作者：樊融融
出版社：电子工业出版社
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现代电子装联工艺过程控制试读：
前言
一个产品的制造工艺过程由工步、工序及若干个质量控制节点构成。为获得最高的良品率，按照预定的工艺技术要求和工艺窗口设计，对每一道工步、工序及影响制造质量的节点参数进行科学的控制和管理，使产品的整个生产链都处于工艺受控状态，总称为工艺过程控制。
产品制造过程和其他事物一样，其遵循的规律是在不断变化的，要控制产品的制造质量，做到事先预防，就必须掌握它的变化规律，这个规律就是产品质量的波动性。工艺过程控制的目的，就是为了最大限度地限制这种波动性，使其在所要求的范围之内。
引起产品制造中质量波动的主要因素可归纳为人、机、料、法、测、环（5M1E），因此，广义的工艺过程控制应该以人、机、料、法、测、环等六大因素为对象，从产品设计的可制造性、可测试性、可维修性、原材料进厂、生产线的布局、人员的技术素质、各工序、工步的工艺参数和窗口的设定、质量控制标准、生产环境要求和控制，直到产品进入市场的每一个环节都应进行全方位的控制和管理。
改革开放以来，我国电子产品制造业已有了长足的发展，在单项工艺技术研究、工艺技术装备开发、产品质量缺陷形成机理等的研究试验水平也在向国际水平靠近。然而对产品制造全流程工艺过程控制技术、理论和应用的系统研究却还滞后于先进国家，这正是我国电子产品制造质量与国外一些著名品牌存在差距的症结所在。（1）国内普遍存在的“虽然拥有世界一流的工艺技术装备和手段，但却不能完全实现低成本、稳定、持续生产出享誉世界的、一流质量的产品”。（2）国外一些与国内同等规模，甚至规模更小的公司，采用并非世界顶级的工艺装备和手段，却能源源不断地生产出享有世界盛名的高质量产品。（3）遇到质量问题攻关，往往是越攻，工艺窗口越窄，其后果必然是该批次问题似乎解决了，下批次却又重生，好像割韭菜，割了又生，其要害也是轻视了“工艺过程控制”这一环节。
作者在对国外一些公司考察后，对所见所闻进行了长时间的深入思考和研究，不得不承认国内在电子产品制造过程中不同程度地忽视了“工艺过程控制”这一系统工程要素。国外一些公司正是通过不断完善的“工艺过程控制”这一手段，把产品质量形成过程中的各种要素，自始至终都严密地控制和管理起来了。
撰写本书的目的，是为了引起国内电子制造业界，在电子产品制造过程中对“工艺过程控制”这一系统工程要素的重视。唯有这样，才能使我国由电子制造大国变成电子制造强国。
本书的出版，得到了中兴通讯股份有限公司执行副总裁樊庆峰先生的热情支持，在此表示深深的谢意。
本书在编著过程中得到了中兴通讯高级顾问马庆魁先生，副总经理张强先生，硬件研究所长冯力博士，总工艺师戎孔亮先生，部件生产部长钱国民先生，PCBA生产工艺部长董四海先生，材料试验室主任宋好强先生和工艺专家贾忠中先生等同仁的关心与支持。基础工艺科长刘哲先生及邱华盛、孙磊、钟宏基、曾福林等高级工程师校阅了书稿，在此也向他们表示衷心的感谢。
由于时间仓促，作者水平有限，书中错误在所难免，敬请广大读者批评指正。
作 者
2009.10于中兴通讯股份有限公司序
现代电子产品制造是连接现代电子产品设计和市场营销之间的桥梁，任何一种先进的产品设计，均需经过产品制造这一环节，变成设计所赋予的全部功能的产品实体后，再通过市场营销手段转变为社会商品。显然产品制造是一个企业生产实践活动的核心，是企业赢取利润的重要环节。
随着芯片封装技术多功能化和微小型化日新月异地发展，现代电子产品制造技术已与传统电子产品制造技术有了很大的不同，这种不同就在于前者中的板级电子装联部分越来越占据主导地位，它成了决定现代电子产品制造质量好坏和制造可靠性高低的基础。
现代电子装联工艺技术，是研究如何以最优化的工艺流程，最适宜的工艺技术手段，力求以最低的成本，最少的人力、物力消耗，以最快的时间来响应市场的需求，向社会提供制造质量好、可靠性高的现代化的电子产品的一门技术。因此可以说：产品的高质量、低成本既是设计出来的，更是制造出来的。
产品制造中的高质量、低成本策略的实施，要以人为本。造就一批既精通现代电子装联技术理论，又有丰富实践经验的现代电子装联工艺工程师群体，是企业工艺文化的核心，是市场竞争的需求，也是企业产品不断发展与创新的需要。
笔者根据现代电子产品生产实际的需要，组织撰写了这套“现代电子装联工艺技术丛书”，目的是让电子装联工艺工程师们，在面对现代电子产品生产制造过程中的问题时，不仅知道如何去处理，还要知道为什么要这样处理。
期待本套书的出版，能对国内从事现代电子装联工艺工程师们的工作有所助益。
中兴通讯股份有限公司执行副总裁
第1章 现代电子装联工艺过程控制概论
1.1 工艺技术和工艺技术进步
1.工艺技术的定义
广义的工艺技术即产品的制造技术，它包括从产品设计的可制造性（DMF）、可检测性（DMT）、可维修性（DFS）的约束，到原材料进厂的工艺性要求、加工制造诸元素（人、料、机、法、测、环）的优化和控制、对应用环境的防护（三防）措施等全部加工制造和管理技术的总和。
工艺技术工作是一门为提高企业的劳动生产效率、提高产品制造质量、节能降耗、降低成本、增加利润的综合性的产品制造技术。它是以“时间”、“空间”、“效率”、“能源”等为基础，以对加工制造方法和顺序、生产手段、工作环境、组织机构、人力资源和结构、质量控制等的不断优化为研究对象的科学。我们对工艺技术的研究就是为了寻求最经济、效率最高的加工方法去制造某种产品。因此，工艺技术亦是研究优质、高产、低消耗、高利润地生产产品的制造原理和加工方法的一门科学。
工艺技术在科技领域里是处于科技成果和生产成品之间，是一个独立的发展阶段。它是将科技成果转化为商品，设计样品转化为批量生产的产品供应市场的关键和桥梁。釆用先进的工艺技术，可直接为企业增加经济效益和市场竞争力。
工艺技术是产品制造过程中最活跃的因素，是产品制造质量的技术基础，加强工艺技术的不断进步是提高产品质量的前提。整个产品生产制造过程是以工艺技术为核心的系统工程，各个工序的工艺质量的总和即构成了整个产品的制造质量。
