新产品导入流程的简化

2015年1月6日 – 试想,如果想将主动元件WLCSPs,uBGAs与被动元件SMDs借助锡膏和助焊剂相互连接在电路基片上,则必须使用诸多设备、经过一系列流程、花费相当多时间才能达成。

假如在原型组装完毕后,产品显示出电气方面的失效,而这种失效有可能是原材料内在属性或组装失误造成的;这种情况下,就需要进行另一轮评估,直到得出可接受的结果。所以,新产品导入是一个需要时间的过程;如果原型制作所需时间不长,它就是成功的;如果从原型制作到投入市场的时间太长,它就是失败的。通过减少多重元件连接,将多种不同元件整合到一个组装单元里,减少组装失误,本文旨在向读者展示如何将组装流程简化。

从概念到现实
从    1    到   3

我想要更多功能:

  • 听音乐
  • 看视频
  • 玩游戏
  • 查电邮
  • 用地图
  • 等等…

我该做的:

  • 新概念设计
  • 新产品开发
  • 新产品导入
  • 新工艺开发
  • 材料鉴定
  • 原型制作
  • 组装与测试

我需要:

  • 具有更多功能的集成电路
  • 强大的处理器
  • 尺寸更小的元件
  • 性能更高的元件
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讨论

建立新产品导入流程对于新产品开发来说是一个至关重要的过程。以下将详述采纳新产品导入流程的好处,它的复杂性以及过程中可能遇到的挑战。

采纳新产品导入流程的好处

  • 帮助建立想法,加深理解,树立目标
  • 帮助安排计划,明确所面临的挑战及局限,设立任务目标,职责及节点
  • 使管理工作变得明晰,帮助跟踪流程进度

复杂性

  • 一般由研发部门牵头,但整个流程设计诸多部门
  • 需要多部门-研发,工艺工程,生产,品质,采购,物流-通力合作

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挑战

  • 人们的想法和动机不同,而人本身又很复杂
  • 各种程序和步骤复杂冗长
  • 并不一定有空闲设备来制作原型

简化目标

对于任何工艺流程和运营部门来说,尽可能简化新产品导入流程都是一个值得追求的目标。当被要求制定一个新产品导入流程的简化方案时,以下方面需要被考虑到。

人员

  • 指定一个项目经理来明确工作范围,分配资源并协调跨部门合作。职能和资源分配完毕后,在整个项目期间不应再更改
  • 确保所有参与项目人员都有足够的时间和精力来完成指定目标。避免让一人担负太多任务

系统及程序

  • 使用组织里已有的、证实高效实用的系统
  • 在此基础上使用其他NPI管理工具起辅助作用 (PACE, Stage-Gate, PTC PDS, etc)

设备 – 这往往是最具挑战性的方面。在考虑如何从设备方面简化新产品导入流程之前,还有一些更关键的事情需要考虑。

注意: 在绝大多数情况下,制作出来的第一个成品扮演着至关重要的角色。

为什么第一个成品是至关重要的

  • 这标志着实际组装过程的开始
  • 不一定有空闲设备来制作样品
  • 不同元件可能需要不同的设备来组装
  • 设备的第一次设置需要时间
  • 此阶段的废料率最高
  • 最初几批样品的产出率一般都比较低

新产品导入解决方案

我们提出的解决方案是:拥有一台可以处理多种元件类型,并自带新产品导入流程软件的贴片设备 ….因为强大的软件可以加速新产品导入。以下为新产品导入流程:

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新产品导入流程的步骤如下图所示:7

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新产品导入解决方案的具体细节

机面NPI: 达到符合量产要求的直通率

  • 动态参数调整意味着无需卷带板–没有丝毫浪费
  • 简单点选式驱动环境方便新手使用
  • 快速、高效地使产品投入生产
  • 简单快捷地创建/调整送料器,贴片,基准点及元件信息
  • 解决贴装中出现的问题
  • 减少废料,降低维修费用

8新产品导入工具

新产品导入工具设置模式(适用于小批量生产)

  • 连续工序生产整个电路板
  • 工具可以应用于特定送料器/元件/位号

送料器检测与调整

  • 送料器类型自动检测,取料点调整
  • 间距检测,元件窗口中心/角度,送料速度

基准点检测与调整

  • 尺寸,形状,灯光/对比度

拼板偏移的检查校正

贴装前检测

  • 手动焊锡检测(量/是否偏移)
  • 元件图像重合
    – 焊盘重合
    – 角度
    – 不需要使用双面胶板

贴装后检测

  • 手动AOI检测元件是否贴装良好

飞行中进行参数调整(适用于大批量生产)

  • 送料器进一步调整
    – 元件窗口中心/角度
  • 元件进一步调整
    – 引脚数量,脚间距
    – 灯光
    – 自动元件学习
    – 复杂元件的特征识别

广泛的应用范围

此款新产品导入软件被广泛使用于多种应用类型,以下是一些例子:
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这些产品包含了以下种类元件:

  • 晶圆 – 倒装芯片和裸晶
  • 被动元件(01005, 0201, 0402等等 )
  • CSPs, BGAs, SOIC, PoPs (引脚元件和凸点元件)
  • 异型元件 ( 屏蔽罩, 高尺寸电感,连接器 )

同时,此款软件在埋入式封装方面几乎可以应对所有市场上已知的载体材质,包括层压板,陶瓷,引线框架,柔性电路板, 金属晶圆载体,载体托盘等等。

是否拥有足够种类的送料器,是决定组装能否顺利开始的另外一个重要因素。使用的设备应该能够兼容带式送料器,如JEDEC式的盘式送料器,管式送料器,条料送料以及晶圆送料器。

结论

每一个公司在实施新产品导入流程的时候,所采取的方式及所具备的能力都不同。以下是一些建议:

  • 如果你已在使用一套有效的新产品导入流程,则无需更改
  • 如果你目前使用的新产品导入流程比较混乱无章,可以尝试将其重新规划并简化
  • 如果公司重视新产品导入流程并愿意为之投资,要充分利用市场上现有的工具和设备
  • 如果建立一条产品原型生产线对你来说投入过大,可以将其外包

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