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如何审核OEM-EMS的组装能力(第1部分)
  2021-02-24      26

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如果您是《SMT007杂志》的一位老读者,您可能知道它的纸质版已出版了几十年。从20世纪80年代中期开始,我就是纸质版的专栏作家之一。我查阅了近10年前我写的一些专栏文章,看看随着时间的推移,洞察行业是如何变化的。许多领域都发生了重大改变,但有些领域几乎停止不前,这并不足为奇。

例如,尽管行业在批量生产方面已积累了几十年的经验,显然,有些公司在实现更高和更稳定的质量管控方面有独到之处,但总的来说,良率在过去几十年里确实变化不明显,只有不到10%的OEM或EMS公司,直通率能达到90%以上(见2019年6月专栏文章)。

从宏观层面看,原因有很多。例如,为了跟上摩尔定律的发展步伐,在组装老式封装器件的同时,还需要组装尺寸和间距都明显缩小的新式封装器件,包括在同一块电路板上组装通孔元器件。这就大幅增加了电路板的复杂性。此外,在过去的20年, OEM公司向EMS公司外包生产的数量快速增加,这也导致了良率的下降。这并不是因为EMS公司不擅长此领域,而是正如我在前几篇专栏文章中所阐述的,EMS公司无法控制导致缺陷的关键因素,例如DFM和来料质量问题。

我将在本篇专栏文章和两篇后续专栏文章中研究如何评估OEM或EMS公司的制造能力。当我说制造能力时,指的只是评估或审核一家公司随着时间的推移生产具有稳定质量产品的能力。本专栏文章将概述审核过程。后续的两篇专栏文章将深入探讨评估主要项目(如被审核公司的技术、制造和质量)时应提出的问题。

1

审核过程:概述

需要从定义产品的复杂性开始。并不是每家公司都具备制造所有类型产品的专业知识,尤其是复杂的混合组装板。此外,他们可能不具备熟练且经验丰富的技术人员。如果产品需要组装如细间距、BGA、BTC等封装,0402、0201或1005分立器件,尤其是当该电路板还具有传统元器件,如J形引线器件、鸥翼形引线器件甚至是通孔元器件时,即使是最好的工厂也会发现非常有挑战。采用锡铅工艺组装无铅BGA器件,在军用产品中非常普遍。

考虑到产品的复杂性,在审核之前首先要做的是准备一份详细的审核问卷。这些问题的目标不仅是要评估公司对于锡铅和无铅产品的制造能力,而且还应评估公司基本的SMT基础设施,这对于长期生产质量稳定的产品至关重要。针对这些问题的答案可补充现场审核结果。调查问卷的目的也可使被审核公司提前了解现场审核内容。

有些问题可能被视为机密或不适用,公司可能会选择不回答。你可以就这些问题是否属于机密或不适用得出自己的结论。

如有可能,公司应在实地考察前几天将填妥的问卷交给审核员。在完成调查问卷的同时,可在访问前要求审阅以下文件,以使现场审核富有成效,尤其是在审核时间有限的情况下:

1.公司特定的可制造性设计(DFM)文件。对不同的公司,DFM意味着不同的规则(接下来的两篇专栏文章将深入探讨), 但是现在,我们想了解 DFM规则和指导原则,例如元器件选择标准、拼板考虑因素、视觉基准要求、焊盘图形设计、阻焊剂选择考虑的因素、导通孔孔定位、可测试性设计,以及设计的特有之处。

2.公司的特定制造工艺文件,如粘合剂和焊膏的涂布、元器件的拾取和放置、回流焊、波峰焊、清洗、返修等文件。这些文件与生产线中使用的设备类型无关,基本上是制造工艺流程。例如,无论使用哪种焊接设备,峰值温度和TAL的目标值均相同。