2.推动工艺技术不断进步的动力（1）工艺技术研究
在科学技术高度发展的今天，工艺技术研究越来越被各企业所重视，越来越显示出它的重要性。任何一种新产品的设计或一项新的应用性发明创造都伴随着新的工艺试验研究过程。
在国外始终把工艺技术研究和试验放在突出的位置上，据有关统计资料反映，美国工业范围内各研究阶段投入的资金和人力比例，如果基础理论研究为1，则应用研究为5，产品开发研究为20，生产技术研究为300。也就是说工艺技术研究的投入是产品开发研究的15倍。重视不重视工艺研究和试验，直接影响到产品质量的提高和经济效益的增长。有些企业釆用同一种原料，应用同一种工艺装备，釆用大致相同的工艺，然而生产出的产品质量却不同，经济效益也不一样。这里就有一个生产诀窍问题，而生产技术上的诀窍或关键就是加工技术方法，也就是工艺技术中的一种最佳的方案，最佳的工艺参数。这些关键或诀窍很多是“一点就明、一捅就破”的。然而要获得它，就必须要经过工艺技术研究和试验才能得到。（2）工艺技术实践
工艺技术实践的活动空间就是产品生产制造的第一线，它是贯彻工艺规程，落实工艺技术标准和生产技术条件的必要前提。
工艺技术实践的核心就是要努力做好产品生产现场工艺技术问题的及时处理。产品都是通过相应等级的专业技术工人的技艺，并按照工艺技术文件的要求操纵某种工艺设备而完成的。也就是说，产品制造质量的优劣是在具体的工艺实践中形成的。通过对工艺过程的每一个环节严格贯彻工艺责任制，把制件的质量波动控制在允许的范围内，从而从根本上保证产品质量的稳定。
从保证系统上看工艺技术的现场工作内容包括：确保工艺文件正确，原材料质量、设备精度、工艺装备能力系数、作业环境、操作人员素质、质量标准、均衡生产、产能等方面均能得到有效的控制和管理。
3.工艺技术研究的内容和范围
工艺技术研究和试验就是人们在产品生产实践中，为了寻求最优的加工方法和流程而进行的研究和试验。“最优”就是指所采用的工艺方法技术先进、工艺可靠，加工的产品质量高、性能稳定，材料消耗少、成本低、效益高，能最大程度满足生产的需要和日益发展的市场需求。
在企业中工艺技术研究和试验归纳起来可分为下述几个方面。（1）现有产品的工艺升级
现有产品是指已生产多年的产品，或者已投产了几年的新产品。限于当时的经济和技术力量的限制，采用的制造方法和技术可能还不那么合理和经济，产品质量也不同程度地存在一些问题。因此，有必要对老的加工方法和技术进行改造提升，以降低消耗，提高产品制造质量，适应市场竞争的需要。此时，可进行的工艺技术研究和试验的内容如下。
1）影响产品质量关键工序的技术攻关和试验
在企业的产品生产中，某些工序存在工艺技术参数不合理，导致产品质量低，返修率高时，就需要通过工艺技术研究和试验对原有的工艺技术参数进行优化。
2）影响产品生产效率关键工序的技术攻关和试验
在产品生产过程中，由于某些工序生产工艺过于复杂，速度慢，造成生产线失衡而成为“卡脖子”工序，严重阻碍产品生产效率的提高。对这样的工序就需要通过工艺技术研究和试验，迅速予以解决，实现生产线均衡运行，提高产品的生产效率。
3）为改善劳动和生产条件的工艺技术研究和试验
在产品生产中可能存在着环境差、污染大、工人劳动强度大的问题亟待解决。在解决这些问题的同时，又要满足产品的工艺技术要求。因此，就必须通过工艺技术研究和试验，寻求最合理的加工方法，优化该工序的工艺，或者采用新的工艺予以彻底解决。（2）新产品研发中的预先工艺技术研究
无论哪一种新产品，从产品设计到新品试制、投产过程，小批量生产转化为大批量生产过程都包含着重要的工艺技术研究和试验的内容，以探索适合于大生产状况下的优化的工艺技术。（3）技术改造和革新中的工艺研究和试验
随着现代科学技术的快速发展，新工艺技术不断涌现。为提高产品质量和增加产量，降低消耗，改善劳动条件，进一步增加企业的经济效益，许多企业都在不断有计划地进行技术改造，釆用新工艺、新技术来替代旧工艺、旧技术。但是每一种新工艺、新技术都不是现成的，不是拿来就可以毫不费力地利用的，而必须结合企业现有的工艺技术、工艺装备进行适应性的工艺技术研究和试验，以解决应用中可能发生的问题。（4）新工艺技术的研究和试验
随着现代科学技术的发展，一个企业应有计划地不间断地进行适应性的新工艺技术的研究，以适应产品生产技术不断发展的需要。（5）消化引进技术的工艺技术研究和试验
改革开放以来，许多企业引进了国外的先进工艺技术和工艺技术装备，改善了生产条件，提高了企业生产的工艺技术水平，进一步发展了生产，增强了企业的实力，但是为了更好地消化、吸收引进的先进工艺技术，就必须加强消化引进技术的工艺研究和试验工作，充分掌握其技术规律性，才能更好地充分发挥引进技术的作用。
1.2 工艺过程和工艺过程控制
1.工艺过程（1）定义
传统的电子产品制造工艺过程，按照具体产品的实际电气和结构特征，通常是由若干个工序排列组合而成，而在每一个工序中可按照使用的工具和操作动作的差异，又可分解为若干个工步。将这些工序和工步按照工艺技术要求和严密的科学顺序，按一定的节拍有序地排列组合成一条特定的群组，以完成某种产品的全部制造流程。我们将这些工序、工步的有序集合称为工艺过程。（2）现代工艺过程概念的发展
随着现代芯片封装技术日新月异的发展，超高性能、超微型化、超薄型化的产品设计技术异军突起，使得传统的电子产品制造流程发生了重大变革。驱使原来的“芯片→封装→安装→整机”的由前决定后的垂直生产链体系，转变为前后彼此制约的平行生产链体系，工艺技术路线和工艺过程也必将作出重大调整，以适应生产链的变革。
2.工艺过程控制
一个产品的制造工艺过程包括工序、工步及若干个质量控制节点。为获得最高的良品率，按照预定的工艺技术要求和工艺窗口设计，对每一个工序、工步及影响制造质量的节点参数进行全面科学的控制，使产品的整个生产链都处于工艺受控状态，总称为工艺过程控制。
工艺过程控制目前在电子制造业界有两种不同的理解。（1）局域性的工艺过程控制
