계약 전자제조업체에서 스텐실 설계 납땜 오류 80% 감소

불량 스텐실 제거

SRXGlobal(SRX)은 의료, 산업, 은행, 방위 및 통신 분야의 전 세계 고객에게 설계, 엔지니어링, 개발 및 제조 솔루션을 제공하는 다국적 CEM(계약 전자제조업체)입니다. 1991년에 설립된 SRX는 호주 시드니에 본사를 두고 있으며, 멜버른, 싱가포르와 말레이시아 조호르바루 및 페낭에서 일상적인 운영을 관리합니다.

맞춤형 소량 생산을 지향하는 산업 추세로 인해 전자제조업계는 엔지니어링 방식을 재조정하게 되었으며 SRX도 예외는 아닙니다. SRX의 엔지니어링 관리자인 Nick Niculita는 다음과 같이 말합니다. "경쟁이 치열한 환경에서 엔지니어링 비용 절감은 가장 중요한 관심사입니다. 생산에 대한 엔지니어링 접근 방식 표준화는 맞춤형 생산을 효과적으로 관리하는 비결이며 여느 제조 회사와 마찬가지로 디지털 트랜스포메이션 구현이 필수라는 인식이 중요합니다. 운영 디지털화를 통해 이제 모든 작업이 온라인으로 이루어지고 제조 현장 어디에서나 모든 리소스에 액세스할 수 있습니다."

SRX의 경우 SMT(표면 실장 기술) 납땜 오류 중심의 디지털화에 중점을 두고 있습니다. 납땜 오류는 생산 결함을 초래하고 지연을 유발하며 수익에 영향을 미칩니다. Niculita는 말합니다. "글로벌 전자제조협회인 IPC에 따르면 SMT 결함의 최대 65%가 인쇄 프로세스에서 발생합니다. 인쇄 매개변수 및 납땜 페이스트 적용 후 스텐실은 납땜 페이스트 침착물 품질에 영향을 미치는 세 번째로 중요한 요소입니다. 불량 스텐실은 모든 인쇄 기판에 결함을 유발할 수 있습니다.

"납땜 오류의 근본 원인이 잘못된 스텐실 설계임을 알게 되었습니다. 시간을 절약하고자 CAD 데이터를 사용하여 패드 개구홀의 크기와 모양에 맞게 스텐실을 정확하게 절단했으며 이로 인해 많은 납땜 결함이 발생했습니다. 스텐실 사용자 정의라는 대안은 생산 엔지니어가 CAM 도구를 사용하여 개구홀을 수동으로 편집해야 하므로 시간이 오래 걸리고 오류가 발생하기 쉽습니다. 편집에는 전문 지식이 필요하며 엔지니어의 해석에 따라 달라질 수 있습니다.

아시다시피, 사용자 정의 프로세스를 표준화하면 오류와 지연을 줄일 수 있습니다. 또한 처음부터 모든 작업을 제대로 하면 스텐실 커터 서비스 제공업체가 요구하는 회전 횟수도 줄어들 것입니다."

Valor 솔루션

디지털화 및 표준화 목표를 달성하기 위해 SRX는 Siemens의 호주 파트너인 ONBoard Solutions의 도움을 받아 Valor™ Process Preparation 소프트웨어 스텐실 모듈을 구현했습니다.

Valor 스텐실 모듈은 스텐실 사용자 정의 프로세스를 단순화하고 신속하게 처리하도록 설계되었습니다. Siemens Digital Industries Software의 포괄적이고 통합된 소프트웨어 및 서비스 포트폴리오인 Siemens Xcelerator에 속하는 Valor Process Preparation에는 DFT(Design-For-Testing)도 포함되어 있습니다.

ONBoard Solutions의 영업 및 운영 담당자인 Joshua Lawson은 "SRX의 DFT Probe 엔지니어링 프로세스에 대한 비즈니스 요구 사항을 충족해야 했습니다."라고 말합니다. "과거에는 SRX가 Takaya 시스템에서 실행되는 플라잉 프로브 테스트 프로그램을 만드는 데 며칠이 걸렸지만, 우리는 Valor 솔루션을 사용하면 몇 시간밖에 걸리지 않을 것임을 알고 있었습니다. 이로써 문제가 해결되었죠."

