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無鉛技術的導入管理
 

前言：

 在無鉛技術的討論上，最缺乏的是無鉛技術的有效導入和管理方法。 以往含鉛的管理和概念可以重點總結(jié)如下：
 對設備的關注重于工藝； 質(zhì)量標準和管理方法守舊；工程工具的使用不當。
了解以上過去常犯的主要錯誤，有助于我們更好地導入無鉛?？梢宰屑氃u估本身過去的弱點，并借機進行改正調(diào)整。
有效無鉛技術導入的基本要求：  和任何其他新技術、新管理知識的啟用或?qū)牍ぷ饕粯樱瑹o鉛技術的導入必須特別注重知識、系統(tǒng)性計劃 和資源的投入。同時也盡量處理好管理缺點。
無鉛技術雖然不是個全面的革新，但其材料上的改變和多樣化已經(jīng)帶來了不少的新知識。
我們將從以下導入無鉛的主要步驟中，進一步看看這些基本要求。
在導入無鉛技術的工作上，不同細分行業(yè)的導入細節(jié)是可以通用的。這些步驟協(xié)助用戶確保導入的效率，減少浪費和技術應用不當?shù)娘L險。

整個導入可以分為 4  個階段和  18 個主要步驟如下。一個步驟的開始 不必等到前一步驟結(jié)束，而是在適當時機應該并行的。

導入階段一：調(diào)研學習階段
去了解和掌握基本的無鉛知識，應該作為導入無鉛的第一項工作。有了足夠的認識后，才不會犯了好些到現(xiàn)在都還不知道的錯誤。一切的計劃、活動和決策，

都取決于實操用戶對無鉛技術的認識程度，所以在此特別強調(diào)在行動前先掌握足夠知識的做法。
步驟 1：成立專職小組 這樣可以確保這個技術落地方案的進度。

無鉛導入并不是個簡單換換材料、設備和工藝 參數(shù)的工作改變。它其實可能影響到廠內(nèi)整個制作模式的整改和大多數(shù)員工的提升需求。如果缺乏一個專職小組來進行導入的研究、計劃和推行，這工作是很難做好的。兼職一般難有好的表現(xiàn)，在這里要想想您日常有多少時間能夠靜下來，不受到干擾的處理一些非日常事務就知道我 不建議采用兼職人員的原因了。所以這第一步是個關鍵的一步。

人數(shù)并不需要多，看您的產(chǎn)品種類、供應商數(shù)量、設備種類等而定。大略在 3 到 5 人已經(jīng)能有保障了。最低限度，也要有一個全職的項目協(xié)調(diào)員或 經(jīng)理，并授予該有的管理權力來帶領一個兼職小組。
步驟 2：了解什么是無鉛技術 無鉛技術和目前的錫鉛技術有一定的差異，并且種類繁多。單是焊料合金的配方一項，據(jù)報告就有超出 100 種之多。各種材料肯定有其特性和適用性上的差別。

