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我對(duì)國(guó)外 SMT貼片加工廠家的多年,發(fā)現(xiàn)在 SMT加工 應(yīng)用上,他們有多項(xiàng)工作做得不足夠,其中一 項(xiàng)是制造過(guò)程的管理工作。早前,[電子工業(yè)]的主編和我談到我以往系列文間提及的制程 管理應(yīng)用概念,相信國(guó)內(nèi)廠家也會(huì)用得著。因而我特寫本篇來(lái)談?wù)勥@方面的概念。
制程管理模式,譯自英文中的 Process Management 一詞。由于我們把焦點(diǎn)放在 SMT 的制造技術(shù)上所以我把 Process 譯成(即制造過(guò)程)。其實(shí) Process Manage-ment 所涵蓋的范 圍更廣。本廣只就 SMT 制造有關(guān)的范圍加以探討。
從 THT 到 SMT 的管理模式需求變化 制程管理,并不是專為 SMT 而同設(shè)的。但要較成功的應(yīng)用 SMT 這門技術(shù),正確的推 行有必要的。制程管理雖不是門新的管理技術(shù),但它得人們認(rèn)識(shí)、重視、有效應(yīng)用并比 SMT 這門技術(shù)來(lái)早。也正為這原因,許多由 THT(插件技術(shù))提升 SMT 的廠家并沒(méi)有意識(shí) 到在管理上需要做改革的工作。在 THT 制造環(huán)境下,忽略制程管理并不會(huì)為制造商帶來(lái)太 大的問(wèn)題;但對(duì)於 SMT 制造工作而言,尤其是進(jìn)入微間距和采用現(xiàn)今 BGA 和倒裝片(FlipChip)之類技術(shù)的情況下,制程管理是不可或缺的管理工具。
制程管理為何對(duì) SMT 應(yīng)用那么重要?回答這問(wèn)題,們得了解 THT 和 SMT 之間存在許 多不同的地方,尤以下下旬 幾項(xiàng)最為顯著:
1、微型化-SMT 發(fā)展的動(dòng)力,主要是突破舊有組裝技術(shù)對(duì)產(chǎn)品微型化的限制。由于 THT 本身的技術(shù)局限,不斷提升微型化的程度。
2、質(zhì)量因素-THT 和 SMT 兩者的組裝技術(shù)不大相同,影響質(zhì)量的因素也大分別。雖 然在許多方面,SMT 組裝質(zhì)量已證實(shí)比 THT 更及更可靠,但 SMT 保證中工作比 THT 較 為復(fù)雜。
3、自動(dòng)化-SMT 的發(fā)明變帶來(lái)了高度的自動(dòng)化,此亦是 SMT 生產(chǎn)效率比 THT 更高的 原因。
以上三點(diǎn)所帶出的信息是:SMT 成品檢查不易進(jìn)行;成品壽命或可靠性的變化幅度大; 制程工藝對(duì)成品的質(zhì)量影響日益深刻;返修成本和代價(jià)高;即時(shí)診斷和改正生產(chǎn)誤差的重要 性提高等等。而這些對(duì)制造商不利的因素正是需要制造管理來(lái)解決。
在 THT 制造管理的環(huán)境下,人們并不注重制程功能(Process Capability)、制程整合 (Process Integration)等的應(yīng)用和管理。一般做法是在試產(chǎn)時(shí)把設(shè)備調(diào)校到配合絕大部分的組 裝工作,當(dāng)達(dá)到相當(dāng)?shù)暮细衤屎缶徒尤胝缴a(chǎn)。及后,在生產(chǎn)線上設(shè)立了因定的檢查 站,把發(fā)現(xiàn)的不良品抽出返修 。