这种控制模式是对生产线的主要工序（如元器件成型、插件、波峰焊接、焊膏印刷、贴片、再流焊接等）的工艺过程进行控制，这种局域性的工艺过程控制是不可能实现零缺陷的生产境界的。（2）全域性（产品形成的全流程）的工艺过程控制
产品制造过程和其他事物一样，是遵循一定的规律在不断运动的，要控制产品的制造质量，做到事先预防，就必须掌握它的运动规律。这个规律就是产品质量的波动性。工艺过程控制的目的是为了最大限度地限制这种波动性在所要求的范围之内，而且是完全受控的。
影响产品制造中质量波动的主要因素可归纳为人、机、料、法、测、环（见1.3节）。因此，广义的工艺过程控制，应该以人、机、料、法、测、环六大因素为对象，从产品设计的可制造性、可测量性、可维修性，到原材料进厂、生产线的布局、人员的技术素质、各工序和工步的工艺参数和窗口的设定，再到质量控制标准、生产环境要求和控制，最后到产品进入市场，每一个环节都应进行全方位的控制。
由于现代电子产品结构发展的微小型化、安装的高密度化和多维化，互连密度不断提高，人的手不可能直接接近，基本上属于一种“无检查工艺”。因此，零缺陷制造技术越来越重要，为了实现上述要求的“无检查工艺”的目的，就必须通过全域的、精准的工艺过程控制才能确保。传统的“事后检查”、“死后验尸”式的产品制造质量控制方法将走进死胡同。未来产品制造质量控制必须和全流程的工艺过程控制结合起来，并以对工艺过程控制参数稳定性的监控作为产品质量控制的主要手段。这样才能实现把不合格品消灭在它的产生之前，变“死后验尸”的被动管理为“事先预防”的主动管理。
自改革开放以来，我国的电子产品制造业已有了长足的发展，然而对产品制造全流程的工艺过程控制的精细化尚存在一些不足。国外一些公司都充分利用了“工艺过程控制”这一系统工程手段，把产品质量的形成过程由始至终严格地控制起来。
1.3 工艺过程控制的要素和内容
1.3.1 工艺过程控制的要素工艺过程控制要以确保质量控制的内容为基础，因此，工艺过程控制应围绕下述内容来展开：
① 人（Man）；
② 机器（Machine）；
③ 物料（Material）；
④ 方法（Method）；
⑤ 测量（Measurement）；
⑥ 环境（Environment）。
人们把这6种基础要素称为5M1E。在工艺过程控制中，可以发现过程中的很多工艺问题，这是过程改进的基础，问题解决了，过程变异减小了，过程控制的质量也就提高了。通常过程控制应尽可能要求对过程实施标准化操作。1.3.2 工艺过程控制的内容
1.人
指的是实施过程控制中的人员。人是5M1E中最重要的一个因素，尽管由于现代电子元器件的封装不断微型化，绝大部分的操作均为自动化机器所替代。虽然人的劳动强度大幅度降低了，然而对人的技术素质要求却大幅提高了。主要控制的节点：操作者的技术素质、操作技能、工艺纪律、工作责任心、技术更新速度、工艺理论知识的培训等。
评估培训体系的有效性，可以从下述几个方面来衡量。（1）构筑金字塔式的专业人才梯次
一个科学有效的人才体系，必然是呈金字塔形的。
① 塔顶：必须培养有数名年富力强，有硕士、博士学位的“理论造诣深、实践经验丰富”的专业技术带头人，能统揽当代电子装联工艺的前沿技术，结合公司产品的发展趋势和特点，创造性地组织相关工艺技术的预先研究。处在塔顶的人员学术水平高，解决问题能力强，能指导专业工程师展开工艺技术专题研究，并为行业所公认的技术专家。
② 塔身：由若干名专业工程师构成，他们必须掌握本专业的专业基础理论，能灵活运用技术理论解决实际问题，遇到生产技术质量问题时，不仅知道怎样做，还要知道为什么要这样做。有较强的理论表达和逻辑分析能力，能及时组织和指导现场工艺技术员解决生产流程中的一些疑难问题。
③ 塔基：由工艺技术员构成，他们都有一定的专业基础知识，以生产现场为活动舞台，能及时解决生产现场出现的一般性的生产技术和质量问题。（2）建立可靠的、正规的工艺技术专业人才的来源渠道
例如，与一些知名大学建立长期的产、学、研合作关系，以获得工艺技术后备人才补充和更迭的稳定来源。（3）建立长效的知识更新机制
知识更新对一个技术工作者来说是永恒的主题，一个公司必须建立一套对不同层次的工艺专业人员定期知识更新的机制。（4）有一套激励人才成长的机制
有一套科学的工艺技术人才的激励机制，是促进人才辈出，加速有才干的高级人才尽快“冒出来”的最有效的措施。
2.机器
什么样的设备是最好的设备?一流的工艺装备是生产高质量产品的物质基础，什么叫一流的工艺装备?它应该包含下述三个方面的含义：
① 非常适合自己产品的生产特点，实用、好用，产出比高；
② 技术先进，使用维修成本低；
③ 绿色环保，节能、降耗。
企业生产就是以最大化赢利为目标。对一个公司来说，能理想地达到这一目标的工艺装备就是最好的设备，不能单纯以价位、是否为进口产品来论优劣。这一点在日本一些公司里体现最充分。
对设备而言，在工艺过程中应关注的控制节点是：设备工作的过程能力、精度和准确度的稳定性和生产产品质量的波动性。当这些控制节点出现异常变异时，很容易及时分析、调整，使变异减小。
现代电子产品的组装几乎都是依靠自动化设备（如焊膏印刷机、贴片机、成型机、插装机、波峰焊接机和再流焊接炉等）来完成的，因此，对各类设备的选购要关注下述问题。
① 稳定性：选择设备要先强调它的稳定性。所谓稳定性主要包含两个要点，其一是指生产产品质量的稳定性，生产出的每一个成品的质量应基本相同；其二是指运转的稳定性，也就是故障少，尤其是要消除一些造成瞬间停机的毛病。一般而言，速度快、产能高的设备，实现上述目标的困难性要稍大些。
② 小型化：设备一旦小型化，价钱也就便宜了，通过增加小型设备可进一步扩大生产线。同时由于设备的稳定性提高，也可以消除闲置的浪费，达到少人化的目的。
③ 流动化：设备的流动化重点就是要先做到小型化，小型设备便于移动，生产线的小型设备能随着市场需求量的变动而随时增减、组合变动。除此之外物品流动是否顺畅，设备与设备之间的不同产能速度的匹配性也要加以研究。