要能夠做出最適合自己狀況的選擇，當然首先對這些 材料有些認識。如果將已經(jīng)出現(xiàn)的焊料、焊 盤（和其鍍層）以及器件焊端材料進行配搭研究，其組合數(shù)量可有數(shù)千種之多。我們根本不可能對這樣龐大的種類進行實際試用分析。所以較可行的方法是通過他人已經(jīng)走過的路，已經(jīng)有的考察資料進行初步了解和選擇。到底業(yè)界有多少種不同的材料，特性和優(yōu)缺點是什么，不同的材料（焊料、PCB、器件） 的配搭效果如何，各材料的研究結(jié)果是否完整可信，該材料和相關配搭材料的表現(xiàn)是否有經(jīng)過相同行業(yè)企 業(yè)的研究評估，可信度和適用性又如何等等。。。這些都應該是首先要收集整理和去了解的。無鉛技術，由于其較高的難度，以及部分 是建立在含鉛技術基礎上，也很可能出現(xiàn)這類情況。例如一些片面的‘知識’，其中如“無鉛錫膏不必攪拌”，“無鉛焊接一定要使用較高于錫鉛焊接的溫度”，以及“無鉛必須采用氮氣”和“無鉛回流曲線應該采用斜坡式 Ramp-to-Peak”等等。更有不少的人認為所謂無鉛回流爐子，就是提高設置溫度能力以 及改用部分材料罷了。。。
 步驟 3：了解各方的發(fā)展狀況 從以往技術發(fā)展的經(jīng)驗中，我們認識到最好的技術最終并不一定是被廣泛使用的。而是那些形象宣傳好， 市場力強，以及影響力大的技術較可能會被普遍采用。 所以當市場供求狀況還沒有定型和明確的情況下，關注商業(yè)市場的動態(tài)也是必要的。其他具有一定影響力 的有國際 SMT 技術協(xié)會或機構，國家法令，大型國際知名企業(yè)和主要供應商。這些組織機構的動態(tài)都應該 值得我們?nèi)リP注。
 步驟 4：了解本身目前含鉛的技術應用和管理能力狀況。無鉛不能算是個革新技術。它只是個半革新技術。也就是說無鉛技術的應用上， 仍然保留許多含鉛技術的知識和做法。該了解的一點， 是有些改善并不是個附加利益，而是個必要的做法。比如以往對焊接工藝掌握的不好，不懂得如何利用爐子上下溫區(qū)的不同設置來對工藝進行細控，不懂得如何仔細測量和評估爐子的性能等等，這種能力的不足 將可能使您在無鉛工作中受到巨大的壓力和傷害。因為無鉛焊接工藝的要求比錫鉛來得嚴格得多。錫鉛工藝中可以僥幸通過的，進入無鉛后可就未必能夠靠運氣了。

