提高制程直通率 降低质量成本

李双龙

（天水七四九电子有限公司，甘肃 天水741000）

1 引言

集成电路封装工厂面临着人力成本、材料成本的不断上升，识别影响质量成本的关键因素，运用PDCA循环改进过程，提高制程直通率，减少返工成本及其由返工产生的材料、人力、管理、服务等各项隐形成本，降低质量成本，做实基础管理，使制程控制水平达到6Sigma质量管理水平，是提高企业竞争力的最有效途径。

2 质量成本的构成及分析

质量成本是指将产品质量保持在规定的水平上所需的费用，由两部分构成，即运行质量成本和外部质量保证成本。运行质量成本包括预防成本、鉴定成本、内部损失成本和外部损失成本。

2.1 运行质量成本

2.1.1 预防成本

预防产生故障或不合格品所需的各项费用，主要包括质量工作费、质量培训费、质量奖励费、质量改进费、质量评审费、质量管理人员工资、质量情报及信息费等，该项成本占总质量成本的比例约为15%。

2.1.2 鉴定成本

评定产品是否满足规定要求所需的各项费用，鉴定、试验、检查和验证方面的成本，主要包括进货检验费、工序检验费、成品检验费、检测设备折旧费、试验费、检测人员工资、办公费等，该项成本占总质量成本的比例约为30%。

2.1.3 内部损失成本

在交货前产品未满足规定的质量要求所发生的各项费用，主要包括废品损失、返工或返修损失、因质量问题发生的停工损失、质量问题处理费、质量降级损失等,该项成本占总质量成本的比例约为40%。

2.1.4 外部损失成本

交货后，由于产品未满足规定的质量要求所发生的各项费用，主要包括退（换）货损失、索赔损失、保修费用等, 该项成本占总质量成本的比例约为10%。

2.2 外部质量保证成本

在合同环境条件下，根据用户提出的要求，为提供客观证据所支付的费用，统称为外部质量保证成本，该项成本占总质量成本的比例约为5%。其项目包括：

（1）为提供特殊附加的质量保证措施、程序、资料（数据）等所支付的费用。

（2）产品的验证试验和评定的费用，如经认可的试验机构对特殊的安全性能进行检测试验所发生的费用。

（3）为满足用户要求，进行质量、环保、安全等体系认证所发生的费用。

3 管理水平的对比

封装成品率是目前集成电路封装工厂主要的质量目标之一，通常指封装合格成品与投料数的百分比，统计时常以不同生产批次、不同品种或以日、周、月、年等时间周期内总封装产品等不同的统计方式表述，目前集成电路封装工厂不同封装品种的平均封装成品率已达99.98%。

制程直通率是指封装产品从第一道工序开始至最后一道工序，第一次就通过所有检验（测试）的合格品数量与投料数的百分比，如集成电路封装工厂主要有划片、上芯、压焊、封装、测试、编带等生产工序，某批次封装集成电路各工序的直通率分别为A 1、A 2、A 3……，则批次制程直通率为A1×A2×A3……。

假设某批次封装品种有2个工序的直通率为98%，其他各工序的直通率为100%，则该封装品种的制程直通率为96.04%，如果该封装品种的封装成品率为99.97%，则该封装品种有3.93%的产品经过了返工，假设该封装品种封装量为1 000 000只，则有39 300只产品在封装加工过程返工过，考虑返工后检验不合格报废的产品，实际返工产品的数量应该多于此数量，具体返工的工序和数量通过流程卡可以追溯，显而易见，制程直通率是制程质量控制水平的最直观、最真实的统计指标，它使我们很容易识别封装过程主要的瓶颈工序。

6sigma管理活动起源于摩托罗拉公司，经历20多年的发展，已成为世界500强企业广泛采取的管理方法，美国通用电气（GE）公司通过实践6sigma管理，取得了显著的成就，我国企业从1997年开始运用6sigma 管理法，据悉目前已有上海宝山钢铁公司、联想集团等企业在实施6sigma管理。6sigma管理法是一种以顾客为中心、以质量经济性为原则、以数据为基础的现代质量管理办法。6sigma管理法通过减少过程波动幅度，以达到降低成本、缩短生产周期、提高生产效益、赢得经济效益的目的。6sigma管理水平在质量上表示每百万个机会中次品率少于3.4，即3.4×10-6，目前集成电路封装工厂封装成品率已达99.98%，即最终过程不合格品率为0.02%，相当于已经达到6sigma管理水平的5sigma水平，或者说是232.6×10-6，即每百万个机会中的平均缺陷数约是232.6。

4 返工成本构成

返工成本，通常可以由以下成本组成：材料成本（返工产品用材料）；人工成本（返工时投入的人力）；设备、动力成本（返工用设备、动力）；检验成本（返工后产品再检验）；管理成本（返工产品管理、材料再采购、生产协调等）；停产损失成本（某工序因返工使其他品种在该工序停产）；可靠性成本（返工产生的可靠性质量隐患）；服务、交付成本（交期延迟、发货成本、电话沟通等）；返工后检验不合格品报废成本；其他隐形成本（如顾客抱怨、信誉损失等）。

废品损失、返工或返修损失、因质量问题发生的停工损失、质量问题处理费、质量降级损失等属于主要的内部损失成本，提高制程直通率1%，减少返工及其引入的各种附加成本因素，至少可以降低5%的内部损失成本，从而降低2%的质量成本。

