胡梦婷;刘世杰;杨建锋;刘林;冷荣军;金瑞;陈力;陈杰;朱伟;徐蕾;郭雅丽 【期刊名称】《电子世界》 【年(卷),期】2018(000)024 【总页数】2页(P28-29)
【作 者】胡梦婷;刘世杰;杨建锋;刘林;冷荣军;金瑞;陈力;陈杰;朱伟;徐蕾;郭雅丽 【作者单位】合肥京东方显示技术有限公司;合肥京东方显示技术有限公司;合肥京东方显示技术有限公司;合肥京东方显示技术有限公司;合肥京东方显示技术有限公司;合肥京东方显示技术有限公司;合肥京东方显示技术有限公司;合肥京东方显示技术有限公司;合肥京东方显示技术有限公司;合肥京东方显示技术有限公司;合肥京东方显示技术有限公司 【正文语种】中 文
在TFT-LCD的制造中有效的实施、应用SPC可以及时发现过程中的问题，并采取适当的改善措施，使得在发生问题之前，将问题消除或者降低问题带来的损失，因此正确、有效的使用SPC技术是非常必要的。本文从控制图、控制规则、控制项目3个方面分析阐述了现有SPC系统管理的不足，并提出了对应的管控优化方案，提高了系统的过程预防和控制能力。
引言：在LCD的制造中，成功地实施SPC，可以在质量控制中起到极好的预防作用，从而提高产品质量，降低生产成本，为企业带来丰厚利润，起到事半功倍的效果。因此，在过程控制中选用适当的统计过程控制技术，正确、有效的利用SPC
实现过程预防和控制是十分重要的。
本文以计量型数据控制图（XBar-R/S）为例，通过分析SPC系统现有管控图、管控规则、管控项目3个方面的局限性，针对性的提出SPC系统监控的优化方案，并在合肥京东方显示技术有限公司（以下简称B9）率先实现功能应用。 1.SPC管控图优化（双值图→三值图）
SPC 控制图是应用SPC 理论的具体工具。是对过程质量特性值进行测定、记录、评估，从而监察过程是否处于控制状态的一种用统计方法设计的图。控制图分计量型数据控制图和计数型数据控制图两类，本文我们主要讨论计量型数据控制图。 在实际管控中，对关键产品特性做控制图分析时，我们发现对于较稳定的制程（Cpk＞1.33）使用Xbar-S控制图时，仍存在较多的SPC Alarm，而这些Alarm中存在较多不合理事项。
目前SPC管控项目是针对单张glass中测量多个Point，根据SPC控制图使用规则，Xbar-S/R不适用于单张Glass面内测量多个Point情况，而针对同一产品的不同部件和部位，应使用Xbar-MR-S/R控制图。
通过查阅SPC手册可知，Xbar-S控制图中控制限的计算公式如下： Xbar图控制限计算公式：
S图控制限计算公式：
公式中C4，C4为计算控制限的常数，可通过查阅手册得到。
从控制线的计算公式可以看出，Xbar控制图的控制界限宽度与标准偏差σ正比，同时控制线的宽度与样本大小成反比，当样本含量n较大时控制线较窄，当样本含量n较小时控制线较宽。以某Cpk为1.43的特性值为例，该项目单张Glass上检测144个点位，故子组大小为144，远大于Xbar-S控制图的推荐使用子组大小
（8～25），所以求得控制限宽度较窄，产生较多误报警点。
Xbar-MR-S/R控制图中Xbar和MR计算公式如下（S图计算方法与Xbar-S相同）：
Xbar控制限计算公式：
MR控制限计算公式：
公式中d3，d2为计算控制限的常数，可通过查阅手册得到。 公式中σB为组内/组间标准差，计算公式如下：
其中，n为子组大小。可以看出，Xbar控制限宽度主要与σB大小成正比，相比于Xbar-S图控制限计算公式，与子组大小关系弱化，因此在子组大小较大（＞25）时，仍能适用。
将二者差异列表如下表1：
