1 SMT制程概述1.1 SMT基本制程SMT基本制程如图1所示，包括如下顺序和环节：领料→备料→架料→送板→锡膏印刷→SPI检验→置件→回流焊接→AOI检验→X-Ray检验。
图1 SMT基本制程
图中的SPI（Solder Paste Inspection）指的是锡膏印刷的自动化质量检验，Pick&Placement指的是SMT的零件置件制程，Reflow指的是将锡膏高温熔化使零件与PCB得以结合的回焊制程，AOI是自动光学检验机用于检查零件本体与置件后锡膏回焊的品质，X-Ray检验制程是补强AOI（Automatic Optical Inspection）设备检验能力不足的部分，一般用于检查球栅数组封装IC零件与PCB焊垫锡膏结合强度的质量。
1.2 SMT制程不良率计算方式SMT制程不良率是以（不良零件数/SMT总置件数）*1,000,000的方式来表示，也就是一般通称的DPPM（Defect Parts Per Million每一百万颗置件数中的不良零件数）。
1.3 制程问题的统计分析SMT制程问题的统计主要是经过下述几项数据得来：①AOI设备100%的不良检验数据；②X-Ray的抽检不良数据；③后段测试制程检测后归属于SMT制程的不良数据，这三项数据的总合称为SMT的总不良率，但因后段制程检测及维修的时效问题，常常无法及时反应，因此统计上常以Trend Chart（推移图）的方式取得不良率推移及改善效果的统计分析。
2 SMT制程品质优化总体设计2.1 个案研究企业介绍本文选择某企业作为个案研究对象，它是一个工业计算机、电源供应器、RF天线及网络通信产品的销售、研发与制造的公司，公司的SMT部门每个月的置件数量，平均超过0.4～0.85亿个零件，其制程不良分析早期主要以产出的不良数进行每个月的不良原因分析与改善对策的追踪。本文选取的SMT不良数据为2020年4月份的数据如表1所示，其中前十大不良总数为426。
表1 SMT十大不良现象
表1显示SMT该月的不良数据，在当月PCBA（Printed Circuit Board Assembly）的总不良数10963中，零件不良数为6078，其不良数占比为55.44%；SMT的制程不良数有2199，其不良数占比为20.06%。因为SMT不良现象种类过多，所以平常主要针对前10大主要不良现象做分析。
2.2 SMT制程质量改善项目执行架构企业在实施SMT制程质量改善项目过程中，严格按照执行架构要求，在每周的质量检讨会议中讨论的前一周制程质量问题，经过数据的分析，提出对应的改善措施，并持续追踪改善的方案是否有效、改善的结果是否达到预期。本文提出的制程品质改善架构如图2所示。
图2 SMT项目改善架构图
为了彻底改善SMT的制程品质，企业可以在指定时间范围内，讨论前一周的生产结果，内容主要有三个部分：针对SMT上一周整体的生产数据进行主要质量问题的要因分析，并提出对应的改善措施；讨论前两周的质量改善状况；通过质量改善项目小组持续以PDCA循环的方式针对改善未达目标问题进行追踪，直到问题解决。
2.3 改善项目解决问题的步骤与方法通过对SMT项目制程改善过程进行分析，制定了如图3所示的解决问题的基本框架。
图3 解决问题流程图
（1）主题选定
根据企业领导给的方针、目标，明确自己任务和职责，将各种问题列出来，并分析潜在性、长期性问题；然后列出评价项目及其重要程度，并进行全体组员表决，通过比较来选定主题；最后明确表达问题地点及确定衡量指标，显示出主题目的。
（2）把握现状
描述流程或制程情况，决定主题收集特性项目，调查以前到目前的数据。然后根据时间系列观察其变化情况，进行层别，找出问题所在，核实是否有其他变异、倾向、趋势等，并根据过去数据经验和经营目标合理设定目标。
