QFD在切割機工作臺設計中的應用

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鍵工藝設備，在國內各種封裝生產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，采用直線滾動導軌導向，滾珠絲杠定位；依靠光柵測長定位、微動驅動控制、直接驅動旋轉工作臺保證運動位置的準確度[2]。切割機的工作臺機構簡圖如圖1所示，其中θ軸固定在x軸上，y軸和z軸構成一橋形工作臺，主軸固定在z軸上。本文以切割機x軸的設計為例，介紹QFD在切割機工作臺設計中的應用。

圖1 切割機工作臺機構簡圖

1 QFD技術簡介

1.1 QFD的基本概念

質量功能展開(QFD)是把顧客(用戶、使用方)對產品的需求進行多層次的演繹分析，轉化為產品的設計要求、零部件特性、工藝要求、生產要求的質量工程工具，用來指導產品的健壯設計和質量保證[3]。QFD體現了以市場為導向，以顧客要求為產品開發惟一依據的指導思想。在先進的健壯設計方法體系中，QFD技術占有舉足輕重的地位，它是開展健壯設計的先導步驟，通過對顧客需求的逐層展開來確定產品研制的關鍵環節、關鍵的零部件和關鍵工藝，從而為穩定性優化設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“質量屋”的形式，量化分析顧客需求與工程措施之間的關系，經數據分析處理后找出對滿足顧客需求貢獻最大的工程措施，即關鍵措施，從而指導設計人員抓住主要矛盾，開展穩定性優化設計，開發出滿足顧客需要的產品[3]。

圖2 質量屋的結構

2 QFD在x軸設計中的應用

2.1 x軸結構及客戶要求

根據客戶的切割工藝要求，對各運動軸的技術指標進行具體分析，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軸傳動系統的功能是拖動承片臺作往復直線運動，要求運動靈活、平穩。x軸運動系統選用的是滾珠絲杠傳動定位、直線導軌導向的傳動機構。

表1 x軸技術指標

2.2 x軸質量屋的建立

經過廣泛調研，顧客對x軸的要求主要有：導軌運行直線度≤0.004mm/300mm、定位精度要求、足夠的支撐強度、設計的機構合理、可靠性及穩定性高、自動化程度高、生產成本低。

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

圖3 切割機x軸的質量屋

3 結束語

本文以切割機x軸的設計為研究對象，介紹了QFD在切割機工作臺設計中的應用。本文提供的研究方法在切割機工作臺的y軸、z軸、θ軸的設計中也同樣適用。另外，很多半導體封裝設備上都用到工作臺機構，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，而且對其他半導體封裝設備的研制具有借鑒作用。

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

[2]王明權，李戰偉.劃片機工作臺直線度的設計與實現[J].電子工業專用設備，2007，（12）：35-39.

[3]馬林.六西格瑪管理[M].中國人民大學出版社.470-471.

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