从样品走向量产工艺管理课件.ppt

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1、从样品走向量产工艺管理,本课程学习目标,通过本课程的学习，您将能够：了解业界产品化管理的最佳模式与实践理解公司发展不同阶段产品化管理的组织模式及其优缺点掌握可制造性设计的方法以及如何实施掌握如何开展面向制造系统的设计与验证掌握缩短产品试制周期的方法和技巧掌握如何构建产品化管理的基础平台,课程目录,1、概述,2、工艺管理,3、测试管理,4、试制管理,单元一、从样品走向量产概述,问题讨论,请各小组讨论从样品到量产过程中存在的主要问题（10分钟）,制造的烦恼,研发的烦恼,市场需求的多变性开发周期紧转产评审会上才提出一大堆问题揪住小问题不放产品迟迟转不了产,试制/中试的产生,试制车间,量产车间,中试组

2、织参考示例,sample,工艺中心（设计工艺）,sample,工艺中心（制造工艺）,sample,中试的定位与使命,定位：研发与制造的桥梁使命：多快好省的把新产品推向市场。降低产品全生命周期成本（省）提高产品全生命周期质量（好）缩短新产品上市场周期（快）？（多）,研讨,选某学员公司，分享中试职能的组织分布与业务范围,新产品导入（NPI）团队的产生,传统的产品开发模式：串行存在的问题：产品上市周期长事后控制，产品质量问题多开发模式的转变：串行变并行，制造提前介入,研发模式的演变,最佳的产品开发团队（PDT）,核心成员,外围成员,策划,计划,监控,组织,协调,评价,操作,反馈,新产品导入团队（NP

3、IT）,NPI团队的角色和职责定位,制造代表,NPD流程NPI流程,制造系统流程NPI流程,PDT角色制定制造策略和计划提供产品可制造性需求组织制造工艺和装备的开发组织制造工艺和装备的验证监控产品开发的制造准备度监控关键时间点,FUNTION角色输入制造策略和计划组织验证制造系统监控制造系统的准备度监控物料计划组织量产前的产品生产跟踪和解决供货问题,项目管理,执行,协调和沟通,NPI团队介入产品开发过程的时机,产品需求关键技术产品概念,设计需求总体方案概要设计,详细设计构建原型（功能样机）性能样机,试生产制造验证BETA,产品发布开始销售向量产切换,维护改进产品生命周期管理,单元二、工艺管理,

4、课程目录,1、概述,2、工艺管理,3、测试管理,4、试制管理,系统工程（DFX：Design For eXcellence）,DFx：DFM/DFA/DFT/DFL/DFI/DFR/DFS/DFC/DFG、DFM：Design For Manufacturing，强调在设计的初期就把制造因素考虑进去。可制造性设计（DFM）的核心在于工艺设计。,什么是工艺？,什么是工艺？工艺人员在做什么？救火防火怎么防火？正本清源，提前介入,工艺管理的三段论,工艺设计,工艺调制与验证,工艺管制,产品开发过程中面向制造系统的设计,生命周期,发布,验证,开发,计划,概念,提出可制造性需求,参与可制造性需求分解与分配

5、,工艺总体方案设计,制造工艺详细设计,工艺开发,参与并评估可制造性设计,参与制造系统验证并优化工艺,工艺复制,工艺管制,制定制造策略,概念阶段DFM的关键活动,提出可制造性需求,TR1,什么是制造需求？,制造领域对产品设计&开发提出的要求，包括经验教训。（制造领域对产品的约束）,制造需求列表示例（1）,可制造性需求案例,制造需求列表示例（2）,制造需求列表示例（3）,制造需求列表示例（4）,计划阶段DFM的关键活动,跟进可制造性需求已被落实到规格/总体方案/概要设计中（需求的分解与分配）,工艺仿真,工艺总体设计,TR2,可制造性需求的分解与分配,DFM需求分解与分配样例形成产品规格,工艺总体设

