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1、工序能力及工序能力指数第一页,讲稿共三十五页哦1.1.基本要点基本要点 (1)只有工序能力强的工艺才可能生产出质量好、可靠性水平只有工序能力强的工艺才可能生产出质量好、可靠性水平高的产品。高的产品。第二页,讲稿共三十五页哦1.1.基本要点基本要点 (1)只有工序能力强的工艺才可能生产出质量好、可靠性水平只有工序能力强的工艺才可能生产出质量好、可靠性水平高的产品。高的产品。(2)工序能力指数是一种表示工艺水平高低的方便方法,其工序能力指数是一种表示工艺水平高低的方便方法,其实质作用是反映实质作用是反映工艺成品率工艺成品率的高低。的高低。第三页,讲稿共三十五页哦1.1.基本要点基本要点 (1)只有
2、工序能力强的工艺才可能生产出质量好、可靠性水只有工序能力强的工艺才可能生产出质量好、可靠性水平高的产品。平高的产品。(2)工序能力指数是一种表示工艺水平高低的方便方法,工序能力指数是一种表示工艺水平高低的方便方法,其实质作用是反映其实质作用是反映工艺成品率工艺成品率的高低。的高低。(3)“66设计设计”是在工序能力指数分析基础上对生产工艺是在工序能力指数分析基础上对生产工艺水平的新要求,其实质作用也是反映水平的新要求,其实质作用也是反映工艺成品率工艺成品率的高低。的高低。第四页,讲稿共三十五页哦1.1.基本要点基本要点预备知识关于测试数据的预备知识关于测试数据的“分布分布”第五页,讲稿共三十五
3、页哦1.1.基本要点基本要点预备知识关于测试数据的预备知识关于测试数据的“分布分布”第六页,讲稿共三十五页哦第七页,讲稿共三十五页哦第八页,讲稿共三十五页哦关于正态分布关于正态分布第九页,讲稿共三十五页哦 工序能力及工序能力指数的计算工序能力及工序能力指数的计算 1.基本要点基本要点2.工序能力的定量表征工序能力的定量表征第十页,讲稿共三十五页哦2.2.工序能力的定量表征工序能力的定量表征(1)工序能力工序能力(2)潜在工序能力指数:潜在工序能力指数:Cp(3)实际工序能力指数:实际工序能力指数:Cpk(4)单侧规范值情况的工序能力指数单侧规范值情况的工序能力指数CPL和和CPU(5)Cp和和
4、Cpk的常规计算方法的常规计算方法第十一页,讲稿共三十五页哦2.2.工序能力的定量表征工序能力的定量表征(1)(1)工序能力工序能力 第十二页,讲稿共三十五页哦2.2.工序能力的定量表征工序能力的定量表征(1)(1)工序能力工序能力 通常工艺参数服从正态分布通常工艺参数服从正态分布 N(,2)第十三页,讲稿共三十五页哦2.2.工序能力的定量表征工序能力的定量表征(1)(1)工序能力工序能力 通常工艺参数服从正态分布通常工艺参数服从正态分布 N(,2)正态分布标准偏差正态分布标准偏差的大小反映了参数的分散程度。绝大部分数的大小反映了参数的分散程度。绝大部分数值集中在值集中在33范围内,其比例为范
5、围内,其比例为99.7399.73%第十四页,讲稿共三十五页哦2.2.工序能力的定量表征工序能力的定量表征(1)(1)工序能力工序能力 通常工艺参数服从正态分布通常工艺参数服从正态分布 N(,2)正态分布标准偏差正态分布标准偏差的大小反映了参数的分散程度。绝大部分数的大小反映了参数的分散程度。绝大部分数值集中在值集中在33范围内,其比例为范围内,其比例为99.7399.73%通常将通常将66称为工序能力。称为工序能力。66范围越小,表示该工序加工的工艺参数范围越小,表示该工序加工的工艺参数越集中,则生产出成品率高、可靠性好的产品的能力越强,即固有能力越集中,则生产出成品率高、可靠性好的产品的能
