提升高速背板連接器簧片彈高過程能力

陳 惠，黃皓月，朱貴派，趙 鵬，李 燚

（四川華豐科技股份有限公司，四川綿陽，621000）

1 引言

華豐公司XX高速背板連接器是我國5G通訊設(shè)備中替代進口的關(guān)鍵重要核心器件。華豐公司在國家項目大力支持下，投入巨資自主開發(fā)了傳輸速率從10G到56G共40多個系列品種的高速連接器，解決了在國外對我國高端器件全面封鎖情況下的5G通訊設(shè)備關(guān)鍵部件國產(chǎn)化難題。

高速背板連接器使用模塊化標準設(shè)計，其核心零件是公母插合模塊，其母端模塊簧片彈高超規(guī)格會造成產(chǎn)品插入力過大或單腳（pin）分離力過小等隱性可靠性缺陷。在連接器成品檢驗環(huán)節(jié)不可攔截，導致產(chǎn)品在客戶處發(fā)生無法互配、損壞互配端、信號傳輸不良等功能性失效。初期試產(chǎn)階段簧片彈高CPK只有0.53，因此急需控制簧片彈高一致性，提升過程能力至CPK1.33以上。

圖1 簧片彈高示意圖

現(xiàn)狀調(diào)查：公司組建了由設(shè)計、質(zhì)量、工藝、模具、核心供應商及客戶SQE共同參加的6sigma專題攻關(guān)項目組，項目小組實施收集3個月模塊簧片彈高IPQC數(shù)據(jù)，分析結(jié)果彈高Cpk為0.53、Ppk為0.43，過程能力（Y）嚴重不足，與（VOB／VOC）目標值1.33相距甚遠。

圖2 期初過程能力狀況圖

2 不良原因分析、改進、驗證

2.1 確定關(guān)鍵因子（X）

第一步：項目組對彈高Y及其構(gòu)成小Y進行了定義，對檢驗彈高用的影像測量儀2.5次元和生產(chǎn)過程彈高在線全檢設(shè)備CCD測量系統(tǒng)進行了MSA分析，經(jīng)過改進、調(diào)整和再次MSA分析驗證后，確保制程在線檢測與質(zhì)量抽檢結(jié)果一致。

接著使用Pareto圖對98只彈高不良品進行特征分析，分解找出關(guān)鍵問題—KPOVs，發(fā)現(xiàn)俯仰角是引起彈高不良的主要因子。

第二步：項目組根據(jù)KPOV確定相關(guān)聯(lián)的關(guān)鍵流程SIPOC，詳細分析其輸入輸出，找到12個過程輸入因子。再使用C＆E困果矩陣從重要程度＆影響等級逐一打分，從中篩選出6個分值最高的輸入因子（站角寬度、裁切設(shè)備壓力、裁切模具壓料、調(diào)試方法、調(diào)整模具彈高、模具彈高調(diào)整）。

圖3 輸出因子排列圖

圖4 關(guān)鍵流程圖

第三步：項目組繼續(xù)對因果矩陣中識別的6個關(guān)鍵過程輸入因子進行FMEA分析，篩選出5個X因子，分別是：站角寬度、裁切設(shè)備壓力、裁切設(shè)備壓料、調(diào)試方法、調(diào)整模具彈高。

圖5 因果矩陣圖

圖6 FMEA分析

第四步：實施快贏措施。

通過以上M階段的分析，項目組討論、制定并實施以下階段性快贏措施：

表1 階段性快贏措施對照表

針對X采取快贏措施后，改善了3個關(guān)鍵因子：頭部彎曲、長短PIN分開調(diào)整和彈高調(diào)整量分批次設(shè)定，用一個月時間將彈高控制在公差范圍內(nèi)。

圖7 快贏措施后彈高時間箱線圖

2.2 分析階段之關(guān)鍵因子分析

針對4個重要關(guān)鍵因子對簧片彈高的影響，進一步根因分析，發(fā)現(xiàn)PIN站腳寬度過小，需要修改站腳尺寸和裁切模具，裁切壓力不足，需要提高裁切壓力。

表2 測量階段篩選出的重要X

圖8 分析階段計劃流程圖

針對4個關(guān)鍵因子制定如下措施計劃進行驗證。

圖9 計劃驗證

2.3 關(guān)鍵因子X的統(tǒng)計分析驗證（實施計劃略）

①站角寬度＆裁切模具壓斜（1T）假設(shè)檢驗（0.09mm調(diào)整為0.2mm）分析，發(fā)現(xiàn)0.09間隙／平板壓料與0.2間隙／鑲件壓料對彈高極差存在顯著差異。

