Temat: SPC w montażu elektroniki

Witam

Czy ktoś może mi powiedzieć w jaki sposób może pomóc zastosowanie SPC w montażu elektroniki na płytach pcb? Chodzi mi o montaż SMD/THT/Lutowanie na fali, jakie wartości mogą być badane i jak wygląda przykładowe działanie kiedy pojawi się problem.
Pozdrawiam

Temat: SPC w montażu elektroniki

Przepraszam - ale chyba źle postawiłeś pytanie.

Sprawdź najpierw czy potrzebujesz SPC, czyli odpowiedz sobie na pytanie czy "znam" procesy które prowadzę (czy poziom wadliwości jest do zaakceptowania, czy kiedy powstają braki wiem co je spowodowało, czy wiem jak poprawnie reagować na ich wystąpienie, ...)

Kiedy stwierdzisz że czegoś nie wiesz, lub że chcesz pogłębić swoją wiedzę, możesz zacząć zastanawiać się nad doborem narzędzi SPC.

Za słabo znam specyfikę twojej branży, ale wydaje mi się, że kontrola parametrów mierzalnych w twoim przypadku będzie zagadnieniem marginalnym. Dokładność pozycjonowania elementów na płytce ma oczywiście kolosalne znaczenie, ale w wielu przypadkach nawet spore przesunięcie elementu nie powoduje powstania braku (połączenie OK, brak zwarcia). Prawdopodobnie znajdziesz parametry procesu, które da się monitorować kartą X-R (np. temperatura fali), ale jak wspomniałem nie mam pojęcia jakie parametry i w jaki sposób wpływają na jakość wyrobu finalnego.

Natomiast z pewnością przyda ci się karta braków. Najlepiej gdyby karta była rozbudowana o podział na parametry brakowania oraz zawierała informację o przyczynie wystąpienia braku i podjętych działaniach naprawczych.
Na karcie dostaniesz sygnał, że coś jest nie tak (większy niż zakładano poziom wadliwości). Pareto z parametrów brakowania, przyczyn i działań pokaże ci w którym kierunku musisz iść aby było lepiej (na jakich parametrach musisz się skupić aby zmniejszyć wadliwość, które przyczyny eliminować w pierwszej kolejności, czy najczęściej podejmowane działania przynoszą efekt).

To tak na początek.

Temat: SPC w montażu elektroniki

Tak może troszkę dalej od SPC.

Warto zacząć od DOE (planowanie eksperymentów). To pokaże jakie charakterystyki procesu wpływają na proces i na które charakterystyki wyrobu. Stąd już tylko krok do ostalenia, co warto nadzorować za pomocą SPC.

Temat: SPC w montażu elektroniki

Na pierwszy rzut oka w produkcji elektroniki stosowanie SPC nie jest tak „oczywiste” jak w mechanice, gdzie typowo można mierzyć charakterystyki wymiarowe, materiałowe itp.

Najpierw należy zidentyfikować, jakie parametry procesu lub produktu należy kontrolować, aby zapewnić wyrób zgodny z wymaganiami.

Następnie jeżeli jakieś charakterystyki procesu / produktu są bardzo ważne, mają wpływ na bezpieczeństwo, wymogi prawa itp. to w takim przypadku należy dążyć do kontroli 100% za pomocą urządzeń technicznych (testery) i poka-yoke. Nie zalecam wtedy SPC, bo bazuje ono na próbkowaniu i z „natury” nie jest zdolne do wykrywania pojedynczych zdarzeń. Takie przykładowe charakterystyki to: wykonanie testu izolacji, parametry testu izolacji, obecność oznakowania wymaganego prawem (CE, UL), lutowanie stopem zgodnym z RoHS itp.

Pozostałe charakterystyki - należy się zastanowić czy koszty wdrożenia SPC i jego utrzymania coś realnie wniosą do poprawy procesu.

Co do parametrów procesu w elektronice, których monitorowanie za pomocą SPC ma jakiś sens (moim zdaniem) wymieniłbym kilka:

1.
Ilość topnika (wagowo) na PCB natryśniętego w procesie lutowania na fali. Pomiar może być realizowany „na mokro” i „na sucho”. Nadmierna ilość topnika to źródło zanieczyszczeń jonowych (dotyczy to także technologii lutowania no-clean) – karta I-MR.

2.
Poziom zanieczyszczeń jonowych na zmontowanych pakietach elektroniki, typowo wg.
IPC-TM-650 2.3.25 http://www.ipc.org/4.0_Knowledge/4.1_Standards/test/2-...
polecam kartę I-MR ew. X-R (ale szkoda próbek).

