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电镀铜球理论消耗分析.pdf

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镀铜 理论 消耗 分析
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1主 主 题 题 : : 电 电 镀 镀 铜 铜 球 球 消 消 耗 耗 分 分 析 析 准备: 批核: 日期: 编号: 2目 录 一、 目录 二、 分析思路 三、 分析范围 四、 铜球消耗途径列举 五、 铜球消耗量分析 六、 铜球各消耗途径消耗量总结 七、 铜球消耗量改善分析 八、 铜球消耗量改善行动总结 九、 改善行动计划 3 一、 目的: 对铜球的消耗做全面分析,通过分析找出改善铜球消耗的途径,以便 为公司降低生产成本。 二、分析思路: 先列举我司铜球消耗的各种途径,然后从理论上分析各种消耗途径所 占比重及改善空间;最后从有较大改善空间消耗途径着手分析,提出相应改 善途径。考虑到同一块生产板铜球的消耗只产生于全板和图电两个工序,故 本文将两个工序联系起来进行分析。 三、 分析范围: 本文分析范围为:二期三合一及图电。因为电镀线消耗途径相同,其 它电镀线可参考此报告作相应改善。 四、铜球消耗途径列举: 生产板单元内外层线路全板电镀消耗 有用消耗 生产板单元内图形电镀消耗 生产板全板电镀板边电镀消耗 生产板图形电镀板边电镀消耗 全板电镀边料电镀消耗 图形电镀边料电镀消耗 生产消耗 无用消耗 全板电镀单元内非外层线路区域电镀消耗 全板电镀拖缸消耗 拖缸消耗 图形电镀拖缸消耗 全板电镀铜渣消耗 铜渣消耗 图形电镀铜渣消耗 全板电镀炸铜球消耗 铜球消耗 炸铜球消耗 图形电镀炸铜渣消耗 五、 铜球消耗量分析: 4 5.1 铜球理论消耗分析参数条件 5.1.1 全板电镀工序参数设定: 序 号 参 数 参数 代码 二期 旧三合一 二期 新三合一 1 正常生产电流密度(ASF) A 9 13 2 正常生产电镀时间(min) B 42 30 3 电镀窗宽(inch) C 180 162 4 假定边料宽度(inch) D 7 7 5 假定每条飞巴挂边料数量(块) E 1 1 6 拖缸电流密度(ASF) F 17 17 7 每次拖缸时间(min) G 120 120 8 假定拖缸板长度(inch) H 20 20 9 假定每周拖缸次数(次/电镀缸) I 1 1 10 假定铜球用完后剩余铜渣重量(Kg/颗) J 0.0005 0.0005 11 新铜球重量(Kg/颗) K 0.074 0.074 12 假定生产板电镀留边宽度(inch) M 0.5 0.5 13 每安培电流每秒通过电子数量(个) N 6.24*10 186.24*10 18 14 铜的摩尔浓度(g /摩尔) P 63.5 63.5 15 每摩尔铜含有之铜厚子数量(个/摩) Q 6.02*10 236.02*10 2316 电镀窗面积(ft 2 ) R 25 22.5 17 假定每颗铜球炸铜球时损失重量(kg/颗) T 0.0005 0.0005 18 电镀缸数(个) W 8 5 19 假定每 PNL 生产板外层线路面积(ft2) U 1.34 1.34 20 电镀效率 V 98% 98% 21 电镀均匀性 Z 15% 15% 22 电镀深镀能力 X 75% 75% 23 假定每 PNL生产板单面实际电镀面积(含一 半孔面积)与单面面积的比例 β 105% 105% 24 假定每 PNL(18*20)生产板板面面积(ft2) φ 2.5 2.5 5 5.1.2 图形电镀工序参数设定: 序 号 参 数 参数 代码 二期 旧图电 二期 新图电 1 正常生产电流密度(ASF) A1 18.3 20.3 2 