波峰焊參數(shù)配置評估

09年波峰焊工藝參數(shù)優(yōu)化DOEFrom:IEMay.-30-091CatalogPage3~Page6Page7~Page10Page11~Page14Page15~Page30Page31~Page322無鉛波峰焊接，是PCBA電子組裝至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，焊接工藝的優(yōu)劣，直接影響著PCBA產(chǎn)品的品質(zhì)和生產(chǎn)效率。波峰焊接的焊接工藝，集中體現(xiàn)于焊接設(shè)備（錫爐）的各種工藝參數(shù)的設(shè)定。為保證PCBA的品質(zhì)和生產(chǎn)效率，我們必須對波峰焊接的工藝做全面的了解和研究，尋求最適合產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝參數(shù)，并且對各參數(shù)制訂要有詳細(xì)的科學(xué)根據(jù)，對各個重要工藝參數(shù)要有容易且有效的管制方法。波峰焊接的重要性DMAIC3裝板助焊劑噴涂預(yù)熱冷卻M線后段焊接波峰焊原理簡介波峰焊工藝流程：DMAIC4流程定義我們選定wavesoldering作為研究對象，下一步，我們將對wavesolderingprocess進行關(guān)鍵質(zhì)量特性（CTQ）展開。波峰制程定義卡--copisDMAICDip方向流程定義卡流程名稱WaveSolder開始步驟助焊劑噴涂結(jié)束步驟冷卻C（客戶）O（輸出）P（流程）P（流程）I（輸入）S（供應(yīng)）M線后段焊接OK之PCBA波峰焊接波峰焊接待焊接PCBM線前段5通過顧客需求分析及品質(zhì)，生產(chǎn)效率要求,導(dǎo)出

CTQ/CTP,確定衡量指標(biāo)。?

焊接不良降低?生產(chǎn)效率提升

?M線后段?減少檢驗維修動作，提高生產(chǎn)效率?提高品質(zhì)降低不良直接客戶核心需求核心要求事項CriticaltoQuality(Y)CriticaltoProcess?最優(yōu)的焊接品質(zhì)?

最優(yōu)的工藝參數(shù)?穩(wěn)定的生產(chǎn)設(shè)備

衡量指標(biāo)?短路不良率?包焊不良率?未焊不良率?錫尖不良率?錫洞不良率關(guān)鍵質(zhì)量特性樹—CTQTree關(guān)鍵質(zhì)量特性DMAIC6主要原因焊錫在毗鄰的不同線路或元件間形成橋聯(lián)。下板零件引腳被焊錫完全覆蓋，目視無法看到零件引腳。元件或焊盤無焊錫潤濕，銅箔裸露在外。焊點有拉尖焊錫或者毛刺，拉尖焊錫長度或毛刺違反最大組裝要求或最小電氣間隙。于焊點外表上產(chǎn)生肉眼清晰課件之貫穿孔洞。不良單位不良定義短路不良率包焊不良率未焊不良率錫尖不良率錫洞不良率PPMPPMPPMPPMPPM目標(biāo)測量標(biāo)準(zhǔn)DMAIC7

測量內(nèi)容：焊接不良識別★[樣本數(shù)量]：每組35個，共計三組；★[測量者]：IE工程師（波峰焊工程課）★[測量方法]：組裝后的PCB設(shè)計不同異常，工程師對35Pcs不良PCB進行檢驗，分別檢驗3次。以驗證測量系統(tǒng)是否可以信賴。相關(guān)測量指標(biāo)由專業(yè)人員進行目檢，對檢驗人員做量測分析，對檢驗人做3次重復(fù)檢驗，每次樣本35個，并記錄相關(guān)結(jié)果，運用minitab進行量測分析。DMAIC8測量的屬性一致性分析

檢驗員自身

評估一致性

檢驗員

檢驗數(shù)

相符數(shù)百分比

95%置信區(qū)間

ljl35

32

91.43

(76.94,98.20)#相符數(shù):檢驗員在多個試驗之間，自身標(biāo)準(zhǔn)一致。

每個檢驗員與標(biāo)準(zhǔn)評估一致性

檢驗員

檢驗數(shù)