（3）拟定执行活动计划
活动计划拟定需要采用5W1H方针，明确Why目的、What实施项目、Who负责人、When活动期间、Where执行活动的地点以及How如何做的方法。
（4）要因分析
从广度角度来分析，要善于运用材料、人员、机器、方法、量测、时间及其他来源层别（供货商、生产地点、线别、班别等）等，收集这些数据，并观察变化及相对关系。利用现场、现物、现时去观察和证实原因。从深度角度来分析，要多问Why，每一次Why即为一层，每一次Why的答案需相互独立事件，如此开展下去，自然浮现要因深度情况。另外就是妥善运用各种品保手法，要因分析图（鱼骨图、树图）、管制图、直方图、查检表、相关图、层别法等。
（5）对策拟定
确定方案前需要提出对策，根据真实要因，小组成员都可提出相对应改善行动，可利用各种对策创意方法，充分提出讨论，通过分析效果性、可行性、经济性等因素后，最终选定对策，并将对策具体化。
（6）对策实施
根据计划来执行，在轨道上有一定方向、目的前行，可衡量、可追踪、要检讨和实时修正、调整。
（7）效果确认
在指定时间范围内，将成效数字化，并和目标进行短期、长期的比较，有形成果看量化，无行成果看士气、态度、行为、观念及群体合作关系。如果成效不显著或不佳，应考虑具体原因。
（8）防止再发，标准化
如果成效良好，应思考如何持续维持和扩大范围。先行制定特定（时、空、物）临时标准和管理方法，经过培训作业者来保障标准化实施。
（9）反省、比较及制定以后主题
对整个项目改善的过程、方法以及效益进行反省，并在改善小组成员之间进行分享和总结，并制定以后主题。
3 SMT质量改善前的状况分析从企业车间系统数据库提取出相关资料和数据，得到如表2所示的SMT质量状况，再经由Pivot Analysis方法，进行不良率分析所得到的结果。企业工程技术人员及品管工程师采取项目管理、全面质量管理、六西格玛、商业智能系统、Pivot Analysis，并以亲和图架构的改善机制来进行SMT制程质量的改善计划。执行方式是将SMT工程师、技术人员进行分组，针对每日的制程生产数据提出报告，维修工程师负责提出归纳SMT质量问题的报告，生产和质量工程师负责不良原因的分析，并在每日的检讨会议中，由相关单位的工程人员共同提出改善对策，然后由制程控制和生产工程人员依PDCA的方法，持续追踪改善的结果。
表2 SMT质量状况
4 SMT质量改善实际案例分析本文将SMT制程质量改善项目执行过程中的一个实际操作案例展开分析。4.1 选定主题
成立品质改善小组，明确小组领导、成员以及他们负责的三条生产线line1、line2、line3，选定主题为“SMT 2020年4月份品质前3大异常改善”，SMT制程质量不良数据前三分别为“空焊、偏移以及立碑”，它们的异常数量分别为1140、1092、553，如图表3所示。
表3 SMT line1-line3的制程前三大不良数据
4.2 问题描述与分析本文将以其中几个维修工单的设备维修情况进行分析：
问题一：设备SN-902 SPK V2 B1的隔离框空焊，其中，隔离框本体不平整，零件共面度高于厂内钢板厚度0.10mm锡膏与隔离框无法接触造成炉后空焊，如图4所示。
图4 隔离框空焊
问题二：设备PCE4556AH的零件位置U1偏移，其中，使用机台2080，506吸嘴橡胶破皮造成漏真空，置件不稳定发生U1位置偏移，如图5所示。
图5 PCE4556AH U1偏移
问题三：设备FAP-321的零件位置C55、C200立碑，其中，FX3-1 RR边3号头电磁阀衰减、真空异常，造成置件位置偏移，零件与锡膏接触面积不均，过炉中发生拉力不平衡，产生立碑，如图6所示。