導入階段二：準備階段
第一階段中您已經(jīng)對無鉛有一定的了解；了解業(yè)界的動態(tài)和方向，知道什么情況較可能出現(xiàn)；也對本身的 能力重新認識，知道引進時有面對什么程度的問題，什么該給于改善等等。有了這些信息和認識，您就可 以進入準備工作了。
步驟 5：計劃藍圖和發(fā)展藍圖也是個重要的基礎。它確保您的無鉛引進項目考慮全面，資源有一定的保證。無鉛牽涉面可不如一般想象中小，而且什么該先，什么該后，對導入的效益是很重要的。再說企業(yè)內(nèi)的人力和時間資源有限，也許不可能同個時候什么都同步執(zhí)行，所以我們應該制定一份導入和發(fā)展計劃藍圖，不能夠走一步看一步。藍圖的內(nèi)容必須包括目標、時間、以及本節(jié)提到的各步驟。而計劃書就針對藍圖要求將各個工作細節(jié)，時間以及資源進行策劃。
步驟 6：無鉛條例法令的跟蹤 。一些國際無鉛法令或條例對您導入無鉛的影響可能是深重的。所以也必須不斷關注這方面的更新發(fā)展。您所需要的，是確定和建立起及時和可靠的通信或情報網(wǎng)，以確保及時獲得正確的信息。
步驟 7：客戶溝通和認同 由于無鉛的目標和標準仍然缺乏一致性，加上通信技術發(fā)達造成的信息混亂，我們不能忽視客戶們有不同 的需求和不一致的做法。加上無鉛的選擇眾多，容易造成和客戶間的認同不一，或是每個客戶的認同不一 所造成的管理困難以及資源浪費。所以無鉛導入工作中，良好的客戶溝通是必要的。在雙方還 沒有達到一定程度的認同時，匆匆開始本身在無鉛方面的研究和導入未必是個好的做法。
步驟 8：供應商溝通和初步了解評估 無鉛材料的選擇，并不像錫鉛那么單純。而且除了種類成分繁多外，新技術的認證可能還存在許多不全面 的情況。尤其是配搭的組合多，業(yè)界供應商未必對所有的組合都有測試認證。而無鉛工藝窗口較小，更增 加了選擇的風險。供應商的能力和協(xié)助也因此十分重要。用戶們不希望投入太多的基礎研究工作，只好盡量依賴供應商方面的研究認證結(jié)果。然而從以往的經(jīng)驗中，我們知道不少時候供應商的技術資料并不完整， 或是不容易直接獲得。如果這情況還在無鉛技術中沒有改善，那將給用戶帶來更高的風險。另外 一方面，供應商的測試認證條件，是否符合或能夠代表用戶的實際情況，這常也是個被忽略的課題。在無 鉛導入的期間，我想供應商是否能夠有提供相關的、較全面、較詳細的技術資料的能力，將成為 一個選擇的考慮重點。無鉛導入者應該和供應商間建立起有效和主動的溝通系統(tǒng)，信息更新通知或會議等等。這工作必須在選定供應商前就開始做。
步驟 9：調(diào)整或制定內(nèi)部的制造模式 制造模式是過去很少被理解和應用的一件管理寶物。如果沒有去了解或使用它，建議進行學習研究。它會是區(qū)別您和競爭對手效益上差別的重要手段。制造模式的規(guī)劃，協(xié)助我們在設 備配置考慮，生產(chǎn)資源和后勤管理，人員組織和知識引進方面做得最科學有效。模式中的信息包括工藝種類和路線，生產(chǎn)批量和交貨時間特性，產(chǎn)品種類（包括客戶不同要求種類），排產(chǎn)依據(jù)和自動化程度等等。 這些方面的不同配搭將帶來不同的效益水平。所以必須給于仔細設計。即使以往您已經(jīng)做了這方面的功課， 但無鉛帶來的轉(zhuǎn)變會影響舊決策的有效性而可能必須進行調(diào)整。比如說以往的獨立回流焊接站，多產(chǎn)品同時焊接的做法，或采用雙軌道爐子的做法，進入無鉛后可能不再是最好的做法；或以往單一的現(xiàn)場返修工 序，如今必須成立一套產(chǎn)前設置驗收的系統(tǒng)等等。都將決定用戶能多有效的管理無鉛生產(chǎn)。這方面的工作， 也是確保能夠較好照顧到技術以及技術-管理整合的重要步驟。
步驟 10：收集技術資料 雖然經(jīng)過多年的研究開發(fā)，無鉛技術并還沒有定型。不僅是無鉛材料的種類繁多，其中各種材料，包括被 認為較可能被電子業(yè)廣泛接受的幾種材料，其研發(fā)并還沒有結(jié)束。尤其是在擴張和其他材料（PCB 和 SMC） 的組合面的表現(xiàn)，以及在長期使用可靠性的研究上，尚有許多空間。這意味著我們有許多的資料需要去尋找、收集、理解、判斷、整理等等。這些工作直接就影響到導入的效益和效率，以及將來面對 問題的程度和風險。由于方案種類多，各方的研究條件不盡相同，造成我們無法從一點，甚至是簡單的幾 個渠道來獲得足夠的信息資料。所以就有必要設立情報資料收集工作小組。
步驟 11：設計和確認評估方法和標準 怎么樣的試用狀況和產(chǎn)品質(zhì)量才算是合格的呢？這是必須和供應商以及客戶之間達至認同的課題。所以一切的評估項目、測試手段、以及合格依據(jù)等都必須先給于制定和討論。這可以減少將來不必要的重新試用或不斷的爭執(zhí)。  