相符數(shù)百分比

95%置信區(qū)間

ljl

35

32

91.43

(76.94,98.20)#相符數(shù):檢驗員在多次試驗中的評估與已知標(biāo)準(zhǔn)一致。結(jié)論檢驗員自身及檢驗員與標(biāo)準(zhǔn)的一致性均超過90%，具有很高的一致性！說明測量系統(tǒng)可以信賴.DMAIC9DMAIC對實驗中使用到得測試儀器—DS-03，送交儀校部門進行校正，結(jié)果:儀器示值誤差在1.0%內(nèi)，具有很高的精準(zhǔn)度，足以保證試驗的可靠性！Minitab量測分析—錫爐設(shè)備針對現(xiàn)用錫爐，其制程能力是否滿足我們的生產(chǎn)要求，對其作CP,CPK分析：我們連續(xù)對其取100組樣本數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)記錄及分析結(jié)果詳見附件：錫爐CP,CPK分析各項指標(biāo)CPK值最低均在1.1以上，設(shè)備穩(wěn)定，完全滿足制程要求及實驗要求Minitab量測分析—測試儀器分析10分析過程對wavesolderingprocess進行全面展開，做流程圖，下一步分析噴霧預(yù)熱熱補償插件波1波2制冷產(chǎn)出Wavesoldering

process詳細(xì)流程分析請見附件：wavesolderingprocesschartDMAIC11助焊劑噴涂InputTypeOutput&defect預(yù)熱輸入類型輸出焊接冷卻運輸DMAIC助焊劑類型隔離風(fēng)刀壓力噴霧氣壓助焊劑流量霧化大小噴霧速度噴霧寬度噴霧提前噴霧延遲針閥氣壓CC

C

XC

XUC

XC

C

CC助焊劑類型助焊劑殘留貫穿孔上錫焊接品質(zhì)異常預(yù)熱方式預(yù)熱溫度補償溫度C

UXUX錫洞、未焊焊接溫度噴口高度氮氣流量吃錫時間波峰高度液面類型CXC

C

CXC

UX焊接品質(zhì)異常錫渣量液面類型冷卻斜率C

焊點合金強度誤判率運輸速度軌道角度C

CX包焊焊接品質(zhì)異常12分析過程根據(jù)做出的processchart,對其做因果矩陣，找出前幾大要因作為后續(xù)FMEA對象。因果矩陣分析請見附件：因果矩陣分析對上述的因果矩陣，選出評分值最高的前7項目，做初步FMEA分析要因FMEA分析請見附件：要因FMEA分析DMAIC13分析過程針對前面完成的要因FMEA分析，對每個失效模式做CorrectiveAction，并重新做RPN評估，結(jié)果如附件：針對那些RPN值居高不下，無法做有效改善的因子，評估對他們做DOE研究，期望通過DOE驗證，得出相關(guān)顯著影響因子，然后對顯著因子進行深入研究，運用優(yōu)化器對這些因子進行優(yōu)化。RPN居高不下?。?！DMAIC14DOE試驗設(shè)計試驗因子選定：通過FMEA分析，我們選定以下5因子作為試驗因子：

對于各因子水準(zhǔn)確定，依此前HP客戶建議，拉大因子水準(zhǔn)，取各參數(shù)的最大值和最小值，本實驗?zāi)康氖钦页鲲@著因子，做深入分析。DMAIC波峰焊DOE試驗因子序號因子單位高水準(zhǔn)低水準(zhǔn)1焊接溫度℃2302702吃錫時間S4.523仰角度734預(yù)熱溫度℃651505助焊劑流量ml/min1565DOE試驗控制因子因子記錄因子記錄因子記錄助焊劑類型TF328噴霧提前5mm波1類型3排孔隔離風(fēng)刀壓力0.03MPa