3.设备操作规程。这是设备专用文件,目标是确保所有操作员在生产线上操作机器时采用相同的程序。

4.湿敏元器件操作和储存程序。该程序对于无铅化更加重要,但很少有工厂能很好地予以控制。

5.典型的波峰焊和回流焊曲线,显示波峰焊和回流焊中不同元器件的峰值、TAL和变化。

6.从关键产品的ICT、功能检测、AOI和一些目视检查中收集的所有缺陷数据。应将缺陷分为4个类型,以帮助分析这些缺陷导致的现场失效可能性和相关后果。

a. 短路

b. 开路

c. 焊料不足

d. 所有其他缺陷

在最近的一次审核中,我要求提供某一组件缺陷数据。该公司回应说,组件没有任何缺陷,因此无法提供。该组件的再流焊峰值温度为255℃,TAL超过2分钟,是否可能实现零缺陷?由于该产品未通过某些压力测试,因此你可以做出自己的判断。

重要的是,在现场参观期间考察实际生产过程,就可以真正了解典型的生产日状况。在访问的最后一天,应以互动和非正式的形式向公司提交审核结果。我发现当面反馈最有效。所有参与审核过程的人员和管理人员都应参加报告会。在某些情况下,书面报告是必要的,可在审核后几天内提供。

显而易见且重要的是要确认访问细节,包括审核日期,以及相关的人员名单。如果可能的话,在访问前也可以和被审核公司人员开一个简短的会议,对审核形式和期望达成一致意见。调查问卷内容很全面(我采用30页的问卷,将在后续的专栏文章对其进行总结),重点有以下几个方面:

●概述问题:全面了解被审核公司在锡铅和无铅方面的生产能力

o公司概况和联系方式

o正在生产的元器件和产品类型

o工程师和操作员培训计划

●技术问题

o DFM文件和控制

o层压板

o表面涂层

o元器件

●制造问题

o所有组装设备清单(品牌、型号和购买时间)

o物料管理

· 元器件采购

· 元器件储存和操作

o锡铅和无铅组装

· 组装材料(焊膏、粘合剂、助焊剂、清洁剂)

· 焊膏印刷

· 回流焊

· 波峰焊

· 返工

· 检验和测试

· 返修

●质量保证问题

o组装物料数据库

o质量监控和报告数据库

o现场退货

o材料声明

●RoHS合规性

o RoHS合规保证体系(CAS)

o用于确保符合RoHS的测试或程序

o供应商的可靠性以及原材料和元器件的选择

o资质和文件

o员工培训和经验

如果在访问公司之前没有机会审阅各种设计和工艺文档(如前所述),您当然希望在访问期间进行审阅。作为审核的一个环节,针对培训程序进行考核,并与负责设计和工艺的工程师和技术人员进行沟通也很重要。别忘了花时间独自一人参观生产线,与操作员交谈,检查正在生产的电路板。如果你只在会议室里和质量经理在一起,你不可能全面了解。

2

提出正确的问题

制造高质量的产品不仅需要匹配的设备类型,还需要由熟练人员、详尽的文档和过程控制以及设备特征描述组成的坚实基础。工艺和设备的特性化是提高良率所必需的,但对工程资源进行投资,并不是所有公司都能做到。

后续的专栏文章将讨论应该提出哪些具体问题,以正确评估被审核工厂生产有特定需求产品方面的能力。


作者:Ray Prasad

Ray Prasad担任Ray Prasad咨询集团的总裁,也是教科书《表面贴装技术:原理与实践》的作者。Prasad还是IPC名人堂(电子行业的最高荣誉)的入选者,在SMT领域拥有数十年的经验,包括他在波音和英特尔担任实施SMT的领导角色,帮助全球的OEM和EMS客户建立强大的SMT基础设施,并开设SMT专业课程。可通过邮箱smtsolver@rayprasasd.com与他联系。他已于10月开办最新SMT课程,可通过ZOOM应用程序远程上课。更多详情请访问www.rayprasad.com

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