Elektroniikkatuotteen saannon parantaminen

Abstract

Tämä diplomityö perehtyy elektroniikkatuotteen valmistusprosessiin ja analysoi eri prosessivaiheiden vaikutuksia saantotasoon. Työssä selvitetään hylättyjen tuotteiden vikojen alkuperiä sekä haetaan parannuskeinoja vikojen eliminoimiseksi. Saannon tason nostaminen tuottaa säästöä sekä kustannuksissa että materiaaleissa ja raaka-aineissa.

Tutkimuksessa hyödynnettiin tilastollista tutkimusta, kustannuslaskentaa ja laadullista tutkimusta. Valmistusprosessissa olevien tarkastusten ja testausten saantotilastoja seurattiin tietokannasta, jonne tulokset tallentuivat. Tuotantoprosessissa käytettiin visuaalista tarkastusta sekä sähköistä testausta. Sähköisen testauksen luotettavuutta arvioitiin lisäksi Gage R&R-tutkimuksella. Hylättyjä tuotteita tutkittiin tarkemmin optisesti ja suurimmat hylkäyssyyt kohdennettiin valmistusprosessien eri vaiheisiin. Tämän jälkeen analysoitiin johtuivatko hylkäyssyyt nimenomaan kyseisen vaiheen prosessoinnista vai mahdollistiko prosessi vain vian ilmenemisen. Sen jälkeen prosessille kehitettiin parannusehdotus viallisten tuotteiden määrän eliminoimiseksi.

Suurimmiksi viallisten tuotteiden lähteeksi paljastuivat pinnoitusprosessit sekä anturin valmistuksen nystyttämis- ja etsausprosessit. Mikäli näiden prosessien aiheuttamat hylkäyssyyt saataisiin eliminoitua, hukasta aiheutuvia kustannuksia saataisiin alennettua huomattavasti. Esimerkin realistisilla laskelmilla hukkakustannuksia voidaan alentaa prosessiketjuissa jopa 70-80 %, mikäli suurimmat vikaantumisen juurisyyt saataisiin eliminoitua täysin.

This thesis studies an assembly process of an electronic device in a production environment. The yield level of a manufacturing process is of great importance from the economical as well as from the ecological viewpoint to the producing company. By producing less faulty products and more functional products manufacturing costs are reduced and less waste is produced.

This study was conducted using statistical process control tools and qualitative and quantitative analysis of the faulty products. Visual inspection and electrical testing were parts of the production process, from which information about faulty products could be acquired. The yield levels as well as the causes for failing the tests and inspections were recorded into a database, where they could be retrieved for later investigations. The reasons for test failures were identified and connected to the process causing them. Afterwards suggestions for process improvements were created.

The processes causing largest shares of the faulty products, or “scrap”, were identified to be the coating processes, the mounting of the solder balls on to the wafer and sensor etching process. If these processes could be improved so that these largest root causes could be completely eliminated, considerable costs could be saved. Using a realistic calculation example the so-called scrap costs could be lowered by as much as 80 percent. However, more research and testing should be done before fully implementing new processes or process changes into the production line.