基于精益六西格瑪管理法在TFT-LCD 彩膜工藝段產(chǎn)品Yield 提升的應(yīng)用

盛大德,王立夫,葉 恒

(北京京東方顯示技術(shù)有限公司,北京 100176)

1 TFT-LCD 工藝流程簡(jiǎn)介

當(dāng)前,薄膜晶體管液晶顯示(TFT-LCD)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝路線相對(duì)成熟,技術(shù)和性能發(fā)展最為迅速,逐步成為平板顯示技術(shù)的代表,也在市場(chǎng)上占據(jù)了主流地位[1]。TFT-LCD 即薄膜晶體管、液晶顯示器,制造過程中下設(shè)陣列、彩膜、成盒、膜組四大工藝。首先由彩膜工藝制作成彩色濾光片,同時(shí)陣列工藝制作電路矩陣。由成盒工藝將雙方對(duì)合填充液晶,并將玻璃大板切割成Panel。最終由成盒工藝發(fā)貨給膜組工藝,組裝電路背光源,最終形成顯示屏出貨。彩膜(下文可簡(jiǎn)稱為CF)作為TFT-LCD 的最重要組成部件,利用濾光的原理由紅、綠、藍(lán)三原色混合產(chǎn)生各種各樣的色彩,實(shí)現(xiàn)液晶器件的彩色顯示,同時(shí)也對(duì)TFT-LCD 的視角寬度、亮度、分辨率等性能起關(guān)鍵作用[2]。本文闡述的是彩膜工藝段產(chǎn)品Yield 提升質(zhì)量方法的應(yīng)用。

2 質(zhì)量管理方法的實(shí)際應(yīng)用

第一階段：定義階段(D 階段)

圖1

表1

表2

(2)目標(biāo)分解：Y 確定為NG 率(Y=彩膜工藝段NG不良/成盒工藝段投入量)根據(jù)缺陷類型分為,y1 異物、y2PR、y3FUME,根據(jù)缺陷比例進(jìn)行分層目標(biāo)制定。

(3)SIPOC 宏觀流程圖分析：經(jīng)過分析彩膜工藝各子工序,得出Photo 工藝與彩膜NG 率較為關(guān)系密切。

D 階段小結(jié)：通過第一階段,首先對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行了分析定義,確定了實(shí)施重要性,其次：確定了Y 及y,并結(jié)合現(xiàn)狀設(shè)定了合理的改善目標(biāo),最后進(jìn)行宏觀流程圖的分析,并完成D 階段的項(xiàng)目培訓(xùn)。

第二階段：測(cè)量階段(M 階段)

M 階段目的主要是對(duì)當(dāng)前能力進(jìn)行分析、潛在原因的查找及篩選。

首先進(jìn)行詳細(xì)流程圖分析,通過詳細(xì)流程圖分析確定需要對(duì)修補(bǔ)崗位(Repair)人員進(jìn)行測(cè)量系統(tǒng)分析,經(jīng)MSA 分析所有作業(yè)員與標(biāo)準(zhǔn)百分比為90%,為可接受水平。測(cè)量系統(tǒng)整體Kappa 值為0.987,作業(yè)員對(duì)缺陷類型和判級(jí)判定準(zhǔn)確,測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確可靠,為滿足水平。

收據(jù)收集采用系統(tǒng)刷取方式,分別采集Y、y1、y2、y3近半年數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集后通過對(duì)Y/y1/y2/y3 進(jìn)行過程能力分析,Sigma 水平趨于4.2184～4.6992,P 控制圖顯示未超出控制范圍、累計(jì)不良率趨于平穩(wěn)。以上測(cè)試結(jié)果表明生產(chǎn)狀態(tài)穩(wěn)定,Sigma 水平較好,判定收集到的數(shù)據(jù)為可用。

通過對(duì)產(chǎn)線流程及設(shè)備進(jìn)行IPO 結(jié)合頭腦風(fēng)暴分析,初步得出102 項(xiàng)潛在原因,將IPO 分析后的102 項(xiàng)潛在原因,按照0/1/3/9 打分篩選重要潛在原因。經(jīng)項(xiàng)目組全員進(jìn)行討論,打分后共篩選出以下19 項(xiàng)重要潛在原因,匯總?cè)绫?：

控制稱樣量為25mg，氟化氫銨的用量為125mg，按照實(shí)驗(yàn)方法開展了不同高氯酸用量(0～1mL)對(duì)樣品GD-2的消解試驗(yàn)。結(jié)果表明：當(dāng)高氯酸用量少于0.2mL時(shí)，試管底部有大量黑色殘?jiān)?；?dāng)高氯酸用量為0.2～1mL時(shí)，可以得到澄清透明的樣品溶液且試管底部無黑色殘?jiān)霈F(xiàn)?？紤]到高氯酸的使用會(huì)增加趕酸的時(shí)間，因此實(shí)驗(yàn)選擇高氯酸的用量為0.2mL。