생산 엔지니어는 Siemens의 포괄적인 부품 데이터베이스인 Valor Parts Library를 활용하여 부품별로 스텐실을 자동으로 사용자 정의할 수 있습니다. 이 솔루션을 사용하면 프로세스 엔지니어의 전문 지식이나 정확한 해석에 의존하지 않고도 스텐실 생산을 쉽게 표준화할 수 있습니다.

Valor Parts Library는 스텐실 설계가 최적이고 스텐실 공급업체에서 제작할 준비가 되었는지 추가로 검증합니다. Niculita는 "Valor Parts Library에 내장된 기술 자료로 처음부터 올바른 스텐실 설계 생성을 가능하게 하는 기술 템플릿을 만들 수 있습니다."라고 말합니다.

Valor Process Preparation 스텐실 모듈의 보고 기능은 풍부한 툴링 세부 정보와 스텐실 설계 추적성 데이터를 제공하며, 국제 표준화 기구(ISO9001/ISO13485)와 같은 NPI-QA(New Product Introduction-Quality) 표준에 대한 내부 규정 준수 감사에 사용할 수 있습니다.

이 보고서는 각 보드에 사용된 납땜 페이스트 양을 제공하여 납땜 수요와 비용을 계산하는 데도 사용될 수 있습니다.

"스텐실 엔지니어링 도구는 납땜 페이스트 사용량 추정 측면에서 원가 계산 입력과 SMT 프로세스 결함 감소뿐만 아니라 NPI 프로세스에 큰 가치를 제공한다는 점에서 솔루션에 인상적인 추가 기능이었습니다."라고 Lawson은 덧붙입니다.

Niculita는 "우리가 평가한 모든 엔지니어링 솔루션 중에서 Valor Process Preparation은 단일 도구로 모든 생산 단계를 처리하는 가장 포괄적인 솔루션이었습니다."라고 말합니다. "별도의 솔루션을 배우고 통합할 필요가 없었습니다.

"작업 결과는 더 이상 프로세스 엔지니어의 경험에만 의존하지 않습니다. Valor Process Preparation은 최고의 가치를 제공합니다.

"적절한 납땜 페이스트를 사용하고 인쇄 매개변수를 신중하게 제어하여 IPC에서 강조하는 모범 사례 기반의 표준화된 방식으로 스텐실을 설계하면 인쇄가 완벽해질 것입니다. 그것이 우리의 목표이며 이제 Valor Process Preparation을 통해 실현합니다."

결과

Valor Process Preparation 스텐실 모듈을 배포한 후 SRX는 다음과 같은 운영 개선 효과를 얻었습니다.

• 스텐실 설계와 관련된 1차 NPI 납땜 결함이 80% 감소했습니다.
• CAM(Computer-Aided Manufacturing) 시스템에서 수동 편집을 수행하여 개구홀을 편집하는 데 걸리는 시간이 Valor Process Preparation 사용 후 3~6시간에서 1시간 미만으로 단축되었습니다. Valor는 표준 개구홀의 자동 크기 조정 기능을 제공하여 프로세스 엔지니어가 보다 까다로운 미션 크리티컬 부품에 집중할 수 있도록 합니다.
• 프로세스에서 엔지니어 경험과 학습 후 저장된 제약 조건 검증에 대한 의존이 줄어 처음부터 올바른 NPI-DFM 엔지니어링 모델로 전환합니다.

향후 계획

SRX는 현재 Valor Process Preparation, Valor Parts Library 및 ERP(Enterprise Resource Planning) 시스템과의 인터페이스를 통해 빠르고 정확한 가격 정보를 생성하는 Siemens의 PCB(Printed Circuit Board) 견적 생성 도구인 Valor BOM Connector 소프트웨어를 검토하고 있습니다.