成为公司主角：以稳健焊锡系统评估模式节省经费
在竞争激烈的商业环境中，每个公司都渴望提升效益、降低成本。如果你想成为公司的主角，那么掌握通过稳健的焊锡系统评估模式为公司节省经费的方法，不失为一条捷径。
焊接系统在化学可兼容性过程中占据着举足轻重的地位。它犹如一座复杂的精密仪器，每一个部件都相互关联，共同影响着整个生产流程。因此，对焊接系统进行全面、深入的评估是维持其良好性能并寻求改进的关键所在。一个完整的焊接系统，涵盖了所有具有助焊剂的化学物质，像锡膏、波峰焊接助焊剂以及多数的返工材料等。不过，在本次评估中，波峰焊接系统用的焊锡条和锡线被视为普通商品，暂不纳入系统评估的范畴。
我们采用了著名的 6σ 程序来开展焊接系统的评估分析。在过去三年间，通用电气公司已经成功运用这一程序评估并引入了多种工艺。6σ 程序中所运用的统计工具和方法，与焊接系统评估所需的分析类型高度契合，就如同为其量身定制一般。
在开启焊接系统评估工作时，我们立下了明确的准则：任何被认可的系统，无论价格高低，至少要与我们现有的系统表现相当。与行业内其他人士的交流，让我们坚信现有的焊接系统是一个强大的竞争对手。我们的目标十分清晰，那就是依据众多标准对众多供应商进行评估，只要有系统的表现优于现有系统，我们就予以认可。
认可多个不同的系统，对于采购部门而言意义重大。这就好比在市场中拥有了更多的选择权，他们可以通过讨价还价争取更优惠的价格，避免陷入只能依赖单一供应商的困境。当我们宣布计划进行评估时，现有的焊锡系统供应商迅速做出反应，将价格降低了 39%！这充分证明，认可多个系统能够为公司节约大量资金。
评估制造商的具体步骤
确定锡膏类型
评估工作的第一步，是明确我们所需的锡膏类型。我们的电路板涉及密间距、侵入式回流焊接、双面回流焊接和胶点等多种工艺。通过对工艺过程的深入分析，并与多个锡膏制造商合作探讨，我们最终确定需要免洗、低残留物、探针可测试的、63 锡/37 铅、90%金属含量的锡膏。提前明确这些需求，极大地缩短了索求报价的时间和工作量。若只是简单询问每年所需锡膏的重量，供应商很难准确判断我们的具体需求，可能会导致报价不准确。而专门确定所需锡膏类型，是比较不同制造商类似产品的最佳方式。
筛选供应商
接下来，我们要决定让哪些供应商参与评估。首先，我们纳入了认为是主要制造商的企业。现有的系统则作为其他产品比较的基线。由于我们评估的是整个焊接系统，所以优先考虑那些能够提供锡膏、助焊剂和返工材料的制造商。不过，如果两家公司愿意合作并提供合作证明，比如一家供应助焊剂，另一家供应锡膏，我们也允许对其进行评估。但需要注意的是，这种合作模式在未来出现问题时，可能会引发相互指责的情况。
准备报价请求
确定评估的供应商后，我们着手准备报价请求（RFQ）。此时，我们会通知采购部门，让他们对 RFQ 进行适当的商业修改。在 RFQ 中，有这样一行重要的叙述：“报价可能作为候选系统选择的最初尝试，我们强烈鼓励进取报价。”我们要求供应商在规定的 10 个日历日内将报价反馈到采购部门，任何错过这个日期的供应商都将被排除在评估之外。我们认为，供应商能否在规定时间内做出反应，体现了他们对客户的响应速度。
精简候选名单
由于参与报价的制造商数量较多，我们需要根据反应时间和价格标准对名单进行精简。在报价限期的第二天，我们剔除了一家报价过高和一家未按时响应的制造商，最终剩下五个候选制造商以及作为基线的现有系统等待进一步评估。
试验相关环节
选择试验载体
对于此次评估，我们决定使用一种产品板，并且不计划进行任何破坏性试验。要使用产品板进行评估，我们必须充分信任锡膏制造商提供的资料。我们选择了生产中处理的变化最多的板，这种板采用了密间距和侵入式回流焊接工艺，同时还使用了双面锡膏，这使得我们可以通过测试顶面和底面的部分载体来减少试验总数。
设计试验
