【正文】 ainin Practices 傻靈九趟實(shí)驗(yàn)教習(xí) ＜問題緣起＞＜產(chǎn)品＞「高技」電訊公司生產(chǎn)EXO5500數(shù)字I/O印刷電路鈑，每排五片，每片1,000焊點(diǎn)。＜制程＞ 波焊作業(yè) (Wave soldering Process)。＜暇疵＞ 焊點(diǎn)疵率2,970 ppm。＜損失＞ 每月25萬元(含檢修、廢棄、修補(bǔ)、再測(cè)、制壞、回修等)。 ＜疵象＞ 橋焊80%；空焊14%；瘡焊、貧焊…等6%。＜期間＞ 持續(xù)14個(gè)月。＜措施＞ 傳統(tǒng)做法：現(xiàn)場(chǎng)苦干、擦拭保養(yǎng)、腦力激蕩、魚骨圖…。第一趟 時(shí)空輪 (Multivari Study)第二趟 緣林溪 (Paired Comparison)第三趟 探桃源 (Process Comparison)第四趟 辟巖石 (Variables Search)第五趟 造阡陌 (B vs. C Validation)第六趟 筑東籬 (Optimization thru Fact)第七趟 立亭園 (Optimization thru Scatter)第八趟 采秋菊 (Positrol)第九趟 望南山 (Process Certificate)陳文魁 教授第一趟 ：時(shí)空輪 (Multivari Study)壹號(hào)實(shí)驗(yàn)(全位初探) 在9AM、11AM及 2PM各進(jìn)行三組(每組五鈑)機(jī)鈑的實(shí)驗(yàn)，以探索下述三大類要因：(1)機(jī)鈑、(2)時(shí)段、(3)鈑位。 20 18 16 17 15 13 15 14 12 時(shí)段 1 2 3 1 2 3 1 2 3 58 56 12 8 10 機(jī)鈑 A B C D E 62 58 14 6 鈑位 最左 中左 中右 最右 108 22 10 焊象 橋焊 空焊 它焊＜綜合判斷＞因?yàn)殍惚嚷?,111ppm與往日紀(jì)錄相近，所以數(shù)據(jù)可信。庛率 = 【1A圖意】(1) 三個(gè)時(shí)段沒明顯差異(9AM 的53點(diǎn)最高、11AM的40點(diǎn)最低)。(2) 連續(xù)三套鈑組之間沒明顯差異，同組內(nèi)各鈑之間情形也相同(9AM 鈑間差異為最大，亦不過才有2015 = 5點(diǎn)的差異)。【1B圖意】鈑組內(nèi)不同位置的機(jī)鈑之間有明顯差異。外側(cè)A和E兩鈑最多各達(dá)56及54，而中間B、C和D三鈑各只有 18及10個(gè)庛點(diǎn)?！?C圖意】各塊機(jī)鈑上四條象區(qū)之間有明顯差異。外側(cè)兩象區(qū)的庛點(diǎn)最多，各高達(dá)58及62；但是中間兩象區(qū)卻各僅有14點(diǎn)及6點(diǎn)。【1D圖意】庛象中以橋焊居最多高達(dá)達(dá)108點(diǎn)，空焊其次22點(diǎn)，及其它有10點(diǎn)。此項(xiàng)結(jié)果與往日紀(jì)錄相近?！锯k疹圖】將出現(xiàn)瑕疵的孔位在鈑圖上用色筆加以標(biāo)記，制作成乙張淋疹圖，可供必要時(shí)的解析之用?！緯r(shí)空輪結(jié)論】(1) 從1B圖獲知：各組內(nèi)其外側(cè)兩鈑的瑕疵點(diǎn)數(shù)較中間三鈑高出四倍以上。因此，我們宜研究比對(duì)「良鈑」與「劣鈑」。(2) 從1C圖獲知：「外側(cè)象區(qū)的庛點(diǎn)較中間象區(qū)高出五倍之多?！惯M(jìn)一步端詳鈑疹圖后獲知：「橋焊多出現(xiàn)右側(cè)鈑末，而空焊則多出現(xiàn)在左側(cè)鈑末部位的IC柵腳上?！挂虼?，波焊機(jī)臺(tái)是品質(zhì)變異的主要源頭。(3) 從鈑疹圖的分析獲知：「機(jī)鈑上有兩處洞孔最易發(fā)生空焊。」因此，我們宜進(jìn)行「良孔」與「劣孔」的比對(duì)研究。第二趟 ：緣林溪 (Paired Comparison) 貳甲實(shí)驗(yàn)(鈑心比對(duì)) 從壹號(hào)實(shí)驗(yàn)的九組數(shù)據(jù)中，取出四組來比對(duì)中間「良鈑」與外側(cè)「劣鈑」的差別，其中左、右的鈑心對(duì)組心的偏離數(shù)據(jù)詳如【表一】。