波峰焊参数配置评估

09年波峰焊工艺参数优化 09年波峰焊工艺参数优化DOE 年波峰焊工艺参数优化DOEFrom: IE May.-30May.-30-09

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D波峰焊接的重要性无铅波峰焊接，是PCBA电子组装 至关重要的环节，焊接工艺的优 劣，直接影响着PCBA产品的品质 和生产效率。 波峰焊接的焊接工艺，集中体 现于焊接设备(锡炉)的各种 工艺参数的设定。

M

A

I

C

为保证PCBA的品质和生产效率，我们必须对波峰焊接的工艺 做全面的了解和研究，寻求最适合产品的生产工艺参数，并 且对各参数制订要有详细的科学根据，对各个重要工艺参数 要有容易且有效的管制方法。3

D波峰焊原理简介

M

A

I

C

波峰焊工艺流程：装板 助焊剂喷涂 预热 焊接 冷却 M线后段 线后段 4

D流程定义 波峰制程定义卡--copis

M

A

I

C

Dip方向

流程定义卡流程名称开始步骤 C(客户) M线后段 O(输出) 焊接OK之PCBA 助焊剂喷涂 P(流程) 波峰焊接

Wave Solder结束步骤 P(流程) 波峰焊接 I(输入) 待焊接PCB 冷却 S(供应) M线前段

我们选定wave soldering作为研究对象，下一步，我们将对 作为研究对象， 我们选定 作为研究对象 下一步，我们将对wave soldering process进行关键质量特性(CTQ)展开。 进行关键质量特性( 进行关键质量特性 )展开。5

D关键质量特性 关键质量特性树—CTQ TreeCritical to Quality (Y) 焊 降 生产效率提升

M

A

I

C

衡量指标 焊 焊

M线

优 焊 质

减少检验维 修动作， 修动作，提 高生产效率 提高品质 降低不良

最优的工艺参数 稳定的生产设备

锡 锡

客户 客户

求

核心要求事项

Critical to Process

通过顾客

求分析及品质，生产效率要求, 导出 CTQ/CTP, 确定衡量指标。

D目标测量标准不良定义 主要原因

M

A

I

C

不良单位

短路不良率

焊锡在毗邻的不同线路或元件间形成桥联。

PPM

包焊不良率

下板零件引脚被焊锡完全覆盖，目视无法看到零件引脚。

PPM

未焊不良率

元件或焊盘无焊锡润湿，铜箔裸露在外。

PPM

锡尖不良率

焊点有拉尖焊锡或者毛刺，拉尖焊锡长度或毛刺违反最大 组装要求或最小电气间隙。

PPM

锡洞不良率

于焊点外表上产生肉眼清晰课件之贯穿孔洞。

PPM 7

D

M

A

I

C

相关测量指标由专业人员进行目检，对检验人员做量测分析，对检验人做 相关测量指标由专业人员进行目检，对检验人员做量测分析，对检验人做3 次重复检验，每次样本35个 并记录相关结果，运用minitab进行量测分析。 进行量测分析。 次重复检验，每次样本 个，并记录相关结果，运用 进

行量测分析

测量内容： 测量内容：焊接不良识别样本数量]: ★[样本数量 ：每组 个，共计三组； 样本数量 每组35个 共计三组； 测量者]: 工程师(波峰焊工程课) ★[测量者 ： IE工程师(波峰焊工程课) 测量者 工程师 测量方法]: 设计不同异常， 不良PCB进行检验，分别检验 次。 进行检验， ★[测量方法 ：组装后的 测量方法 组装后的PCB设计不同异常，工程师对 设计不同异常 工程师对35Pcs不良 不良 进行检验 分别检验3次 以验证测量系统是否可以信赖。 以验证测量系统是否可以信赖。 8检验数据记录表

D评估一致性研 究 日期 : 报 表 人: 产 品 名称 : 其他: May.-15-19 李嘉梁 Power Board

M

A

I

C

检验员自身95.0% 置信区间 百分比 95 95

检验员与标准9 5 . 0 % 置 信区 间 百分比

90 百分比 百分比

90

85

85

80

80

LJL 检验员

LJL 检验员

测量 的属性一致性分析 检验员自身 评估一致性

检验员 检验数 相符数 百分比 ljl 35 32 91.43 # 相符数: 检验员在多个试验之间，自身标准一致。 每个检验员与标准 评估一致性 检验员 检验数 相符数 百分比 ljl 35 32 91.43 # 相符数: 检验员在多次试验中的评估与已知标准一致。