④ 柔性：设备的柔性主要体现在对不同加工对象和不同产量要求的适应程度上。产品有一定的寿命周期，品种规格也很多，如何使设备适应不同产品的加工要求，是选型时的关键。产品不同了，只要改变设备的附属机构就可以转作他用。另外在产能上要保留适当的余地以应对需求量的增减。
⑤ 转换快：产品种类很多时，不可能每一种产品都买一台设备。有些只需更换模组和配件等就可以应付各种不同类别产品的生产。所以，设备的模组和配件应便于更换，以减少生产停顿的时间，增加产能。
⑥ 易挪动：生产线的布置要有弹性，要能经常变化，设备就必须容易挪动。
⑦ 产能可扩充性好：选择设备时，产能不要做得恰恰好，要留有余地，有100%的产能只用到80%，这样才有能力适应市场需要量的变化。设备能力如果正好，市场需要量一旦增加，就无法应对，只有采取加班的途径，这样就会导致成本增加及管理的困扰。因此，在选购设备时就要考虑到将来有扩充的可能，且只需稍做改变即能达到目的。
⑧ 可操作性好：因生产的品种或数量的变化，而使生产线的设备或布置必须作相应的变动，为了减少因此而停工的时间，必须使变换后的设备能够做到“生产的第一个产品就是合格品”，不要再花费时间去做调试工作。生产的设备要容易启动，当需要生产时，仅须打开开关即能生产，当不需要的时候，能够立即关掉。只有这种能随开随用、随关随停的设备，才能使生产活动随心所欲，变化自如。
有了一流实用的好设备，并不是摆在一起就是一条一流的生产线了。就像人一样，把截然不同个性的人混在一起，必然产生内耗，不一定能办好事。每一台设备都有它的个性，必须按产品生产工艺设计要求，扬长避短地将它们搭配组合起来，达到无缝衔接，实现高效率、高质量的产出目标，这就是生产工艺流程的优化。
3.物料
对电子产品装联工艺来说，物料是指在产品制造过程中所使用的各种物件和材料，诸如各类外购的电子元器件、机电部件、印制电路板、钎料、焊膏、助焊剂、贴片胶、清洗剂和各类胶料等。要使它们在釆购、外协、流转、储存等情况下，都能符合质量要求，主要控制手段如下。
① 物料进厂后必须按规定技术要求和标准经过检测和验收，验收认定合格后才能入库。
② 入库的物料，要按其性质和对产品质量的影响程度规定储存条件和方法。仓库应达到规定的环境要求。
③ 物料储存要按来源、批号、特殊要求、进厂日期等分类隔离，妥善摆放，并按其特性做好防潮湿、防静电、防霉变等工作。
④ 仓库要做到账卡、物料一致，对重要物料应做好标识，并在发料、配送、使用过程中，确认其追踪办法，以保证产品质量的可追踪性。
⑤ 在发料、配送和使用中严防混料、错料现象发生。
⑥ 物料代用必须经过严格的审批手续。
⑦ 严格做到不合格的物料不发放，库存超期的物料未经重新试验认定的不发放。发现有不合格的物料混入后要做到不流转。
4.方法
方法包括作业标准、工艺流程、操作方法、质量要求、作业指南等，它们共同构成了工艺规程的内容。先进的工艺规程体现如下：
① 采用的产品制造方法是最经济的，效率是最高的；
② 优质、高产；
③ 绿色环保、节能、降耗。
5.测具
测具的管理在工艺过程控制中是非常重要的一环，测量误差对过程控制输出的影响很大，必须保持计量测试仪器设备的完好、精确。因此，要实行定期鉴定制度，计量部门应负责全厂各类物理量测具的鉴定、校正和修理，保证度量基准传递的准确。衡量的标志如下：
① 关键工序和关键工艺参数（如温度、压力、时间等）监测手段完整；
② 测具精度有健全的校准管理制度。
6.环境
环境是导致过程控制发生变异的一个重要因素，特别是对含有大量的微型化封装元器件的高密度组装的电子产品，在组装过程中对环境条件的变异尤其敏感，这里所提到的环境包括以下两个方面。
① 自然气候环境：应关注的主要影响因素是大气温度、大湿度度、大气压力、空气中的污染物和灰尘等。近年来，自然气候环境的突变造成的工艺过程控制失控、质量问题突出、甚至导致停产和停线的案例在不断增加。
② 室内工作场地的环境：在工作场地内创造一种清洁、明亮、安静、安全、有序的工作条件有利于稳定人的心理，有利于减小产品在生产过程控制中发生变异的可能。因此，在室内环境中应加强对室内温度、湿度、亮度、空气洁净度、噪声等的管控。
工作环境良好的标志如下：
① 工作场地应有温、湿度自动测试和记录装置，工作场地环境参数应尽可能保持恒定。例如，温度：23±5℃；湿度：50%±10%RH；洁净度：ISO 8级；噪声小于60dB。
② 5S得到全面贯彻和落实。
③ 工作场地（特别是关键工序）环境条件的变化对生产流程和产品质量影响小。
④ 工作人员文明操作意识强。
⑤ 静电防护措施完善：储存、测试及加工场地均有完善的静电防护措施，各重点环节都有完整的自动或人工定时测试记录数据库，数据的可追溯性好。静电防护能确保产品制造过程中的安全需要，例如：
生产场地和一般配送及测试场地：静电电平不大于100V；
特殊场地（如射频（RF）车间及其测试、配送）：静电电平不大于50V。1.3.3 控制项目和方法
1.控制项目
实施正确的过程控制方法和选择正确的工艺装备，将有助于过程能力的稳定性和可重复性。过程控制是一系列仔细计划和周密设定的事件，当按照要求完成时，将突出地体现在以下事项中。
① 定义组装要求、组装过程、过程参数和过程品质计划；
② 存档组装程序；
③ 培训和签发上岗证；
④ 小批试生产；
⑤ 收集变量数据；
⑥ 计算过程能力；
⑦ 收集特性数据；
⑧ 开始批量生产；
⑨ 继续数据收集。
所有过程都有变量，统计过程控制可提供基本的工具，用于测量和监测过程变异（波动）。这种变异（波动）可分为两种类型：正常变异（波动）和异常变异（波动）。
正常变异（波动）：亦称普通原因造成的波动，它是上述六大因素同时作用的随机波动（如设备的正常振动、刀具的正常磨损，测量的允许误差等）。普通原因变量是那些自然存在于一个稳定的和可重复的过程中，但这些波动综合起来对产品制造质量的影响并不太大，属于不可避免的波动，或称受控制的波动。
异常变异（波动）：亦称特殊原因引发的波动，它是由系统原因作用引发的波动。这种变异是那些出现在由于特殊的原因（如没有符合已建立的过程参数）而缺乏控制能力的过程中的变异。异常波动对产品制造质量影响大，属于可以避免的波动，或称非控制的波动。