M 階段小結(jié)：通過M 階段對(duì)彩膜工藝及下游分廠作業(yè)員進(jìn)行MAS 分析,均符合標(biāo)準(zhǔn)。其次,完成對(duì)Y 及y 的過程能力分析,確定了當(dāng)前生產(chǎn)狀態(tài)為穩(wěn)定狀態(tài),收集到的數(shù)據(jù)可用,接下來通過詳細(xì)流程圖梳理結(jié)合IPO 分析查找潛在原因102 項(xiàng),最終篩選出重要潛在原因19 項(xiàng)。

第三階段：分析階段(A 階段)

圖2

A 階段首先列舉19 個(gè)因子驗(yàn)證計(jì)劃及數(shù)據(jù)收集計(jì)劃,分別采用雙比率、卡方檢驗(yàn)、FMEA、機(jī)理分析四種工具,通過驗(yàn)證得出有顯著影響的因子共15 項(xiàng)。

其中,A 階段已實(shí)施改善措施的要因共7 項(xiàng),其中FEMA 分析后直接導(dǎo)入作業(yè)手法改善2 項(xiàng),假設(shè)檢驗(yàn)驗(yàn)證后導(dǎo)入5 項(xiàng)。

A 階段小結(jié)：A 階段主要通過雙比率、卡方檢驗(yàn)FEMA 等方法在19 項(xiàng)重要潛在要因中篩選出15 項(xiàng)顯著因子,不良改善初見成效。

第四階段：改進(jìn)階段(I 階段)

I 階段主要目的是將上一階段得出的顯著因子進(jìn)行改善方案的輸出和篩選,并且展開實(shí)施、驗(yàn)證其改善效果。

(1)A 階段驗(yàn)證顯著因子15 項(xiàng),已實(shí)施改善措施7項(xiàng)。(表2)

(2)未改善的要因8 項(xiàng),實(shí)施改善方案的原因選擇六頂思考帽以及頭腦風(fēng)暴等方法進(jìn)行改善創(chuàng)意的產(chǎn)生。通過六頂思考帽和頭腦風(fēng)暴的創(chuàng)意產(chǎn)生方法,共產(chǎn)生 30項(xiàng)改進(jìn)創(chuàng)意。通過時(shí)間、成本收益、σ 水平、產(chǎn)能影響四個(gè)維度對(duì)30 項(xiàng)改善創(chuàng)意進(jìn)行定量評(píng)估,刪除得分較低的改善方案12 項(xiàng),保留“高壓水槍沖洗”“定期點(diǎn)檢對(duì)磨損磁輪進(jìn)行更換”“增加PM 頻率”等18 項(xiàng)進(jìn)行執(zhí)行。通過以上改善方案實(shí)施及驗(yàn)證,I 階段成果基本達(dá)成預(yù)期目標(biāo)。

I 階段小結(jié)：通過頭腦風(fēng)暴等方法產(chǎn)生改善創(chuàng)意30項(xiàng)；通過四維度定量評(píng)估法篩選實(shí)施改善創(chuàng)意共18 項(xiàng),并實(shí)施改善方案,進(jìn)行效果驗(yàn)證。

第五階段：控制階段(C 階段)

C 階段作為控制階段,目的在于固化流程,改善成果移交推廣及計(jì)算項(xiàng)目收益。在C 階段首先匯總A 階段和I 階段改善措施共26 項(xiàng),已經(jīng)完成導(dǎo)入,不需要進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)控的如“Cleaner CV 傳動(dòng)速度”“更換潔凈等級(jí)高的無塵服百級(jí)變?yōu)槭?jí)”等5 項(xiàng)；納入控制對(duì)象的“雙氧水+KG 交替清洗”“將空氣風(fēng)刀拆解后清潔夾板內(nèi)部和背板”等21 項(xiàng),根據(jù)流程圖確定流程關(guān)鍵控制點(diǎn),鎖定關(guān)鍵控制流程。根據(jù)分析控制對(duì)象及關(guān)鍵控制點(diǎn),制定以記錄表、點(diǎn)檢表、作業(yè)指導(dǎo)書、PM 記錄表、設(shè)備自動(dòng)報(bào)警等為代表的控制方法。關(guān)于項(xiàng)目成果移交及推廣,最終輸出作業(yè)指導(dǎo)書、Check list、以及相關(guān)管理文件若干份。C 階段項(xiàng)目成果超預(yù)期目標(biāo)。(圖2)

C 階段小結(jié)：C 階段確定管控計(jì)劃和關(guān)鍵控制點(diǎn),進(jìn)行相關(guān)文件的標(biāo)準(zhǔn)化和培訓(xùn),最終各目標(biāo)分層及整體均達(dá)成目標(biāo)。

實(shí)驗(yàn)總結(jié)：Particle 改善一直是彩膜工藝段良率管控的難點(diǎn)和重點(diǎn),CF NG Particle 一直影響后工序成盒工藝匹配,引起客戶端抱怨。通過本次利用六西格瑪思維工具進(jìn)行系統(tǒng)分析,找到很多產(chǎn)生PT 源頭和改善PT 的方法,在推動(dòng)過程中提出的TPM 項(xiàng)目解決了產(chǎn)線老化,PM人力、時(shí)間資源短缺之間的矛盾,保證了設(shè)備PM 頻率需求和作業(yè)效率,大大減少PT 污染,提高產(chǎn)品品質(zhì)！