爐溫儀維修之回流焊技術(shù)解答？

作者KIC公司：Freddie Chan

當(dāng)今電子制造業(yè)中較重要的兩個方面就是設(shè)備利用率和缺陷消除。因為在許多組裝生產(chǎn)中，設(shè)備利用率對成本或利潤的影響較大。消除缺陷也是很重要的，因為質(zhì)量低劣的代價是昂貴的，而市場也越來越不再接受返工。

我和工藝工程師們進(jìn)行了無數(shù)次就像下面這樣的討論：

問：從你的SMT生產(chǎn)線來看，回流焊帶來的缺陷占所有缺陷的百分之幾？

答：這很難測量，因為很難確定缺陷的根本原因。例如，底部連接元件（BTC）上的冷焊，可能是因為印刷或回流焊的問題所引起。

問：你能猜猜看嗎？

答：回流焊引起的缺陷僅占一小部分，可能小于10%，也可能低于5%。

問：好吧，假設(shè)你一小時又一小時地或一天又一天地沒有問題地生產(chǎn)你的PCB組件，但是，突然在檢查過程中發(fā)現(xiàn)有多個缺陷，比如在AOI、X射線、ICT等檢查過程中。于是你決定關(guān)閉生產(chǎn)線，以查明根本原因。你會做什么？

答：如果在檢查過程中立即發(fā)現(xiàn)了PCB組件缺陷的原因，找到了問題，那么我們就去源頭去修復(fù)它。然而，在通常情況下，根本原因不是立即就能清楚的。

問：那你怎么辦？

答：我們就做一個溫度曲線的測量。

問：你剛才告訴我，95%以上的缺陷不是回流焊的問題。為什么你從那里開始？

答：由于使用了SPI和AOI，我們有除了回流爐以外的來自所有機器和工藝過程的很好信息，回流焊爐我們只能依靠每周或每日的抽查（手動測量一次溫度曲線）。此外，大多數(shù)機器我們都是可以直接接近和看到的，只有回流焊爐例外，它是生產(chǎn)線中的一個黑盒子。所以我們測量溫度曲線。

問：這是否意味著，你在利用95%的時間，在不存在問題的地方尋找問題？

答：嗯，不一定是95%的時間，因為有時成品率問題的根本原因是顯而易見的，這時就不是這樣了。

問：由于突然的成品率問題，你關(guān)閉了PCB組裝生產(chǎn)線，當(dāng)你遇到這樣一個急性問題時，你測量一個溫度曲線需要多長時間？。

答：它是不一定的，但是可能比測量正常的溫度曲線時間要長，因為我們需要取回溫度曲線測量儀和相關(guān)的含有粘接熱電偶的印制電路板。我們希望能在15分鐘內(nèi)完成溫度曲線的測量，但是有時可能需要30多分鐘。

大多數(shù)公司都在計算每小時意外停機的成本。實際數(shù)字各家工廠各不相同，但是我所看到的計算表明，每條印制電路板組裝生產(chǎn)線每周減少停工1小時，每年每條生產(chǎn)線的利潤增加約50 000歐元。

從回流焊爐抽檢轉(zhuǎn)移到連續(xù)的工藝監(jiān)控或自動化的溫度曲線測量系統(tǒng)，不管熱工藝過程是否是罪魁禍?zhǔn)?，都自動向?zé)任工程師提供即時信息。不需要再浪費時間在不存在問題的地方尋找問題，滴答作響的停機時間是非常昂貴的。如果真是熱工藝是根本原因，那么監(jiān)測系統(tǒng)將提供信息，幫助查明需要進(jìn)行調(diào)整的爐子區(qū)域或工藝過程，從而使工程師確定問題，并很快加以解決，進(jìn)一步減少不必要的停機時間。

這個例子也說明了在工業(yè)4.0或智能工廠背景下智能設(shè)備的好處，也就是說，可付諸行動的實時數(shù)據(jù)讓工程師更好地運行生產(chǎn)線和工廠。這里描述的方案是 “低垂的果實”之一，它能立即帶來顯著的成品率改善。依據(jù)這個基本能力，我們可以迅速找到其他機會以提高設(shè)備利用率和成品率。當(dāng)實時的熱工藝數(shù)據(jù)SPC圖顯示在儀表盤上時，不利趨勢會變得顯而易見，如Cpk數(shù)值下降。由于回流焊爐的變化往往比較慢，SPC圖可以及早提供可能發(fā)生情況的預(yù)警信息。因此，在某些情況下，通過向維護(hù)人員進(jìn)行趨勢報警，可以完全避免計劃外停機。他們可以在下一個預(yù)防性維護(hù)活動中當(dāng)生產(chǎn)線計劃性停機時，解決這個問題。隨著企業(yè)力求完美和成品率的提高，這種預(yù)防問題的理念將變得越來越重要，返工是不可接受的，缺陷等于廢品。

這個問題有多大呢?在IPC APEX EXPO 2017圓桌會議的討論中，有一份報表表示，北美工廠的平均生產(chǎn)運行時間為67%。換句話說，37%的生產(chǎn)時間，除了損害利潤外什么也沒做。很明顯，這樣令人驚訝的低設(shè)備利用率是由很多因素引起的，特別是越來越頻繁的產(chǎn)線換料停機。但是正如上面的計算所表明的，我們需要探索機會，減小這個數(shù)字，因為每分鐘的停機時間都是很昂貴的。有很多機會可去捕捉一些低垂的果實，以實現(xiàn)數(shù)周而不是數(shù)年的投資回報。