導入階段三：試用階段
當對客戶需求、企業(yè)定位和方向、以及供應情況有一定的了解后，用戶就可以開始選擇和試用了。這階段包括了以下幾個重要步驟和活動。
步驟 12：選擇材料 有了以上足夠的準備功課后，您就能較有把握的選擇適合您的材料了。為了減少所需的認證資源的投入， 所選擇的材料必須首先具備良好以及相當數(shù)量的測試分析報告。雖然以往許多的新用戶在選擇時也會要求 供應商提供其他用戶參考，但必須注意的，是在考慮中必須真正理解這些所謂參考用戶的選擇背景、考慮 和實際的使用能力和情況。
另外一個注意點，是材料的選擇必須按‘系統(tǒng)’選。意思是不能按單一材料獨立考慮選擇。這是因為他們之間有配合的性能差別狀況。所以首先通過階段二中步驟  8  到 10 的功課，制定好幾類可以被考慮選用的‘無 鉛系統(tǒng)’，然后在此按原先已定的‘系統(tǒng)’選擇。其中只要一部分不合要求，您就必須考慮是否要放棄整個系 統(tǒng)而采用另外的系統(tǒng)再選擇。這問題在錫鉛技術中，由于其材料種類少以及相互間兼容性強得多而沒有被重視，但在無鉛中有可能就給用戶帶來麻煩。
步驟 13：材料、工藝、設備試用和定性 選擇好材料系統(tǒng)后，就是開始試用了。試用的設計和過程也必須是包括整個系統(tǒng)的綜合考量。也就是材料、 設計、工藝、設備、質(zhì)量管理和依據(jù)方面的綜合評估。除非您覺得所收集到的技術資料已經(jīng)足夠、準確以 及條件適用，否則一般不應該從實際產(chǎn)品開始試用。原因有二，一是避免造成大量的損壞；二是產(chǎn)品一般未必是工藝難度最高的，所以無法完全試出您評估中無鉛系統(tǒng)的真正能力。也就是說，在難度不高的產(chǎn)品制造中，大多數(shù)系統(tǒng)可能都是合格的。
因此建議使用試驗板。試驗板必須根據(jù)各種需要認證的工序和參數(shù)（步驟  12 中已定）進行設計，我們知 道 SMT 的工藝參數(shù)眾多，所以您很有可能需要數(shù)種板的設計來覆蓋。用戶必須自己在風險、資源上作出適 合本身的決策。
這一步驟的輸出，除了是否接受的決定外，還有就是各種技術規(guī)范。試用期內(nèi)同時制定規(guī)范的好處也是確保您的試用做到位，有足夠的考慮到參數(shù)間的整合關系。
步驟 14：產(chǎn)品試制 上個步驟認證和制定了所有基礎的技術規(guī)范。到了這一步就是試驗如何使用和應用了。產(chǎn)品試制，在原理 和做法上和錫鉛技術時代并沒有什么差異。所以如果目前您已經(jīng)掌握試制的方法竅門的話，是能保證效果 的。但畢竟無鉛技術剛被導入，在模擬程度上，試制量上以及數(shù)據(jù)可信度上都最好是要求偏高一點。并要確保試制結(jié)果評審的素質(zhì)。必要時可以考慮邀請供應商或顧問專家協(xié)助。
由于產(chǎn)品的打樣質(zhì)量直接就影響到企業(yè)的成本和形象，仔細評估打樣能力！
步驟 15：工藝、設計、設備、質(zhì)量規(guī)范 規(guī)范確保將來工作的系統(tǒng)性和穩(wěn)定性，同時也提供改善的平臺。所以規(guī)范是個十分重要的工具。無鉛技術 的難點高，變化多，也因此更需要依賴規(guī)范的協(xié)助。各種技術規(guī)范的初稿，已經(jīng)在準備階段中成立。在經(jīng) 過以上的產(chǎn)品試制工作后，規(guī)范通過實際應用的部分考驗后，就應該給于規(guī)定固化下來。所以此時相關 部門，不要因為無鉛已經(jīng)開始在廠內(nèi)執(zhí)行而高興得以為工作已經(jīng)結(jié)束。而應該坐下來再花點時間仔細將規(guī)范整理好。這投入是必要，也是值得的。
步驟 16：制定過渡期材料規(guī)范和管理系統(tǒng) 在導入期間，我們很可能遇到的一個問題，是含鉛以及無鉛材料的混合出現(xiàn)。這是因為供應市場上并不是 同時間的一次切換所造成的。而混合材料，由于他們之間的工藝要求不同，以及在某些焊料合金中出現(xiàn)的‘鉛污染破壞’現(xiàn)象，使用戶不能不注意和給于適當?shù)目刂?。用戶因此必須有這方面的限制和對策。制定這材料規(guī)范，就是為了在過渡期間避免因為選擇失誤而造成的技術和質(zhì)量問題。
在過渡期間，由于含鉛和無鉛材料都可能同時出現(xiàn)在廠內(nèi)，除非在技術認證上用戶已經(jīng)確定它們是可以兼容的（目前技術還無法確保完全兼容），否則如何避免錯料的問題，就有賴于用戶此時設計和建立起良好 的管理系統(tǒng)。系統(tǒng)中最重要的是照顧到材料識別、庫存和物流管理問題。當然它也影響排產(chǎn)、返修和測試 的安排等等。