正常生产电镀时间(min) B1 55 50 3 电镀窗宽(inch) C1 198 126 4 假定边料宽度(inch) D1 7 7 5 假定每条飞巴挂边料数量(块) E1 1 1 6 拖缸电流密度(ASF) F1 15 15 7 每次拖缸时间(min) G1 120 120 8 假定拖缸板长度(inch) H1 20 20 9 假定每周拖缸次数(次/电镀缸) I1 1 1 10 假定铜球用完后剩余铜渣重量(Kg/颗) J1 0.0005 0.0005 11 新铜球重量(Kg/颗) K 0.074 0.074 12 假定生产板电镀留边宽度(inch) M1 0.5 0.5 13 每安培电流每秒通过电子数量(个) N 6.24*10 186.24*10 18 14 铜的摩尔浓度(g /摩尔) P 63.5 63.5 15 每摩尔铜含有之铜厚子数量(个/摩) Q 6.02*10 236.02*10 2316 电镀窗面积(ft 2 ) R1 26.89 26.89 17 假定每颗铜球炸铜球时损失重量(kg/颗)T1 0.0005 0.0005 18 电镀缸数(个) W112 12 19 假定每 PNL 生产板外层线路面积(ft2) U1 1.34 1.34 20 电镀效率 V1 98% 98% 21 电镀均匀性 Z1 15% 15% 22 电镀深镀能力 X1 72% 70% 23 假定每 PNL 生产板单面实际电镀面积(含 一半孔面积)与单面面积的比例 β 105% 105% 24 假定每 PNL(18*20)生产板板面面积(ft2) φ 2.5 2.5 5、2 每尺生产板各种消耗途径铜球的理论消耗计算公式 A、1安培电流每小时电镀出铜重量: 计算公式:N*60*60*P/(2*Q*1000)=0.00116 kg B、每平方英尺生产板单元内电镀消耗 6 (1)全板每平方英尺生产板单元内电镀消耗: 计算公式: 2*A*B*V*0.00116 /60 (2)图电每平方英尺生产板单元内图形电镀消耗 计算公式:2*A1 *B1*V1*(U1+2*(18+20)*M1/144)*0.00116 / (60*φ) C、每平方英尺生产板板边电镀消耗 (1)每平方英尺全板生产板板边电镀消耗 计算公式: 2* (18+20) *M*全板每周生产板电镀消耗/ (144*φ*β*R) (2)每平方英尺图形电镀生产板板边电镀消耗 计算公式:2*(18+20)*M1*图电每周生产板图形电镀消耗/(144* (U+2*(18+20)*M1/144)/R1 D、每平方英尺生产板对应边料电镀消耗 (1)每平方英尺全板边料电镀消耗 计算公式: D*全板每平方英尺生产板电镀消耗/(C-D)/β (2)每平方英尺图电边料电镀消耗 计算公式:2*A1*B1*D1*R1*V1*0.00116 /60/(C1-D1) E、每平方英尺生产板对应拖缸消耗 (1)每平方英尺全板拖缸消耗 计算公式:2*F*G*C*H*V*W*0.00116 /60/144/R (2)每平方英尺图电拖缸消耗 计算公式:2*F1*G1*C1*H1*V1*W1*0.00116 /60/144/R1 F、每平方英尺生产板对应剩余铜渣消耗 (1)每平方英尺生产板对应全板剩余铜渣消耗 计算公式:J/(K-J)*(全板每平方英尺生产板电镀消耗+每平方 英尺全板边料电镀消耗+每平方英尺全板拖缸消耗) 7 (2)每平方英尺生产板对应图电剩余铜渣消耗 计算公式:J1/(K1-J1)*(图电每平方英尺生产板电镀消耗+每平 方英尺图电边料电镀消耗+每平方英尺图电拖缸消耗) G、每平方英尺生产板对应炸铜球消耗 (1)每平方英尺生产板对应全板炸铜球消耗 计算公式:T/K*(全板每平方英尺生产板电镀消耗+每平方英尺全 板边料电镀消耗+每平方英尺全板拖缸消耗+每平方英尺全板 剩余铜渣消耗) (2)每平方英尺生产板对应图电炸铜球消耗 