5 运用PDCA循环提高制程直通率

PDCA方法是确定、实施和控制、监视和测量、分析和改进过程的一种有用工具，分策划（P）、实施（D）、检查（C）、处置（A）四个阶段。

5.1 策划阶段

5.1.1 现状调查

通过对不同品种加工随工单记录的统计分析，计算不同封装品种各工序直通率及总制程直通率。

5.1.2 原因分析

对各品种封装过程各工序返工的原因进行汇总，适当时按照工序列出各工序不同封装品种的工序直通率，对工序直通率偏低的工序或品种，组织各工序工艺员、设备管理员、材料管理员、工序品管员等从人、机、料、法、环、测量六方面共同分析，对产生返工的原因进行分类，如设备精度不足、流程不合理、缺乏训练、粗心大意、材料不良率高、制具磨损、工作环境差等。

5.1.3 要因确认

任何质量问题，在诸多原因中总会有少数原因对质量问题起决定性作用，被称为“关键的少数”，识别引起返工的关键环节（原因）。通过数据整理、分析，目前在封装过程中压焊工序直通率偏低，有的品种低于98%，且主要的不合格原因是框架沾污、芯片沾污、金丝短路等。

5.1.4 制定对策

针对确定的主要原因，制定有效的解决措施，应结合具体品种，提出改进计划，明确改进的目的、措施、执行部门或人员、验证要求、完成日期等。

5.2 实施阶段

改进计划的实施应包括执行、控制和调整三部分内容。

（1）执行

改进计划是经过调查分析和严密策划而制定的，执行部门应严格按照改进计划执行。

（2）控制

在改进计划执行的过程中，应采取必要的控制措施，如人力、财力、物力的保证和各部门协调一致的工作，以控制实施过程按照预定的时间节点进行。

（3）调整

在实施过程中由于受到因素、条件的变化而无法执行时，必须对原改进计划的工作内容进行调整，并确保预定目标按照原计划进度实现。

5.3 检查阶段

用同一种方法（图、表）对比改进计划实施前后的状况变化，检查改进计划的实施效果。

5.4 固化措施，持续改进

5.4.1 固化措施

将成功的措施纳入标准（技术标准、管理标准、工作标准及各种规程）。

5.4.2 寻找遗留问题，持续改进

因为在PDCA循环过程中有确定主要问题和确定主要原因两次抓主要矛盾的环节，所以在实施改进计划的预定目标后，对总体而言总会存在遗留问题，结合遗留问题作新的改进计划，持续改进。

上面所列举的PDCA循环改进过程的现状调查、原因分析、要因确认、制定对策、实施对策、效果检查、固化措施、遗留问题处理的“四阶段、八步骤”是我们进行持续改进制程直通率的最有效手段，在实际应用时，四个阶段必不可少，但具体的工作步骤可以根据具体的改进计划而确定。

6 使制程控制水平达到6Sigma管理水平

6.1 6Sigma管理模式DMAIC是PDCA循环的一种应用模式

6Sigma管理法倡导“以顾客为关注焦点”、“依据数据决策”、“关注过程管理”等主要的理念和方法，6Sigma流程改进模式是PDCA循环的一种应用模式，见表1。

6.2 持续进行PDCA循环，不断提高制程能力，实现6sigma管理水平

每次PDCA循环，解决影响该封装品种（工序）原因约80%，对遗留问题继续进行下一个PDCA循环，持续改进。同时对工厂内推行“第一次就做好”、“零缺陷管理”的管理理念，抓流程改进和设计优化，使制程控制能力达到6sigma管理水平。

6.3 不同sigma管理水平下，质量成本占销售收入的百分比

目前集成电路封装厂的质量管理水平为5sigma水平，质量成本占销售收入的百分比为11%～15%，通过持续进行PDCA循环，推行6sigma管理法，使集成电路封装厂的质量管理水平达到6sigma水平，质量成本占销售收入的百分比降低为5%～10%，这是集成电路封装厂追求的质量成本控制目标。

7 结束语

通过集成电路封装厂质量成本的分析，提出减少返工成本是主要的质量成本控制手段，运用PDCA过程方法的“四阶段、八步骤”，实施改进并固化措施，提高制程直通率、减少封装过程的返工。提高制程直通率1%，至少可以降低约5%的内部损失成本，从而降低约2%的质量成本，增加约0.2%的利润。在目前国内集成电路封装工厂材料、人力、管理等成本不断上升的市场环境下，运用PDCA循环手段持续改进制程、提高制程直通率、推行6Sigma管理模式、降低质量成本是集成电路封装厂更好地满足顾客对产品质量、交期、价格、服务等的要求，也是提升企业竞争力、做世界水平集成电路封装厂的最有效途径之一。

［1］刘广第.质量管理学[M].北京：清华大学出版社，2003：326-328.

［2］王毓芳，肖诗唐.质量改进的策划与实施[M].北京：中国经济出版社，2005：447-454.

［3］中国电子质量管理协会编写.质量振兴文集[M]. 北京：电子工业出版社，2004：175-176.

［4］全国质量管理和质量保证标准化技术委员会，中国合格评定国家认可委员会，中国认证认可协会编著.2008版质量管理体系国家标准理解与实施[M]. 北京：中国标准出版社，2009：51-52.