Организационные составляющие системы менеджмента качества в производстве печатных плат.

Существенно повысить качество изготавливаемых многослойных печатных плат может статистический учет и анализ технологических дефектов выявляемых при реализации техпроцесса их изготовления в рамках системы менеджмента качества (СМК).

1. Выбор технологического принципа организации производства.

Существующие производства печатных плат условно могут быть разделены на три типа.

• Широкое технологическое окно (адекватное конструктивным нормам) и минимальное кол-во контрольных операций –простые печатных плат (1, 2 и 3 кл.).
Четкое воспроизведение технологических режимов ,контроль на соответствие НТД (характеристик определяющих надежность)- типовое производство сложных печатных плат( 4,5 кл.). Работа на краю технологического окна, контроль после каждой операции -прецизионные печатных плат ( 5,6….кл.).

Поскольку наиболее распространенной производственной практикой в России является многономенклатурное производство относительно малых серий оптимальным вобором следует признать вариант 2 расширенный дополнительными функциями (опциями) позволяющими для определенной части производственного объема работать по варианту 3 технологического принципа организации производства.

2. Орг-техмероприятия по СМК для обеспечения производства сложных и прецизионных многослойных печатных плат.

Классификатор производственных дефектов

Производственная статистика (база данных, запросы)

Регулярный (еженедельный, ежемесячный) статистический анализ дефектов

Ранжирование дефектов (диаграмма Паретто)

Анализ и выявление причин дефектов (технических, технологических и субъективных)

Проведение мероприятий по устранению (уменьшению кол-ва) выявленных дефектов.

Ниже будет приведен пример автоматизированной системы статистического учета и анализа технологических дефектов выявляемых при реализации техпроцесса печатных плат 5 кл. точности и их изготовления в рамках системы менеджмента качества (СМК). внедренной на действующем производстве.

Исходный технологический документ

Классификатор производственных дефектов. (Приложение к ТК).

Пример классификатора дефектов при ВК и ЭК текущего производства.

А. Дефекты по несоответствии конструкции (дефекты, являющиеся отклонением от требований КД или информации на магнитных носителях – виртуальной КД)(позиционные и размерные несоответствия).

1. Диаметр отверстия не соответствует чертежу.

2. Отверстие забито (стружкой)

2.а - не просверлено (в т.ч. на полную глубину).

3. Отверстие просверлено в ненужном месте

3.а - сверление по другой программе.

4. Несоответствие спрессованной структуры чертежу ( количество случаев данного дефекта может быть существенно снижено при использовании технологии PinLam.)

4.а - неправильно обрезан угол.

5. Размер печатной платы не соответствует чертежу, в т.ч. по допускам (допускается восстановление).

6. Коробление выше нормы (допускается восстановление).

7. Рассовмещение проводящих слоев относительно друг друга превышает норму.

8. Позиционная точность расположения отверстий не соответствует КД (НТД).

8.а позиционная точность крепежных отверстий не соответствует КД (НТД).

8.б позиционная точность металлизированных отверстий на верхнем слое (соmр).

8.в. позиционная точность металлизированных отверстий на нижнем слое (sold).

9. Несоответствие рисунка паяльной маски рисунку наружного слоя

9.а отсутствие припусков на паяльной маске.

10. Несоответствие проводящего рисунка функциональным требованиям на печатных плат (в результате адаптации)(отсутствие подводов питания, земли и т.п.).

11.Дефекты маркировки (допускается восстановление)

12. Прочие конструктивные дефекты.

В. Дефекты проводящего слоя (рисунка металла, в т.ч. проводников, ламелей и экранов).

1. Плохая адгезия гальванического покрытия

2. Дефекты поверхности проводящего рисунка (вмятины бугры).

3. Полное (частичное выше нормы) стравливание КП.

4. Полный (частичный) растрав проводника по ширине (локализованный по длине)(допускается восстановление).

5. Поперечный дефект по глубине (на проводнике).

6. Несоответствие ширины проводника по всей длине.

7. Уменьшение ДЭ зазора ниже допустимого из-за недотрава (допускается восстановление).

8. Механическое повреждение проводящего рисунка.

9. Прочие дефекты проводящего слоя.

С. Дефекты металлизированного отверстия.

1. Трещины внутри отверстия.

2. Медь в отверстиях частично или полностью стравлена (контроль после травления наружных слоев).

3. Дефекты хим/гальванического покрытия отверстий (наросты, частичное или полное непрокрытие) – межоперационный контроль после хим/гальванического покрытия.

4. Механическое повреждение отверстия.

5. Прочие дефекты металлизированного отверстия.

D. Дефекты материала основания (диэлектрика).

1. Непропрессовка (расслоение, наличие пузырей в диэлектрике).

2. Плохая адгезия проводящего рисунка.

3. Механическое повреждение материала основания на поверхности (в т.ч. царапины, вмятины)

3.а механическое повреждение по торцу в результате механической обработки(допускается восстановление)

3.б трещина, залом в диэлектрике.

4. Инородное включение в материале основания (в т.ч. запрессованное).

5. Побеление ДЭ вокруг отверстия (розовое кольцо).