6、计,产品特点工艺难点（设计、验证）工艺流程、工艺路线返修策略（备件计划、停产器件）品质保证（工装）制造效率制造成本,开发阶段DFM的关键活动,TR3,工艺并行设计（1）,A,工艺并行设计（2）,A,元器件选择,包装封装形状和尺寸引脚材料贴片力要求ESDCAD库对照贴片速度返修技术采用的行业标准其它,布局DFM考虑,DFA（可装配性设计）,DFA：Design For Assembly将装配准则集成到产品设计过程中；将产品设计和工艺设计集成到同一个过程中目的：提高产品的可装配性降低产品成本,DFA的层次,零件级DFA的考虑,组件级DFA的考虑,产品级DFA的考虑,工艺设计审查与评估,工装设计,什

7、么时候开始工装设计？工装设计流程工装设计工装制作工装验收/验证工装管理,工艺认证,Sourcing Team技术认证（功能规格、可制造性）商务认证,回顾：开发阶段DFM的关键活动,TR3,验证阶段DFM的关键活动,工艺如何验证？,工艺验证/工艺调制工艺窗口CHKLST验证方案验证报告问题跟踪验证批次,发布阶段DFM的关键活动,工艺复制与管制,向生产切换,放量,工艺管理全过程,研讨,选某学员公司，分析产品工艺设计（DFM）工作的开展情况，哪些地方做的不够？考虑如何改进？（15分钟）,工艺管理平台,工艺委员会职责,对公司制造工艺领域的技术业务进行统一管理；根据产品和制造系统的发展需求，组织制定和发

8、布制造技术发展策略、制造技术路标和1-3年的业务发展规划；组织制定和发布工艺标准、工艺规范和工艺管理规章制度；牵引和推动在研发、生产、客服、事业部、供应商、合资企业等环节的工艺技术发展；牵引和推动先进工艺技术和制造平台在产品和生产过程中的应用；对公司工艺工作中遇到的重大问题进行决策。与产品线、供应链管理等组织建立良好的沟通协调机制，确保工艺管理工作的有效开展。,工艺规划,工艺货架技术,工艺技术研究技术积累（货架管理）,工艺人员的培养,轮岗（设计、调制、管制）学习型组织（新技术的跟进、案例、经验数据库、研讨、走出去、请进来、IPC会员、年会）任职资格（工艺人员的职业生涯规划）,单元三、产品测试管

9、理,课程目录,1、概述,2、工艺管理,3、测试管理,4、试制管理,产品全生命周期的测试业务,南翔开局,测试相关术语,DFT：可测试性设计SDV：系统设计验证SIT：系统集成测试SVT：系统验证测试BETA：试用版/客户真实环境中进行的测试SVT2：针对BETA的验证测试,渐增测试模型,M1,M2,MIT,SDV,M3,M5,MIT,SDV,MIT,SDV,M8,MIT,SDV,Build1,Build2,Build3,Build4,生产测试策略,生产面临的问题：效率问题技术问题质量问题成本问题生产测试策略就是权衡质量、效率、成本以获得整个产品生命周期中最大的利润的策略。,测试理念,A perf

10、ect design,perfect parts and perfect processes should combine to deliver a perfect product.最优化测试策略在总体上以最小的花费，最短的测试时间达最大的测试故障覆盖。在总体上最小的花费指在产品生命周期而不只是发生在工厂的制造和测试费用。,生产测试策略的指导原则,生产测试方法（1）,生产测试方法（2）,AOI（Automated Optical Inspection）简介,特点：1、不需要测试夹具，不需要预留测试点。2、不能测试观察不到的焊点（如BGA）。3、测试速度较快。（60个器件以上/秒）4、不能进行电

11、性能测试，只测试焊点的外观。,AOI测试原理,AOI对设计的要求,AOI对以下设计因素有限制：PCB长度PCB厚度PCB工艺边宽度PCBA板重PCBA板上、下元件允许高度,AXI（Automated X-ray Inspection）简介,特点：1、不需要测试夹具，不需要预留测试点。2、可以测试观察不到的焊点（如BGA）。3、测试速度较慢。4、不能进行电性能测试。,AXI检测原理,AXI对设计的要求,AXI对以下设计因素有限制：板的尺寸：最大？最小？板的厚度：最大？最小？板边：？板重：？PCB板上元件高度：？PCB板下元件高度：？,ICT（In-Circuit Test）简介,特点：1、测试速

