工藝窗口通常用來描述工藝參數可用的極限范圍,是“用戶規格范圍(USL-LSL)”概念在SMT工藝領域的專業用語。
例如,按照經驗,再流焊接的最低溫度一般要比焊料熔點高11~12oC,當使用Sn63P-b37時,合金的熔點為183oC,其最低的再流焊接溫度為195oC左右。在J-STD-020B中,規定元器件的最高溫度為245oC,這樣SMT加工廠的有鉛工藝可用的工藝窗口為50oC,而不是“245-183”所得的理論上的62oC。這里一定要注意“可用”兩字
SMT工廠的工藝窗口指數(Process Window Index,PWI),是衡量用戶確定的工藝極限值范圍內工藝能力適應程度的指標,換句話說,就是使用工藝窗口的最大百分比,用于簡單說明工藝是否滿意技術規范的要求,其值基本上是Cp倒數的百分數。PWI越大,工藝穩定性越差,反之,亦然。
PWI=100xMax{(測量值-平均極限值)/(最大極限范圍/2)}
以SMT工廠的在流焊接曲線為例說明,工藝曲線主要控制參數有升溫速率、預熱時間、預熱結束時間、峰值溫度和熔點以上時間,通過測量與計算,取四個參數中PWI最大的值作為溫度曲線的PWI。
3、SMT工廠的工藝能力指數(Cp)
SMT工廠的工藝能力指數Cp,臺灣企業稱為制程能力指數。反映了用戶的規格范圍(∂)內有多少個6σ,數值越大,工藝的穩定性越高。
Cp=(USL-LSL)/6σ
其中,σ標準偏差,反映了數據各點到其平均數距離的平均值,即正態分布“鐘”形圖形的寬窄,越窄說明SMT加工廠的工藝能力越強;USL為用戶規格上限,LSL為用戶規格下限。
一般選取SMT工廠的核心工藝指標進行測量。如再流焊接爐,我們可以測量峰值溫度的在不同負載率的情況下的波動。
工藝能力管理指數Cpk,反映的是正態分布“鐘”形圖形的居中性,即Cpk =(USL-u)/(3σ)或(u-LSL)/(3σ)的最小值。其中u為用戶規格的中心值。