6. Прочие дефекты материала основания.

E. Дефекты паяльной маски.

1. Размер рисунка паяльной маски не соответствует ФШ (КД) – недопрояв (допускается восстановление).

2. Нарушение адгезии паяльной маски (допускается восстановление).

3. Сквозные повреждения до металла (допускается восстановление).

4. Нарушение перекрытия (тента) отверстий (допускается восстановление).

5. Заход рисунка паяльной маски на ламели для пайки (по согласию с заказчиком допускается восстановление).

6. Инородные включения внутри или под ПМ (допускается восстановление).

7. Прочие дефекты паяльной маски.

F. Дефекты горячего лужения (допускается восстановление).

1. Отсутсвие припоя в отверстиях (непокрытая медь).

2. Отсутствие припоя на ламелях и КП больше допустимого.

3. Отсутствие паяемости.

4. Избыток припоя на ламелях.

5. Прочие дефекты лужения.

G. Дефекты золочения (вне зоны концевых контактов).

1. Непрокрытие золотом (допускается восстановление для печатных плат, монтируемых в ИТМ и ВТ и по согласованию с заказчиком для остальных).

2. Перекрытие золотом (никелем) изоляционного зазора (допускается восстановление).

3. Розовый оттенок золота на ламелях и КП (отсутствие никелевого подслоя), темные пятна на золотом покрытии (вне зоны концевого контакта допускаются восстановление для печатных плат, монтируемых в ИТМ и ВТ и других по согласованию с заказчиком).

4. Прочие дефекты золочения.

Н. Дефекты, обнаруженные при электрическом контроле.

1. Отсутствие связей (1а внутренних) (обрывы проводников).

2. КЗ между логическими цепями

3. КЗ логических цепей на «З/П»

4. КЗ между «З» и «П» или между «П1» и «П2»

5. Сопротивление металлизации отверстий выше нормы (Rмет>N)

6. Сопротивление изоляции между цепями «З/П» ниже нормы (Rизол.< N)

7. Сопротивление изоляции между логическими цепями ниже нормы (Rизол.<N)

8. Сопротивление изоляции между логической цепью и цепью «земли» («питания») (Rизол.N) меньше нормы

9. Волновое сопротивление не соответствует нормам

Разделы классификатора могут изменяться и дополняться для адаптирования к условиям конкретного производства. Ключевым моментом для успешной реализации этой системы является адекватное отнесение конкретного дефекта конкретному разделу классификатора при визуальном контроле и формировании базы данных. Эта процедура носит выраженный субъективный характер и требует задействования на этом этапе персонала высокой квалификации.

Пример протоколов статистического анализа производственных дефектов за месяц ( ноябрь 2008г.).

На каком-либо производственном участке ( в описываемом примере - участке визуального контроля) собираются задокументированные данные , с выявленными на всех стадиях производства, производственных дефектах, закодированными в соответствии с классификатором. Эти данные через терминал вносятся в базу данных и могут обрабатываться по различными заранее сформулированным запросам. В приведенных выше примерах это протоколы статистической обработки выявленных производственных дефектов по типам дефектов и по типо-номиналам печатных плат. Протоколы могут формироваться за любой период времени.

Устанавливается нормативный допустимый процент – общий (например 10% по многослойных печатных плат и 3-5% по двухсторонних печатных плат) и по каждому типу дефектов ( например дефекты занимающие менее 0,3% считаются случайными и не рассматриваются при анализе)

Еженедельно проводится оперативный анализ недельной статистики зарегистрированных производственных дефектов – для быстрой обратной связи. Ежемесячный анализ позволяет объективно оценивать уровень качества печатных плат, реализуемых на производстве и по результатам анализа корректировать техпроцесс.

Годовая статистика как правило используется для принятия стратегических решений по ограничению конструктивных параметров реализуемых на данном производстве либо по разработке проектов дооснащения, модернизации или техперевооружения.

В целом подобная система может быть многофункциональной, адаптивной и развиваемой информационной системой с архитектурой обеспечивающей выполнение следующих функций:

• выполнение системных и общих , универсальных функций для всей системы управления, с обеспечением работы с иерархическими справочниками объектов и характеристик, обслуживание моделей, архивирования и моделирования;
• работу с различными типами документов, необходимыми для работы производства;
• формирование договоров, являющихся основным консолидирующим типом объектов обеспечивающих взаимосвязь различных объектов и событий ;
• хранение и каталогизацию электронных и бумажных документов с разграничением доступа и возможностью коллективной работы с документами;
• создание, описание и обработку состава и структуры выпускаемых изделий;
• разработку технологических процессов для деталей, узлов и других объектов;
• отслеживание состояния изготовления изделий, через использование маршрутных карт со штрихкодом, который считывается в контрольных точках и автоматически информирует систему о выполненных операциях;
• информационная поддержка процессов производственного планирования и оперативного управления;
• анализ текущего состояния всех отображаемых в системе процессов;
• учет наличия, поступления, выбытия, внутреннего перемещения материалов и текущей продукции;
• интерактивное взаимодействие с заказчиком и прочие.