一篇實用的SMT制程改善案例總結!

首先,把存在的 改善空間分為六大類:生產管理、品質管理、環境管理、設備管理、5S 管理、物料管理。再進一步, 生產管理分為:生產計劃、生產實績、操作人員、作業指導書; 品質管理分為:品質體制、品質信息、檢查標準、品質改善、檢查人員; 環境管理分為:防靜電管理、溫濕度控制、安全管理; 設備管理分為:設備保養、設備維護、操作規范、程序管理、技術人員、備件管理; 5S 管理即整理、整頓、清潔、清掃、素養; 物料管理分為:存儲管理、作業方式、數量。

改善團隊成員根據以上各細分項目,對 SMT 制程從六大方面做了評估,并把診斷結果繪制成雷達圖(見圖 1、圖 2),這樣就能很直觀地反映出改善之初 SMT 制造能力的實績。

一篇實用的SMT制程改善案例總結!的圖1

這樣,團隊成員根據診斷結果,很快確立了需要改善的大項目和子項目。最優先面對的是設備管理和品質管理,再就是完善5S 和環境管理,生產管理和物料管理也需要不斷優化。

一、設備管理改善篇

設備是 SMT 制造能力的基礎,對于設備的管理的首要事項是重新評估原有設備配置,并做出合理的調配和重新布局。事業部的產品門類多、訂單數量差異大、試產也常常穿插進來、工藝也有多樣性(單面貼裝、雙面貼裝、膠版混裝等),造成每日換線次數較多,有時整條線設備的利用率較低。

原有的 SMT 線是一條 NP-04LP+CM202+i-Pulse+Heller 1707E(見圖 3)和一條 SP18P-L+BM123+BM221+Folungwin FL-VP860(見圖 4)。為了既能適應單品種大批量和多品種小批量的產品能同時被安排生產,同時又能盡量使設備的理論產能得到充分利用,我們通過重新配置的方法建立了一套 SP18P-L+CM202+BM123+BM221+Folungwin FL-VP860(見圖 5)新線體作為主力生產線,另外一條 NP-04LP+i-Pulse+Heller 1707E 的小線體專門用于做簡單產品和試產訂單。在每年的生產旺季,還會遇到連續數月單一品種的大訂單,這時,我們會通過采購部門將這類產品轉移到外部代工廠家加工。

一篇實用的SMT制程改善案例總結!的圖2

在調整線體配置的同時,事業部還先后引進了 2 臺 AOI 設備,1 臺 Saki BF18D 安排在 NP-04LP+i-Pulse+Heller 1707E 的線后,另1臺 Omron VT-RNS 安排在SP18P-L+CM202+BM123+BM221+Folungwin FL-VP860 的線后。同時,還完善了 PanaPRo 離線編程系統,這樣就進一步提升了 SMT 生產線的制造能力。

一篇實用的SMT制程改善案例總結!的圖3

設備保養和維護是保證 SMT 設備正常運行的重要手段,也是 SMT 工程技術人員和生產操作人員的基本職責。在設備的日常保養護維護中,改善團隊成員不斷總結經驗,逐步完善了設備保養的制度和職責,詳見附表(見圖 7)。

一篇實用的SMT制程改善案例總結!的圖4

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設備最終是由普通操作人員操作的,這樣設備操作作業指導書就顯得格外重要。SMT 工程師在編制作業指導書時,盡可能圖文并茂,既詳盡也易掌握。例如:原先的作業指導書(如圖 9)只是簡單描述了參數設置,操作內容不足、步驟不明確。經改進后,現在的作業指導書(如圖 10、圖 11)能做到:操作人員可以根據指導書直接作業,全面反映作業人員的工作內容,還包含了出現問題的解決方法和改善對策。

