黄志远

（华南理工大学 广东·广州 510006）

0 引言

SPC即统计过程控制（Statistical Process Control）。SPC主要是指应用数理统计的方法对生产过程中的重要流程和参数进行实时监控，科学的区分出生产过程中产品质量的随机波动与异常波动，从而对生产过程的异常趋势提出预警，以便生产管理人员及时采取措施，消除异常，恢复过程的稳定，从而达到提高和控制质量的目的。

本文从工厂的生产制造流程出发，梳理出适合SPC管控的流程点和关键参数，具体流程有：进料检验，备料流程，SMT制造过程，DIP流程，功能测试，组装包装流程，检查站位，品质检查站位，返修产品管控流程。

1 统计学基本知识

1.1 数据的种类

（1）计量值数据，如长度、重量等，其特点是可以连续地读取这些数据。（2）计数值数据，如不合格个数、缺点数等，其特点是不可以连续地读取这些数据，只可读取整数。

1.2 控制图的种类

1.2.1 常用计量值控制图

（1）平均值-全距控制图xbar-R控制图。

（2）平均值-标准差控制图xbar-s控制图。

（3）个别值-移动全距控制图I-MR控制图。

（4）中位数–全距控制图x～-R控制图。

1.2.2 常用计数值控制图

（1）不良数控制图np控制图。

（2）不良率控制图p控制图。

（3）缺点数控制图c控制图。

（4）单位缺点数控制图u控制图。

2 制造流程中SPC控制图的实际应用

一般制造企业在实际运用SPC控制图时，需要根据企业本身的产品特性和流程的复杂度来定义控制图的使用情况，因为所有的数据必须要花时间和人工去收集统计，且有些数据没有办法直接拿来使用，还需要进行预处理，而进行SPC控制图来呈现制程控制的稳定性和预测未来的发生机会，也需要专业品质工程人员来分析，其所付出的成本和精力与它带来的收益和是不是成正比率?因此需要各企业自己去考虑和决定其流程的控制点。

本文从电子制造业的角度出发，提出一些通用性的制程控制点，以期讨论：

2.1 进料检验

在材料检验环节，主要分为电子零件和机构零件、PCB、机构电子零件等，电子零件又分为主动零件和被动零件，主动零件主要有芯片和晶体管、可控硅整流器、真空管等，被动零件为常见的有电阻、电容、电感、陶振、晶振、变压器等，PCB因为制程复杂作为专项检查类目，另外机构电子零件因为材料本身既有电子性能又有机构的需要单独成为一类，其中能使用SPC工具的地方不多。

2.2 备料流程

在备料流程中，需要品质管控的SPC比较少，目前主要放在零件的成型和剪角的制程上，在物料零件需要提前加工中，零件管控的尺寸可以作出控制图，但很少有使用控制图来确认其尺寸的变异，因为这些流程基本上是人为操作比较多，且其后制程也可以发现，但各个客户和工厂的控制点不一致，无可厚非。

2.3 SMT流程

在SMT流程中，可以使用SPC管控的点比较多，但基本电子业界主要放在以下几个点：

（1）锡膏印刷的厚度管控，目前的有人工手动测量的，还有SPI自动测量收集资料，可以使用计量型的控制图，如Xbar-R chart，早期的工厂都用手动和半手动的方法记录其测试的值，随着科技的发展，测量锡膏厚度的工具已经可以自动化且控制图也可以通过 IT的数据分析方法，自动呈现出来。