噴霧延遲-5mm

氮氣流量20nm3/hr

噴霧氣壓0.30MPa

針閥氣壓0.25MPa

噴口類型平面波焊錫種類低銀焊錫預(yù)熱方式熱風(fēng)循環(huán)波2噴口高度9mm

噴霧速度400mm/min波1噴口高度8mm

制冷溫度8度15DOE試驗設(shè)計試驗設(shè)計：運用minitab軟件，對本實驗進行5因子2水準(zhǔn)的部分因子試驗運行，運行結(jié)果入下及實驗結(jié)果記錄如下：DMAIC16試驗分析顯著因子DMAIC此次的DOE實驗中，預(yù)熱溫度、助焊劑流量及其兩者的交互作用為顯著因子。17試驗分析DMAIC18試驗分析DMAIC19試驗分析DMAIC20試驗分析DMAIC21試驗分析DMAIC22DMAIC試驗分析23試驗分析經(jīng)過前面的DOE實驗，我們可以得到如下結(jié)論：助焊劑流量、預(yù)熱溫度為顯著因子，除此之外的其它因子對焊接效果的影響并不顯著。因此，應(yīng)對第一次DOE實驗篩選出的顯著因子進行再次的優(yōu)化實驗。對非顯著因子，焊接溫度和焊接時間與焊點合金層的形成密切相關(guān)，直接影響到焊點的質(zhì)量和產(chǎn)品壽命，因此，針對該參數(shù)的設(shè)置，采用業(yè)界及廠內(nèi)現(xiàn)用標(biāo)準(zhǔn)進行設(shè)定，即錫溫257度、焊接時間波峰一0.8S~1.4S,波峰二2.7S~3.3S；

軌道仰角望小特性，即：降低軌道角度，有助于焊接品質(zhì)提升，因此將軌道仰角設(shè)置為4度。DMAIC對實驗得出的顯著因子：預(yù)熱溫度顯著主要是由于此次實驗的水準(zhǔn)過大所出現(xiàn)的。助焊劑廠家推薦的預(yù)熱溫度為90~130度，低于推薦溫度，助焊劑活性未達到最佳；高于推薦溫度峰值，助焊劑活性降低。因此，在優(yōu)化實驗中針對預(yù)熱溫度水準(zhǔn)的選擇控制在90~130度，但是需增加水準(zhǔn)數(shù)量；助焊劑流量對焊接效果的影響顯著，但是同時應(yīng)當(dāng)注意到，助焊劑殘留對電氣的影響。優(yōu)化實驗中暫時將助焊劑流量設(shè)定為15ml/min~45ml/min。后續(xù)應(yīng)將重點轉(zhuǎn)移到盡可能增加PCB上助焊劑的附著量的研究。24DOE試驗設(shè)計試驗因子選定：通過第一次DOE實驗，我們對實驗結(jié)論中的顯著因子進行再次的優(yōu)化實驗：DMAIC波峰焊DOE試驗因子序號因子單位高水準(zhǔn)中間值低水準(zhǔn)1預(yù)熱溫度℃901101302助焊劑流量ml/min153045標(biāo)準(zhǔn)序運行序PtType區(qū)組預(yù)熱溫度℃助焊劑流量ml/minresult2111901554521190302373119045236411110155715111103023461111045209711130155738111303024891113045212因子3水準(zhǔn)試驗設(shè)計控制因子：錫溫257℃，預(yù)熱125℃

，吃錫時間3.5S；

25試驗分析根據(jù)前面試驗結(jié)果，進行方差分析，得到焊接不良率與仰角和助焊劑流量的單值圖如下：DMAIC26試驗分析根據(jù)試驗結(jié)果，主效應(yīng)圖分析結(jié)果如下：DMAIC從主效應(yīng)圖中可以看出，在助焊劑廠家推薦的活性溫度規(guī)格內(nèi)，助焊劑對焊接效果的影響不顯著；

這表面在90~130度范圍內(nèi)，助焊劑可以起到非常好的輔助焊接的功效；通過增大助焊劑流量，從而達到增加PCB上的助焊劑附著量，從而達到影響焊接效果之功效。因此，后續(xù)應(yīng)對如何增加PCB上助焊劑附著量進行再次的優(yōu)化。27試驗分析DMAIC28試驗分析綜合整個系列的實驗及分析結(jié)果，我們得到如下結(jié)論：錫溫：257°吃錫時間:3.5s預(yù)熱：110°仰角：4°

針對助焊劑流量，主要是保證PCB上黏附有