对于工艺过程控制中所出现的上述两种波动，要加以区别，分别进行控制。从掌握产品制造质量波动规律的角度来看，工艺过程控制的目的就是要做到维持正常的波动，消除异常的波动。
2.控制方法
数理统计方法是揭示波动规律和区别正常波动与异常波动的有力工具。工艺过程控制运用这种科学方法，从产品生产过程中无数变化的现象里，客观地抽取有用的数据，加以整理分析，找出其规律性，作为决定行动、采取措施的基础。
掌握发生波动规律的目的，就是要及时发现异常，找出影响系统的因素，发现潜在的隐患，防止问题再次发生。在产品制造中，质量的明显不良，犹如漂浮在海洋中冰山的尖顶，而潜在的不良则更大，往往占10倍以上，如图1.1所示。所以，工艺过程控制不仅要消除明显不良（如废品），更重要的是预测和探索发生不良的各种可能形式，找出潜在不良的发生原因，制定预防措施，消除质量隐患。图1.1 明显不良与潜在不良1.3.4 数据和图表
过程控制必须基于事实。控制图表，简单地说就是一段时期中分布的柱状图，记录和显示收集的数据。变量数据是以过程为焦点，通过测量特征值来得到。例如，在一块完成的印制电路板上焊接点缺陷的数量，就有6个基本的控制图表：
① X条形图显示平均的一系列测量的变量；
② R图显示一系列测量范围的变量；
③ C图显示缺陷数量的变量；
④ U图显示每个单位缺陷数量的变量；
⑤ P图显示断裂缺陷的变量；
⑥ Np图显示有缺陷的单位数量的变量。
控制图包含控制极限和规格极限。控制极限包括上控制限（UCL）和下控制限（LCL），它们是变量的边界，是基于实际的过程表现。规格极限是过程控制的外部边界，也有上极限（USL）和下极限（LSL）之分。当数据在控制极限内并形成随机形态时，则过程是稳定的和可重复的。需要观察的事件包括失控点和三个统计模式，即运行、周期和趋势。
高级SPC使用者也可计算过程能力指数，通常叫做C和C。过ppk程能力C是将一个过程的柱状图与规格极限比较，而改正的过程能p力C是用来处理C内在的几个不足点。C≥1.0表示过程能力还可以，pkpp但C≥1.33才是所希望的。p
每百万机会的缺陷数（DPMO）是另一个显示产品品质的方法，6简单地说就是每个单位上的缺陷数除以缺陷机会后乘以10，缺陷机会就是每块印制电路板上焊接点的数量。1.3.5 产品生产与运营
1.生产与运营
产品生产活动与企业的运营目标有密切关联，企业如果不够强壮的话，将无法在世界性的市场中竞争。虽然卓越的研究开发可使新产品进入市场，但仍需依赖卓越的生产活动，才能永远立足于市场，我们可以借鉴下面的历史。
录像机、传真机是美国人发明的，激光唱盘是荷兰人发明的，但谁是后来这些产品的生产、销售、利润的龙头老大呢?那可是日本人。
美国麻省理工学院管理学院院长索罗教授在一场演讲中，就说出了如下的见解：“欧美企业将2/3的研究发展经费花在新产品开发上，而将1/3的钱用在生产过程的改善上。日本的做法刚好相反。我认为欧美的做法是错误的。以前，发明、开发新产品是企业竞争最重要的武器，但是现在竞赛的中心是再生产过程的改善。”
2.追求零缺陷生产
工艺过程控制特别强调不能有不良品发生，不良品太多，则会干扰到整个生产线的顺畅性，进而使整个生产步调混乱。
缺陷是造成质量问题的原因，要消除缺陷首先要将潜在的缺陷显现出来。潜在的缺陷已存在，但人们却无法感知。就像冰山的一角，露出水面的部分仅为整体的1/10，其余的都在水面下。
潜在缺陷如灰尘、杂物、污染、磨损、擦伤、松动、泄露、腐蚀、变形、振动、发热等，这些潜在缺陷一时不会有什么影响，但在长时间负荷之下，就会造成瞬间停机、使用不良，从而变成突发故障。
为什么要以零缺陷为追求的目标?企业的主要生产活动就是制造商品，由于生产数量非常多，为了经济的原因或者某些条件的限制，自然就会认为不可能全数检查。所以，下意识地就接受了“多少总有些不良品存在吧”这种错误的想法。例如，生产汽车的工厂生产数十万辆甚至数百万辆车，假设其中发现一台不良，以不良率来说只是数十万分之一，或数百万分之一而已，质量可以说是非常好了。然而，具体到某一消费者来说，一生中或许就只买了这一部恰好是不良的车子，那岂不是遗憾终生并会一辈子对这家公司留下恶劣的印象。所以，对任何一个消费者来说，是不会情愿接受任何一个不良品的。
此外，就制造工厂来说，任何一个不良品的发生，除了造成成本增加之外，也会使整个生产计划及管理控制活动发生混乱，而衍生的问题及额外的成本负担更是难以细算，所以，企业的质量目标就应该是零缺陷。但零缺陷是需要一定的投入的，对一个产品而言，决策者应掌握好尺度，即把握好质量和成本的关系，寻找一个合理的平衡点。
1.4 SMT全过程控制和管理
1.4.1 概述国外研究工艺过程控制的专家认为，要实现表面贴装技术（SMT）全过程控制和管理，需要计划与实施一套可靠性、稳定性、可追溯性与可预测性的模型（RSTP）。这种方法给予电子产品开发商能够完成电子封装与焊点的可靠性研究、产品工艺鉴定、电子统计过程控制、制造过程的实时监测及工艺与产品质量的可预测性分析，并为此提出了一个简化的技术工作模型，促进从产品设计、制造，到成品质量的顺利转化。他们以两种高性能封装（倒装芯片球引脚阵列器件和微针脚阵列插座）为例，选择用于高端服务器与台式电子设备的印制电路板（PCB）（本书中PCB指未装元器件的裸板，PCBA表示装了元器件的印制电路板）。根据封装供应商、原始设备制造商（OEM）、电子制造服务提供商（EMC）与软件供应商制定的协议规定，在测试载体上获得封装与焊点的可靠性数据。1.4.2 SMT全过程控制和管理
1.过程描述
焊膏印刷、元器件贴装、再流焊接与元器件外形是工艺窗口的选配过程。全部固有的工艺变量如焊膏印刷量、再流焊温度曲线，连同机器参数（如印刷压力、贴片机的能力系数、再流焊炉传送帯速度等）放在一起进行分析与整体优化。这些固有的工艺变量使得SMT组装部门能够对某个产品通过一组统计数据，使得简单的选配过程可在不同的生产线上通过优化工艺窗口来进行。