【表一】外側(cè)機(jī)鈑與中間機(jī)鈑比較組別鈑 別左 鈑右 鈑一中間機(jī)鈑外側(cè)機(jī)鈑“”“”二中間機(jī)鈑外側(cè)機(jī)鈑““ “”三中間機(jī)鈑外側(cè)機(jī)鈑““””四中間機(jī)鈑外側(cè)機(jī)鈑““””※ 以C鈑鈑心作為組心【比對(duì)結(jié)論】從表一的比對(duì)結(jié)果，可看出中間三鈑與外側(cè)兩鈑之心線反復(fù)出現(xiàn)偏離?！?，’’’’?！颈葘?duì)對(duì)策】過量的心偏表示整組機(jī)鈑的夾具不太適當(dāng)，而且預(yù)熱區(qū)溫度過高。因此，我們宜修緊夾具，并且將預(yù)熱溫度略降2℃，以維適度供溫。 貳乙實(shí)驗(yàn)(孔位比對(duì)) 找出取四塊機(jī)鈑，在特定兩孔位都有發(fā)生空焊。經(jīng)比對(duì)這二「劣孔」與其鄰近的幾處「良孔」后，我們并未發(fā)現(xiàn)孔位周緣的鈑鍍，或其上的IC腳錫有特別的差異?？墒牵僮屑?xì)端詳后，我們發(fā)現(xiàn)空焊處的鈑孔其口徑比其它良孔的口徑要大一些，：：?！颈葘?duì)結(jié)論】機(jī)鈑上有兩孔的口徑過粗，以致容易發(fā)生空焊。因此，我們應(yīng)設(shè)法提高鉆孔的精度品質(zhì)?！緦?duì)策措施】引入較精密的鉆孔設(shè)備，而且在生產(chǎn)線上改用加緊的孔徑規(guī)格。第三趟：探桃源 (Process Comparison)參號(hào)實(shí)驗(yàn)(制程較量) 丙制程乙制程現(xiàn)用治具現(xiàn)用預(yù)熱具現(xiàn)用鉆孔機(jī)新用治具新用預(yù)熱具(降溫2℃)空焊孔位鉆穿小孔 以丙制程三組及乙制程三組隨機(jī)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并按疵點(diǎn)之多寡整理成果，評(píng)如【表二】。 【較量結(jié)論】從【表二】獲知(95%以上信心或5 %以下風(fēng)險(xiǎn)。)：「乙制程遠(yuǎn)強(qiáng)過丙制程」。不過，由于僅有少量實(shí)驗(yàn)結(jié)果，此時(shí)的庛率意義不大。乙制程庛率 = 【表二】制程較量鈑 組瑕庛點(diǎn)數(shù)乙二乙三乙一532丙三丙一丙二121613第四趟：辟巖石 (Variables Search)肆號(hào)實(shí)驗(yàn)(蛛絲) 按壹號(hào)實(shí)驗(yàn)的第二條結(jié)論，波焊機(jī)臺(tái)是瑕庛問題的主要根源。經(jīng)過幾位工程師的幾番腦力激蕩后，他們開列了乙份制程參數(shù)清單，并按認(rèn)定的重要程度由高至低編制成【表三】，表中的高水平與低水準(zhǔn)各代表他們認(rèn)定的「好水準(zhǔn)」與「壞水準(zhǔn)」(現(xiàn)用水準(zhǔn))?！颈砣恐虢z實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)碼 別制 程 參 數(shù)高水平低水準(zhǔn)ABCDRFGH氣刀壓力psi預(yù)熱具供溫助焊劑密度gm/.輸送帶速度ft/min輸送帶坡度 (0)錫爐溫度℉焊錫時(shí)間 sec助焊劑沫高度14溫相一4748010溫相二65450＜第一階段覓繭＞ 在波焊機(jī)臺(tái)，以全高水平十組和全低水準(zhǔn)十組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如此反復(fù)三回。然后，按庛點(diǎn)的多寡計(jì)算統(tǒng)計(jì)量D、d和管制界限，將實(shí)驗(yàn)成果編制成【表四】?！颈硭摹繖C(jī)臺(tái)參數(shù)的庛點(diǎn) 回 數(shù)全高水平全低水準(zhǔn)總組數(shù)一44220二54620三25120中位446全距39中位全距 D46 4 = 42全距平均 d(3 + 9) / 2 = 6* 管制界限： 中位 + *d/d2全低管制界限 46 + * d / = 全高管制界限 4 + * d / = 【覓繭結(jié)論】(1) 在三回實(shí)驗(yàn)中，全高水平都勝過全低水準(zhǔn)。