3.
Jeżeli jest stosowany proces zalewania elektroniki żywicami dwuskładnikowymi to koniecznie powinno monitorować się stosunek żywicy do utwardzacza (kartą X-R), ewentualnie czas żelowania lub ilość żywicy (metoda pośrednią poprzez wagę) (karta X-R)

4.
Można także liczyć braki (kartami do pomiarów atrybutowych – np, p lub ew. c.
Można monitorować ilość punktów lutowniczych niewłaściwie zalutowanych (zwarcia, brak cyny, niedolanie) i za pomocą karty p lub np. badać czy ta ilość wad się zwiększa czy jest stabilna. Ja stosując taką kartę widziałem zwiększenie ilości wad powyżej limitu kontrolnego niecałą godzinę wcześniej niż operator agregatu lutującego dostrzegł, że coś się dzieje z maszyną.

5.
To co polecam, to stosowanie histogramów w analizie wyników testów (jakiś pomiarów cech produktów) i porównanie ich z limitami na testach. Bardzo często widziałem (we wielu polskich firmach), że wyniki pomiarów vs limity jasno wskazują na niewłaściwie określone limit na testach lub wręcz błędy w projektach wyrobów, skutkujące większym odpadem na teście, gdzie wszystkie elementy są w tolerancji, a wyrób nie przechodzi testów.

Na koniec:
Ważne jest także, jak te dane do SPC są zbierane, ręcznie czy pomiar autmatyczny, wpis do bazy danych i późniejsza analiza czy ręcznie na papierze. A najważniejsze jest to co zrobi kierownictwo mając te dane, czy będzie poprawiać proces czy będzie na tej podstawie premie ustalać… (jak to drugie, to odpuść sobie SPC, nie będzie działać).

Co do literatury to polecam podręcznik referencyjny ISO/TS169494 – SPC. Zawiera fajny opis jak wdrażać SPC oraz wzory i przykłady dla kart kontrolnych.

Temat: SPC w montażu elektroniki

... no i dodatkowo rożne wymiary mierzone na przekrojach.

Testy testami, ale SPC może wychwycić problemy, które na testach jeszcze nie wychodzą, bo wyroby są jeszcze skrajnie dobre (działające), ale po zachowaniu procesu (jakiegoś konkrentego fizycznego paramteru) widać, że proces zmierza w złą stronę.

Tak czy inaczej trzeba wyjść od oceny co w procesie jest ważne i co będzie się przekładać na funkcjonowanie wyrobu, bo bez tego można zacząć nadzorować mnóstwo niepotrzebych charakterystyk (choćby przy lutowaniu), co podniesie tylko koszty procesu, nie dająć w zamian żadnych użytecznych informacji.

Na szczęście w Polsce jest wiele fajnych książek z SPC, choćby Czyżewski, Koronacki, Hryniewicz (szersza lista na http://www.greber.com.pl/literatura.htm

Temat: SPC w montażu elektroniki

Z tego co Panowie wymienniliście monitorujemy obecnie braki, zwarcia, niedoluty. Kontrola jest przeprowadzana wzrokowo, ale nie na bierząco, czasami partia produkcyjna przeleży 2-4 dni. A w tym czasie operatorzy sami poprawią ustawienia maszyny. Czy w takim przypadku SPC ma sens?

Temat: SPC w montażu elektroniki

Jeżeli dane na temat braków są już zebrane to myślę, że można spróbować zastosować jedną z kart dla wielkości atrybutowych (np, p, c, u), po to aby obserwować trendy, ewentualnie móc odróżnić czy mamy do czynienia z przyczynami normalnymi czy specjalnymi oraz podejmować działania doskonalące, których skuteczność można sprawdzić właśnie za pomocą tej karty.

Tak jak już o tym napisał Pan Robert, taka karta braków z dodatkowym podziałem na rodzaje wad to będzie dobre narzędzie na tym etapie i będzie to narzędzie pomocne do doskonalenia.

Temat: SPC w montażu elektroniki

Na początek proponuję kartę c, ale ważoną. Będzie ciekawsza.
Ale warto spróbować wyjść od rejestrowanych niezgodności, powiązać z niefunkcjonalnością jakieś charakterystyki procesu i mierzealne charakterystyki wyrobu i sprawdzić stabilność.

Tak najlepiej sprawdzić, czy SPC to rzeczywiście fajna metoda, czy tylko "wykresiki dla auditorów".