机芯质量管理浅谈.doc

机芯质量管理浅谈机芯可以说是碟机的最核心部件，它是碟机读取碟片信号的关键部品。不过机芯质量管理与一般的产品质量管理并无太大的区别，方法基本上是通用的。但具体到细节，机芯牵涉的内容以及相关联知识要比其他部品多一些，所以特别作一专题进行介绍，下面我即结合机芯部品质量管理实际操作中重点内容作一个简要介绍。一、机芯的名词解释：我们通常所说的机芯是指整个放碟片以及驱动读取碟片信号的整个装置。一般情况下，我们公司把整个机架（LOADER）包括所有部品的组装形式称为机芯。有托盘式结构与吸入式结构两种类型。普通低端碟机都使用托盘式机芯，一些高端碟机或车载碟机使用吸入式结构的机芯。从机芯读碟种类来分可分为普通CD机芯，DVD机芯，蓝光机芯。1-1 机芯组成，通常包括以下部件：（1）塑胶组件：大架，托盘，小机芯架，卡线板，齿轮，齿条滑块等；（2）进出仓马达，小P板，连接线等；（3）橡胶垫，橡皮小皮带，螺丝，磁帽压盘，润滑油等；（4）小机芯（最核心部件），我们平时所称的机芯通常只指小机芯。1-2 小机芯构成：主轴马达，滑动马达，TT台，台板，导轴，传动齿轮，滑块，OPU（optical pick-up或称光头）；其中光头是小机芯最核心的部分，光头的技术是机芯乃至碟机的核心部分，一直都被一些较知名的外资厂家垄断生产（如三洋，索尼，日立，三星等），DVD光头现在也有台湾和国内的厂家在生产，如我们现在正在使用的东立机芯（国内厂家），台睿机芯（台湾厂家）。蓝光光头目前尚只有外资厂家生产。1-3 OPU构成：物镜，二轴，悬簧，磁石，OP架，LD（发光二极管），PDIC（光电转换），24PIN插座，FFC印制皮线，可调电阻，分光镜片，光栅镜片，准直镜片等。参考下面的光路图。二、机芯读碟原理简述：1、碟片记录信息是通过沟槽的形式记录，如下记模型图，沟槽自内周向外周形成螺旋形状的数据轨道，光头的读碟时激光聚集在数据轨道上面发生反射，沟槽的反射度不一样，从而形成二进制信号。沟槽密集度越大，记录容量越大。这是CD，DVD，BD记录容量逐次增大的主要原因。 2光碟置于TT转盘台上面转动，OPU的镜头在光碟下面通过来回滑动读取光碟各圈的信号。CD,DVD,BD机芯的主要区别为发光二集管所发出的光波波长不一样，波长短，光点小。(下图各种碟机读碟光束以及信号区别)3光头的工作原理图：光头的读取信号是依靠光路完成的，各种光头的光路图设计不同。元件多少决定光路的复杂程度，也决定光头的成本以及加工难度。下面仅举索尼KHM-313光头的原理图为例说明： 首先是LD发光（散射光），通过分光镜反射光线到准直镜，转化为平行光束，再通过物镜，形成聚光束，光点聚焦到光碟信号表面，再反射回来，经过物镜准直镜，再经分光镜透射，光束聚焦到PDIC(光电转换)表面。信号的形成：由于光盘的沟槽凸凹不平，引起光速强度的变化，这就形成原始的信号，通过光电转换成电信号，再经排线传输到碟机的解码板，解码板通过信号的加工，转化成音频与视频信号输出。三、机芯的制造过程质量控制要点：前面描述了机芯的组成部件以及工作原理，那么机芯的制造过程也就大概明确了：首先把光头的各部件单品（发光二集管LD，光电转换PDIC,FFC印制排线，镜片，电容电阻，排插等等）通过专门的设备，如调整机，定位治工具，烙铁，电批，注胶器等等采取手工或机器自动的办法，组装起来，再测试各项性能通过，光头即制造完成。专业厂家主要有三洋，索尼，爱铭，东立，日立等。然后把光头，马达，台板通过螺接与卡扣的方式组装成小机芯。一般有光头厂家直接组装成小机芯，也有厂家专门做此工序的。最后把小机芯装到LOADER主架里面，整个大机芯便生产完成。分解为以上工序的后，质量管理便跟通常的产品控制流程一样，需要一个完整的QC工程图或控制计划，将各工序的作业方法以及控制重点作成SOP以及点检表进行标准化管控。下面简述机芯制造过程的质量控制要点：1、重要部品的防护，LD（发光二集管），PDIC（光电转换），为静电敏感元件，生产过程由专门的成型与测试设备生产，目前只有日本厂家生产；如索尼，NEC等。所以光头的制造现场对ESD的要求需要非常严格。为重点管控项目。2、结构尺寸：OPU基座，各镜片等主要结构部品是通过模具保证其尺寸，因为光路要求非常精密，故各部件的结构尺寸精度要求非常严格。为重点管控项目。3、组装过程：通过设备的辅助定位采取焊接，螺接，胶接的方式固定各元件。辅助定位设备的精度点检非常重要，是为重点管控项目。焊接的温度以及辅料的点检亦为重点管控项目。胶接的胶量，浓度，有效期，可破坏力是重点管理点检项目。螺接的电批力矩，防松是重点管控项目。4、测试过程：光头组装完成以后，确保各元件结构定位准确，电性能稳定，需要进行性能检测。