QFD在切割機(jī)工作臺(tái)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

佀海燕

(北京中電科電子裝備有限公司，北京 100176)

自動(dòng)切割機(jī)是封裝成品劃切分割的關(guān)鍵工藝設(shè)備，在國(guó)內(nèi)各種封裝生產(chǎn)線上有著廣泛的需求。

切割機(jī)的工作機(jī)理是采用超薄金剛石刀片作為切割加工刃具，主軸帶動(dòng)刀片高速旋轉(zhuǎn)通過(guò)強(qiáng)力磨削對(duì)集成電路基片及各種硬脆材料進(jìn)行高精度切槽和分割[1]。工作臺(tái)和主軸是切割機(jī)的兩大支柱。切割機(jī)工作臺(tái)由x軸、y軸、z軸、θ軸組成，采用直線滾動(dòng)導(dǎo)軌導(dǎo)向，滾珠絲杠定位；依靠光柵測(cè)長(zhǎng)定位、微動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制、直接驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)保證運(yùn)動(dòng)位置的準(zhǔn)確度[2]。切割機(jī)的工作臺(tái)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖1所示，其中θ軸固定在x軸上，y軸和z軸構(gòu)成一橋形工作臺(tái)，主軸固定在z軸上。本文以切割機(jī)x軸的設(shè)計(jì)為例，介紹QFD在切割機(jī)工作臺(tái)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

圖1 切割機(jī)工作臺(tái)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖

1 QFD技術(shù)簡(jiǎn)介

1.1 QFD的基本概念

質(zhì)量功能展開(kāi)(QFD)是把顧客(用戶、使用方)對(duì)產(chǎn)品的需求進(jìn)行多層次的演繹分析，轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求、零部件特性、工藝要求、生產(chǎn)要求的質(zhì)量工程工具，用來(lái)指導(dǎo)產(chǎn)品的健壯設(shè)計(jì)和質(zhì)量保證[3]。QFD體現(xiàn)了以市場(chǎng)為導(dǎo)向，以顧客要求為產(chǎn)品開(kāi)發(fā)惟一依據(jù)的指導(dǎo)思想。在先進(jìn)的健壯設(shè)計(jì)方法體系中，QFD技術(shù)占有舉足輕重的地位，它是開(kāi)展健壯設(shè)計(jì)的先導(dǎo)步驟，通過(guò)對(duì)顧客需求的逐層展開(kāi)來(lái)確定產(chǎn)品研制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)、關(guān)鍵的零部件和關(guān)鍵工藝，從而為穩(wěn)定性優(yōu)化設(shè)計(jì)的具體實(shí)施指出了方向，確定了對(duì)象。

1.2 QFD的分析方法、主要步驟及方案評(píng)估[4]

QFD的基本原理就是用“質(zhì)量屋”的形式，量化分析顧客需求與工程措施之間的關(guān)系，經(jīng)數(shù)據(jù)分析處理后找出對(duì)滿足顧客需求貢獻(xiàn)最大的工程措施，即關(guān)鍵措施，從而指導(dǎo)設(shè)計(jì)人員抓住主要矛盾，開(kāi)展穩(wěn)定性優(yōu)化設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)出滿足顧客需要的產(chǎn)品[3]。

圖2 質(zhì)量屋的結(jié)構(gòu)

2 QFD在x軸設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2.1 x軸結(jié)構(gòu)及客戶要求

根據(jù)客戶的切割工藝要求，對(duì)各運(yùn)動(dòng)軸的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行具體分析，由于客戶對(duì)器件的外形要求較高，cpk≥1.67，因此對(duì)x軸的直線度要求較高，具體指標(biāo)如表1所示。x軸傳動(dòng)系統(tǒng)的功能是拖動(dòng)承片臺(tái)作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，要求運(yùn)動(dòng)靈活、平穩(wěn)。x軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)選用的是滾珠絲杠傳動(dòng)定位、直線導(dǎo)軌導(dǎo)向的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。

表1 x軸技術(shù)指標(biāo)

2.2 x軸質(zhì)量屋的建立

經(jīng)過(guò)廣泛調(diào)研，顧客對(duì)x軸的要求主要有：導(dǎo)軌運(yùn)行直線度≤0.004mm/300mm、定位精度要求、足夠的支撐強(qiáng)度、設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)合理、可靠性及穩(wěn)定性高、自動(dòng)化程度高、生產(chǎn)成本低。

從技術(shù)的角度出發(fā)，針對(duì)顧客的需求，進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量特性(設(shè)計(jì)要求)的展開(kāi)，按隸屬關(guān)系整理成表格，形成x軸的質(zhì)量屋，如圖3所示。通過(guò)建立x軸質(zhì)量屋進(jìn)行量化評(píng)估，確定了A、B、C和G四項(xiàng)關(guān)鍵措施。

圖3 切割機(jī)x軸的質(zhì)量屋

3 結(jié)束語(yǔ)

本文以切割機(jī)x軸的設(shè)計(jì)為研究對(duì)象，介紹了QFD在切割機(jī)工作臺(tái)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。本文提供的研究方法在切割機(jī)工作臺(tái)的y軸、z軸、θ軸的設(shè)計(jì)中也同樣適用。另外，很多半導(dǎo)體封裝設(shè)備上都用到工作臺(tái)機(jī)構(gòu)，因此，本文的研究工作不僅對(duì)自動(dòng)切割機(jī)的研制具有十分重要的意義，而且對(duì)其他半導(dǎo)體封裝設(shè)備的研制具有借鑒作用。

[1]甄萬(wàn)財(cái).砂輪劃片機(jī)劃切技術(shù)的研究[J].電子工業(yè)專(zhuān)用設(shè)備，2004，（9）：68-71.

[2]王明權(quán)，李戰(zhàn)偉.劃片機(jī)工作臺(tái)直線度的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電子工業(yè)專(zhuān)用設(shè)備，2007，（12）：35-39.

[3]馬林.六西格瑪管理[M].中國(guó)人民大學(xué)出版社.470-471.

[4]健壯設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十五研究所內(nèi)部資料.25-28.