導入階段四：使用和管制階段
到了這地步，無鉛技術已經(jīng)開始應用起來了。接下來的工作重點在于如何不斷的維護生產(chǎn)質(zhì)量。以下 是兩個品質(zhì)管控的關鍵做法。
步驟 17：建立良好的采購和 IQC 系統(tǒng) 以往含鉛技術的管理中，采購部出現(xiàn)的一個技術問題，就是和供應商間沒有足夠仔細的技術指標。例如 SOT 或 SOP 封裝的‘懸空高度’在波峰焊接中是個重要的指標。而這指標在國際上有不同的標準，甚至不是供應商控制的指標。但好些用戶的 采購單中并沒有清楚說明這方面的指標和公差范圍要求，或說接受的國際標準，導致隨機性的供應差錯問 題。
我們已經(jīng)知道無鉛技術在工藝難度上較高。所以要求也將會更多。例如焊端材料和層厚，在含鉛時代雖然 也重要，但一般出錯的幾率較小。到了無鉛，這方面也許就不是可有可無，而是一定要給于關注的。因此， 如果用戶要在無鉛技術中做得好，應該細心的設計和建立起好的采購系統(tǒng)，綜合其他部門，比如設計部（負責提供指標）， 供應商（負責提供工藝和質(zhì)量保證）和生產(chǎn)部（負責提供 IQC 認證方法）將較有能力的技術采購和 溝通系統(tǒng)建立起來。這步驟確保來料得到足夠的控制。
步驟 18：建立設備和工藝維護系統(tǒng) 控制了來料的外來因素，下部當然是控制內(nèi)部的加工質(zhì)量了。用戶也借這無鉛導入的機會對傳統(tǒng)被動和效益較差的質(zhì)量管理做法進行改革。從依賴檢查、修補、返修的做法改為注重工藝測量和設備維護調(diào)制的做法。雖然我們做好這工作的工具和方法還不多，但這應該是必須發(fā)展的方向，也是用戶超越競爭對手的一個機會。許多方法和工具其實不是很難設計，關鍵在于您是否掌握了  SMT 技術原理 以及測量和計量學。
 
后語：
      無鉛帶來的變化，或許在一些用戶中還沒有被清楚的認識到。也因此可能被一些用戶低估了導入時和導入 后可能遇到的問題，以及處理不當將付出的代價。要很好的避免問題的出現(xiàn)和確保有個比他人順利有效的 導入過程。注意計劃、準備、過程步驟等整個系統(tǒng)性是重要的。在這里只是拋磚引玉，希望能夠給讀者們一些關鍵上的引導，并引起業(yè)界關注和討論。我們在無鉛技術的發(fā)展和推動中，似乎忽略了關注導入管理這一點。當無鉛焊接技術被廣泛采用時，SMT行業(yè)可以在含鉛和無鉛兩種技術進行無縫銜接。