（2）置件机的精准度的管控，也是用CPK来管控的。

（3）Reflow的profile参数管控，其中回温的时间，最高温度，温度上升和下降的斜率都可以用控制图来监测。

（4）AOI的不良率可以用DPMO的U chart来控制。

（5）目检发现的不良，可以用p Chart来控制监测。

2.4 DIP流程

在插件和锡炉的过程中，最主要的还是在锡炉的回温曲线的控制和松香水的流量控制：

（1）松香水的流量的控制：可以通过flux的重量来作为控制参数，使用计量型的控制图。

（2）锡炉的回温曲线：回温的时间，最高温度，温度上升和下降的斜率都可以用控制温度上升和下降的斜率都可以用计量型的控制图来监测。

（3）目检发现的不良，可以用p Chart来控制监测。

2.5 产品测试流程

在产品的功能测试站位，可以有很多参数作为管控的控制图，这里就不一一介绍了，但不是每个参数都值得管控和监测，应该选择CTQ(critical to quality)的参数和性能作为重要的因子，测试的站位可以用良率p图来管控，也可以分站位和功能项目来用p图管控。

2.6 组装和品质检验流程

如果没有特殊要求，没有什么关键参数需要在组装站位进行观察，正常的良率可以用P chart来管控，如果需要测量一些尺寸也可以用计量型的控制图，如组装的间隙，涂敷散热膏的厚度等。

2.7 品质部门的管控

在品质部门，可以分为几个部分来讨论：

（1）在线制程的管控，通过在线制程段的合规性进行稽核来确保人机料法环都是按照文件和系统执行的，不符合项目可以用np和p chart来控制。

（2）品质的抽样检查，通过在线制程中的半成品和成品的抽查，来确定产品的品质稳定性和可靠性，品质工程师可以通过np和p chart来监控其品质水平,也可以用缺点数c控制图。

（3）产品出货后在市场返修和客户投诉的统计，也可以用np和p chart来统计和监控其变化趋势。

（4）品质人员的检测能力可以用np和p chart监控。

2.8 生产中非正常流程的控制

（1）维修的流程，其维修的二次返修率是一个非常重要的指标，可以用np chart和p chart来表示。

（2）芯片的烧录站位，其烧录的成功率也可以用np和p chart来控制。

（3）钢网和PCB的清洗站位，其检验的合格率也可以用np和p chart来控制。

（4）Feeder/测试备件的保养维修和治具的维护，目前没有好的控制手法来呈现。

2.9 原料存储流程

在原料储存的环节中，特定化学品的储存是非常重要的站位，如果温度和湿度的控制出现异常，会导致物料的报废，如锡膏和化学胶水等，冰箱的温度可以用Xbar-R chart来监控。

2.10 工厂的车间环境控制

（1）车间的ESD管控是每个生产电子产品的基本要求，ESD测量从人到设备是按照不同的测量频率来执行的，测量点的监控可以用测量值的X bar-R chart，如对地阻抗，点对点之间的阻抗，也可以用pChart和npchart来监控不良情况。

（2）车间的温湿度管控也非常重要，企业会根据车间的面积大小来安排感应器的个数，再用计量型的Xbar-R chart来管控温湿度的变化趋势，来提前预防和做对策。

（3）在厂区的安全环保的管控中，特种设备的管控是国家和公司管控的重点，如压力容器，压力阀，压力管道等，这些设备的关键压力值也可以用计量型的 Xbar-R chart来管控，在水电设施保养维护中，电力设施的老化而引起的火灾是每个企业法人最为头痛的大事，现在很多企业都导入了电表箱的温度管控和报警装置，但等电表箱出现火苗已经为时已晚，如果把感应器反馈的温度值来用计量型的控制图来管控，提前预测高温的趋势并进行报警报备，将隐患提前排除。

3 结束语

以上为通用型电子制造业者从事生产时，可以导入SPC控制图的流程和控制点，SPC是一个有效的工具去不断地改善品质；最终做到“预防问题的发生”及“减少浪费”，但每家的产品和客户有所不同，其关键流程定义也有所不同，在此就不一一介绍，但流程控制点的收集只是品质控制的开始，其后续的监控和对策导入才是关键，而且这个数据分析和监测过程是个漫长的过程，能够保持持之以恒的精神，且投入大量的人力物力，而在推进品质改善时，这样的企业为数不多，但每个企业应该因地制宜，制定关键管控流程和参数，减少不必要的品质损失，并建立有效的品质控制体系，为企业赢得信赖和永续经营提供有效的保障。