计算公式:T1/K1*(图电每平方英尺生产板电镀消耗+每平方英尺 图电边料电镀消耗+每平方英尺图电拖缸消耗+每平方英尺图 电剩余铜渣消耗) 六、 生产板理论消耗铜球总结: 将每尺板全板电镀和图形电镀合在一起计算铜球消耗,相关条件如下: 1、二期目前每周产量 145K; 2、铜球最新单价 36.5 RMB/KG; 3、客户要求完成最小孔铜厚度 0.8mil; 4、 目前内部电镀条件按最小孔铜厚度 0.8 mil 控制;全板电镀条件按最小孔 铜厚度 0.23-0.25 mil 控制, 图电电镀条件按最小孔铜厚度 0.57 mil 控制; 5、深镀能力、镀铜均匀性等参数详见以上第五部分工序参数设定。 由上述参数设定及计算公式可知每平方英尺生产板理论铜球消耗分布为: 消耗类型 消耗数量 (KG/周) 产量 (SFT周) 尺消耗 (KG) 尺消耗金额 (RMB) 消耗百分 比 生产板单元内消耗 5046 0.0348 1.270 83% 生产板板边消耗 667 0.0046 0.168 11% 边料消耗 246.5 0.0017 0.062 4% 剩余铜渣消耗 43.5 0.0003 0.011 1% 炸铜球消耗 43.5 0.0003 0.011 1% 每周拖缸消耗 58 0.0004 0.015 1% 合计消耗 6104.5 0.0421 1.537 100% 145000 8由上表可看出对于整个电镀工序来说,生产板单元内的消耗占主要 (约 83%) , 要降低此部分铜球的消耗只能通过改善深镀能力和镀铜均匀性 等措施;另生产板单元外其它途径消耗约 17% ,有较大改善空间。对生产 板单元外其它途径消耗做柏拉图分析以找出主要之消耗途径加以改善。 柏拉图分析如下: 分析:由柏拉图分析可看出生产板单元外其它途径消耗中,主要为生产板 板边消耗和边料消耗。所以应从这两方面改善铜球的消耗。 七、 铜球消耗量改善分析 7、1深镀能力对铜球消耗量影响: 深镀能力每改善 1%电镀每尺铜球消耗量节约: =1%*(每尺生产板单元内消耗+每尺生产板板边消耗+每尺边料消 耗+每尺剩余铜渣消耗+每尺炸铜球消耗) =1%*(0.0348+0.0046+0.0017+0.0003+0.0003) =0.00042kg 7、2 电镀均匀性对铜球消耗量影响: 电镀工序无用铜球消耗分布 0.168 0.062 0.011 0.011 0.015 0.000 0.020 0.040 0.060 0.080 0.100 0.120 0.140 0.160 0.180 生产板板边消耗 边料消耗 剩余铜渣消耗 炸铜球消耗 每周拖缸消耗 尺消耗铜球金额 9 电镀均匀性每改善 1%电镀每尺铜球消耗量节约: ≈ (每尺生产板单元内消耗+每尺生产板板边消耗+每尺边料消耗+ 每尺剩余铜渣消耗+每尺炸铜球消耗)*1%/(1+1%) = (0.0348+0.0046+0.0017+0.0003+0.0003)*1%/(1+1%) = 0.00042 kg 7、3 客户完成后最小铜厚接收标准对铜球消耗量的影响: 完成后最小铜厚接受标准每减少 0.01mil,则每尺铜球消耗量节约: = (每尺生产板单元内消耗+每尺生产板板边消耗+每尺生产板边 料消耗)*0.01/0.8 = (0.0348+0.0046+0.0017)*0.01/0.8 = 0.00051 kg 7、4 改善措施一 减少全板、图电生产板单元内电镀消耗、生产板板边消耗和边料 电镀消耗(提高深镀能力) 具体做法:从设备状况、酸铜比、电流密度、光剂等方面,对现 有生产线状况进行综合分析,找出改善措施。 深镀能力每改善 1%,二期按月产量 560K 计可节约铜球: = 56 0 00 0 *0. 0 00 42 = 23 5 kg 按目前约 75%的深镀能力计算,估计改善后可提高深镀能力 5% ,则 改善后二期每月可节约铜球总重量: 1000 kg, 按现价 36.5RMB/ kg 计算, 可每月节约金额约 3.65 万。 