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OCAP 異常處理計畫怎麼寫:SPC 超出管制時照圖處理,封裝與 SMT 各站的異常清單與處置流程

OCAP(Out of Control Action Plan,異常處理計畫)是跟著管制圖事先寫好的處置流程:美國 NIST/SEMATECH 工程統計手冊寫,製程失控時,製程工程師照該張管制圖所附的 OCAP 找可歸屬原因[參A]。最基本的觸發條件是點落在 ±3 倍標準差界限外,只用這一條時平均約每 371 點誤報一次;加上 WECO 判讀規則(一組分區與趨勢規則,見下節)會更敏感,但誤報也增加到平均約每 91.75 點一次[參B]。

SPC 管制圖上出現一個超出管制的點,產線接下來該做什麼?如果答案是「找工程師來看」,夜班常常就是等、或憑經驗繼續做。OCAP(Out of Control Action Plan,異常處理計畫)的做法是把每一站可能的異常先列好,每一種異常配一張處理流程圖,貼在機台上;SPC 一超出管制,作業員照圖處理,而不是臨場判斷。

一、OCAP 和管制圖的關係

管制圖用中心線和上下管制界限判斷製程是否穩定。美國國家標準與技術研究院(NIST)的工程統計手冊說明:常用的 3 倍標準差界限,在常態分布下約有 0.27% 的機率誤報;點落在界限外代表製程「很可能」失控,界限內的點如果出現非隨機的排列(例如 30 點中有 25 點在中心線同一側)也算異常;兩種情況都要追查並排除原因(NIST/SEMATECH e-Handbook:What are Control Charts?)。

「非隨機排列」怎麼判,同一本手冊列了常用的 WECO 規則:任 1 點超出 ±3 倍標準差;最近 3 點中有 2 點超出同側 2 倍標準差;最近 5 點中有 4 點超出同側 1 倍標準差;連續 8 點落在中心線同一側;另有趨勢規則:連續 6 點一路上升或下降、連續 14 點上下交替[參B]。規則加越多,誤報也越多:手冊說明,製程沒有變化時,平均要畫 1/p 點才會出現一次誤報(p 是點落在界限外的機率),常態分布下 p=0.0027,約 371 點[參C];加上 WECO 規則後約 91.75 點就誤報一次[參B]。另一套常見的 Nelson 規則(1984 年發表)把「同一側」訂為連續 9 點以上,並另有連續 15 點都落在 ±1 倍標準差內等條目[參D]。OCAP 的觸發條件要寫明採用哪一套規則、哪幾條,作業員看到的訊號才會一致。

OCAP 補的是「追查並排除」這一段:誰做、先做什麼、產品怎麼處置。半導體業的 SPC 系統要求由 JEDEC JESD557 規範(JESD557D Statistical Process Control Systems,2023 年 5 月版,JEDEC 標準頁),OCAP 是產線落實 SPC 的常見配套。JEDEC 標準頁寫,JESD557D 是 JESD557C 的改版,由 JC-14 委員會負責,範圍是規定統計製程管制(SPC)系統的一般要求[參E]。

問:OCAP 是什麼?

答:Out of Control Action Plan,異常處理計畫。把每站可能的失控現象先列成清單,每項配「可能原因、可能變因、改善行動、處置」的流程圖,SPC 超出管制時作業員照圖處理。

二、先列每一站的異常清單

產線上一份封裝廠 OCAP 規範涵蓋 13 站(貼膜、研磨、晶圓黏片、切割、上片、電漿清洗、打線、封膠、蓋印、植球、切單、掃球等),附件列約 50 項異常。另一份 PBGA 量產的 OCAP 依站別列出:

  • 切割:崩缺、矽粉、淺切、偏斜、深切。
  • 黏晶:銀膠不足、誤吸墨點晶粒、晶片旋轉或方向錯、基板翹曲。
  • 電漿清洗:異物、沒做電漿、氣體不足、參數錯(電漿效果的有效期見〈電漿清洗效果會過期〉)。
  • 打線:短路、第一焊點不黏、第二焊點不黏。
  • 封膠:分層、填充不全或空洞、翹曲、線偏移。
  • 植球:缺球、誤置、拉力不合規範、爐溫超規。

SMT 線也可以照這個方式列:印刷(錫量偏移、橋接、少錫)、置件(偏移、拋料、極性)、回焊(曲線超規、氧含量)、AOI(誤判率突增)、測試(良率低於門檻)。

問:哪些異常要寫進 OCAP?