本文為了方便解說(shuō),把以往這種簡(jiǎn)單的制造-檢查-返修或 淘汰的-貫做法稱為‘制造管理’,有以區(qū)別本文提倡的’制程管理’,用以區(qū)別本文提倡的‘制 程管理’?!圃旃芾怼⒅胤乐共涣籍a(chǎn)品離廠,而‘制程管理’則把重點(diǎn)放在把制造方法加以 合理化和優(yōu)化(防止 不良產(chǎn)品出現(xiàn)是隨這方法自然而來(lái)的)。‘制造管理’,在 SMT 生產(chǎn)中有 以下幾點(diǎn)不理想的地方:
1.不能照顧到成品壽命保證的問(wèn)題;
2.生產(chǎn)效率難以達(dá)到最優(yōu)化的狀態(tài),成本遂難以降低廉;
3.生產(chǎn)穩(wěn)定性較差;
4.難以進(jìn)行長(zhǎng)期的改進(jìn);
5.由於組裝基本變更和微型化,即使是同樣的工作在 SMT 應(yīng)用上也不易進(jìn)行。
在市場(chǎng)對(duì)質(zhì)量要求日益增高,對(duì)產(chǎn)品價(jià)格要求低,以及同行競(jìng)爭(zhēng)日益增高,對(duì)產(chǎn)品價(jià) 格要求低,以及同行競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的今天,如果廠商對(duì)上述問(wèn)題仍坐視不理,繼續(xù)沿習(xí) THT 一貫的做法,不對(duì)生產(chǎn)管理加以改革,實(shí)在不是明智之舉。
制程管理對(duì) SMT 應(yīng)用的幫助
制程管理方法如何避免或減低制造管理中如上述提到的那些問(wèn)題呢?
首先制程管理在觀念上有徹底而重要的改變、那就是不提倡檢查,更不容忍錯(cuò)誤發(fā) 生。以往,制造管理相當(dāng)大量的檢查工序、檢查活動(dòng),不論對(duì)成品的質(zhì)量,或?qū)ιa(chǎn)的效 率都有不良的影響。我們不難發(fā)現(xiàn)在許多工廠中,除非成品的不良率很高,否則一般如只 有幾個(gè)百份比的,在交貨的壓力下,都因檢查-返修工作能應(yīng)付而不加以追究。其實(shí)這方面 的浪費(fèi),詳細(xì)的計(jì)算也是相當(dāng)可觀的,在成本上一般絕非可以忽略的;而在質(zhì)量學(xué)的觀念 上,任何返修工作都可能給成品質(zhì)量添加了不穩(wěn)定的因素。
但這可能還是其次,對(duì) SMT 成品壽命或可靠進(jìn)行研究都會(huì)了解到,成品壽命和可靠 性是不能從一般的生產(chǎn)檢查中得到任何住處,加以分析就能獲得。視程度而定,不良品的 出現(xiàn),很有可能是產(chǎn)能或制程能力(Process Capability)不足的一種表現(xiàn)。如果生產(chǎn)線的制程 界限(Process Window)不能配合成品的設(shè)計(jì)要求,頭號(hào)題就不是只出現(xiàn)不良品和浪費(fèi)資源那 么簡(jiǎn)單了。在不良(或不夠好)的制程下生產(chǎn)的成品,具有壽命代名詞危險(xiǎn)性,但不是所有 的缺陷都能在生產(chǎn)線上的檢查工序中被發(fā)現(xiàn)的。這就解釋了一些成品在用戶使用不久后便 失效的原因。我想大家都能想象這類情況對(duì)公司或品牌的影響,這才是真正的危機(jī)所在。 雖然目前仍沒(méi)有十全十美的壽命保證生產(chǎn)方法,但制程管理在這方面的處理,通過(guò)其設(shè) 計(jì)、調(diào)制、監(jiān)控、改進(jìn)四大步驟,在效益上較制造管理方法大大的提高了。
由于較缺乏制程管理中的調(diào)制管理以及靈活而深入的監(jiān)控 工作、制造管理下的生產(chǎn)能 力的穩(wěn)定性一般都較差。而這也是對(duì)優(yōu)化和改進(jìn)發(fā)展的一大事故,和在好些方面都處于難 以突破的局面。制程管理中對(duì)制程能力的制定和應(yīng)用有較嚴(yán)格的管制,而穩(wěn)定性是制定制 程必須考慮到的因素,并且是首要的工作之一。對(duì)生產(chǎn)能力有了實(shí)在的了解和穩(wěn)定的控制 后,改進(jìn)和優(yōu)化工作才能接著進(jìn)行。