2.利用工艺过程控制手段防止缺陷
通过使用光学检测系统来监控生产线，可以减少PCBA制造过程中的缺陷和返修成本。
绝大部分电子设备组装线都会产生一些缺陷或错误，例如，焊膏印刷机可能堆积了过量的焊膏造成污染，也可能因焊膏量过少而造成焊料量不足；元器件贴装机可能没有把元器件贴放在适当的位置上或方向不对等。这些错误都降低了PCB组装的一次通过率，有时候这些缺陷在短期内就能暴露出来，不过大部分情况下都是过一段时间后才能暴露出来。
为了捕获这些缺陷，许多公司使用自动光学检测（AOI）设备来定位缺陷，并由工人在组装线的末端进行修复。当厂商能够接受返修和现场故障的成本时，这个策略看起来不错，但是对于那些正在利润空间很小的市场上竞争的PCBA厂商来说，这些成本是不可接受的。
PCBA厂商更聪明的做法是使用AOI来帮助生产线管理者获得定量的检测信息，他们可以利用这些信息调整生产工艺，从而在第一时间减少缺陷。具备更低缺陷率的PCBA一次通过生产，可降低成本，节约时间，并可减少返修人员。
通过使用AOI系统来进行过程监控，厂商可以实现下述目标：
① 在启动一条新生产线的时候，发现将逐渐显现出来的质量问题；
② 在现有生产线上保持高质量的生产；
③ 缩短进行改变所需的调整时间。
例如，可以使用AOI系统从100万个PCBA中获取并分析数据。这些数据可使管理人员在生产变化造成缺陷之前就实时地进行调整，这些轻微的过程纠正可以持续保持缺陷数量在一个较低的水平上。
AOI也可以帮助生产线管理者顺利地组装新的PCBA，以便第一次就可以进行正确的组装。
3.缺陷原因追踪
为了揭示产生缺陷的根本原因并采取正确的行动，一个生产线管理者必须判断缺陷的发生是随机的还是由于生产系统的问题造成的。使用AOI系统，管理者可以收集定量的光学检测数据，这些数据可阐明问题的模式，从而发现问题的起源。
许多工程师都了解那些决定“接受/不接受”的光学检测质量数据，但是他们可能没有理解对变化数据的需求，这些数据来源于对焊料量、元件放置等相关信息的定量测量。为了提供有用的结果，AOI系统提供的可变数据的可重复性和精确度必须比诸如贴装机这样的组装设备高出一个数量级。举例来说，一个安装了用于检测0402贴装元件放置偏移的AOI系统，必须具备100μm的精度和±1μm的可重复性。
国外某公司使用Landrex Technologies的Optima 7200 AOI系统，检测过许多公司的PCBA组装工艺，分析了贴片后的工艺质量。这个分析包含了各种类型的PCBA，如应用于蜂窝电话、PC和服务器的PCBA。Optima 7200作为一个贴片后检测系统可提供诸如元器件丢失、元器件错误和标签错误等质量数据。该系统也可精确测量元器件的位置，提供变化数据。通过在几个不同层次对这些数据进行认真的分析，就可以快速提高一次通过的PCBA的产能。
数据的收集和分析需要花费时间、耐心和金钱。通常情况下，生产线经理和AOI专家花费了大量的时间来努力保持生产线的启动和运转，却几乎没有时间来收集用于后续系统分析的数据。新型AOI系统可以提供高精度的测量，有助于将生产线精确的检测信息转化成更低的缺陷率和更高的利润。
实践证明，在PCBA的生产过程中使用光学检测可以减少缺陷。下面的例子描述了PCBA生产商使用AOI来提高产能的几种途径。
① 机器级分析：即使对AOI数据的简单分析也会发现“宏观”的缺陷模式。案例研究发现，一个生产线经理检测了3台不同贴片机组装的100万块PCBA。在分析了某时间段的组装缺陷数据后，发现一台贴片机造成了71%的缺陷（见图1.2）。当生产人员调整了这台机器减少了缺陷以后，一次通过的产能提升了。在这个案例中，AOI系统跟踪了特定的缺陷类型及其起因。图1.2 某个特定机器某时间段的组装缺陷数据
② 元器件级分析：有时，PCBA组装产能下降的根本原因仅仅与一小部分元器件有关。在一个时间段内，通过分析一系列PCBA的AOI数据，质量数据显示PCBA上元器件放置位置正确与错误的关系排列图，如图1.3所示。图1.3 排列图显示了从最高到最低的缺陷类型
从图1.3中发现，有三个元器件（BGA封装的MICRO8、0805C-CT钽电容和SOT晶体管EMT3-x）造成了绝大部分的缺陷。当生产线经理调整了生产设备，对该三个元器件进行了正确放置之后，PCB组装的缺陷率下降了80%。
③ 同一块板上的元器件级的分析：在检测中，收集了同一个元器件位置的变化数据。对这些数据的分析发现了这些元器件的预期位置和AOI系统实际检测到的位置之间的关系。在这个案例中，回顾了一种类型的PCBA上所有元件的放置信息。分布图显示了预定位置和实际位置之间的差异，如图1.4所示。
图1.4中的每一个点表示PCBA上的一个元器件，每一个矩形标识表示一个特殊的元器件类型。内部和外部的小圆圈分别表示4mil和8mil的生产工艺限制。从图中可以看到五种元件类型——H11、U2、J5、U4和C33——产生了绝大部分的缺陷。这些元器件中的一个或多个在生产设备上实际的放置位置和预定位置之间的误差超过了8mil。
如果更加仔细地观察这些数据，就会发现标号为J3、U6、U5和H115的元器件在PCBA组装过程中不怎么产生缺陷，因为它们的放置误差都在8mil的生产工艺控制限度以内。但是，元器件放置设备将它们放在超过了预定4mil的位置。如果不采取任何纠正措施，这些元件的放置可能会逐渐偏移而超出8mil的限制，从而导致组装缺陷。
图1.5（a）显示了生产线1较多的缺陷，但大部分元器件放置都控制在距离目标4mil的范围内。而图1.5（b）虽然显示了较少的缺陷，但元器件放置的精度比较差，贴装机放置的大部分元件件都偏离了中心。如果不纠正这些中心定位问题，很快就可能因为元器件放置的偏移更加偏离中心“目标”位置，导致生产出更多有缺陷的PCBA。在对几个相同PCB的数据进行分析后，呈现出相同的变化数据“信号”，这揭示了一个系统级的生产问题。图1.4 分布图显示了PCB上元器件预期位置和AOI实测位置之间的差异图1.5 贴装位置的准确度
1.5 工艺过程控制中应注意的问题
