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1、提升O.S.P 膜厚制程能力之研究 1.前言 电路板在SMD表面焊垫，或孔环焊垫，乃至于孔壁焊接等，都需要在原始铜面上外加锡铅层或化学镍金层，以保护铜面不致氧化及完成焊接的目地。 而 O.S.P ( Organic Solderability Preservatives )有机保焊剂是目前电路板针对铜面的另一种可焊锡处理层。本公司因作业需求引进一套 O.S.P 制作流程线来迎接更多客户需求。 2.选题理由： 在客户对 O.S.P 板子需求量大增，为了使品质及成本持续进步，因此能符合客户 SPEC的均匀膜厚就日益重要，这就是为此实验目的。 3.改善前现况 ( 流程介绍 )： 3.1现况说明： O
2、.S.P 膜厚客户允许规格在 0.2um - 0.5 um。 在本实验前三个月其膜厚虽控管在 0.2 um -0.45 um 之间，但因相对变化较大，其品质 ( Q ) 制程能力诊断表研判尚未进入客户满意的安全区内，因此有必要做进一步之改善。 3.2 流程说明 自动入料 脱脂水洗微蚀水洗酸洗纯水洗冷风吹CU-106 A冷风吹纯水洗热烘干冷风含自动收料4.改善预期目标 将膜厚厚度控制在 0.20um - 0.30 um之间，使制程能力进入安全区。 5.特性要因分析 6.第一阶段实验配置及解析： 6.1计划构想 我们收纳各种可能要因于实验之中，以达到多因子少水准配置。 6.2实验因子及配置 6.3
3、配置方式及交互作用： 6.3.1采L16215方式配置( 表示有 15 个因子，每个因子设定两个实验水准，做 16 次实验。6.3.2 点线图： 6.3.3 实验配置及数据： 6.3.4实验平均值比较表： 6.4变异数分析： ANOVA：在合并后 在合并后有 3 个极显著因子，两个显著因子。藉由柏拉图可看知其贡献率。 6.5贡献率分析： 6.6回应图解析： 特性质因子ABCDFGHIABACAD膜厚控制A1C1G2I1A1C1显 着 性贡 献 度65.510.310.31.762.65结 论A1B2C1D2F2G2H2I17.第一阶段实验结论： 7.1 A因子影响占 65.5% 若能有效控管
4、CU-106A 浓度将有显著助益。 7.2经实验证实C 因子 106 A 浸泡时间较短反而能提升膜厚品质均匀性且附带可提高产能。 7.3 G 因子虽为极显著但脱脂铜含量不宜太高。因此在水准二的阶段需更新。 8.第二阶段实验配置及解析： 8.1计划构想 以第一阶段结论得知因子 A 及 C 为极显著，希望在第二阶段少因子多水准中寻找出最佳量产条件。8.2实验因子及水准 实验因子因子代号水 准 一水 准 二水 准三交互作用106 A 浓度AA11A12A13浸泡时间CC11C12C13 常数项为 B PH 值 D 106 A 温度 F 脱脂温度 G 脱脂铜含量 H 微蚀温度 I 微蚀铜含量8.3点线
5、图 因仅两因子，所以使用 L934 ，每个因子3 个水准， 进行 9 次实验。 8.4实验配置及数据 8.4.1实验平均值比较表： 8.5变异数分析 ANOVAA 因子 CU-106 A 浓度在第二阶段仍为极显著因子，此时必藉由 L.S.D 期望能找出其操作 WINDOW。 因 A1,A2 与 A2,A3 均小于 L.S.D（0.0396），因为膜厚特性至少需符合客户之规格下限0.2 um所以选 A2及A3 作为 CU-106 A 浓度之操作 WINDOW。 9.第二阶段实验结论 在第二阶段少因子多水准中，药液浓度仍为显著因子，这结果只是告诉我们药液浓度敏感性。在最小显著差 L.S.D 运用下
6、得知其最佳操作范围。 在品质及制作成本考量下，决定采用Ay5%（即A2至A3）为最佳作业条件。 因 C 因子不显著表示各水准皆可使用，在产量考量下在 CU-106 A 槽浸泡时间越短产量越能提高。 因此得出其最佳作业条件：10.再现性确认 依实验得出最佳作业条件进行再现性确认，其膜厚均能在 0.2 um - 0.3 um 之间，且Q 特性座落在安全区。 11.标准化及效果确认 经再现性确认其制程参数可为最佳作业参数。并将相关参数修定规范，并纳入 SPC 执行管制。 在使用 STATGRAPHIC 做实验前及实验后之检定，在五月及十一月两组数据分析如下： Two - Sample Analysi
7、s Results由上述分析得知 最佳操作条件与原本使用作业条件确有不同。 在经 4 个月量产，效果评估其 Q 项膜厚均能在安全区，P 项控管也均落在安全区。 制 程 能 力 改 善 方 向 图由上制程能力改善图可知膜厚 Q 均落在安全区。再由下表可知改善前后之制程能力之差别。 月份改善前改善后月份CaCpCaCp五月0.391.130.041.34八月六月0.090.920.071.94九月七月0.240.640.11.33十月0.071.79十一月 12.总结 客户对 PCB 生产者不但要求降低售价，且对品质之要求亦更加严格。 因此 PCB 制造商唯有开发更佳的 KNOW HOW 与更稳定制程才能符合客户之需求。DOE 证实能加快新制程最佳参数之开发，能帮助工程人员由DOE中顺利寻找到制程 KNOW-HOW。 经过4个月的量产证明，此次实验已顺利达到成本要更低，产品品质要更好的双重目标。
