隨著SMT產(chǎn)線自動化水平不斷提高,貼裝、檢測、回流、分板、測試幾乎全部實現(xiàn)聯(lián)機運行。無人化產(chǎn)線、黑燈工廠、集中監(jiān)控,已經(jīng)成為先進制造的標(biāo)配形象。從表面看,人工干預(yù)減少、效率顯著提升、一致性明顯改善。但在越來越多高自動化產(chǎn)線中,卻開始出現(xiàn)一種新的隱憂:系統(tǒng)越自動化,一些“邊界異常”反而越難被發(fā)現(xiàn)。問題不在自動化本身,而在于:自動化系統(tǒng)天然更擅長識別“典型缺陷”,卻最容易忽略“臨界狀態(tài)下的異常演化”。
自動化系統(tǒng),往往建立在“標(biāo)準(zhǔn)模型”的基礎(chǔ)之上
無論是貼裝機、SPI、AOI還是在線測試系統(tǒng),其算法模型都基于大量典型缺陷樣本建立:偏移、少錫、多錫、橋連、立碑、缺件。這些模型對“明顯異常”極其敏感,對“輕微異常”卻高度依賴閾值設(shè)定。當(dāng)焊點形貌、貼裝位置、潤濕狀態(tài)逐漸接近工藝窗口邊界時,系統(tǒng)往往仍然判定為合格。但這些“邊界狀態(tài)”,恰恰是長期可靠性最脆弱的區(qū)域。
最危險的缺陷,是“每一片都接近下限,但沒有一片被判不良”
在高自動化產(chǎn)線中,最典型的風(fēng)險不是良率突然下降,而是:整批產(chǎn)品全部穩(wěn)定通過檢測,但全部運行在工藝窗口的下邊界附近。常見情形包括:焊點潤濕角略偏大;焊料填充率略偏低;器件共面度接近極限;焊盤覆蓋率處在臨界區(qū)。這些狀態(tài)在單次檢測中完全合格,在統(tǒng)計報表中表現(xiàn)完美,但在長期熱循環(huán)、振動、電流沖擊條件下,失效概率卻顯著高于中心區(qū)域產(chǎn)品。
自動化檢測,很難識別“趨勢型異常”的早期信號
自動化系統(tǒng)天生更擅長:識別是否超限,而不擅長:判斷是否正在緩慢漂移。當(dāng):焊膏釋放率逐步下降、吸嘴真空效率緩慢衰減、貼裝高度慢慢漂移、回流熱分布逐漸偏移時,每一次檢測結(jié)果依然在合格范圍內(nèi)。但系統(tǒng)性能已經(jīng)在持續(xù)向邊界靠近。直到某一天突然越界,異常集中爆發(fā),工程團隊才開始緊急介入。而此時,往往已經(jīng)產(chǎn)生了大量“邊界狀態(tài)風(fēng)險板”。
自動化程度越高,對數(shù)據(jù)理解能力要求反而越高
在高度自動化產(chǎn)線中,數(shù)據(jù)量巨大:體積數(shù)據(jù)、貼裝偏移數(shù)據(jù)、回流溫區(qū)曲線、AOI形貌參數(shù)。但真正危險的地方在于:數(shù)據(jù)齊全,卻缺乏對“邊界趨勢”的系統(tǒng)分析。很多系統(tǒng)只關(guān)注:不良率、直通率、報警次數(shù)。卻很少長期跟蹤:焊點體積分布是否在收縮;貼裝偏移均值是否在漂移;不同器件類型的穩(wěn)定區(qū)間是否在變窄。當(dāng)趨勢未被識別,異常幾乎必然以“突發(fā)事件”形式出現(xiàn)。
自動化越高,人工經(jīng)驗介入點越靠后
在傳統(tǒng)半自動產(chǎn)線中,經(jīng)驗豐富的操作員往往可以憑借:焊點光澤變化、貼裝狀態(tài)細微差異、印刷邊緣形態(tài)提前判斷工藝正在偏離最優(yōu)區(qū)間。但在高度自動化系統(tǒng)中,人員更多扮演“監(jiān)控者”角色,直接接觸工藝細節(jié)的機會大幅減少。當(dāng)人工介入點被不斷后移,很多“早期弱信號”已經(jīng)錯過最佳干預(yù)時機。
系統(tǒng)聯(lián)機,往往放大“連鎖失效”的傳播速度
在全自動聯(lián)機產(chǎn)線中,一旦某一工位參數(shù)輕微漂移,后續(xù)所有工位都會持續(xù)接收異常狀態(tài)的產(chǎn)品。在緩沖位有限的情況下,異常幾乎以流水線速度被快速放大。從印刷到貼裝到回流到檢測,幾分鐘內(nèi)即可產(chǎn)生上百片潛在風(fēng)險板。而這些板在檢測階段仍可能全部通過。
成熟企業(yè),正在為自動化系統(tǒng)增加“邊界監(jiān)控層”
在高可靠制造體系中,自動化不再只是“執(zhí)行層”,而是逐步引入“邊界監(jiān)控層”作為補充。成熟團隊通常會:長期跟蹤關(guān)鍵參數(shù)分布區(qū)間變化;建立工藝窗口中心度指標(biāo);設(shè)置趨勢預(yù)警而非單點報警;對高風(fēng)險器件建立獨立穩(wěn)定性監(jiān)控模型。在高自動化PCBA項目中,類似捷創(chuàng)電子在智能產(chǎn)線部署中,通常會在傳統(tǒng)良率指標(biāo)之外,額外建立關(guān)鍵焊點與貼裝參數(shù)的長期趨勢監(jiān)控機制,通過提前識別參數(shù)分布向邊界漂移的跡象,在異常尚未形成不良前完成工藝回調(diào),從而避免風(fēng)險在系統(tǒng)中被悄然積累。這種體系,才真正發(fā)揮了自動化與數(shù)據(jù)的價值。
當(dāng)邊界異常失控,問題往往以“批量長期失效”形式出現(xiàn)
這類問題最典型的特征是:出廠檢測完全合格;客戶初期使用正常;數(shù)月后失效率突然明顯升高。而追溯時發(fā)現(xiàn):同一時間段、同一批次、同一工藝條件下的產(chǎn)品集中失效。工程團隊只能通過:擴大篩選、縮短質(zhì)保、加強冗余來被動止損。真正的風(fēng)險,卻已經(jīng)很難再回到源頭完全消除。
總結(jié)
SMT自動化水平高,并不代表風(fēng)險降低。當(dāng)系統(tǒng)主要關(guān)注“是否合格”,而忽略“是否正在接近邊界”,真正危險的異常反而更容易被隱藏。真正高水平的自動化,不是減少人工,而是:在自動執(zhí)行的同時,持續(xù)看清系統(tǒng)是否正在走向風(fēng)險邊緣。只有這樣,自動化才不是“高效率的風(fēng)險放大器”,而是真正的長期質(zhì)量保障體系。