佀海燕

(北京中電科電子裝備有限公司，北京 100176)

自動切割機是封裝成品劃切分割的關(guān)鍵工藝設(shè)備，在國內(nèi)各種封裝生產(chǎn)線上有著廣泛的需求。

切割機的工作機理是采用超薄金剛石刀片作為切割加工刃具，主軸帶動刀片高速旋轉(zhuǎn)通過強力磨削對集成電路基片及各種硬脆材料進行高精度切槽和分割[1]。工作臺和主軸是切割機的兩大支柱。切割機工作臺由x軸、y軸、z軸、θ軸組成，采用直線滾動導(dǎo)軌導(dǎo)向，滾珠絲杠定位；依靠光柵測長定位、微動驅(qū)動控制、直接驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工作臺保證運動位置的準確度[2]。切割機的工作臺機構(gòu)簡圖如圖1所示，其中θ軸固定在x軸上，y軸和z軸構(gòu)成一橋形工作臺，主軸固定在z軸上。本文以切割機x軸的設(shè)計為例，介紹QFD在切割機工作臺設(shè)計中的應(yīng)用。

圖1 切割機工作臺機構(gòu)簡圖

1 QFD技術(shù)簡介

1.1 QFD的基本概念

質(zhì)量功能展開(QFD)是把顧客(用戶、使用方)對產(chǎn)品的需求進行多層次的演繹分析，轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的設(shè)計要求、零部件特性、工藝要求、生產(chǎn)要求的質(zhì)量工程工具，用來指導(dǎo)產(chǎn)品的健壯設(shè)計和質(zhì)量保證[3]。QFD體現(xiàn)了以市場為導(dǎo)向，以顧客要求為產(chǎn)品開發(fā)惟一依據(jù)的指導(dǎo)思想。在先進的健壯設(shè)計方法體系中，QFD技術(shù)占有舉足輕重的地位，它是開展健壯設(shè)計的先導(dǎo)步驟，通過對顧客需求的逐層展開來確定產(chǎn)品研制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)、關(guān)鍵的零部件和關(guān)鍵工藝，從而為穩(wěn)定性優(yōu)化設(shè)計的具體實施指出了方向，確定了對象。

1.2 QFD的分析方法、主要步驟及方案評估[4]

QFD的基本原理就是用“質(zhì)量屋”的形式，量化分析顧客需求與工程措施之間的關(guān)系，經(jīng)數(shù)據(jù)分析處理后找出對滿足顧客需求貢獻最大的工程措施，即關(guān)鍵措施，從而指導(dǎo)設(shè)計人員抓住主要矛盾，開展穩(wěn)定性優(yōu)化設(shè)計，開發(fā)出滿足顧客需要的產(chǎn)品[3]。

圖2 質(zhì)量屋的結(jié)構(gòu)

2 QFD在x軸設(shè)計中的應(yīng)用

2.1 x軸結(jié)構(gòu)及客戶要求

根據(jù)客戶的切割工藝要求，對各運動軸的技術(shù)指標進行具體分析，由于客戶對器件的外形要求較高，cpk≥1.67，因此對x軸的直線度要求較高，具體指標如表1所示。x軸傳動系統(tǒng)的功能是拖動承片臺作往復(fù)直線運動，要求運動靈活、平穩(wěn)。x軸運動系統(tǒng)選用的是滾珠絲杠傳動定位、直線導(dǎo)軌導(dǎo)向的傳動機構(gòu)。

表1 x軸技術(shù)指標

2.2 x軸質(zhì)量屋的建立

經(jīng)過廣泛調(diào)研，顧客對x軸的要求主要有：導(dǎo)軌運行直線度≤0.004mm/300mm、定位精度要求、足夠的支撐強度、設(shè)計的機構(gòu)合理、可靠性及穩(wěn)定性高、自動化程度高、生產(chǎn)成本低。

從技術(shù)的角度出發(fā)，針對顧客的需求，進行產(chǎn)品質(zhì)量特性(設(shè)計要求)的展開，按隸屬關(guān)系整理成表格，形成x軸的質(zhì)量屋，如圖3所示。通過建立x軸質(zhì)量屋進行量化評估，確定了A、B、C和G四項關(guān)鍵措施。

圖3 切割機x軸的質(zhì)量屋

3 結(jié)束語

本文以切割機x軸的設(shè)計為研究對象，介紹了QFD在切割機工作臺設(shè)計中的應(yīng)用。本文提供的研究方法在切割機工作臺的y軸、z軸、θ軸的設(shè)計中也同樣適用。另外，很多半導(dǎo)體封裝設(shè)備上都用到工作臺機構(gòu)，因此，本文的研究工作不僅對自動切割機的研制具有十分重要的意義，而且對其他半導(dǎo)體封裝設(shè)備的研制具有借鑒作用。

[1]甄萬財.砂輪劃片機劃切技術(shù)的研究[J].電子工業(yè)專用設(shè)備，2004，（9）：68-71.

[2]王明權(quán)，李戰(zhàn)偉.劃片機工作臺直線度的設(shè)計與實現(xiàn)[J].電子工業(yè)專用設(shè)備，2007，（12）：35-39.

[3]馬林.六西格瑪管理[M].中國人民大學(xué)出版社.470-471.

[4]健壯設(shè)計手冊[M].中國電子科技集團公司第四十五研究所內(nèi)部資料.25-28.