95% 置信区间 (76.94, 98.20)

结论检验员自身及检验员与标准 的一致性均超过90%,具有 的一致性均超过 ， 很高的一致性！ 很高的一致性！说明测量系 可以信赖. 统可以信赖 9

95% 置信区间 (76.94, 98.20)

DMinitab 量测分析—测试仪器分析

M

A

I

C

对实验中使用到得测试仪器—DS-03,送交仪校部门进行校正，结果:仪器示 ，送交仪校部门进行校正，结果 仪器示 对实验中使用到得测试仪器 值误差在1.0%内，具有很高的精准度，足以保证试验的可靠性！ 值误差在 内 具有很高的精准度，足以保证试验的可靠性！

Minitab 量测分析—锡炉设备针对现用锡炉，其制程能力是否满足我们的生产要求，对其作 分析： 针对现用锡炉，其制程能力是否满足我们的生产要求，对其作CP,CPK分析： 分析我们连续对其取100组样本数据，数据记录及分析结果详见附件： 组样本数据，数据记录及分析结果详见附件： 我们连续对其取 组样本数据 锡炉CP,CPK分析 分析 锡炉M6线Cpk

各项指标CPK值最低均在 以上，设备稳定，完全满足制程要求及实验要求 值最低均在1.1以上 设备稳定， 各项指标 值最低均在 以上，10

D分析过程

M

A

I

C

对 wave soldering process 进行全面展开，做流程图，下一 进行全面展开，做流程图， 步分析 插件 喷雾 预热Wave soldering process

热补偿

产出

制冷

波2

波1

详细流程分析请见附件： 详细流程分析请见附件：wave soldering process chart

wave soldering process

chart11

DInput助焊剂类型 隔离风刀压力 喷雾气压 助焊剂流量 雾化大小 喷雾速度 喷雾宽度 喷雾提前 喷雾延迟 针阀气压

M类型C U U X X

A

I输出

C

TypeC C C C U C C C C C X X X

Output&defect助焊剂类型

输入预热方式 预热温度 补偿温度

助焊剂 喷涂

助焊剂残留 贯穿孔上锡 焊接品质异常

锡洞、未焊

预热

焊接温度 喷口高度 氮气流量 吃锡时间 波峰高度 液面类型

C C C C C U

X 焊接品质异常 X

焊接

锡渣量 液面类型

X

运输速度 轨道角度

C C X

运输

包焊 焊接品质异常 冷却斜率 C

冷却

焊点合金强度 误判率

D分析过程

M

A

I

C

根据做出的process chart ,对其做因果矩阵，找出前几大 对其做因果矩阵， 根据做出的 对其做因果矩阵 要因作为后续FMEA对象。 对象。 要因作为后续 对象因果矩阵分析请见附件： 因果矩阵分析请见附件： 因果矩阵分析要因矩阵表

对上述的因果矩阵，选出评分值最高的前 项目 做初步FMEA 项目， 对上述的因果矩阵，选出评分值最高的前7项目，做初步 分析要因FMEA分析请见附件： 分析请见附件： 要因 分析请见附件 要因FMEA分析 要因 分析要因FMEA分析

D分析过程

M

A

I

C

针对前面完成的要因FMEA分析，对每个失效模式做Corrective 分析，对每个失效模式做 针对前面完成的要因 分析 Action,并重新做 评估， ,并重新做RPN评估，结果如附件： 评估 结果如附件：FEMA第二次

针对那些RPN值居高不下，无法做有效改善的因子，评估对他们做DOE 值居高不下，无法做有效改善的因子，评估对他们做 针对那些 值居高不下 研究，期望通过DOE验证，得出相关显著影响因子，然后对显著因子进 验证， 研究，期望通过 验证 得出相关显著影响因子， 行深入研究，运用优化器对这些因子进行优化。 行深入研究，运用优化器对这些因子进行优化。

DDOE试验设计

M

A

I

C

试验因子选定：通过FMEA分析，我们选定以下 因子作为试验因子： 分析， 因子作为试验因子： 试验因子选定：通过 分析 我们选定以下5因子作为试验因子波峰焊DOE试验因子 序号1 2 3 4 5