12、度快，复杂单板的测试时间不会超过1分钟。2、一种被测板对应一个测试夹具，当被测板的PCB更改，则夹具报废。3、被测板需要留出专门的测试点供探针探测。4、可以利用JTAG链测试接触不到的焊点（例如BGA）。5、可以测量电阻、电容、电感、集成电路。它对于检测开路、短路、元器件损坏等特别有效，故障定位准确，维修方便。,ICT对设计的要求,标准夹具的最大尺寸：SPECTRUM大夹具（2560点）456mm 710mmSPECTRUM小夹具（1280点）456mm 557mmZ18XX 456mm 557mmAgilent3070大夹具（2600点)380mm 747mmAgilent3070小夹具 3

13、80mm 393mmGR2284大夹具 355mm 456mmGR2281小夹具 253mm 355mm假如单板尺寸超出以上所有标准夹具容许的最大值，可以考虑特别定制一个夹具，但是费用会相应较高。当单板BOTTOM面元件高度超过150mil/3.81mm时，测试夹具需特殊处理。,PCBA工艺测试策略,单板的产量与复杂度；产品背景；加工路线与工艺难点；测试覆盖；测试成本及效率；其中1）、4）、5)点是主要考虑的因素，其他是重要的参考因素。在制定工艺测试策略时，测试工程师基于以上因素，务求以尽可能小的成本达到最高的覆盖率及测试效率。,产量、复杂度与测试策略的关系,工艺测试的组合策略,高产量,H,I

14、CT,ICT,/AOI,ICT,/AXI/AOI,中等产量,M,ICT,AOI,AXI,低产量,L,MVI,/,FLY,/AOI,AXI,/AOI,AXI,产量,复杂度,低复杂度,L,中等复杂度,M,高复杂度,H,红色表示主要测试手段，蓝色表示次选的测试手段，“/”表示从多种测试手段中选择一种，也可组合使用。,PCBA结构测试策略,产量定义（参考）,产量：一个稳定版本的整个生命周期的产量。策略制定时，通常产品人员会难以给出较准确的预测，应该以乐观的市场预测来进行。生命周期较难估计的，一般可按一年计算。低产量：V1500pcs中等产量：1500 pcsV 4000pcs高产量：V4000pcs,

15、复杂度定义(参考）,公式：Ci=(#C+#J)/100)*S*M*D，其中：#C Number of components，板上元件总数#J Number of joints，焊点总数S Board sides，单面板 S=0.5；双面板,S=1.0MMix器件的混合程度。（制造角度以封装进行考虑，测试以程序难度进行考虑）低混合度0.5；高混合度1.0；D Density，单板焊点密度D=(#J/（L*W 平方英寸)/100)，L 单板长度，W单板宽度。低复杂度L：Ci50中等复杂度M：50Ci 125高复杂度H：Ci125,研讨,公司的工艺测试手段有哪些？工艺测试策略是什么？,单板功能测试（

16、Functional Test）简介,UUT：Unit Under Test（被测单元）stimulator：为UUT提供电源、槽位号、时钟、控制信号、状态信号等。controller：可以是串口、HDLC、扩展总线或邮箱等，用于控制UUT。detector：用于测试UUT的输出信号FIXTURE：夹具,FT原理和特点,FT的原理是模仿被测物（UUT）的工作环境，检测它的各项功能，有时还需对某些指标进行测试。FT一般采用边沿式夹具或针床式夹具与UUT的外部接口相连。FT的作用是测试UUT硬件功能的好坏。FT默认产品的设计是成功的，它测试加工情况，而非设计情况。由于是在接口处测试，所以故障定位模

17、糊（相对ICT而言）。,FT子架测试,FT仪器堆叠,FT通用/专用平台测试,FT装备的开发策略,ICT与FT的比较,ESS（Environment stress screen）环境应力筛选,产品开发过程中面向生产测试的设计,生命周期,发布,验证,开发,计划,概念,TR1,TR6,TR5,TR4A,TR4,TR3,TR2,提出生产可测试性需求,参与生产可测试性需求分解与分配,制定生产测试总体方案,生产测试装备详细设计,开发生产测试装备,参与并评估可测性设计,参与测试装备验证并优化,测试装备转移/复制,测试装备维护,生产可测试性需求示例,对PCB测试点设计要求根据测试覆盖率的分析来调整测试探针接触