7、5 改善措施二 减少全板、图电生产板单元内电镀消耗、生产板板边消耗和边料 电镀消耗(提高均匀性) 10具体做法:从设备阳极挡板、阳极排布及变形等方面,对现有生产线状 况进行综合分析,找出改善措施。 均匀性每提高 1%,二期按月产量 560K 计可节约铜球: = 56 0 00 0 *0. 0 00 42 = 23 5 kg 按目前约 15%的均匀性计算,估计改善后均匀性可提高到 10% ,则 改善后二期每月可节约铜球总重量:1000 kg,按现价 36.5RMB/ kg计 算,可每月节约金额约 3.65 万。 7、6 改善措施三 减少图电板边电镀铜消耗 具体做法:长边(电镀夹边)增加外层干膜盖板边,预估干菲林实际平 均盖板边效率 80% 。 二期按月产量 560K 计,每月节约图电铜球重量 = 每尺生产板板边图电消耗铜球重量*2*20/2/( 18+20) *560000*65%*80% = 0.0031*2*20/2/(18+20)*560000*65%*80% = 475 kg 按目前铜球单价 36.5RMB/kg 计算, 每月可节约铜球金额=475*36.5≈1.73万 RMB 7、7 改善措施四 减少全板板边电镀铜消耗 具体做法:全板上板时竖边叠板约 0.3 inch,但保证不到单元内。 二期按月产量 560K 计,估计实际效率为 80%,则每月全板节约铜球 重量 11 = 每尺生产板板边全板消耗铜球重量*35%*20/2/( 18+20) *0.3/0.5*560000*80% = 0.0014*35%*20/2/(18+20)*0.3/0.5*560000*80% = 34.7 kg 按目前铜球单价 36.5RMB/kg 计算, 每月可节约铜球金额=34.7*36.5≈0.13万 RMB 7、8 改善措施五 减少完成最小孔铜厚度 具体做法:在客户要求的完成最小孔铜厚基础上减少 0.05mil 控制。 完成最小孔铜厚减少 0.05mil 控制,二期按月产量 560K 计,每月节约 图电铜球重量 = 0.00051*0.05/0.01*560000 ≈ 1428 kg 按目前铜球单价 36.5RMB/kg 计算, 每月可节约铜球金额=1428*36.5≈5.2万 RMB 七、 消耗量改善行动总结 序号 方 案 改善行动 预计节约铜球 (KG/月) 预计节约铜球金额 (RMB/月) 备 注 1 改善深镀能力 5% 待确定 1000 36500 周产量 145K 2 改善镀铜均匀性 5% 待确定 1000 36500 周产量 145K 3 减少图电板边铜消耗 生产板长边增加图 电干膜盖板边 475 17300 周产量 145K 4 减少全板板边铜消耗 叠长边 全板挂板叠长边 35 1300 周产量 145K 5 减少完成后最小孔铜 厚度控制要求 减少完成后最小孔 铜厚度控制 0.05mil 1428 52000 可选项 合 计 3938 143600 12 从上表可看出: 1、第 1、2项需对现状进行了解后再制定改善措施; 2、第 3、4项可即刻开始执行; 3、第 5项需 QE 部门做全面评估后决定是否执行。 八、 改善行动计划 方 案 改善行动 耗时 (天) 确定改善行动 7 三合一深镀能力改善 14 图电深镀能力改善 21 确定改善行动 7 三合一均匀性改善 14 图电均匀性改善 21 减少图电板边铜消耗 生产板长边增加图 电干膜盖板边 14 减少全板板边铜消 耗叠长边 全板挂板叠长边 7 减少完成后最小孔 铜厚度控制要求 减少完成后最小孔 铜厚度控制0.05mil 7 改善深镀能力5% 改善镀铜均匀性5%
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