PPM缺陷计算法在SMT生产工序监测过程中的应用

摘要 阐述了PPM管理这一新思想，具体介绍了PPM缺陷计算法在SMT生产工序监测过程中的应用。

1 PPM质量制
目前PPM（Parts per million，百万分率的缺陷率）质量制已在发达国家得到了广泛的应用。PPM质量制以将产品不良率降低到百万分之一为管理目标的管理，在国际上也被称之为“最完美的管理。”它可以形象地理解为用显微镜将管理对象的缺陷放大的同时，运用全面质量管理手段加以减少或消除，从而实现整个生产过程“零缺陷”。它将有助于全体职工包括企业决策者在内，能了解到企业产品质量情况，然后作出相应对策来解决、提高、稳定产品质量。其中某些数据可以作为员工质量考核、发放奖金的参考依据。
PPM质量制是企业现代化管理上水平的重要组成部分，实行PPM质量制基于三个最基本的质量保证体系，即设计质量保证、采购质量保证和工序质量保证。世界经济发达国家及国内先进企业的成功经验表明，凡推行PPM质量制，大到庞大的整机生产，小至每一个生产工序，都能保持很低的故障率和高的直通率。推行PPM质量制是企业经济腾飞的促进力。
SMT是一项包括SMD、组装设备、组装工艺、测试技术、辅助材料等各个环节在内的系统工程，在前期，国内的注意力较多地集中在元器件及SMT应用领域的拓展等方面，近几年来，也大大注意到了SMT工艺工序质量控制的研究和应用，取得了一些经验和成果，促进了SMT工艺工序质量的提高。现针对SMT标准工序质量贯测实施PPM管理思想，提出PPM缺陷计算法在工艺检测中的分析和运用形式，最终实现工序质量控制目标。
2 PPM质量制在SMT工序质量监测中的应用
2.1 PPM质量制的应用要点
良好的PPM质量制，必须建立合理、系统的目标树，就是依据系统目标管理的原则和方法，将代表国际先进水平的“PPM水平”作为PPM目标值，然后将其层层分解，构成PPM质量制指标体系。而在每一个目标树中都采用PPM缺陷计算的方法，通过一系列工艺控制手段，提高生产工序质量，使实际生产过程中的PPM值小于PPM目标值。
PPM缺陷数量目标值的确定建立在工序检验标准的使用基础上，并根据工序的工艺性能由质量控制和技术部门来认可。进行PPM管理要求必须能够识别检验标准范围之内的各类缺陷类型，并能将缺陷进行类型编码，针对不同工艺工序设定的PPM管理程序制定相应的PPM监控表格。
2.2 SMT工序质量的分析
最基本的SMT工序可以概括为：胶粘剂分配、焊膏印刷、元件放置、再流焊接、波峰焊接、清洗、在线测试、功能测试等几个部分。在焊膏印刷工序中，常见的缺陷有偏移、印刷不完全、塌陷、拉尖、薄厚不均等；在元件放置工序中，主要有极性反、位置偏移、漏装元件、元件错误等缺陷；在焊接工序，主要缺陷有虚焊、桥连、偏移、焊球、立碑等。
在不同工序，PPM具有不同的含义。在焊膏印刷中，PPM代表一次印刷中有缺陷的焊盘数；在焊接（包括波峰焊、再流焊）中，PPM代表有缺陷的焊点数；对于元件放置，PPM则和有缺陷的元件放置数量有关；对于在线测试，PPM则和实际有缺陷而未检测出的数量有关。
2.3 SMT工序PPM质量监测方法
主要的SMT工序PPM质量监测方法有以下几个步骤：

缺陷分类编码：指将生产工序过程中所有可能出现的缺陷类型依据检验标准统一进行编码。
•数据收集表格指定：通过此表格可以清楚地看到每天某一工序过程中出现了哪些缺陷及这一过程的PPM值。
•工艺过程PPM趋势表：将数据收集表格中得到的每天的PPM值作为纵坐标，日期作为横坐标（该日期可以为一周、一个月，视具体工艺控制要求而定），再将前后两次的PPM值用直线连接，即得到每天该生产工序的PPM记录表。在记录表中还应包括适合本部门情况并经质量和技术部门同意的PPM目标线。从此表可一目了然地看到生产过程的PPM值是否在目标值内。
•PPM数据分析：将得到的PPM值加以分析、总结、处理，以便给出正确反馈信息。
•PPM控制反馈信息表：将确定的缺陷填在表中并给出正确纠正行动。

PPM缺陷计算方法
我们以再流焊接PPM缺陷记录为例加以说明。
计算公式如下：
缺陷总数
缺陷率［PPM]= × 10 ^6(次方)
焊点总数
焊点总数=检测线路板数×焊点
缺陷总数=检测线路板的全部缺陷数量
例如某线路板上共有1000个焊点,检测线路板数为500,检测出的缺陷总数为20,则依据上述公式可算出：
20
缺陷率［PPM]= × 10 ^ 6 = 40PPM
1000×500
3.1 缺陷分类代码设计
在应用PPM质量制时，应制定有相应的缺陷检验标准,为方便管理应设计对应缺陷代码。在设计缺陷分类代码时要尽可能将所有缺陷列出,最好采用图示的方法,并给出具体的判定标准，以利于质检员理解、比较。例如表1是我公司定义的再流焊接后焊锡球缺陷的检验标准。

表1 焊锡球缺陷代码设计

缺陷代码 缺陷名称 缺陷内容
A05 焊锡球 在大小上焊球如超过1/2的引脚
间距或大于0.3mm，即使小于
1/2的脚间距。
3.2 数据收集表格设计

表2 再流焊接PPM缺陷记录表
焊点总数=产品焊点数×生产数量
缺陷率[PPM]=缺陷数总计/焊点总数×106
数据收集表格如表2所示，记录者在代码列里记录产生的缺陷代码，并在记录行里用“正”记录发生缺陷数，生产完毕后在合计列里统计出每种缺陷总数，在缺陷数总计栏里计算所发生的所有缺陷总数。根据公式：缺陷率[PPM]=缺陷数总计/焊点总数×106，计算出当天PPM缺陷值。
3.3 工艺过程PPM趋势图设计
工艺过程的PPM趋势表如图1所示，具体做法在2.3中已有详细叙述。

3.4 PPM控制反馈信息表设计
PPM控制反馈信息表如表3所示，包括工艺、生产线、操作员、产品名称、已确定缺陷、纠正行动、完成者等。

表3 PPM控制反馈信息表

工艺： 生产线： 操作员： 产品名称
序号 已确定的缺陷
日期 时间 确定者 改善行动 日期