因子焊接温度 吃锡时间 仰角 预热温度 助焊剂流量

单位℃ S 度 ℃ ml/min

高水准230 4.5 7 65 15

低水准270 2 3 150 65

对于各因子水准确定，依此前 客户建议 拉大因子水准， 客户建议， 对于各因子水准确定，依此前HP客户建议，拉大因子水准，取各参数的最大值和 最小值，本实验目的是找出显著因子，做深入分析。 最小值，本实验目的是找出显著因子，做深入分析。DOE试验控制因子 试验控制因子

因子助焊剂类型 隔离风刀压力 喷雾气压 焊锡种类 喷雾速度

记录TF328 0.03MP

a 0.30MPa 低银焊锡 400mm/min

因子喷雾提前 喷雾延迟 针阀气压 预热方式 波1喷口高度

记录5mm -5mm 0.25MPa 热风循环 8mm

因子波1类型 氮气流量 喷口类型 波2喷口高度 制冷温度

记录3排孔 20nm3/hr 平面波 9mm 8度 15

DDOE试验设计

M

A

I

C

运用minitab软件，对本实验进行 因子 水准的部分因子试 软件， 因子2水准的部分因子试 试验设计：运用 软件 对本实验进行5因子 验运行，运行结果入下及实验结果记录如下： 验运行，运行结果入下及实验结果记录如下：标准序 6 2 5 13 9 1 4 16 3 14 15 11 8 10 12 7 运行序 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 焊接温度 吃锡时间 (℃) (s) 270 2 270 2 230 2 230 2 230 2 230 2 270 4.5 270 4.5 230 4.5 270 2 230 4.5 230 4.5 270 4.5 270 2 270 4.5 230 4.5 仰角 (°) 7 3 7 7 3 3 3 7 3 7 7 3 7 3 3 7 预热温度 助焊剂流量 不良数据 (℃) (ml/min) Y2 65 65 6 65 15 43 65 15 54 150 65 63 150 15 104 65 65 43 65 65 26 150 65 58 65 15 32 150 15 159 150 15 134 150 65 22 65 15 38 150 65 44 150 15 116 65 65 26

D试验分析效应的 Pareto 图(响应为 焊接不良率，Alpha = 23.14D E DE CD C AD CE

M

A

I

C

.05)因子 A B C D E 名称 焊接温度 焊接时间 轨道仰角 预热温度 助焊剂流量

项

B AE AC AB BE BD A BC

显著 因子

0

10

20

30 效应

40

50

60

Lenth 的 PSE = 9

此次的DOE实验中，预热温度、助焊剂流量及其两者的交互作用为显著因子。 实验中，预热温度、助焊剂流量及其两者的交互作用为显著因子。 此次的 实验中

D试验分析效应的正态图(响应为 焊接不良率，Alpha =99

M

A

I

C

.05)效应类型 不显著 显著因子 A B C D E 名称 焊接温度 焊接时间 轨道仰角 预热温度 助焊剂流量

95 90 80

D

百分比

70 60 50 40 30 20 10 5

DE E

1

-50 Lenth 的 PSE = 9

-25

0 效应

25

50

D试验分析y 2 残差图正态概率图99 90 百分比 残差 50 10 1 -10 -5 0 残差 5 10 8 4 0 -4 -8 0 40

M

A

I

C

与拟合值

80 拟合值

120

160

直方图4 3 频率 残差 2 1 0 -8 -6 -4 -2 0 残差 2 4 6 8 4 0 -4 -8 1 2 3 4 5 6

与顺序

7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 观测值顺序

D试验分析焊接不良率 主效应图数据平均值90 75 60 45 焊接温度 焊接时间

M

A

I

C

轨道仰角

平均值

30 230 90 75 60 45 30 65 150 15 65 预热温度 270 2.0 助焊剂流量 4.5 4 7

D试验分析焊接不良率 交互作用图数据平均值2.0 4.5 4 7 65 150 15

M

A

I

C

65 120

焊接温度

80 40 120 焊接时间 80 40 120 轨道仰角 80 40 120 预热温度 80 40

焊接 温度 230 270 焊接 时间 2.0 4.5 轨道 仰角 4 7 预热 温度 65 150

助焊剂流量

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/iam4.html