1.5.1 要更多关注检测过程许多公司对产品缺陷发生率的反应是被动的，因为他们大多数的努力是去计数缺陷而不是检测过程。事实上，计数缺陷是被动反应的，因为缺陷已经发生了。检测过程是主动性的反应，因为这是一个帮助防止缺陷发生的方法。当然计数缺陷是质量控制计划的一部分，但是更重要的应检测其过程和把注意力集中在缺陷的预防上。
过程在控制中是受控还是失控，能生产可接受的产品还是不能，如果均为后者，则应釆取下述三个层次的措施。
① 失效分析。利用现有的技术与工具来有效地分析和研究典型的过程与产品问题。
② 解决问题。利用现有的技术和工具来分析、隔离问题的根源。
③ 改正行动。找到这些原因之后，可寻求和实施永久的解决方法。1.5.2 动作和措施的执行
过程控制帮助将过程能力、稳定性和可重复性达到和维持在一个期望的水平。过程控制不只是统计，它是一系列动作和措施的有序集合。
① 定义组装要求；
② 建立组装过程；
③ 定义过程参数；
④ 定义过程品质计划；
⑤ 制定组装过程文件；
⑥ 培训员工、发上岗证；
⑦ 开始少量生产；
⑧ 收集特征数据与变量数据；
⑨ 计算过程能力；
⑩ 开始批量生产；
⑪继续收集数据。
如果按序执行和落实了这些动作和措施，那么过程控制的目标就会达到。1.5.3 正确地分离变异原因
1.变异产生的原因
所有组装过程都有某些变异。统计过程控制（SPC）提供工具来检测过程和监测变异的产生原因：
① 普通原因：变异是在一个稳定的过程中固有的，即过程虽然不完美，但能满足可重复性和可检测性的关键要求。因此，一个过程是可重复的，其结果（如在X和R图表上所显示的）将反映的是操作员的变异而不是过程变异。
② 特殊原因：变异是特殊行动的结果，如执行错误（制定的文件过程没有遵循）而导致的变异。
统计过程控制应该用来稳定新的过程和改进现有的过程。基本过程控制必须基于从精确测量与观察所获得的事实。通常，收集与分析特性数据是被动反应的行动，而收集与分析变异数据则是更加积极的步骤。
2.描述变异的工具
过程控制依靠统计工具来测量、反馈和分析。众所周知的7个品质控制工具，是过程控制中的必要部分，因为它们可用来收集、显示和分析数据。
① 检查表：用于收集数据，也可显示数据。它简单、容易应用，并能有效地显示各种结果发生的频率。
② Pareto图：在柱状图上以下降的顺序显示缺陷种类，它对于把影响最大的缺陷从众多影响小的缺陷中分离出来是非常有用的。
③ 因果关系图：它将注意力集中在一个缺陷的最可能的原因和其潜在的相互关联性上面。注意力通常集中于人、机、法、料四个方面。
④ 流程图：使用标准化的标识来说明过程中的各种步骤。一个流程图清晰地说明从开始到结束的整个组装过程。
⑤ 柱状图：显示统计分布的条形/柱形图，它们在显示数据的分散性中有帮助，使得容易比较和分析。
⑥ 散布图：绘出无数的数据点来显示一个过程或产品的两个不同但又相关的特征之间的因果关系。
⑦ 控制图：在时间上和在上/下极限之间，显示特性（计数的）或变量（测量的）数据。可清楚地揭示可能影响过程能力的异常特性曲线、趋势和周期。有6种基本图形，即X图、R图、C图、U图、P图和Np图。
3.检查
某个级别的产品检查是必要的和所希望的。可是，大批量的检查不会改进产品质量。检查是一个筛选过程，尽力找出需要修理的不可接受的产品。应该避免大量检查，除非发生有必要100%筛选产品的事件。对于日常检查，应该基于一个合理的抽样计划。
定义检查方法与工具是重要的。检查应该当做一个过程来定义，像任何其他过程一样要制作出文件。事实上，检查可分成三个基本模式：
① 对每个PCBA板上的每个元件都检查（大批量检查）；
② 对确认某个PCBA板上的特殊元件进行检查（减少的批量检查）；
③ 检查特殊板上的特殊元件（抽样检查）。
PCBA的复杂性影响检查，因为每个PCBA板的元器件数量不断增加，对检查每个PCBA板上的每个元器件造成了更多困难。事实上，复杂性是批量检查不能改善产品质量的主要原因。
基于历史数据（Pareto图），要使显示更高缺陷率的元器件接受更频繁的检查。这个方法保证缺陷率高的元器件得到更多的关注。更少检查或完全不检查缺陷率低的元器件，以改善整个检查过程。
4.监测
检查是集中在产品上的，监测则是集中在过程上的。一个良好的过程品质计划应该包括上述两者。可是，长期目标应该是少检查和多监测，因为产品检查是被动性的（缺陷已经发生）而过程监测是积极性的（预防缺陷的产生），这是一个价值增值概念。
5.缺陷原因
有四种缺陷原因。
① 过程能力不良：意味着过程不能达到所希望的结果。例如，一台不能持续产生所希望的胶点尺寸的滴胶机。
② 过程执行不完善：在这里过程是可行的，但整体执行差。例如，机器操作员没有熟练地掌握操作规程。
③ 材料缺陷：如密间距元器件的引脚不能持续地满足共面性规格要求。
④ 可制造性设计存在问题：如PCB设计的组装工艺不良，造成组装困难。例如，基准点目标设计不正确。
6.过程控制误区
误区1：过程控制与统计过程控制（SPC）是相同的。过程控制是一个概念，SPC是一套支持该概念的工具。在SPC可以成为一个有效的工具之前，过程必须是稳定的和可重复的（但可能不是完美的）。
误区2：产生和显示的图形图表是过程控制。使用图表是用来分析和防止缺陷，而解决问题才是过程控制的部分。
误区3：大批量检查是一个有效的过程控制工具。批量检查不是过程控制，它只是将产品分类为可接受/不可接受的一种企图。过程品质计划应该是消除批量检查的需要。
7.FPY与DPMO（1）FPY
一个经常使用的检测是第一次通过合格率（FPY）。通常SMT生产线的成功是以这个测量来评定的。工序顺序通常是从焊膏印刷到在线测试（ICT），包括焊膏印刷、滴胶、元器件贴装、再流焊接、通孔装配、波峰焊接、清洗和二次装配（压接连接器、模压、增加其他元件、导线等）。FPY的定义可描述为（2）DPMO