(2) 由于D:d = 42::1，所以全高水平的確優(yōu)于全低水準(zhǔn)。(3) 因此，我們抽絲剝繭成功，找到了幾項(xiàng)紅因。意即，表三的確是將真正的制程大因包括進(jìn)來了?，F(xiàn)在，可以進(jìn)入第二階段了。＜第二階段抽絲＞ 讓符號(hào)「+」和「」各代表參數(shù)的高水平及低水準(zhǔn)，而「R+」 與「R」 則各代表其它變量都設(shè)定在高水平及低水準(zhǔn)。按第一欄的方式，將每套水準(zhǔn)都實(shí)驗(yàn)十組，并將實(shí)驗(yàn)成果及其判解，編制成【表五】?！境榻z結(jié)論】(1) 制程參數(shù)A、B、F、G與H都不是要因，并且彼此之間的失效也不重要。因此，我們宜將它們從參數(shù)清單中剔除。(2) 參數(shù)C、D和E都是強(qiáng)因，而且它們之間的交效也有重大影響。因此，我們宜進(jìn)一步將這些效果進(jìn)一步予以量化?！颈砦濉砍榻z實(shí)驗(yàn)的庛點(diǎn) 變量水準(zhǔn)庛點(diǎn)中位管制界限判 解AR+134~A是綠因A+R3846~BR+124~B是綠因B+R3946~CR+324~C是紅因C+R1546~DR+204~D是紅因D+R2146~ER+254~E是紅因E+R2246~FR+104~F是綠因F+R4046~GR+94~G是綠因G+R4246~HR+84~H是綠因H+R3846~＜第三階段剝繭＞ 將C、D和E編成「強(qiáng)因族Q」，將其它參數(shù)A、B、F、G和H編成「弱因族R」，再按QR+及Q+R的水準(zhǔn)方式各進(jìn)行十組實(shí)驗(yàn)，并將成果編成【表六】?！颈砹看_保成果變量水準(zhǔn)庛點(diǎn)中位管制界限判 解QR+43 46~R是弱因族Q+R74~本階段完成 【剝繭結(jié)論】參數(shù)C、D和E可以聯(lián)合達(dá)成第一階段的成果。另外，我們宜進(jìn)一步將以上各要因的主效及其之間的交效加以量化。 ＜第四階段分繭＞【表七】全式23要因?qū)嶒?yàn)CC+DE 42 38 42 46 39 38 中位42 51 40 4315 E+2220E2125D+E+32 4 13 9 5 12 8 中位42 2 10 7 為對(duì)強(qiáng)因C、D和E的效果加以分解，我們按【表七】的全式23要因?qū)嶒?yàn) (23 full factorial) 的格式，并將實(shí)驗(yàn)成果填入各個(gè)空格。我們將【表七】各格內(nèi)的中位數(shù)，填入【表八】進(jìn)行變異分析的計(jì)算?！颈戆恕孔儺惙治龉ぷ鞯赘錍DECDCEDECDE庛點(diǎn)+++++++8+++32+++25+++21+++20+++22+++15+++42效果49132193953 23—三因全式實(shí)驗(yàn)ANOVA表變異來源自由度SVFOPF10%F5%F1%C1D1E1CD1CE1DE1高階1組內(nèi)16合并17總合23【分繭結(jié)論】(1) 分解后以三階交效CDE達(dá)53點(diǎn)為最高，C的49點(diǎn)排名第二，E是第三。(2) 所有的二階交效CD、CE和DE都可忽略不計(jì)。(3) 于制程我們宜將助焊劑密度，輸送帶速度和輸送帶坡度等，都設(shè)定在高水平。此時(shí)的庛率只剩下80~140ppm，較原有的3,111ppm，業(yè)已改善了20倍以上。第五趟：造阡陌 (B vs. C Validation)伍號(hào)實(shí)驗(yàn)(驗(yàn)收成果)丙制程乙制程稍緊治具降溫2℃預(yù)熱器鉆穿小徑孔輸送帶速度4ft/min輸送帶坡度7176。其它同壹號(hào)實(shí)驗(yàn)其它同丙制程雖然肆號(hào)實(shí)驗(yàn)水準(zhǔn)可以確保的成果相當(dāng)輝煌，我們還是于十天后再對(duì)最佳水準(zhǔn)進(jìn)行確認(rèn)實(shí)驗(yàn)，以厘清是否有其它難控的因素危及上述的改善成果。隨機(jī)式的于