碰到生產製造或是品質問題時該如何著手分析?內含「MLCC電容破裂原因特性要因分析圖」

工作熊發現有許多新手工程師在碰到生產製造或是品質問題時,根本就不知道如何下手分析問題,這個好像學校還真的不會教學生如何解決問題、分析問題的,記得工作熊自己以前似乎也是這麼一路懵懵懂懂地摸索過來,那如果碰到問題時到底該如何著手分析呢?

其實業界的前輩們已經幫我們整理歸納了許多種解決問題(Problem Solving)的方法了,比如8D手法QC Story(品管歷程)、DMAIC等技巧,我們只要依照其方法與步驟,一步一步跟著做下來大概就可以分析出問題。

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而分析問題時最重要的一個步驟就是如何找出問題發生的真正原因,而這個也正是最困擾新手解決問題的步驟,工作熊會強烈建議大家要善加運用層別法特性要因分析圖(魚骨圖)柏拉圖原因樹等這類品管工具來幫助尋找出真因。

EMS生產時發生MLCC電容的品質分析手法

(請注意:文章中的圖片都只是示意圖,並非真正案例圖片)

(如果內容與貴公司的情況有點雷同,請勿對號入座,其實很多公司都有類似問題的。)

比如說EMS產線在整機組裝(Final Assembly)後發現有高比率的功能不良,經過初步分析後發現有一顆MLCC電容破裂,而且都出現在電路板的同一個位置上。

檢查MLCC破裂的方法一般肉眼很難看得出來,甚至有時用放大鏡或顯微鏡也不一定看得出來,這是因為其裂開處往往在電容的底部或是內側,而且裂紋一般非常細微且不易察覺,業界一般的作法都是拿烙鐵燙開解焊,如果有破裂問題通常解焊後就可以看到明顯的裂開或直接斷裂,也可以用X-Ray來觀察,但最好是2.5D以上的X-Ray,3D CT X-Ray會更好,不過X-Ray老實說也不容易檢查到細微的裂縫,另外還可以用超音波掃描,不過這項設備一般EMS廠沒有。

建議延伸閱讀:
MLCC多層陶瓷電容破裂的幾種可能原因

陶瓷電容(MLCC)落下後破裂並掉落分析(應力)
MLCC陶瓷電容焊接端點尺寸與電容破裂的影響性

好了,我們現在已經知道了電容破裂是造成這次功能測試不良的主因,那要如何更進一步分析電容破裂的原因(原因樹的精神就要追根究底)?只是分析問題通常很難能一步就到位找到真正的問題點,所以工作熊一般會建議採取下列步驟來分析問題:

步驟一、魚骨圖/特性要因分析圖

先用「魚骨圖/特性要因分析圖」來列出所有的可能原因,然後針對最有可能的要因一項一項來排查尋找真因。

MLCC電容破裂原因特性要因分析圖

步驟二、資料收集、層別問題

其次要試著透過資料收集來層別不良問題、收斂問題並找出發生問題的零件與製程處或地點。

》》結果:只有一家供應商,而且板子上總共有四顆相同的電容,但是只有一個地方會出現電容破裂問題。

》》結果:不良品只出現在整機組裝。

步驟三、收斂問題,利用「應變規」量測板子的應力及應變

接著就要再進一步分析為何整機組裝時會出現電容破裂問題。建議採用「應變規(strain-gage)」來量測整機組裝應力,量測時要從板子剛要組進機殼前就開始量測,直到整機螺絲鎖付完成,查看哪個環節的應變超標。

收斂問題,利用「應變規」量測板子的應力及應變

》》結果:發現在螺絲鎖付第二顆螺絲的時候有應變超標的問題。(鎖螺絲的順序其實是很重要的,建議要嘗試不同鎖螺絲的順序來取得最佳手順)

步驟四、追查最後真因

檢查為何在「鎖第二顆螺絲」的時候會有應變(應力)超標問題。檢查是否有任何設計變更?或是有更換過作業員?或是變換了不同的鎖螺絲順序?或材料變更?

》》結果:後來發現機殼曾經做過設計變更,多增加了一個電路板定位的機構,這個機構在螺絲鎖付時會造成額外的板彎應力。

步驟五、採取對策

行文至此,主因已經找出來了,接著就是如何訂正螺絲鎖付時造成的應力過大問題了。可以先改回原來的設計或是重工或是增加螺絲鎖付前的預壓治具以預先消除應力後再鎖螺絲。

後記:

雖然工作熊在這裡幫你列出了解決問題的方法與步驟,但是實際等你遇到問題時的狀況一定與工作熊說的又不一樣,你所要做的就是靜下心來,一步步按照邏輯來解開真相~記得!真相永遠只有一個喔!


延伸閱讀:
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