài)分布N(μ,σ2)

第十三頁，共三十五頁，2022年，8月28日2.工序能力的定量表征(1)工序能力通常工藝參數(shù)服從正態(tài)分布N(μ,σ2)

正態(tài)分布標(biāo)準(zhǔn)偏差σ的大小反映了參數(shù)的分散程度。絕大部分?jǐn)?shù)值集中在μ±3σ范圍內(nèi)，其比例為99.73%

第十四頁，共三十五頁，2022年，8月28日2.工序能力的定量表征(1)工序能力通常工藝參數(shù)服從正態(tài)分布N(μ,σ2)

正態(tài)分布標(biāo)準(zhǔn)偏差σ的大小反映了參數(shù)的分散程度。絕大部分?jǐn)?shù)值集中在μ±3σ范圍內(nèi)，其比例為99.73%

通常將6σ稱為工序能力。6σ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)品的能力越強(qiáng)，即固有能力越強(qiáng)。第十五頁，共三十五頁，2022年，8月28日2.工序能力的定量表征(2)潛在工序能力指數(shù)CP

第十六頁，共三十五頁，2022年，8月28日2.工序能力的定量表征(2)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)范要求的程度，工業(yè)生產(chǎn)中廣泛采用下式定義的工序能力指數(shù)：CP=(TU-TL)/6σ=T/6σ

第十七頁，共三十五頁，2022年，8月28日2.工序能力的定量表征(2)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)范要求的程度，工業(yè)生產(chǎn)中廣泛采用下式定義的工序能力指數(shù)：CP=(TU-TL)/6σ=T/6σ

通過積分可得工藝成品率為：

第十八頁，共三十五頁，2022年，8月28日2.工序能力的定量表征(2)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)范要求的程度，工業(yè)生產(chǎn)中廣泛采用下式定義的工序能力指數(shù)：CP=(TU-TL)/6σ=T/6σ

通過積分可得工藝成品率為：

可得工序能力指數(shù)與成品率之間的關(guān)系：

規(guī)范范圍

CP

工藝成品率不合格品率

±3σ1 99.73%2700PPM ±6σ299.9999998%0.002PPM

第十九頁，共三十五頁，2022年，8月28日2.工序能力的定量表征(2)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)范要求的程度，工業(yè)生產(chǎn)中廣泛采用下式定義的工序能力指數(shù)：CP=(TU-TL)/6σ=T/6σ

通過積分可得工藝成品率為：

可得工序能力指數(shù)與成品率之間的關(guān)系：

規(guī)范范圍

CP

工藝成品率不合格品率

±3σ1 99.73%2700PPM ±6σ299.9999998%0.002PPM

結(jié)論：工序能力指數(shù)越高，成品率也越高。第二十頁，共三十五頁，2022年，8月28日第二十一頁，共三十五頁，2022年，8月28日第二十二頁，共三十五頁，2022年，8月28日2.工序能力的定量表征(3)實際工序能力指數(shù)：CPK

第二十三頁，共三十五頁，2022年，8月28日2.工序能力的定量表征(3)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“間接”工藝控制，很難使兩者重合。例如，IC中的擴(kuò)散工藝，并不能在擴(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)試片測試結(jié)果調(diào)整工藝條件。實踐表明,對于這種“間接”控制的工藝，工藝參數(shù)分布中心值μ與規(guī)范中心值偏移的程度一般為1.5。第二十四頁，共三十五頁，2022年，8月28日實際工藝能力指數(shù)CPK計算公式：第二十五頁，共三十五頁，2022年，8月28日實際工藝能力指數(shù)CPK計算公式：

偏離為1.5情況下Cpk與Cp的關(guān)系：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1.5σ，即：（μ-(TU+TL)/2）=1.5σ，由上式可得：Cpk=Cp-0.5

第二十六頁，共三十五頁，2022年，8月28日實際工藝能力指數(shù)CPK計算公式：

偏離為1.5情況下Cpk與Cp的關(guān)系：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1.5σ，即：（μ-(TU+TL)/2）=1.5σ，由上式可得：Cpk=Cp-0.5即工藝參數(shù)分布的中心值μ與規(guī)范中心值偏移為1.5σ的情況下，Cpk要比Cp小0.5。如果Cp＝2，Cpk只有1.5。因此，有時將Cp稱為潛在工序能力指數(shù)，將Cpk稱為實際工序能力指數(shù)，簡稱為工序能力指數(shù)。

第二十七頁，共三十五頁，2022年，8月28日2.工序能力的定量表征(4)單側(cè)規(guī)范值情況的工序能力指數(shù)CPL和CPU：

第二十八頁，共三十五頁，2022年，8月28日2.工序能力的定量表征(4)單側(cè)規(guī)范值情況的工序能力指數(shù)CPL和CPU：如果要求參數(shù)大于某一下限值TL

，無上限要求，工序能力指數(shù)應(yīng)按下式計算：

CPL＝(μ－TL)/3σ

第二十九頁，共三十五頁，2022年，8月28日2.工序能力的定量表征(4)單側(cè)規(guī)范值情況的工序能力指數(shù)CPL和CPU：如果要求參數(shù)大于某一下限值TL

，無上限要求，工序能力指數(shù)應(yīng)按下式計算：

CPL＝(μ－TL)/3σ

若μ＜TL

，則取CPL為零，說明該工序完全沒有工序能力。

第三十頁，共三十五頁，2022年，8月28日2.工序能力的定量表征(4)單側(cè)規(guī)范值情況的工序能力指數(shù)CPL和CPU：如果要求參數(shù)大于某一下限值TL

，無上限要求，工序能力指數(shù)應(yīng)按下式計算：

CPL＝(μ－TL)/3σ

若μ＜TL

，則取CPL為零，說明該工序完全沒有工序能力。如果參數(shù)規(guī)范只規(guī)定了上限值TU

，無下限要求，則工序能力指數(shù)應(yīng)按下式計算：

CPU＝(TU－μ)/3σ

第三十一頁，共三十五頁，2022年，8月28日2.工序能力的定量表征(4)單側(cè)規(guī)范值情況的工序能力指數(shù)CPL和CPU：如果要求參數(shù)大于某一下限值TL

，無上限要求，工序能力指數(shù)應(yīng)按下式計算：

CPL＝(μ－TL)/3σ

若μ＜TL

，則取CPL為零，說明該工序完全沒有工序能力。如果參數(shù)規(guī)范只規(guī)定了上限值TU

，無下限要求，則工序能力指數(shù)應(yīng)按下式計算：

CPU＝(TU－μ)/3σ

若μ＞TU

，則取CPU為零，說明該工序完全沒有工序能力。第三十二頁，共三十五頁，2022年，8月28日第三十三頁，共三十