表1 管控图 类型 适用 监控 Xbar控制限计算公式Xbar-S 双值图子组通常包括10个以上连续生产的产品样本平均值和控制样本的标准差控制限宽度与子组大小成反比Xbar-MR-R/S 三值图每个子组属于同一产品的不同部件或点位监视过程的均值以及子组间和子组内的变异控制限宽度取决于组内/组间标准差
故将Xbar-S/R控制图变更为Xbar-MR-S/R控制图，提升报警准确性、合理性。系统改善前报警如图a，改善后报警如图b。由图1可以看出，误报警点比例从10%（3/30）降低至0%(0/30)，显著降低。
2. SPC管控Rule优化（均值超标Alarm→单点超标Alarm）
中国国家标准 GB/T 4091—2001《常规控制图》中规定了8 种判异准则，这8个准则的拒真错误概率极低，均属于小概率事件，因此，这8 个准则均可用来对控
制图上的点进行判断。根据这些准则可及时发现异常情况。但是在实际管理中，这8个判异准则还不足以满足工程管理使用。例如，某重点SPC管控项目的CD（Critical Dimension）管控图为Xbar-S，当局部点位出现超出Spec管控范围时，现有管控规则未能及时识别出，导致不良品向后端 flow，造成损失。 图1 SPC系统管控图改善前后对比图 图2 SPC管控Rule优化前后对比图
因此，我们在SPC系统中增加了单点超标Alarm管控规则，以及时发现产品风险并有效拦截。在导入单点超标Alarm方案前，系统无法识别局部点位超标风险；在导入单点超标Alarm方案后，系统可以弹出报警信息，并邮件通知。工程师在收到邮件后，第一时间确认是否存在局部点位集中超标，并查明超标原因，分析产品是否有风险对产品做出及时处理，以防止局部点位超标的风险产品flow到后端，造成公司资金损失。我们在对良率有较大影响的制程特性上均导入了单点Alarm功能，截止目前，已累计实现有效拦截200多次。具体实现方案如图2。 3.SPC管控Item增加
SPC管控项目的选择通常来源于对产品的性能、精度、寿命、可靠性、安全性等有直接影响的零部件的关键特性和重要特性。例如在Array工艺中非金属层膜厚因为直接影响产品性能从而被确立为SPC关键管控项目。但是常规的数据收集及管控规则无法识别一张Glass上膜厚均一性的变化情况，而膜厚均一性是影响后端测试电学特性值的关键因素，因此，针对此类参数，我们增设膜厚均一性为管控项目，使用I-MR图进行管控，以及时监控制程中的膜厚均一性的异常情况。均一性计算公式为：Uniformity=(Max-Min)/(2*Average)。当一张Glass上膜厚均一性超出上控制限时（单边控制限）时系统会及时报警并邮件发送通知，以及时规避均一性差导致的产品风险。目前我们针对均一性会对产品性能产生重大影响的项目，均已增加相应项目的均一性管控。具体实现案例如图3所示。
图3 增设Uniformity管控的I图 4. 结论
本文基于液晶显示器制造行业，针对现有SPC系统管理的不足，分别从管控图、管控规则、管控项目三个方面提出了创新性优化改善方案，得出以下结论： （1）针对同一个产品上多个点位的数据管控，适合用Xbar-MR-R/S三图法管控，可以提高报警的准确性、有效性；
（2）现有的SPC管控Rule无法兼顾单点值超标的情况，引入单点Alarm规则可以实现对局部点位超标的监控；
（3）当产品特性的均一性会对产品性能产生重大影响时，可以增加该项目的均一性管控，以及时发现产品均一性的异常。
本文提出的优化方案均已在B9工厂取得了较好的实际验证效果，将对后续同类液晶显示制造行业的公司具有积极的参考意义。
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