SPC统计过程控制应用实例分析

SPC统计过程控制应用实例分析1.SPC控制特性的定义T1S6949质量管理体系在实际应用中强调以系统的方法对过程进行分析研究，以确定系统的输入因子，输出因子以及输入对输出的影响作用。产品实现的过程也可以用框图简单地描述为下图：上图表示，产品实现的过程为由材料、生产参数、设备、人员、环境构成的输入因素通过生产转换成输出产品的过程，同时利用输出的信息来反作用于输入因素，以得到输入因素如材料、生产参数等的持续改进。输入因素通过生产过程转化成输出的产品，其中的实现过程也就是SPC需要进行监控的工艺过程，当然针对SPC控制特性的选择并不是越多越好，由于检验本身是不带来增值效益的过程，因此在行业的应用过程中，考虑到成本的计算，SPC只会应用在部分关键特性的监控过程中，而关键特性的选择也根据企业自身的生产能力及控制能力的需要来决定的。因此在进行统计过程控制时，首先需要定义控制的对象，然后通过监控生产实现过程中的各大因素对控制对象的作用，检测到过程的特殊原因波动，从而实现提前预防不合格品产品的作用。针对关键特性之外的其他参数，可以通过记录检查表的形式将其记录并保存，以便工艺改进时提供历史依据的参考。PSC的控制项目对产品特性及工序监控的必要性，通常通过以下几个方面进行考量；(1)从产品特性要求判断，是否为产品关键特性；如TirmForm工序，SPC记录共面性的抽样检验结果，以判断产品当前的生产流程是否处于稳定受控的状态下。产品的关键特性在产品设计阶段己确定。(2)另一方面，在产品生产制造的过程中，关键工序参数的监控对产品质量良率起着重大的决定作用，利用实时的SPC方法进行工艺参数的监控，能够及时发现生产过程中存在的特殊原因，及时围堵并消除，以得到立即的改正及预防的作用。例如，在硅片切割工序(Wafersaw)，工艺上利用对切割槽宽度的定期数据采集，绘制SPC控制图，从而起到过程监控的作用，以防止参数对切割工序带来的过程能力偏移。(3)客户的特殊要求:客户的特殊要求可以针对产品的固有特性要求，如封装外观尺寸要求，针对p8AGBdoysize35*35的产品，要求产品的允收范围在35+-0.sm。另外客户的特殊要求也可以针对1艺参数，如WireBond的WirePull和Ballshear。封装企业的新产品导入初期阶段，在制定产品生产的控制计划时，SPC的控制特性就是其中必须定义的一个部分。特殊特性的定义主要来源于行业规范，客户的特殊要求以及通过生产经验的累积，总结出来的关键的过程参数计量型的控制图应用在如下的特性，见下表：计量型控制图的应用工序及抽样计划工序SPC控制项目控制图抽样频率样本数WaferBackgrindTTV(TotalThicknessVariatlon)XbsrRIX/Shift5WafersawKerfwidthXbarRIX/Shift5DieAttachBondLineThiCkneSSXbsrRIX/Shift5WireBondWirePullZbarWIX/Day20BallShealZbarWIX/Day20SolderBallAttachSolderballShesrXbarRIX/Shift5SolderballPullXbarRIX/Shift5TrimFormCorporalityXbarRIX/Shift5另一方面在生产过程中，通过对质量异常情况的分析，经验总结评估等，同样可以根据工艺的需要建立使用SPC控制方法的过程或特性控制图，例如下表。部分其它计量型控制图的应用工序SPC控制项目控制图抽样频率样本数DieAttachDiePlacementXbarRIX/Shift5PackageSawPackageDimensionXbarRIX/Shift52.SPC系统实施前的准备正如前所述，SPC系统将对产品实现中的关键特性进行监控，以发现由原材料，设备、参数、人员构成的生产过程系统是否存在导致失控出现的特殊原因，以及时围堵，防止不合格品的出现。在SPC系统实施前，我们需要从以下几个方面做好准备，如图2.4。上线实施前的准备工作同样遵守SMEI的原则。SPC实施人员需要从Man(人)，Machine(机)，恤terial(物)，Method(方法)，Measurement(测量)和Environment(环境)对SPC控制的全面实施进行准备:1)人正如前面所提到，作为全面质量管理的重要部分，SPC的实施要求企业从上到下的全员参与，在SPC实施的过程中除了一线的操作人员对特性进行数据收集之外，从组织的结构来看，自下往上，参与者还包括生产及工艺部门的责任工程师，各部门的领导人作为SPC小组的支持者，对小组活动起着拥护及决策作用.