6、力越强,即固有能力越强。越强。第十五页,讲稿共三十五页哦2.2.工序能力的定量表征工序能力的定量表征(2)潜在工序能力指数潜在工序能力指数CP 第十六页,讲稿共三十五页哦2.2.工序能力的定量表征工序能力的定量表征(2)潜在工序能力指数潜在工序能力指数CP 为了综合表示工艺水平满足工艺参数规范要求的程为了综合表示工艺水平满足工艺参数规范要求的程 度,工业生产中广泛采度,工业生产中广泛采用下式定义的用下式定义的工序能力指数工序能力指数:CP=(TU-TL)/6=T/6 第十七页,讲稿共三十五页哦2.2.工序能力的定量表征工序能力的定量表征(2)潜在工序能力指数潜在工序能力指数CP 为了综合表示工
7、艺水平满足工艺参数规范要求的程为了综合表示工艺水平满足工艺参数规范要求的程 度,工业生产中度,工业生产中广泛采用下式定义的广泛采用下式定义的工序能力指数工序能力指数:CP=(TU-TL)/6=T/6 通过积分可得通过积分可得工艺成品率为:工艺成品率为:第十八页,讲稿共三十五页哦2.2.工序能力的定量表征工序能力的定量表征(2)潜在工序能力指数潜在工序能力指数CP 为了综合表示工艺水平满足工艺参数规范要求的程为了综合表示工艺水平满足工艺参数规范要求的程 度,工业生产中广度,工业生产中广泛采用下式定义的泛采用下式定义的工序能力指数工序能力指数:CP=(TU-TL)/6=T/6 通过积分可得通过积分
8、可得工艺成品率为:工艺成品率为:可得工序能力指数与成品率之间的关系:可得工序能力指数与成品率之间的关系:规范范围规范范围 CP 工艺成品率工艺成品率 不合格品率不合格品率 3 1 99.73%2700PPM 6 2 99.9999998%0.002PPM 第十九页,讲稿共三十五页哦2.2.工序能力的定量表征工序能力的定量表征(2)潜在工序能力指数潜在工序能力指数CP 为了综合表示工艺水平满足工艺参数规范要求的程为了综合表示工艺水平满足工艺参数规范要求的程 度,工业生产中广泛采用下度,工业生产中广泛采用下式定义的式定义的工序能力指数工序能力指数:CP=(TU-TL)/6=T/6 通过积分可得通过
9、积分可得工艺成品率为:工艺成品率为:可得工序能力指数与成品率之间的关系:可得工序能力指数与成品率之间的关系:规范范围规范范围 CP 工艺成品率工艺成品率 不合格品率不合格品率 3 1 99.73%2700PPM 6 2 99.9999998%0.002PPM 结论:结论:工序能力指数越高,成品率也越高。工序能力指数越高,成品率也越高。第二十页,讲稿共三十五页哦第二十一页,讲稿共三十五页哦第二十二页,讲稿共三十五页哦2.2.工序能力的定量表征工序能力的定量表征(3)(3)实际工序能力指数:实际工序能力指数:CPK 第二十三页,讲稿共三十五页哦2.2.工序能力的定量表征工序能力的定量表征(3)(3
10、)实际工序能力指数:实际工序能力指数:CPK 在元器件生产中,采用闭环工艺控制的情况并不多,大多为在元器件生产中,采用闭环工艺控制的情况并不多,大多为“间接间接”工艺控工艺控制,很难使两者重合。例如,制,很难使两者重合。例如,IC中的扩散工艺,并不能在扩散过程中随时监中的扩散工艺,并不能在扩散过程中随时监测方块电阻测方块电阻Rs的变化情况,因此不能做到在的变化情况,因此不能做到在Rs达到规范中心值时结束扩散。达到规范中心值时结束扩散。实际上都是先做试片,根据试片测试结果调整工艺条件。实践表明实际上都是先做试片,根据试片测试结果调整工艺条件。实践表明,对于对于这种这种“间接间接”控制的工艺,工艺
11、参数分控制的工艺,工艺参数分 布中心值布中心值与规范与规范 中心值偏移的程度一中心值偏移的程度一般为般为1.5。第二十四页,讲稿共三十五页哦实际工艺能力指数实际工艺能力指数CPK计算公式:计算公式:第二十五页,讲稿共三十五页哦实际工艺能力指数实际工艺能力指数CPK计算公式:计算公式:偏离为偏离为1.5 情况下情况下Cpk与与Cp的关系:的关系:若工艺参数分布的中心值与规范中心若工艺参数分布的中心值与规范中心值偏移的程度为值偏移的程度为1.5,即:(,即:(-(TU+TL)/2)=1.5,由上式可得:由上式可得:Cpk=Cp-0.5 第二十六页,讲稿共三十五页哦实际工艺能力指数实际工艺能力指数C
