案例:客訴問題處理(Problem Solving)-電路板油污

前兩天工作熊臨時被指派到大陸工廠去找「油」礦,而且老闆還撂下話來『如果沒有找到「油」就不用回來了!』,帶著忐忑不安的心情出發,回程的機位也不敢劃~

疑似油漬汙染按鍵疑似油漬汙染電路板 
疑似油漬污染按鍵的金屬簧片疑似油漬汙染電路板

原因是公司最近接到了一樁嚴重的DOA(Dead On Arrival)客訴,也就是產品一開箱就死機了。

產品發生按鍵沒有反應的問題,檢查按鍵的行程(Stroke)沒有問題,也沒有按鍵卡住的問題,但是按下按鍵後卻無法驅動線路,有問題的按鍵大部分同時或經常出現在數字3,6,9位置的按鍵,也就是說有集中性,目前的不良率約有1.12%(=35/3000),因為是公司的大客戶,所以大家都很緊張。

第一線的客訴處理人員馬上向上回報給第二線的技術問題分析人員,當他們拆開產品後,赫然發現在按鍵的底下,電路板的表面有嚴重的白色粉末污染,以及類似油狀的液體,這很明顯是在工廠端就遭到了污染,因為產品沒有被拆過的痕跡。







讓人百思不解的是,工廠的作業流程100%有做過產品的功能測試,而且出貨到公司的發貨中心後又經過了100%的進貨品質檢查,結果竟然在客戶的地方發生DOA;另外,因為產品的按鍵使用金屬簧片(metal dome),所以工廠的流水線上幾乎是100%使用IPA清潔電路板上按鍵的金手指線路,為了避免剛清潔後的IPA未完全揮發就被閉鎖起來,所以隔了兩個作業員之後才把清潔後的電路板放進機殼當中,這白色及油狀沾污從何而來?真的讓人完全沒有頭緒。

為了追查不良問題的原因與來源,公司成立了專案小組,成員包括客戶服務、品管人員、研發以及外包工廠工程管理人員,因為公司的產品是委外生產,然後每天開會定計劃與跟進度,這個是最累人的事了,因為每天都得報告新的發現並更新進度。

公司所做的第一個步驟當然是先採取短期的止血措施,100%重新檢驗同一批產品的功能,並抽出6台檢驗通過的產品放進高低溫循環的環境中做衰老實驗,以驗證再次檢驗後通過的產品不會再發生品質問題。第二步要求製造工廠提供問題產品當時及前後一批產品生產時的所有同一系列的產品序號,然後據此抽檢發貨中心庫房內的相同序號產品,不幸的,相同的不良現象發生在同一系列的不同產品上面。這下更加證明問題來自工廠的製程。

在不良原因的追查方面,雖然製造工廠一直認為油污不像來自生產線的設備與製程,但我們還是強烈要求製造工廠需詳列所有可能的油污來源,從PCB上料SMT線、手焊零件、ICT電路測試FVT功能測試、修理、整機組裝,甚至連靜電氣槍都不放過,然後每樣可能的來源都做仔細的檢查。

按鍵污染的要因分析圖(魚骨圖)

另外,我們也花大錢把不良產品送到外面的實驗室去做污染物的成份分析,包括FTIR(Fourier Transform InfRared spectroscopy, 傅立葉轉換紅外線光譜)與EDX(Energy-dispersive X-ray spectroscopy),並且把我們認為幾種比較有可能的污染物也一起送樣分析。這個分析給了工作熊一個全新的觀念,就是焊錫性的不良可以做EDX來分析其各種元素的成份,比如說IMC層與富磷層;但如果想知道外來物為何就要做FTIR,因為FTIR可以比對化學式,而EDX則只能比對元素。

經過FTIR比對之後,我們發現污染物的成份有一部分應該來自清潔劑IPA或乙二醇醚(glycol ether),而另一項物質則可能是助焊劑(Flux)。

有清潔劑殘留可以理解,因為前面就已經提及工廠有使用清潔劑來清潔電路板的按鍵金手指,但助焊劑殘留按正常的情況是不會有這樣大面積的污染,唯一的合理解釋是【作業員錯把助焊劑當成IPA清潔劑】來擦拭在電路板上面了,我們也模擬了其可能性,也確實發現直接把助焊劑擦拭在電路板的金手指上一段時間後確實會形成一層白色的粉末覆蓋層,也確實會造成按鍵沒有功能(malfunction),但實際的不良品上面的污染似乎沒有這麼嚴重,比較有可能是助焊劑混和了IPA,但還需做進一步的驗證。

電路板上故意塗抹助焊劑(flux)後靜置一段時間,形成了白色的粉末污染。

到目前為止,分析還在進行中,但既然已經有了眉目與方向,這下子回家有望了~

後記:
問題最後結果追查下來了,有點跌破大家的眼鏡,但又不得不承認有時候真因不能用常理來推論
電路板油污客訴調查結果


延伸閱讀:
QC story品質改善故事
問題分析與對策解決 8D report
使用PDCA達成六個標準差(six sigma)


訪客留言內容(Comments)

Hello 雄大,

看到這篇文章真是讓我熱血沸騰~深埋已久的推理蟲又蠢蠢欲動。
也很開心看到台灣的電子業界還是有人願意相信科學, 以統計手法來分析問題。
我常遇到人家說, 魚骨圖示畫假的~根本無法找到問題! 但是我告訴大家~魚骨圖是幫我們分析問題~將所有的可能盡量透過重複的魚骨分析~將可能原因縮小。每次的驗證都要透過科學的方法驗證後在刪除。因此, 大部分的狀況我們是誤用了魚骨圖, 而不是魚骨圖無用。
只是為何目前發現的不良品集中出現在3, 6, 9鍵呢? 這也是個很值得研究的方向。基本上作業員不會無聊到故意亂塗東西。會出現這樣的狀況也有可能顯示作業員試圖修復這幾個鍵。 或是有其他原因呢?
推理真的是很有趣的運動! 哈哈!

学习了,期待了解最终答案!

就個人的經驗,EDX對付金屬類的異物比較有用,有機類的汙染或異物要靠FTIR. 不過我蠻好奇的,案例中的汙染物應該很薄,要如何取得足夠的樣本打FTIR?慢慢刮嗎?

我的推測:

1:作業員誤將助焊劑當成清潔劑。
2:發現搞錯後,再用IPA清潔劑擦拭。
3:然後,就形成目前的狀況。

助焊劑倒入清潔劑的瓶子
然後
用混合的液體當成清潔劑在擦拭

學習了,希望您很快可以找到原因分享給大家.碰到問題找到原因是第一階段,如何解決是更加重要.希望您分享完整過程.感恩!

同意 biochiang的說法,集中在369鍵是因為清潔時的方向。如只擦一兩次單方向的,便可能造成不多,但比較集中的污染。同時,可能他們也沒有IPA揮發的概念,馬上就把它裝回去。

看來大家都猜到了問題發生的可能原因,但這畢竟是一件客訴(complaint),而且還牽涉到賠償問題,所以大膽假設小心求證是必要的,目前案子應該已經可以結案了,但由於美國正在放聖誕假期,所以案子還沒正式落案。
我也開始整理我所瞭解的整個過程,等過完這裡新曆年就把它放上來給大家參考吧!


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