主要由以下一些参数来评定光头：RF-Level,Jitter,FES,S-curve-level, Defocus,TES X,Y-Position,等等。以上参数需要实施CTQ管理。特性测试使用的机器是特性评价机，是光头制造的专用设备，检测光头的以上各项性能参数，各大光头生产厂家一般自行设计生产，现在已经有专门制造光头评价机的厂家。此设备的精度管理与定期点检是重点管控项目。5、可靠性检测：即信赖性试验，此为重点管控项目。目的是模拟最终客户使用产品时最恶劣的环境（高温，低温，高湿，运输中的振动），在该环境下对产品进行检查，测试产品的可靠性能；长时间处于高温高湿环境中的可靠性能，保证产品的使用寿命品质主要有以下试验。环境试验 (HTU:高温动作；LTU:低温动作；HHU:高温高湿动作；HTK:高温保存；LTK: 低温保存；HTHK:高温高湿保存；TC:温度循环,TS：温度冲击)机械试验(VIB:振动试验；IMP:冲击试验) 输送试验(跌落试验振动试验);其他试验(AGING：寿命试验)四、机芯坏料退料修理分析流程及ABC分类规则普通物料下线品一般现场便很容易判断清楚是生产作业不良还是部品本身不良，由相应责任方负责分析原因落实对策并更换良品，即告处理结束。机芯由于其本身的结构复杂性，导致了生产制造流程的复杂。一般牵涉的关联方较多，有OPU生产厂家，小机芯生产厂家，LOADER生产厂家，总装线，方案公司等，很难在生产线即判定出来是哪一方的问题，所以与一般的物料生产不良的处理流程有所不同，也必然有所不同。然而，进行大批量生产时，每天都会产生不良品，由于涉及关联方较多，所以必须建立详细的可操作性的流程进行处理。1、机芯不良品处理以及分析流程：-a- 生产线修理确认机芯出不良：-b- 不良机芯记录修理板票，填写不良症状，由物料员进行退料IQC修理；-c- 要求包装完好，附合ESD要求，物料员将不良板票内容记录不良机芯数据统计表；然后由机芯专职退料员输入电脑发送给IQA统计员及相关机芯负责人；-d- 填写材料报废鉴定单，同时将机芯送到IQA修理房；-e- IQA检验员或外协厂驻厂修理员修理及区分ABC品：（1）按总装修理板票确认机芯不良内容；（2）LOADER组装工艺或结构件不良，则直接修复，记录报表；（3）如上一步OK，使用机芯测试架测试机芯；（4）按以下规则对小机芯进行ABC品分类,记录报表，并更换良品小机芯修复。报表交IQA统计员统计数据。-f- 修理好的机芯返回生产线重新投入。2、A，B，C，品分类方法：A品：不良不复现品，小机芯外观和性能测试符合规格要求；B品：不能满足读碟性能或外观要求，原因不明朗或确定为小机芯供应商来料不良品；C品：可直接确认到或已经与供应商达成共识为公司工厂生产、外协加工、周转过程中造成不良的小机芯；如LD劣化或部品外观损坏等。 五、机芯品质改善方法简述机芯不良的分析与其他部品的不良分析大同小异，下面简述机芯不良的分析思路。1、选取一定周期内的不良品进行不良项目统计分类；2、现状把握：确认生产不良项目，使用图表进行筛选；3、解析：区分A,B,C类；4、进一步分析与对策：A类一：机芯性能OK，方案配合OK：与生产线人员一起调查生产误判原因。A类二：机芯性能OK，方案配合NG：寻求方案公司及机芯厂家协调处理。B类：寻求机芯厂家的配合，对详细不良原因解析，机芯生产厂家过程控制实施。C类：寻求机芯厂家协助与生产线人员共同调查发生原因，LOADER组装及总装线原因排查进行。下面为通用单项问题的分析的思路图：六、机芯常见问题及改善措施1、LD劣化：瞬间大电流或电压通过发光二极管导致其损坏，LD工作电流或发光功率超出规格，整机读碟性能变差或者不读碟，简称LD劣化。现象不发光或发光变弱。LD劣化判断标准：电流值超出规格上限：DVD IOP上限63mA，CD IOP上限80mA或电流变小。改善措施：包装运输的静电防护确保，生产线ESD防护改善，设备，人员，地面，工作台面，座椅等接地确保，高电压设备或物品隔离，禁止带电插排光头的排线，加强生产线ESD日常点检，点检项目包括静电腕带、地线导通、烙铁电阻，静电压、地面阻抗&桌面阻抗等等。2、其他的典型生产作业不良：（C类） 物镜油污 悬簧弯曲 24P线未插到位 24P线插坏以上的照片中描述的是我们生产过程中常出现的有关机芯的不良问题，主要的改善方向一是通过培训员工作业中需要注意的作业事项，并制定相应的作业标准文件，实施持续管理，二是生产线治工具的改善，做到有效的防呆办法，预防人为不良。(参考下图) 3、其他典型不良（B类） (TT下沉) (PDVD金属TT台)TT下沉：导致光碟离光头太近，无法正常读取。此不良在普通DVD机芯，PDVD机芯上面都曾经出现过问题，甚至出现过海外市场投诉。正常的压入力10KG以上，一般