QFD在切割机工作台设计中的应用

佀海燕

(北京中电科电子装备有限公司，北京 100176)

自动切割机是封装成品划切分割的关键工艺设备，在国内各种封装生产线上有着广泛的需求。

切割机的工作机理是采用超薄金刚石刀片作为切割加工刃具，主轴带动刀片高速旋转通过强力磨削对集成电路基片及各种硬脆材料进行高精度切槽和分割[1]。工作台和主轴是切割机的两大支柱。切割机工作台由x轴、y轴、z轴、θ轴组成，采用直线滚动导轨导向，滚珠丝杠定位；依靠光栅测长定位、微动驱动控制、直接驱动旋转工作台保证运动位置的准确度[2]。切割机的工作台机构简图如图1所示，其中θ轴固定在x轴上，y轴和z轴构成一桥形工作台，主轴固定在z轴上。本文以切割机x轴的设计为例，介绍QFD在切割机工作台设计中的应用。

图1 切割机工作台机构简图

1 QFD技术简介

1.1 QFD的基本概念

质量功能展开(QFD)是把顾客(用户、使用方)对产品的需求进行多层次的演绎分析，转化为产品的设计要求、零部件特性、工艺要求、生产要求的质量工程工具，用来指导产品的健壮设计和质量保证[3]。QFD体现了以市场为导向，以顾客要求为产品开发惟一依据的指导思想。在先进的健壮设计方法体系中，QFD技术占有举足轻重的地位，它是开展健壮设计的先导步骤，通过对顾客需求的逐层展开来确定产品研制的关键环节、关键的零部件和关键工艺，从而为稳定性优化设计的具体实施指出了方向，确定了对象。

1.2 QFD的分析方法、主要步骤及方案评估[4]

QFD的基本原理就是用“质量屋”的形式，量化分析顾客需求与工程措施之间的关系，经数据分析处理后找出对满足顾客需求贡献最大的工程措施，即关键措施，从而指导设计人员抓住主要矛盾，开展稳定性优化设计，开发出满足顾客需要的产品[3]。

图2 质量屋的结构

2 QFD在x轴设计中的应用

2.1 x轴结构及客户要求

根据客户的切割工艺要求，对各运动轴的技术指标进行具体分析，由于客户对器件的外形要求较高，cpk≥1.67，因此对x轴的直线度要求较高，具体指标如表1所示。x轴传动系统的功能是拖动承片台作往复直线运动，要求运动灵活、平稳。x轴运动系统选用的是滚珠丝杠传动定位、直线导轨导向的传动机构。

表1 x轴技术指标

2.2 x轴质量屋的建立

经过广泛调研，顾客对x轴的要求主要有：导轨运行直线度≤0.004mm/300mm、定位精度要求、足够的支撑强度、设计的机构合理、可靠性及稳定性高、自动化程度高、生产成本低。

从技术的角度出发，针对顾客的需求，进行产品质量特性(设计要求)的展开，按隶属关系整理成表格，形成x轴的质量屋，如图3所示。通过建立x轴质量屋进行量化评估，确定了A、B、C和G四项关键措施。

图3 切割机x轴的质量屋

3 结束语

本文以切割机x轴的设计为研究对象，介绍了QFD在切割机工作台设计中的应用。本文提供的研究方法在切割机工作台的y轴、z轴、θ轴的设计中也同样适用。另外，很多半导体封装设备上都用到工作台机构，因此，本文的研究工作不仅对自动切割机的研制具有十分重要的意义，而且对其他半导体封装设备的研制具有借鉴作用。

[1]甄万财.砂轮划片机划切技术的研究[J].电子工业专用设备，2004，（9）：68-71.

[2]王明权，李战伟.划片机工作台直线度的设计与实现[J].电子工业专用设备，2007，（12）：35-39.

[3]马林.六西格玛管理[M].中国人民大学出版社.470-471.

[4]健壮设计手册[M].中国电子科技集团公司第四十五研究所内部资料.25-28.