FPY测量的一个问题是它只处理好PCB与坏PCB的数量，忽视了与坏PCB有联系的缺陷数量。当要调配资源来修理各种产品的现场问题时，由于每块PCB的缺陷数的差异，将带来返工与人力成本失去比例。例如，如果贴装机器的送料器转换不正确，或者焊膏印刷量不足，虽然只是影响部分PCB，但在短期内产生的缺陷可能比每小时平均PCB数高得多。因此，近来的发展趋势是：用一个更现实的度量标准来替代FPY。釆用的这种度量标准叫做百万机会的缺陷数（DPMO）。
DPMO提供一个将缺陷按照PCBA的复杂程度进行规范化的方法，即对于相同的DPMO，机会较少的PCB将会有较少的缺陷，而具有多机会的高复杂性组装，对于相同的DPMO将会有更多的缺陷。DPMO的定义为
式中的机会数等于元器件和零件数加上焊接点数（只对元器件而言，通路孔与测试点除外）。
DPMO与FPY的关系是反比例的，对一个固定的过程能力，随着机会数的增加，FPY将成比例地减少。
8.长期趋势-条形图
在一个度量上反映总趋势的一个方法是在时间上使用条形图，其理念是要通过简单的条形图来总结每年或每季度的数据，并在每月或每周的基础上显示不断更新的信息，该图表可以一目了然地提供一个长期的数据和所发生的历史事件。
1.6 电子制造技术的发展
1.MPM的起源
制造过程管理（Manufacturing Process Management，MPM）是计算机辅助工艺设计的发展演变，是电子化制造业的延伸，使制造者能够与他们的贸易伙伴一起准确规划、模拟与优化如何进行产品生产。通过数字化模拟建造一个完整的工厂，包括每条生产线、每个工作单元的每一个细节，MPM能让跨区域延伸的企业拥有百分百的“制程信心”。今天的制造者不仅可以马上得到如何生产产品的答案，亦能实时了解工厂的生产执行状况。
在以往的20年中，制造商投资了数十亿美元用于计算机辅助设计系统（CAD）和自动化生产机器，但仅有很少的投资用于生产工艺的自动化，而这一环节正是大部分的瓶颈所在，并削减了企业的利润。随着全球一体化、产品种类的增加、分布式、外包式的生产及激烈的竞争，已经迫使制造者需重新考虑他们的生产策略及相关的总体经营业绩。
产品设计及工艺建模不再是独立分开的活动，分布式生产要求在企业之间、OEM 与他们的外包商之间进行更高水平的协同合作。“高效生产”的需求及6σ的认可都意味着工艺控制与反馈机制必须是实时的。
MPM延伸至整个生产企业与工艺供应链，是产品生命周期管理领域的主要部分，在MPM帮助下，制造商实现预期利润的同时，又可从总体上通过整合后的工艺设计和生产执行与控制得到更好的效果。
2.闭环的信息反馈，达到最大的产量
另一个主要的挑战，是在生产制造中确保最大的产能，并且还要求尽可能高的品质和可追溯性以及最快的周转。为此，要求在整个生产工艺流程中监控每一道工艺的执行情况与能力，并得到闭环的信息反馈。要达到“零缺陷”的理想状态，所有的生产工艺和过程都必须能不断地校正、改善和加强。一旦发现错误，停工时间必须尽可能地缩短，从而所有的工艺均应尽可能快地被修正，以求实现“零返修”、“零废品”的目标。
3.元器件、PCB和工艺的可追溯性
元器件、PCB和工艺的可追溯性，可以分为三个级别。
① PCB和批次级别。PCB和批次级别的可追溯性包括：能够了解每一块PCB或某一批次的PCB在生产中正处于制造工艺的哪一个环节，是属于PCB哪部分的组装，以及它们是何时交货到何地。
② 元器件级别。元器件级别的可追溯性包括：供应商是谁，某个元器件或某一批元器件目前所在的位置，每个元器件贴装在哪一块PCB上，剩余在料盘上的物料数量等。
③ 工艺流程级别。工艺流程级别的可追溯性包括：知道每一块PCB和元器件所经历过的工艺过程和在执行此工艺过程时所调用的资源。
第2章 现代电子装联工艺过程的环境控制要求
2.1 现代电子装联工艺过程质量与环璄
2.1.1 现代电子产品组装质量与环境的关系1.奇异现象
在高密度产品组装生产中，经常遭遇到一些按电子装联常规理论无法解释的现象。
同一型号的产品在完全相同的材料、工艺和设备条件下，在不同的生产时间段，再流焊接后的缺陷率（DPMO）值有时会出现较大的波动。
某年的7月下旬曾发生在某SMT生产线的生产中，持续生产了好几周且质量都很稳定的产品，从某天的中午开始，极不正常地发现CSP焊点内空洞尺寸明显增大，数量增多，反复调整工艺参数也无改善。
从PCB厂家反馈的信息，某产品主板7月份以前生产的产品，在再流焊接中发生爆板的概率高。
根据对6～10月份再流焊接后检测的缺陷率的统计分布，如图2.1所示，是什么原因造成了如此的统计分布?图2.1 再流焊接后缺陷率的统计分布
上述这些不正常现象的发生，严重地干扰了生产线的正常运行，不时还会带来生产线停线的危险，而且这些现象是很随机的，按常规电子装联技术知识很难认识和理解。
2.溯根查源
任何事件的发生和现象的改变都必然存在驱动力，这是自然界的基本法则。在生产线上发生的这些异常现象，原因是什么?有什么规律可循?
一次偶然的人体对自然现象变化的感受，使我们怀疑到了气候因素。
气候变化是一种随机的自然现象。气候的变化是如何与高密度产品的DPMO联系起来的呢?为了分析方便，我们采用了下述的一个空间物理环境来分析，如图2.2所示。
根据电子装联工艺环境要求，通常大气候环境和SMT车间小气候环境之间是通过空气调节和过滤系统来隔离的封闭式厂房。空气调节和过滤系统能有效地抑制大气候环境参数的变化对车间内小气候环境的影响。而开放式厂房室內环境条件几乎完全等同于外部环境，这就是形成厂房外刮风下雨，厂房内产品质量就伤风感冒现象的根本厡因。
SMT设备内微环境是通过设备的敞露口受车间小环境影响的。在开放式厂房内工作的设备就必然受外部气候变化的拖累。图2.2 SMT车间物理环境
开放式厂房不能过滤和衰减外部恶劣气候条件的影响，车间内小气候环境全盘接受了大气候环境恶变所带来的危害。气温、湿度、气压、空气中的污染物和粉尘等，厂房内和厂房外几乎没有差异。它们对SMT设备所带来的影响大致可归纳为以下几点。
① 焊膏印刷机：温度的高低能影响焊膏的流变性，湿度的大小
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