为了确保评估的科学性和有效性，我们决定进行一个统计有效的试验设计（DoE）。首先，我们要选择锡膏评估的变量，变量数量越少，试验运行次数就越少。经过慎重考虑，我们选择了四个关键变量：印刷后的保留时间、贴装后的保留时间、锡膏的不同批号以及回流焊接环境。这些变量对我们的工艺过程至关重要，但在不同的生产过程中，变量的选择应根据实际需求进行调整。虽然在最终认可之前还需要评估更多变量，但这四个变量足以帮助我们缩小竞争范围。
对于每个变量，我们都确定了高值和低值。每个保持时间的高值和低值分别为 2 小时和 0 小时，锡膏批号的高值和低值是来自不同制造商的两个不同批号，回流焊接环境的高值和低值分别是氮气和空气。
我们设计的 DoE 旨在评估运行底面时的两个变量和运行顶面时的两个变量，并且按照大多数时间有效的顺序运行，因为频繁更换锡膏和清洗模板会降低效率。我们使用的板批量为 30，表一展示了用于运行所有评估板的矩阵，该矩阵对每种锡膏都重复使用。
运行试验
整个试验在实际运行前就进行了精心设计，并将设计方案提前发送给所有锡膏制造商，同时附上我们的回流焊接炉和印刷机的温度曲线和设定。这样做的目的是确保试验的公正性，避免因偏向现有系统的优点而影响评估结果，也防止因设定问题影响整个评估的有效性。部分制造商要求我们在开始前提高印刷其锡膏的速度，认为这样能让锡膏表现更好。
为了便于管理，我们制定了编号方案，为每块板赋予唯一的标识。板的运行遵循我们的标准工艺步骤，当从一个锡膏制造商更换到另一个时，模板和刮板会进行彻底清洗，我们使用自动模板清洗机，以避免因个人清洗能力差异引入额外变量。
在板的底面贴装元件后，我们将板翻转并保持 10 分钟，这一步骤是为了测量锡膏的湿强度。不过，此次试验的严密性尚不足以区分不同锡膏的湿强度。需要强调的是，在运行这类试验时，我们的重点是评估锡膏，而非优化工艺，因此不要随意调整工艺，否则会使结果产生偏差，引入不必要的变量。
结果与缺陷记录
试验完成后，我们需要对结果进行详细记录。我们选择记录的可观察缺陷包括锡球、锡桥、焊锡不足、开路、光泽、熔湿和残留物等。为此，我们创建了一个数据表，用于记录每块板上的所有缺陷。在检查每块板时，所有检查员都要进行校对，以减少因操作员不同而导致的结果差异。
在线测试机（ICT）的探针可测试性是我们工艺中的一个重要标准。为了准确测量这一指标，我们在测试板时记录所有误失效，即重测时不重复出现的失效。在测试使用不同锡膏的板时，我们会更换所有的 ICT 探针，以避免助焊剂累积影响后续测试结果。我们记录 ICT 上实际板的失效情况，并排除与焊接无关的元件失效。
分析结果
在本次分析工作中，我们将每个板的视觉检查与 ICT 测试结果详细记录在同一张表格里。这样做的目的是为了全面、系统地收集数据，以便后续进行深入分析。
从这张记录详细的表格中，我们对每一种锡膏的各个缺陷模式进行了细致的数据处理。具体而言，我们计算了这些缺陷模式的平均值、中间值或者总值（相关数据展示在表二）。对于那些发生频率极低的缺陷，像锡桥这种情况，由于其出现次数较少，为了能整体反映其存在情况，我们采用总和的方式进行统计。而对于较为常见的缺陷，例如锡珠和锡球，我们则根据数据的特性，选择使用平均值或者中间值来总结缺陷状况。在数据统计呈现正态分布的情况下，平均值能够较好地代表数据的集中趋势，所以我们采用平均值；当数据不呈现正态分布时，中间值受极端值的影响较小，更能准确反映数据的一般水平，此时我们就选用中间值。
为了便于对不同锡膏的缺陷情况进行比较，我们将这些计算得到的结果值转换成了 0 - 10 的标准值。这里需要注意的是，在原始的结果值体系中，高分代表情况较差，意味着缺陷较多；但在转换后的标准值体系里，高分则表示情况良好。值的标准化操作，就如同为我们打造了一把统一的“尺子”，使得不同锡膏之间的缺陷情况能够在同一标准下进行直观对比，为后续的分析和决策提供了便利。