在了解制程管理和制程管理的過(guò)程中,也帶來(lái)了設(shè)備的配置、改進(jìn)設(shè)計(jì)的學(xué)問(wèn)和全面 改進(jìn)的好處。由于制程管理中重要的一節(jié)是制程整合(Process Inetegration),而在處理制程整 合的工作中必須對(duì)設(shè)備技術(shù)和產(chǎn)品的生產(chǎn)設(shè)計(jì)有很好的了解和配合,這就要求技術(shù)人員在 這些方面進(jìn)行學(xué)習(xí)、研究、了解和應(yīng)用。而此做法也正好迎合 SMT 對(duì)技術(shù)整合的依賴 性。也只有通過(guò)對(duì)這些全面的學(xué)習(xí)應(yīng)用,才能達(dá)到長(zhǎng)期的改進(jìn),才能作出最優(yōu)化、最低成 本的生產(chǎn)作業(yè)。
另一個(gè)制造管理日益難以應(yīng)付的問(wèn)題是 SMTR 快速微型化。微間距 IC、0402 和 0201 矩形件、微型 BGA、Flip-Chip 等的出現(xiàn)已對(duì)檢查工作造成不便,甚至帶來(lái)了不實(shí)用的壓 力。但如果我們?cè)谶@問(wèn)題上作根本的考慮,問(wèn)題其實(shí)也不怎么存在。檢查作業(yè)是項(xiàng)沒(méi)有附 加價(jià)值的工作,為會(huì)么我們?cè)谏a(chǎn)過(guò)程中需要檢查?這便是因?yàn)樯a(chǎn)能力 穩(wěn)定性不足面不 能有足夠信心確保成品質(zhì)量的。其實(shí)如上面所提到的,檢查作業(yè)并不能最有效的確保壽命 和質(zhì)量(甚至誤導(dǎo)而使我們相信成品具備足夠的壽命)。既然檢查作業(yè)是花費(fèi)而又不完整的 工作,那是否有更好的做法呢?制程管理就是個(gè)可能的代替方法。在成熟的技術(shù)上、良好的 制程管是有可能廢除某些檢查作業(yè)的。雖然我們知道不會(huì)有十全十美,但如果通過(guò)制程管
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理而在某一工序上能達(dá)到制程能力摜標(biāo)(Process Capability)為 2 以上時(shí),你是否還需要檢查 作業(yè)?我們一直沿用的檢查作業(yè),很多時(shí)候是因?yàn)闆](méi)有學(xué)習(xí)和使用制程管理法,而不是毫無(wú) 選擇的做法。
制程管理,是一門先質(zhì)后量的管理。在未能保證品質(zhì)的情況下提高產(chǎn)量,只會(huì)造成浪 費(fèi)和損失(材料、時(shí)間、設(shè)備使用、能源的浪費(fèi)和公司名譽(yù)上的損失)。
乍看之下,采用制 程管理似乎會(huì)帶來(lái)生產(chǎn)投入較慢、交貨期較不理想的問(wèn)題。其實(shí)這情況只有在學(xué)習(xí)的階段 會(huì)出現(xiàn)。一個(gè)成熟的制程管理系統(tǒng),在生產(chǎn)接入的時(shí)間上是能很快速的。而當(dāng)投入生產(chǎn) 后,其在免除浪費(fèi)上所回收的利益,卻是制造管理所望塵莫及。所以真正的制程管理是項(xiàng) 質(zhì)、量兼收,穩(wěn)定優(yōu)化的管理方式。
什么是制程管理 制程管理,好些工廠把它當(dāng)作只是工序的制定和執(zhí)行。此所以許多工廠管理都以為本 身有采用這方面的管理;其實(shí)真正有用的市 程管理遠(yuǎn)較此復(fù)雜。