18、的测试点数量和位置。PCB上的ICT测试点应在PCB板的焊接面。两个单独测试点的最小间距为60mils(1.5mm)。PCB的对角上要设计两个125MILS的非金属化的孔作为ICT测试定位。每个网络在焊锡面提供一个测试点。测试点密度最高为每平方英寸30个点（平均数）/每平方厘米45个点。每根测试针最大可承受2A电流，每增加2A，对电源和地都要求多提供一个测试点。每5个IC应再提供一个地线点，地线点要求比较均匀分布在单板上。测试点到PCB板边的间距应125mil/3.175mm。焊接面的条码、标签、丝印、拉手条等不要挡住测试点。,PCB设计规范,单元四、产品试制管理,课程目录,1、概述,2、工艺

19、管理,3、测试管理,4、试制管理,面向制造系统的产品验证,生命周期,发布,验证,开发,计划,概念,参与可制造性需求/可测试性需求的制定与评审,参与硬件总体方案评审,参与工艺总体方案/装备总体方案评审,生产初始产品,制造系统验证,试制准备,继续生产初始产品与制造系统验证,向生产切换,生产支持,制定制造计划,培训生产人员,转产评审,参与样机评审,概念阶段的关键活动,参与可制造性需求制定与评审,参与可测试性需求制定与评审,测试装备开发的需求/生产测试的风险评估生产测试策略的评估,生命周期,发布,验证,开发,计划,概念,计划阶段的关键活动,参与硬件总体方案、装备总体方案、BOM结构、整机工艺总体方案的

20、评审,制定制造计划,参与关键器件选型、单板总体设计方案、单板工艺总体方案、,生命周期,发布,验证,开发,计划,概念,开发阶段的关键活动,BOM结构评审,试制准备,参与整机试装,参与装备设计规格书评审,参与配置手册评审,生产初始产品,制造系统验证,参与样机评审,生命周期,发布,验证,开发,计划,概念,试制准备,产品知识准备试产资源准备人力资源/培训场地、测试装备/仪器仪表试产物料生产文件准备BOM/工艺路线/ERP数据工艺文件/技术文件操作指导书制定制造系统验证方案，包括各环节验证的查检表,制造系统验证方案,什么是制造系统？指面向产品生产的所有技术业务和管理业务，除制造工艺这一核心技术以外，还包

21、括采购、计划调度、订单管理、库存管理、厂房设施、工厂信息系统等不可缺少的辅助支撑和管理业务。,制造系统验证什么？,制造系统验证的主要内容工艺验证文档验证/BOM结构件验证质量、效率、成本评估订单/计划/物流产品技术被动验证缺陷分析验证总结/报告,制造系统验证的基本假设,充分利用以前的制造系统的验证数据，减少评估工作，降低成本。试生产和制造系统验证是完全按照实际生产环境进行生产和验证，并且环境条件没有发生重大变化。对于自行设计/开发的产品，企业将获取产品在世界范围内销售必须的所有安全认证。由供应商设计、开发并制造的产品，所有必须的安全认证可以由该供应商获取并维护。,工艺验证的内容,工艺流程/工艺

22、路线器件/结构件工艺单板加工可整机/电缆装配装配工装（钢网/夹具/垫板/周转运输工具、）包装工艺物流运输工艺维修工艺、,文档验证的内容,工艺文件/规范IQC用图装配图接线图工艺规程、操作指导书电子装联装配包装运输检验文件/指导书、,制造系统验证报告,1.验证情况概述2.验证结果2.1验证总体情况2.2结构验证2.3工艺验证2.4数据验证2.5其他3.制造系统分析3.1制造系统品质分析3.2制造系统效率分析3.3制造系统成本分析,验证阶段的关键活动,协助建立订单环境,继续生产初始产品,继续制造系统验证,转产评审（TR4）,培训试生产人员,生命周期,发布,验证,开发,计划,概念,转产评审,转产评审操作模式的改变自检评审会议问题跟踪,发布之后的关键活动,生产支持,生产人员培训,参与向生产切换（小批量）,生命周期,发布,验证,开发,计划,概念,总结与回顾,DFMDFADFTPP,