②裁切設(shè)備壓力＆調(diào)整模具彈高（平板壓料）假設(shè)檢驗（1T15T）分析，發(fā)現(xiàn)裁切設(shè)備壓力1T／一次調(diào)整與15T／兩次調(diào)整對彈高均值存在顯著差異。

圖11 X之裁切壓力的統(tǒng)計分析

假設(shè)分析結(jié)果：通過對站角寬度＆裁切模具壓料和裁切設(shè)備壓力＆調(diào)整模具彈高（平板壓料）進行假設(shè)檢驗，通過以上分析驗證結(jié)果可以得出：X1（站角寬度）、X2（裁切設(shè)備壓力）兩個因子對彈高有顯著影響。

2.4 改善階段

X1（站角寬度）、X2（裁切設(shè)備壓力）改善的DOE計劃

1）DOE設(shè)計與數(shù)據(jù)整理分析得出：站腳寬度＆裁切模具壓料，裁切設(shè)備壓力＆調(diào)整模具彈高，交互作用對彈高無影響，可舍去交互因子。

2）DOE因子圖分析得出：站腳寬度＆裁切模具壓料，裁切設(shè)備壓力＆調(diào)整模具彈高，交互作用對彈高無影響。

圖13 DOE因子分析圖1

圖14 DOE因子分析圖2

3）DOE因子圖分析得出：通過DOE分析篩選出重要因子組合為：鑲件壓料／0.2間隙和15T／兩次調(diào)整。

圖15 DOE因子分析圖3

2.5 改善措施

以上為期二個月的措施由項目組成員討論、確定，制定詳細的模具、設(shè)備改進實施方案，經(jīng)審批后分別由設(shè)計、工藝、模具分頭實施，質(zhì)量人員全程參與監(jiān)控，確保過程規(guī)范性，保證實施效果達成。

表3 改善措施跟蹤表

3 改善效果

3.1 改善后的FMEA

經(jīng)過二個月改善后再次進行FMEA分析，從下表可以看出風險序列已得到有效改善。

表4 改善后的FMEA

3.2 改善后過程能力分析

改善后三個月彈高數(shù)據(jù)連續(xù)監(jiān)測，從下表控制圖可以看出改善歷程。

圖16 彈高控制圖

結(jié)論：變異顯著縮小，分布中心向規(guī)范中心靠近；改善前：PP＝0.83；Ppk＝-0.73改善后：Cp＝2.29；Ppk＝1.63。

3.3 項目改善成效

通過本項目攻關(guān)改善高速背板連接器簧片彈高過程能力，使合格率整體提升25%，當年累計減少廢損收益計210萬元，隨著產(chǎn)能迅速提升，后續(xù)每年均會產(chǎn)生收益800萬元以上。

4 結(jié)束語

1）項目管理＆團隊建設(shè)方面：

本次項目活動為跨部門、跨公司、跨地域的聯(lián)動協(xié)同項目，組織銜接和管理難度大，溝通、協(xié)調(diào)不順暢。策劃階段充分考慮協(xié)調(diào)、組織和管理可能存在的問題，明確制定應對措施；應用現(xiàn)代信息溝通手段，嚴格定期活動組織；按期分階段進行總結(jié)評審，及時調(diào)整、補充下階段動作要求和完善措施。所有小組成員積極完成工作任務(wù)，動態(tài)更新工作進展，達到了預期的工作目標與效果。

2）6sigma方法、工具方面：

通過本次項目活動，所有項目成員對6sigma相關(guān)內(nèi)容有了進一步的熟悉和了解，通過理論與實踐結(jié)合的方式對6sigma有了更深層次的認識與理解。熟悉6sigma方法、能熟練運用相應工具的人少，需要制定培訓計劃，進行6sigma知識、方法和工具的培訓。

3）技術(shù)方面：

全新產(chǎn)品及其帶來的技術(shù)挑戰(zhàn)預估不足，在DFMEA分析時風險、原因分析和判斷沒有可以借鑒和參考的應用案例。經(jīng)過該項目驗證后，“懸空裁切”等技術(shù)問題及對應管控措施，應納入設(shè)計和工藝規(guī)范中進行固化，后續(xù)作為基本規(guī)范來遵從。對于高精度產(chǎn)品加工，在模具設(shè)計、模具工藝、自動控制等方面的控制方法等建立了相關(guān)標準，提升了管控水平。