它包括了四大主要部分: 制程設(shè)計(jì)、制程調(diào)制設(shè)定、制程監(jiān)控、制程改進(jìn)。
其中制程監(jiān)控又可細(xì)分為監(jiān)督和控制兩 部分。以上這些都必須完整的包含在整個(gè)制程管理的活動(dòng)中,缺乏任何一項(xiàng)都不能算是推 行制程管理。此外,制程管理并不是獨(dú)立運(yùn)作的一門管理技術(shù)。它也必須配合產(chǎn)品設(shè)計(jì)、 設(shè)備技術(shù)和質(zhì)量水平要求來(lái)進(jìn)行。
讓我們來(lái)看看它們之間的關(guān)系。制程設(shè)計(jì),這里所指的 不只是制造過(guò)程的工序(如錫膏印刷),還包括工序中所需的工藝參數(shù)(如刮刀壓力、速度、 模板分離參數(shù)、印刷間隔等等)的訂立。
這工作在新的管理應(yīng)用中是和產(chǎn)品設(shè)計(jì)同步進(jìn)行 的、通過(guò)使用并行工程(Concurrent Engineering)概念和做法來(lái)實(shí)現(xiàn)。制程設(shè)計(jì)受限于現(xiàn)有設(shè) 備的特性、功能以及廠內(nèi)對(duì)品質(zhì)的要求,所以必須制定設(shè)備在這方面的極限值,而后加以 配合來(lái)設(shè)計(jì)。
如果一家工廠擁有好些不同檔次的設(shè)備,則管理上須犧牲某些較好的制程能 力,或采用較復(fù)雜的生產(chǎn)管理安排。制程設(shè)計(jì)是整個(gè)制程管理中至關(guān)重要而相當(dāng)復(fù)雜 的一 步。要求技術(shù)人員對(duì)工藝、設(shè)備、設(shè)計(jì)有很好的認(rèn)識(shí),以及部門間良好的溝通。由于制程 設(shè)計(jì)受限于設(shè)備,對(duì)初次使用 SMT 的用戶來(lái)說(shuō)在處理上就有和現(xiàn)有 SMT 設(shè)備的用戶不同 的地方。這點(diǎn)讀者須留意。
制程調(diào)制設(shè)定,是如何將制程設(shè)計(jì)的結(jié)果應(yīng)用在生產(chǎn)線上的工作。這要求技術(shù)人員對(duì) 設(shè)備的特性、功能以及如何操作有很好的了解。設(shè)計(jì)未必能一次完整無(wú)缺的把所有制程參 數(shù)都定得最優(yōu)最完善,這階段工作也具微調(diào)改正的責(zé)任。同時(shí),這階段工作也對(duì)調(diào)制后的 制程能力做計(jì)量,并初步檢討制程設(shè)計(jì)時(shí)定下的監(jiān)控方法。以作為全面生產(chǎn)時(shí)開(kāi)始的制程 監(jiān)控參照。也是設(shè)備保養(yǎng)維修部門日后技術(shù)目標(biāo)的參照。
制程監(jiān)控,是確保生產(chǎn)效益的和質(zhì)量的重要活動(dòng)。由于生產(chǎn)線上的變數(shù)很多,設(shè)備、 人員、材料等等都有其各自許多變數(shù),每天在不同程度上的互相影響,互相牽制著。如何 能采取有效足夠的監(jiān)控又不會(huì)影響生產(chǎn)以及提高生產(chǎn)成本,是一項(xiàng)不易做得好的工作。另 一和制造管理很不同之處,是真正制程管理注重于不良品的預(yù)防,而制造管理則流于對(duì)不 良品進(jìn)行返修改正。在制程管理方面,要求員工具備良好的測(cè)量知識(shí)、統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)、因果 分析能力、以及對(duì)設(shè)備性功能的深入了解等等。
