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(gè)方面就是設(shè)備利用率和缺陷消除。因?yàn)樵谠S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?yàn)橘|(zhì)量低劣的代價(jià)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?yàn)楹茈y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?yàn)橛∷⒒蚧亓骱傅膯栴}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(shí)又一小時(shí)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(gè)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(huì)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(gè)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(jī)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(dòng)測量一次溫度曲線）。此外，大多數(shù)機(jī)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(gè)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(shí)間，在不存在問題的地方尋找問題？

答：嗯，不一定是95%的時(shí)間，因?yàn)橛袝r(shí)成品率問題的根本原因是顯而易見的，這時(shí)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(gè)急性問題時(shí)，你測量一個(gè)溫度曲線需要多長時(shí)間？。

答：它是不一定的，但是可能比測量正常的溫度曲線時(shí)間要長，因?yàn)槲覀冃枰』販囟惹€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(shí)可能需要30多分鐘。

大多數(shù)公司都在計(jì)算每小時(shí)意外停機(jī)的成本。實(shí)際數(shù)字各家工廠各不相同，但是我所看到的計(jì)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(shí)，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(dòng)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?dòng)向責(zé)任工程師提供即時(shí)信息。不需要再浪費(fèi)時(shí)間在不存在問題的地方尋找問題，滴答作響的停機(jī)時(shí)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(jī)時(shí)間。

這個(gè)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(dòng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)讓工程師更好地運(yùn)行生產(chǎn)線和工廠。這里描述的方案是 “低垂的果實(shí)”之一，它能立即帶來顯著的成品率改善。依據(jù)這個(gè)基本能力，我們可以迅速找到其他機(jī)會(huì)以提高設(shè)備利用率和成品率。當(dāng)實(shí)時(shí)的熱工藝數(shù)據(jù)SPC圖顯示在儀表盤上時(shí)，不利趨勢會(huì)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(bào)警，可以完全避免計(jì)劃外停機(jī)。他們可以在下一個(gè)預(yù)防性維護(hù)活動(dòng)中當(dāng)生產(chǎn)線計(jì)劃性停機(jī)時(shí)，解決這個(gè)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(gè)問題有多大呢?在IPC APEX EXPO 2017圓桌會(huì)議的討論中，有一份報(bào)表表示，北美工廠的平均生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)間為67%。換句話說，37%的生產(chǎn)時(shí)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(jī)。但是正如上面的計(jì)算所表明的，我們需要探索機(jī)會(huì)，減小這個(gè)數(shù)字，因?yàn)槊糠昼姷耐C(jī)時(shí)間都是很昂貴的。有很多機(jī)會(huì)可去捕捉一些低垂的果實(shí)，以實(shí)現(xiàn)數(shù)周而不是數(shù)年的投資回報(bào)。