答:每一站有 SPC 管制的項目都要有對應的 OCAP;再加上過去發生過的事故(例如設備真空異常、清潔機構失效),事故檢討後新增到清單。

三、每一項異常的流程圖怎麼畫

產線上的寫法:

  1. 先組小組:品質改善小組收集資料,找出主要貢獻的異常。
  2. 找可能原因:用人、機、料、法(4M)或魚骨圖腦力激盪。
  3. 畫流程圖:每個異常寫成「可能原因 → 可能變因 → 改善行動 → 處置狀況」。處置要寫清楚:產品先隔離還是繼續生產、要不要停機、多久內通知誰。
  4. 訓練:製程工程師寫,並訓練工程、維修與作業人員;作業員照圖做第一步,超出權限的才升級。
  5. 標版次:每張 OCAP 標規範號碼與版次,變更走工程變更程序。

問:SPC 超出管制要停機嗎?

答:看 OCAP 怎麼寫。常見做法是先隔離最近一段產品、照流程圖檢查第一層原因(例如量具、材料批號、設備狀態),找不到才停機並升級;每一步的權限與通知對象都寫在圖上。

流程圖要放在作業員看得到的地方。常見做法是每台適用機台旁貼一份 OCAP 流程圖,並放一本管制文件夾,裡面有管制計畫、管制圖和 OCAP;機台多的區域,至少每 10 台放一份,產線可以再多放。OCAP 改版時,現場的副本要同一天換掉,舊版收回,避免作業員照舊圖處理。

在管制界限外面再加一圈警示區。以車間溫度為例:21~24°C 為正常;20.5~20.9°C 或 24.1~24.5°C 為警示,先通知製程確認;低於 20.5°C 或高於 24.5°C 才照 OCAP 處置。有些異常要到後段才查得出來,可以在後段指定站設「預定扣留」,註明是哪一站、哪一種缺陷觸發,批到站時自動停下,等工程判定後再放行。

問:OCAP 的觸發點一定要等超出管制界限嗎?

答:不一定。先設警示區,讓製程在超出之前就介入;真正超出管制界限時,才照流程圖隔離產品、檢查原因。

四、測試站的 Hold 規則也是 OCAP

SMT 線的測試站常用良率門檻當觸發條件:

  • 半成品測試良率低於 99% 整批 Hold 待工程分析;另一份規範的門檻是 90%。
  • 同一測試位置連續 3 次不良,先通知測試工程(多半是治具或插座問題,見〈測試站防混批與治具壽命〉)。
  • 測試失敗品不可直接重工,要先做外觀與 X-ray 確認是不是 SMT 製程問題。

門檻依產品成熟度訂;新產品可以先寬後緊,但每次調整都要留紀錄。

五、事故之後把 OCAP 補齊

OCAP 不是寫一次就好。一個打線機真空軟管破裂造成整批短路的事故,流出原因之一是真空警報與影像辨識功能沒開、巡檢頻率不足;檢討後的對策包括「OCAP 納入真空異常」,真空值超過管制上限時照圖處理。產線上的規定是 OCAP 至少每 6 個月檢查一次,加上每次事故後檢討;改機(停機重開、換模具、換材料、改參數)時,也要確認對應的 OCAP 是否還適用。

檢討 OCAP 時,管制界限本身也要一起看。NIST 工程統計手冊寫,管制界限不要常改,要有明確理由才重算,例如:製程沒有已知變更、又多累積了至少 30 點資料;製程有重大變更;或可預防的事件改變了設備或製程的行為(例如停電、耗材損壞或品質不良)[參B]。建立新管制圖時,手冊引用 Shewhart 的經驗法則:在相同條件下取得不少於 25 組、每組 4 個且都在管制內的樣本,才談得上進入統計管制狀態[參B]。

問:OCAP 和 8D 差在哪?

答:OCAP 是事前寫好的即時處置,讓產線在異常發生的當下知道怎麼做;8D 是事後的問題解決報告,找真因並防止再發。8D 的結論常常會回頭更新 OCAP。

問:OCAP 要多久檢討一次?

答:常見規定是至少每 6 個月檢查一次,另外每次事故、改機或新增管制項目時都要檢討。

OCAP 骨架

欄位寫什麼
站別/管制項目例:打線拉力、回焊峰值溫度
觸發條件超出管制界限、非隨機排列、良率低於門檻
第一步(作業員)隔離產品、確認量具與材料批號
第二步(工程)依可能原因逐項檢查
處置放行、重工、報廢、停機
通知對象與時限
版次規範號碼、版次、最後檢討日

嘉鴻能幫的

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參考資料

延伸閱讀(站內)

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