CUSUM控制图在印刷电路板生产过程中的应用研究.pdf

在印刷电路板(PCB)的生产过程中，质量控制是一个至关重要的环节，它直接关系到产品的性能和稳定性。CUSUM控制图作为一种统计过程控制工具，对于质量特征值的均值波动具有较强的检出力，因此在控制印刷锡浆厚度偏差方面有着重要应用。 印刷锡浆厚度是PCB生产中的一个关键质量特征。在回流焊生产过程中，锡浆的印刷精度将直接影响电路板的焊接质量。印刷锡浆厚度需要被精确控制在特定范围内，以确保电路板上的元件能够可靠地焊接在正确的位置上。如果锡浆厚度出现偏差，可能会导致焊点缺陷，增加电路板的不良品率。 传统的休哈特控制图（Shewhart control chart），尤其是均值-极差控制图（X-R chart），在检测质量特征值均值波动方面表现较弱。具体来说，当使用均值-极差控制图来控制印刷锡浆厚度的偏差时，由于其对偏差变化的灵敏度不够，很难及时发现印刷锡浆厚度的偏移，导致印刷锡浆厚度偏差调整不及时。而及时调整印刷锡浆厚度的偏差对于维持生产线的稳定性至关重要。 为了解决这个问题，研究者采用了累积和控制图（CUSUM control chart），并对其在印刷锡浆厚度偏差变化控制中的应用进行了研究。CUSUM控制图通过累积各个测量值与其目标值之间的偏差，能够更敏感地检测到均值的偏移，从而更及时地发现并调整印刷锡浆厚度的偏差。这项研究的应用结果表明，使用CUSUM控制图可以有效指导印刷锡浆厚度偏移的调整，进而提高整个印刷过程的精度和效率。 CUSUM控制图的检出力（detection power）是指在质量控制过程中，能够发现质量特征值均值发生偏移的能力。在本研究中，对比了均值-极差控制图和CUSUM控制图的检出力，发现CUSUM控制图由于其独特的累积计算方式，在检测印刷锡浆厚度均值偏移方面具有明显的优势。 在应用CUSUM控制图时，可以通过样本数据来确定控制图的参数，包括控制限系数等。控制限系数是根据过程的特定标准差（σ）来设定的，通常设定为3个标准差。控制图上的抽样点落在控制限内的概率（第二类错误概率）可以通过统计方法计算得出，它反映了控制图对于均值偏移的检测能力。在实际生产过程中，CUSUM控制图的OC曲线（操作特性曲线）将用于确定不同类型错误的概率，并指导生产过程的调整。 此外，研究还提到了在PCB生产过程中，工程师每天进行一次印刷锡浆厚度偏差的校准，这表明了对质量控制的重视。通过优化校准和调整流程，结合CUSUM控制图的使用，可以在保证电路板质量的同时降低生产成本，提高生产效率。 这项研究强调了统计过程控制方法在电子制造业中的应用价值，尤其是CUSUM控制图在提高印刷电路板生产过程质量控制中的潜力。随着电子产品的不断进步和制造工艺的日益精细化，这类统计方法将继续在质量管理和生产过程优化中发挥关键作用。