作为SPC实施活动中的主导因素，人员的参与能力必须得到保证，因此在SPC的全面实施之前，人员均须具备基本的SPC理论及操作知识。对于生产线的一线操作人员，如有必要，SPC的基础知识还需要作为人员资历认证的一部分。公司也需要安排定期的统计知识培训，分别针对操作人员，工程师及更高层次的需要.2)机器及测量系统机器是组成生产过程的重要部分，因此机器也成为SPC系统中的关键因素。机器包括生产待检测产品的机器及检测机器。机器的定期维护校准能够保证机器稳定的生产能力，降低机器的变异导致系统失控的可能性。争对测量设备，测量系统分析，对测量设备的线性，稳定性，重复性，再现性，准确性进行定期的评估，保证产品减少测量系统变异为产品生产带来的异常因素。3)物SPC系统中的物主要提及待测的样品，测量完的样品，SPC出现失控情况下需要处理分析的半成品等。4)法在进行SPC的策划时，SPC小组需对活动实施制定方法，其中包括样本的抽样方法，抽样频率及样品数;样本的控制保存方法;适用的SPC的判异准则;控制规范;出现失控的情况下，如何采取失效反应措施(OCAP);保证SPC管理系统健康运行的检查方法，监控的系统指标及操作规范，例如SPC执行状况审核周期，上下控制线评估的频率要求等等。方法的制定是由SPC多方合作小组成员通过头脑风暴讨论，并分析以确定其可行性的，由小组的支持者做出最终决策并保证实施。5)环境SPC的监控数据来源于生产线并应用于正常环境下的产品生产，所以数据的采集，测量都需要完全遵守生产环境的要求。另一方面针对某些特定的待检测的样本，例如，封装前道的PCB，需要保证样本能够真实的反应生产能力，样本需要放置在NZ柜里以防止湿度对样本的特性影响。3.SPC施行步骤SPC活动的实施开展可以遵循下列步骤步骤1:培训SPC基本理论及应用知识。培训内容主要有下列各项:SPC的重要性，正态分布等统计基本知识，质量管理七大工具，其中特别是要对控制图深入学习，如何制订过程控制网图，如何制订过程控制标准等等。步骤2:确定关键工序及影响工序的关键变量(即关键质量因素)。步骤3:对关键变量制定控制标准及控制计划。具体分为以下两点:(1)对步骤2得到的每一个关键变量进行具体分析，分析包含抽样计划、控制规范、稳定性判断准则的选择等;(2)对每个关键变量建立过程控制标准，并填写过程控制标准表。过程控制标准表是在SPC实施中指导相关过程控制人员操作的蓝本，可参见如下样本，下表所示。部分其它计量型控制图的应用工序SPC控制项目控制图抽样频率样本数DieAttachDiePlacementXbarRIX/Shift5PackageSawPackageDimensionXbarRIX/Shift5步骤4：编制控制标准手册，在各部门落实。将具有立法性质的有关过程控制标准的文件编制成明确易懂、便于操作的手册，使各道工序使用。包括数据采集方法、失控反应计划、过程能力分析要求等。步骤5：对过程进行统计监控。主要应用控制图对过程进行监控。若发现问题，则需对上述控制标准手册进行修订，及反馈到步骤4、步骤6：对过程进行诊断并采取措施解决问题。可注意以下几点：（1）可以运用传统的质量管理方法，如七种工具，进行分析。（2）可以运用诊断理论，进行分析和诊断。（3）在诊断后的纠正过程中有可能引出新的关键质量因素，即反馈到步骤2，3，4.2.4.4管理的实施。作为TS16949体系的五大手册，SPC被要求应用在工艺监控及改进的过程中。各企业实施SPC的具体方案各有不同，但是万变不离其中的是，SPC的实施方案包含：选择控制图，数据采集方案，失控反应计划（OCAP）分析以提供持续改进。以芯片切割工序（waferSaw）为例：1）控制图及数据采集方案，见下表：控制图及数据采集方案工序SPC控制项目控制图抽样频率样本数WaferSawKerfWidthXbarRIX/Shift5waferSaw工序需进行SPC控制的特性为切割槽的宽度，切割槽宽度的水平是waferSaw工序主要的关注参数，宽度的大小将影响芯片的尺寸，从而影响之后工序与芯片尺寸有关的参数控制。切割槽如下图所示：2）绘制控制图，见XBarR控制图上图表示利用切割槽宽度测量的原始数据取平均值作为控制图上的每一个子组点，即为Xbar图。R图，表示将每一子组内的原始数据取极差值绘制控制图，即为R图。