无铅焊锡：评估制程（3）

       统计程控 (SPC, statistical process control) 用来将制程稳定和保持在控制之中。在焊接中， SPC 用来减少可变性和提供制程能力。典型地， X-Y 坐标图 (x-bar-range chart) 和性能分析是用于这个目的的。 X-Y 坐标图是对测量变量进行统计计算的图形表示，这里每个分组的平均值与幅度 ( 大 - 最小 ) 用来监测平均值或者范围的变化；该幅度用作变量的度量。统计上大的改变可能表示制程漂移、趋势、循环模式或由于特殊原因造成的失控情况。

当焊接制程的具影响的参数 ( 如 Taguchi 试验所定义的 ) 受到统计程控 (SPC) ，制程的稳定性和性能的改进可以容易达到。例如，在一台焊接设备中，硬件和软件设计用来保持重要的参数在设定点的规定范围内。可是，即使当一个参数在起偏差极限之内时 ( 没有报警发生 ) ，它可能已经在统计上失控，或者显示一个由于历史数据而意想不到的状态。

只购买硬件和软件不一定会得到成功的 SPC 。一个关键的考虑是可变性的减少，在特殊原因变量和普通原因变量之间有一个区别。控制图用来消除特殊原因变量，即任何可能与可归属原因有联系的变量。性能图用来减少普通原因变量，即任何制程固有的和只能通过制程变化减少的变量。

在一个回流焊接制程中， SPC 的典型参数包括传送带速度、气体或加热器温度、液相线以上的时间和高的峰值温度。在一台波峰焊接机器中，典型的参数包括传送带速度、接触时间、预热温度 (PCB 或加热器 ) 和作用于 PCB 上的助焊剂数量。

一个 X-Y 坐标图的例子显示在一个波峰焊接制程中的预热区的热空气温度 ( 如上图 描述预热温度的 x-bar-range 图) 。在一整天中，取样读数每 10 秒一次并分成分组，每组五个样品。平均值与幅度在图中显示。平均温度为 120.0 ° C ，设定点也为 120 ° C 。该数据来自于安装在预热模块中的热电偶。记录了来自制程、设定和测量值的所有机器数据。管理信息文件可以导入 SPC 软件，它将产生象图三的 X-Y 坐标图和性能分析图。

接受 120 ° C ± 2 ° C 的预热温度 ( 热风 ) ，因为知道，只要测量的温度在这个极限之内，板的温度将不会波动和保持在助焊剂规格内。该数据，与上控制极限 (UCL=122 ° C) 和下控制极限 (LCL=118 ° C) 将返回一个制程性能 (Cp, process capability) 值：这里 Cp = 制程能力， S = 标准偏差。

    在下图中样品制程能力 (Cp) 图的 Cp 图显示，对于预热温度，制程是有能力的。发现 Cp=3.55 ；一个稳定的制程要求大于 1.66 的 Cp 值。