下面来看表二的具体情况。表中详细记录了不同锡膏的各项缺陷数据。每一行代表一种锡膏，涵盖了板数、锡球、锡桥、少锡、残留、开路、光泽、熔湿、批号不同、ICT 误失效、印刷观察、掉落元件等多个缺陷模式的数据。其中，斜体字的值是对检查结果的汇总，这些汇总值是通过取原始数据的平均值、中间值或总和来确定的，而具体采用哪种汇总方法，取决于原始数据的出现频率和分布常态。标准化值位于汇总值的右边，它是经过我们前面所说的标准化处理后得到的，方便不同锡膏之间进行比较。粗体字的值是针对每个缺陷模式所赋予的加权值，它体现了我们对不同缺陷模式的重视程度。总数的计算方法是将每个缺陷模式的加权值与其标准化缺陷结果相乘，然后把这些乘积相加得到。
两个制造批号的比较是本次实验设计（DoE）的重要组成部分。我们对所有原始数据都运用离散分析（ANOVA，即方差分析）进行深入研究，目的是确定来自每个制造商的两个批号之间是否存在统计上的差异。这种分析针对所有缺陷模式都进行了，通过分析可以让我们更清楚不同批号锡膏在缺陷表现上的差异情况。标准化的分数则是基于当两个制造批号之间出现统计差异时的缺陷模式数量来确定的，它能直观地反映出不同批号锡膏在整体缺陷情况上的差异。
关于缺陷中的“印刷观察”，这其实是我们基于专业经验对印刷锡膏外观的主观评价。在实际观察中，我们发现锡膏的稠度会存在较大差别。对于锡膏稠度与我们预期不同的情况，我们并不会进行惩罚，因为稠度的差异可能是由于多种因素导致的，不一定会对焊接质量产生实质性影响。但如果锡膏在印刷过程中滚动不好，这可能会影响到锡膏的均匀分布，进而影响焊接效果，所以在这种情况下我们会进行相应的惩罚。
为了更科学地评估锡膏的质量，我们给每一种缺陷模式都赋予了一个加权值。这个加权值的设定是根据我们对不同缺陷模式的重视程度来决定的。例如，探针的可测试性对于整个焊接系统的检测环节至关重要，一旦探针可测试性出现问题，可能会导致检测结果不准确，影响后续的生产和质量控制，所以我们给它赋予了 9 的加权值。而像光泽这类外表问题，虽然也会在一定程度上影响产品的外观，但对焊接的实际性能影响相对较小，所以我们给它一个 3 的加权值。每个加权值都乘以各自锡膏对这类缺陷的标准化值，然后将这些乘积相加，就得到了最终的锡膏分数。由于在本次分析中，没有锡膏产生开路或掉落元件的情况，为了简化分析过程，我们将这两种缺陷模式赋予零值，从而将其从分析中去除。
在现有的锡膏评估中，我们一直使用的锡膏制造商是锡膏 2。在所有参与评估的锡膏中，只有锡膏 6 的得分较高。这个结果从一定程度上肯定了我们目前所使用的锡膏质量较好。不过，考虑到本次评估并非完全科学，存在一定的局限性，我们也将锡膏 4 纳入了最终评估的考虑范围，以确保评估结果更加全面、准确。
最终评估
本次评估的核心目标是维持或者改进我们现有的焊接系统。为了实现这一目标，我们制定了一系列的后续计划。
下一步，我们将对波峰焊接助焊剂和返工材料进行类似的评估。波峰焊接助焊剂在焊接过程中起着去除氧化物、降低表面张力等重要作用，返工材料则关系到焊接不良品的修复质量，它们对于整个焊接系统的性能都有着重要影响。在完成对波峰焊接助焊剂和返工材料的评估后，我们将采用类似于评估锡膏的方法，为这两种材料开发出一个总计的分数。然后，将这些总计的分数进行标准化处理，并为锡膏、波峰焊接助焊剂和返工材料这三种材料分别赋予相应的加权值。最后，通过计算得出整个焊接系统的最后分数。对于那些分数高于我们现有系统的制造商，我们将对其进行一个完整、最终的评估，以确定其是否能够成为我们新的供应商。
最终的认可过程将是一个长期且广泛的评估过程，并且会涉及到第三方独立测试机构。这些独立测试机构具有专业的设备和技术，能够对焊接系统的反应进行独立测试，以确定最初所提供的化学相互作用的鉴证。通过第三方的测试和鉴证，可以保证评估结果的公正性和科学性。
作为最终、完整的焊接系统评估的结果，我们将认可另外的焊接系统制造商。这些被认可的供应商将作为完全认可的供应商提供给我们的采购部门。采购部门在获得这些信息后，就能够根据不同供应商的价格和质量情况，从最低总成本的供应商处进行采购。这种评估和多个资源的认可方式具有显著的优势，预计每年能够为我们公司节约大约 50%的焊接材料价格，从而有效降低公司的生产成本，提高公司的经济效益。