12、PK计算公式:计算公式:偏离为偏离为1.5 情况下情况下Cpk与与Cp的关系:的关系:若工艺参数分布的中心值与规范中若工艺参数分布的中心值与规范中心值偏移的程度为心值偏移的程度为1.5,即:(,即:(-(TU+TL)/2)=1.5,由上式可得:由上式可得:Cpk=Cp-0.5 即工艺参数分布的中心值即工艺参数分布的中心值与规范中心值偏移为与规范中心值偏移为1.5的情况下,的情况下,Cpk要要比比Cp小小0.5。如果。如果Cp2,Cpk只有只有1.5。因此,有时将。因此,有时将Cp称为称为潜在工序能潜在工序能力指数力指数,将,将Cpk称为称为实际工序能力指数实际工序能力指数,简称为工序能力指数。
13、,简称为工序能力指数。第二十七页,讲稿共三十五页哦2.2.工序能力的定量表征工序能力的定量表征(4)(4)单侧规范值情况的工序能力指数单侧规范值情况的工序能力指数CPL和和CPU:第二十八页,讲稿共三十五页哦2.2.工序能力的定量表征工序能力的定量表征(4)(4)单侧规范值情况的工序能力指数单侧规范值情况的工序能力指数CPL和和CPU:如果要求参数大于某一下限值如果要求参数大于某一下限值TL ,无上限要求,工序,无上限要求,工序能力指数应按下式计算:能力指数应按下式计算:CPL(TL)/3 第二十九页,讲稿共三十五页哦2.2.工序能力的定量表征工序能力的定量表征(4)(4)单侧规范值情况的工序
14、能力指数单侧规范值情况的工序能力指数CPL和和CPU:如果要求参数大于某一下限值如果要求参数大于某一下限值TL ,无上限要求,工序,无上限要求,工序能力指数应按下式计算:能力指数应按下式计算:CPL(TL)/3 若若TL ,则取,则取CPL为零,说明该工序完全没有工序能力。为零,说明该工序完全没有工序能力。第三十页,讲稿共三十五页哦2.2.工序能力的定量表征工序能力的定量表征(4)(4)单侧规范值情况的工序能力指数单侧规范值情况的工序能力指数CPL和和CPU:如果要求参数大于某一下限值如果要求参数大于某一下限值TL ,无上限要求,工,无上限要求,工序能力指数应按下式计算:序能力指数应按下式计算
15、:CPL(TL)/3 若若TL ,则取,则取CPL为零,说明该工序完全没有工序能为零,说明该工序完全没有工序能力。力。如果参数规范只规定了上限值如果参数规范只规定了上限值TU ,无下限要求,则工,无下限要求,则工序能力指数应按下式计算:序能力指数应按下式计算:CPU(TU)/3 第三十一页,讲稿共三十五页哦2.2.工序能力的定量表征工序能力的定量表征(4)(4)单侧规范值情况的工序能力指数单侧规范值情况的工序能力指数CPL和和CPU:如果要求参数大于某一下限值如果要求参数大于某一下限值TL ,无上限要求,工序能,无上限要求,工序能力指数应按下式计算:力指数应按下式计算:CPL(TL)/3 若若
16、TL ,则取,则取CPL为零,说明该工序完全没有工序能力。为零,说明该工序完全没有工序能力。如果参数规范只规定了上限值如果参数规范只规定了上限值TU ,无下限要求,则工序能,无下限要求,则工序能力指数应按下式计算:力指数应按下式计算:CPU(TU)/3 若若TU ,则取,则取CPU为零,说明该工序完全没有工序能力为零,说明该工序完全没有工序能力。第三十二页,讲稿共三十五页哦第三十三页,讲稿共三十五页哦2.2.工序能力的定量表征工序能力的定量表征(5)Cp和和Cpk的常规计算方法的常规计算方法 计算计算Cp和和Cpk的关键是计算母体正态分布的均值和标准偏差。的关键是计算母体正态分布的均值和标准偏差。常规计算方法为:常规计算方法为:通常用下述计算方法计算得通常用下述计算方法计算得S,作为母体分布标准偏差,作为母体分布标准偏差 的的近似值。近似值。第三十四页,讲稿共三十五页哦2.2.工序能力的定量表征工序能力的定量表征(5)Cp和和Cpk的常规计算方法的常规计算方法 第三十五页,讲稿共三十五页哦