制程改進(jìn),也是制程管理技術(shù)優(yōu)于制造管理技術(shù)的重要之一。制造管理,在生產(chǎn)演化 的路程上進(jìn)展太慢,甚至相對(duì)工發(fā)展來(lái)說(shuō)是在退步。制程管理。由于通過(guò)較科學(xué)性的管 理,由於不斷的在收集生產(chǎn)資料、分析生產(chǎn)資料,以及注重包括設(shè)計(jì)在內(nèi)的全程整合處 理,對(duì)生產(chǎn)和選題的改進(jìn)提供了十分有利的條件。有了這方面的活動(dòng)、制程管理不單給工
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廠帶來(lái)生產(chǎn)效率和質(zhì)量,也同時(shí)帶來(lái)不斷往前改進(jìn)的工具。
制程管理的應(yīng)用,不應(yīng)只停留在廠內(nèi)。很多時(shí)候 SMT 工廠所處理的工作,只是限于 電路板的組裝(如組裝加工廠),或由電路板的組裝開(kāi)始,到完整產(chǎn)品如電腦、VCD 等。在 這情況下,工廠所能控制的,也只是由原材料如元件的進(jìn)貨處理開(kāi)始。但我們都知道,成 品的壽命和質(zhì)量包括了各元件的質(zhì)量,廠內(nèi)進(jìn)行的組裝質(zhì)量也受元件質(zhì)量的影響。其實(shí)在 我的工作中就發(fā)現(xiàn)元件如基板等常是影響生產(chǎn)質(zhì)量的主要問(wèn)題之一。所以,在步向零缺陷 的目標(biāo)路程中,我們必須通過(guò)交流合作把制程管理推廣到元件供應(yīng)商處。這方面的工作當(dāng) 然自己廠內(nèi)的更難執(zhí)行,但卻是應(yīng)該努力的。
你還需要什么? 在制程管理中有一關(guān)鍵性環(huán)節(jié),就是組織上應(yīng)采或混合采用矩陣組織結(jié)構(gòu)(Matrix organization),這是制程有效與否相當(dāng)依賴整體制程的關(guān)聯(lián)性處理能力的緣幫。因此在廠內(nèi) 的組織上必須要有一個(gè)或一組能應(yīng)付這類需求的人員(請(qǐng)參考上幾期‘中國(guó) SMT 廠家最解決 的是什么問(wèn)題?’的系列文章)。制程管理是一種管理方法,它并不會(huì)自動(dòng)生效,所以你必須 在執(zhí)行時(shí)同時(shí)借助技術(shù)方法如工藝技術(shù)、設(shè)備技術(shù)等知識(shí)的支援,方能見(jiàn)效。沒(méi)有這些方 面的知識(shí),低溫 不可能的把制程管理應(yīng)用得好的。
結(jié)語(yǔ) 在今天 SMT 市場(chǎng)中要確保競(jìng)爭(zhēng)中,采用制程管理法是不可或缺的。國(guó)內(nèi)許多 SMT 用 戶還未了解這門管理,遑論加以應(yīng)用。這對(duì)眼光正確和行動(dòng)迅速管理者是一個(gè)領(lǐng)先競(jìng)爭(zhēng)對(duì) 手的大好機(jī)會(huì)。
由于采用制程管理的優(yōu)點(diǎn),加以業(yè)內(nèi)已存在擁有這方面知識(shí)經(jīng)驗(yàn)者,尚欠的只是 SMT 用戶是否意識(shí)其重要性,因此 SMT 業(yè)界采用制造管理只是時(shí)間的問(wèn)題而已。但有一點(diǎn)可 以肯定的,今日不行動(dòng)就不能把握同伴的機(jī)會(huì),他日可還落得為了不被淘汰而掙扎求存的 境況。希望本文能讓讀者認(rèn)識(shí)到為什么制程管理對(duì) SMT 是那么重要,并把握國(guó)內(nèi)目前正 處發(fā)展情況的機(jī)會(huì),立即開(kāi)始進(jìn)行改革工作。