4.3 真因分析（1）鱼骨分析图
生产线line1～line3前3大异常改善的鱼骨分析图，如图7所示。
图7 line1—line3前三大异常改善鱼骨分析图
（2）不良真因分析
原物料隔离框不良真因分析：隔离框本体不平整；零件共面度高于厂内钢板厚度0.10mm；锡膏与隔离框无法接触造成炉后空焊，不良率8.08%。
设备部品老化：机台吸嘴零件老化破损，造成漏真空影响置件准确度，使零件置件偏移；FX3-1RR边3号头电磁阀衰减，造成真空吸力异常，使零件位置偏移；发生零件与锡膏接触面积不均，过炉中发生拉力不平衡，产生立碑现象。
4.4 对策拟定经确认真因后，制定对策如下：
（1）材料：原物料问题反应供货商，进行原物料改善。同时隔离框位置加放0.60mm锡丝。预计改善空焊不良率达到7%以上。
（2）设备：更换不良吸嘴、更换电磁阀。预计改善立碑（1%）、偏移（0.83%），改善不良率总计为1.83%。
4.5 实施对策（1）对策1：设备SN-902 SPK V2 B1隔离框加放0.60mm锡丝：因隔离框平整度超过厂内钢板厚度0.10mm，锡膏无法覆盖隔离框变形造成的空焊问题，增加0.60mm锡丝，可以增加融锡后的吃锡量，降低隔离空发生空焊的机率。通过实施该对策获得结果：将隔离框位置加放0.60mm锡丝，将原物料不良改善，经追踪对象 SN-902 SPK V2 B1隔离框生产情况的统计数据发现，执行改善对策后，追踪3个工单，不良率为0%，改善幅度8.08%。
（2）对策2：更换2080机台506吸嘴：因吸嘴橡胶破皮造成吸嘴漏真空，取料置件的不稳定性，发生置件偏移；更换新吸嘴可解决漏真空问题，改善零件偏移的发生。通过实施该对策获得结果：更换不良吸嘴，可将零件偏移改善，经追踪对象PCE4556AH U1生产情况，追踪4个工单，不良率为0%、改善幅度0.91%。
（3）对策3：更换设备FX3-1 RR3电磁阀：电磁阀衰减，引起真空异常，造成置件位置偏移产生立碑现象；更换电磁阀可改善真空异常问题，解决因零件偏移造成的立碑问题。通过实施该对策获得结果：经追踪对象设备FAP-321C的零件位置C55、C200生产情况，追踪2个工单，不良率为0%、改善幅度1%。
三个对策实施结果表明，这些对策都为有效对策，可以达到预期效果，但是它们都属于矫正对策，为已发生的不良情况事后补救措施。
真正有效对策在于预防措施，即风险评估与避免发生不良，因此需要提出有效预防对策。对策一：隔离框位置加放0.60mm锡丝，制定进料标准，共面度不可大于0.1mm，要求供货商提出具质量保证的制程证据，核实供货商确保根据制程证据执行生产及出货。对策二：更换不良吸嘴和电磁阀，建立定期设备保养及点检作业标准，确保不良设备提早发现及更换。
5 研究结论本文对电子制造业生产制程中的SMT流程质量改善进行了研究，指出SMT是电子产品生产流程的第一个相当重要的制程，其质量高低决定了后续维修或报废的机率，因此必须高度重视该制程的品质。项目执行过程中，需要创建质量改善项目小组和确定成员，将制造流程管理的相关资料，进行要因分析，找出影响不良的因素，加以改进。在分析车间系统数据时，会运用到枢纽分析的功能，极大提升了数据的有效性、完整性以及正确性。另外它具有数据处理的时间压缩功能，并且可以按照需求设定特定的时间区间格式，所以对数据处理的时间推移上，有很大的弹性。本文研究让参与SMT制程品质改善项目的工程人员意识到，只要依循相关的的步骤，就可缩减数据整理的时间，企业在后期已将此功能结合商业智能系统与车间系统数据，让用户能随时随地的截取相关数据，并运用在日常的管理工作中。