一篇實用的SMT制程改善案例總結!的圖6

一篇實用的SMT制程改善案例總結!的圖7

回流焊是 SMT 制程中的關鍵工藝,爐溫的設定和爐溫曲線(如圖 12)的正確與否直接影響到 PCBA 的品質,所以對于爐溫的監測被納入到設備控制中來。

一篇實用的SMT制程改善案例總結!的圖8

由于產品的門類眾多,所以不同的 PCBA 間對于測溫板的制作也有特別的要求,尤其是測溫點的選擇(如圖 13)是能否反映真實爐溫曲線的關鍵。

一篇實用的SMT制程改善案例總結!的圖9

二、品質管理改善篇

失敗的人喜歡找理由、成功者總是找方法

在 SMT 制程品質管理中,全體改善團隊成員通過品管 7大工具的嫻熟運用來不斷攻克一個個改善課題。

在這里,我們還是先回顧一下品管常用的 7大工具( 檢查表、直方圖、層別法、柏拉圖、因果圖、散布圖、控制圖)常用手法。

例如:直方圖和層別法(如圖 14)的結合可以幫助我們分析不同線體或不同班次間的品質數據,從不同條件的差異中找到問題的節點。

而柏拉圖(如圖 15 則可以幫助我們分析哪些問題是我們首要解決的,或者哪些因素是占主要比率的因素。

表也在管理得到比較好的應用,圖 18 就是用于 Feeder 型號核對的檢查表,從而保證了對于不同物料正確地使用 Feeder。

一篇實用的SMT制程改善案例總結!的圖10

柏拉圖有時用餅圖(如圖 16、圖 17)替代效果也很不錯,各項因素之間的比率關系也能很快被分析得一目了然。

一篇實用的SMT制程改善案例總結!的圖11

一篇實用的SMT制程改善案例總結!的圖12

當然,問題最終的解決和改善離不開更深一步的具體技術分析,只有找到問題的根本原因,才有可能實施有效的改善對策。

這里列舉幾個改善團隊成員們實際分析和解決過的案例:

案例 1:如圖 19 所示,該器件總發生偏移,SMT 工程師觀察了印刷后的錫膏(如圖 20)沒有明顯的異常,但發現貼裝的器件高度有 0.3mm 的差異,且器件偏移方向均向著翹起的一邊。

經分析,確定為器件來料中有一定比例單邊翹起的不良品(如圖 21),需要由 QC 工程師聯系供應商實施改善。該器件來料不良改善后,過度偏移的現象即不再發生了。

一篇實用的SMT制程改善案例總結!的圖13

案例 2:如圖 22 所示,左下角的貼片件總是容易發生虛焊,經在高倍發大鏡下觀察,發現焊盤明顯偏大(如圖 23)。這樣在回流焊的過程中,錫膏熔融后產生較大的張力,而該貼片件接觸的粘著力<張力,容易產生虛焊。找到原因后,QC 工程師聯系產品設計人員,修改了焊盤的大小。

一篇實用的SMT制程改善案例總結!的圖14

一篇實用的SMT制程改善案例總結!的圖15

案例 4:如圖 26 左側一排 LED,常發生虛焊。經調整和更改貼裝位置(如圖 27)后,使引腳完全接觸到錫膏,這樣虛焊的現象就避免了。

一篇實用的SMT制程改善案例總結!的圖16

以上一系列的異常分析和處理案例,均被詳細記錄在異常處理記錄單上(如圖 28),要求明確異常的標準和對應的途徑;

針對不良異常的處理記錄詳細;異常的狀態、原因的分析、對應的方法,還有改善后的效果;以及為防止再次發生不良的標準化內容(如圖 29)。

一篇實用的SMT制程改善案例總結!的圖17

在這樣的一個個案例的日積月累下,SMT 制程品質管理逐步得到穩固,PPM 也得到有效地控制,通過一年多的時間,品質提升了 60%(如圖 30),實現了階段品質改善目標。

一篇實用的SMT制程改善案例總結!的圖18

三、5S 管理改善篇

5S 和員工技能是制造行業的基礎,它是一個永恒的話題。正如圖 31 所示,5S 管理可以實現高收益、快速發展的工廠。

一篇實用的SMT制程改善案例總結!的圖19

紅牌作戰是 5S 管理的通用手法,在現場管理中不斷發現細節中的不足,并不斷修正,可以逐步提升 5S 管理水平。

一篇實用的SMT制程改善案例總結!的圖20

上面這組圖片,是我們發現的一部分現場 5S 問題,分別是:卡通箱的碎屑往往是異物不良的原因;良品的在線庫存直接放在地面上可能會受到意外損傷;用完的料盤不應該和沒有使用的料盤混放在一起;印刷機配套的刮刀使用后應及時清潔。這些問題,都已被及時發現和改善,卡通箱只放置在備料區,備料區和生產區之間有隔簾;增添了多輛周轉車,良品放置在周轉車上;用完的料盤套在專門的束軸上;設置了鋼網清洗池,刮刀可以在清洗池及時清洗。

5S 管理現在已經升格為 6S,并在全公司、各事業部被積極推動。公司建立了 6S 評價體制,列入事業部的年度 KPI,逐步得到有效地改善。

四、環境管理改善篇

在這里著重介紹防靜電管理方面,這也是 SMT 品質控制的重中之重。比較有特色的幾項改善案例記述如下:

案例 1:現在人們的衣服材質多種多樣,在干燥、寒冷的季節難免身上帶有較強的靜電荷。在進入生產區域的門口設置靜電釋放點(如圖 33),可以有效地釋放員工身上的靜電荷。

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案例 2:原先很多人以為純棉布底的鞋子(如圖 34)可以替代防靜電鞋,但是為了更有效地做好靜電防護,進入生產區域人員一律要求穿專門的防靜電鞋(如圖 35)。

案例 3:金屬托盤(如圖 36)是良好的導電體,為什么不能用作為防靜電周轉用具呢?其實靜電既要得到有效的釋放,也要防止瞬間快速放電損傷 PCBA,所以采用阻抗符合標準要求的的專用防靜電周轉盒(如圖 37)是正確的選擇。

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案例 4:長期以來,用于 PCBA 測試的治具的材質被我們忽略了,它也必須用防靜電的材料來制作,不能使用普通有機玻璃。

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防靜電管理的改善是幾方面改善中比較有效的,其防護要求也被標準化了。在這樣的環境中,SMT 產品的靜電防護是可以得到保障的。

五、生產管理改善篇

生產活動是 SMT 制造的核心內容,提升生產效率是生產管理的重要目標。SMT 生產管理又細分為:計劃達成率管理、生產點數管理、綜合嫁動率管理、機種連續嫁動率管理、Loss Time 管理、機種切換時間管理。

一篇實用的SMT制程改善案例總結!的圖25

由于生產管理本身就是一門很大的管理學科,在這里我們僅僅談談提升綜合稼動率方面所做的點滴改善事例。

首先從時間分析開始,從圖 41 可以看出,每班次按 12 小時計,原先的綜合稼動率還不到 50%,必須找回損失的時間。

一篇實用的SMT制程改善案例總結!的圖26

改善手法 1:每班次 12 小時中,員工午餐和晚餐各用時 50 分鐘(如圖 42),加在一起就是 100 分鐘,約占整個班次時間的14%。在 SMT 制造行業中,大多數采用了"人停機不停"的做法,所以我們也實行了輪班制,操作員工輪流用餐,即保證了員工的作息,也保證了設備的稼動。

一篇實用的SMT制程改善案例總結!的圖27

改善手法 2:減少印刷工位切換的準備時間和減少首件調整時間,可以找回可貴的 14 分鐘,2%的提升也是成績。

一篇實用的SMT制程改善案例總結!的圖28

改善手法 3:離線備料的模式(圖 44)是理想化的模式,前提是有足夠的 Feeder。生產主管通過對現有 Feeder 的計算,最終提出了合理的新添置 Feeder 的數量,報請申購。實際切換中,盡可能實現離線換料,大大縮短了換線備料時間。

一篇實用的SMT制程改善案例總結!的圖29

改善手法 4:IPQC 負責 SMT 每次換線后的首件檢查,如果生產能與 IPQC 共同一起做首件,時間就可以節省一半了。同時,IPQC也借助 QC 工程師編制的 PCBA 元件版圖和新購置的便攜式袖珍電橋,得以縮短首件檢查的時間。

一篇實用的SMT制程改善案例總結!的圖30

綜合以上舉例的手法,在一定資金投入的前提下,SMT 切換時間可以得到大大的縮短,圖 46 是對這些手法的綜合評估。

一篇實用的SMT制程改善案例總結!的圖31

六、物料管理改善篇

物料管理分解為存儲管理、作業方式(收料、配料等)、數量管理(盤點)。

公司上馬了 Oracle 的 ERP 系統,物料管理人員在實際存儲管理工作中,嚴格按照系統指令和單據操作,保證"單隨物走"、"帳物一致"、"先進先出"。

作業時注意料盤、帳卡、單據一致,避免混料、錯料。

盤點多采用:定期盤點、循環盤點、貴重物料盤點等方式。

物料管理就是嚴格管理好數字,包括訂單號、物料編碼、儲位號、數量、日期等,以及數量間清晰的加減乘除關系。

七、階段成果回顧

改善其實不是一個專門的話題,而是日常工作的一部分。每個改善團隊成員,都能在改善活動中不斷積累、不斷進步、在一番努力之后,階段性的成果悄然而至了。面對最近的 SMT 制程診斷(如圖 47、圖 48),我們只會說:改善無止境、更上一層樓。

一篇實用的SMT制程改善案例總結!的圖32


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