QC Introduction(5)- Kontrol process

7. KONTROL PROSES

Di Inggris, istilah proses membawa kita kepada suatu kesan produksi, tapi saat ini kita menggunakan kata “proses” terutama untuk prosedur kerja.

Kontrol proses adalah suatu konsep dimana kita harus mengkontrol proses untuk mendapatkan hasil yang baik daripada hanya sekedar melihat hasil akhirnya saja. Jadi kita mengarahkan tidak hanya pada hasil tapi juga bagaimana hasil tersebut dibuat (proses kerja).

Tujuan

Proses Kerja

Hasil

Kontrol dan perbaikan proses kerja

Hasil Yang Baik

Mengumpulkan pemecahan masalah  (mengetahui dan bagaimana)

Penting untuk menganalisa mengapa masalah terjadi dan mengambil tindakan yang efektif pada proses kerja. Jika kita tidak melakukan itu dan hanya memusatkan pada hasil, kita tidak dapat mendapatkan hasil yang baik karena penyebab masalah masih terdapat dalam proses tersebut.

•      Analisa suatu proses dan kenali penyebabnya ketika terjadi perbedaan antara target dan hasil.

•      Buat dan pelihara suatu standar untuk prosedur yang baik supaya mendapatkan hasil yang baik.

TQC : QC PADA SETIAP TINGKATAN

Presiden perusahaan mobil High-Q mengatakan pada reporter kami, seperti di bawah ini : “ Para pekerja di pabrik saya, tidak perlu mengetahui apapun mengenai kualitas karena staf kontrol kualitas kami selalu memeriksa setiap mobil di akhir proses produksi. Hanya mobil dengan kualitas tinggi dapat dikeluarkan. Mobil lain diperbaiki dan diperiksa kembali oleh staf kontrol kualitas kami. “Apa pendapat anda mengenai kontrol kualitas di perusahaan mobil High-Q ?” “Apakah anda ingin membeli mobil High-Q… ?”

 

Tidak terdapat kontrol kualitas pada mobil-mobil High-Q. Yang ada hanyalah pemeriksaan kualitas.

Untuk mengontrol kualitas yang sesungguhnya, kita harus mempunyai kontrol kualitas pada setiap tahap dalam setiap proses. Ini juga berarti bahwa kualitas harus dikontrol pada setiap orang, dari manajemen tertinggi sampai operator. Ide QC pada setiap tahap dinamakan Pengendalian Mutu Terpadu atau disingkat dengan TQC (Total Quality Control).

TQC tidak dikerjakan oleh staf QC, TQC dilaksanakan oleh semua orang

 

QC yang paling baik tidak membutuhkan pemeriksaan pada akhir perusahaan. Hal ini dikarenakan kualitas dikontrol secara baik pada setiap tahap pekerjaan dalam perusahaan. Sangat penting untuk mengontrol proses produksi tidak hanya pada akhir produksi.

Beberapa orang menamai TQC sebagai “ Company Wide Quality Control “ , ( CWQC )

 QCDMS  -  MANFAAT KONTROL KUALITAS

   Good    Q     uality              ( Kualitas yang baik )

reduced    C     ost                  ( Pengurangan biaya )

keeping     D    eadlines           ( Pemeliharaan batas waktu )
      high    M     orale              ( Moral / Semangat juang yang tinggi )

     good    S     afety              ( Keselamatan yang baik )

Kelima keuntungan inilah yang dapat diperoleh dengan melakukan pengendalian mutu (Quality Control). Ke tujuh ide dalam training ini akan menolong anda mencapai target ini.

QC Introduction(4)- Pencegahan masalah

6. PENCEGAHAN MASALAH

1. Pencegahan Munculnya Masalah-masalah Sebelum Terjadi

Jika anda mencegah suatu masalah sebelum terjadi anda akan menghemat waktu dan biaya. Bagaimanapun juga, anda hanya dapat mencegah suatu masalah yang belum terjadi apabila anda mempunyai pengalaman yang cukup banyak mengenai situasinya.

Untuk keselamatan, pencegahan lebih awal sangat penting. Kita tidak dapat mengatakan “ Waduh, kaki John terpotong oleh mesin itu. Mari kita mencegahnya agar tidak terulang lagi “.

 

Pada saat merancang atau membuat sesuatu yang baru, kita dapat menggunakan pengalaman kita pada produk sejenis lainnya untuk mencegah masalah-masalah sebelum terjadi.

Sebagai contoh :

“ Penutup printer A sering patah ketika merakitnya. Jadi, ketika kita merancang penutup untuk model baru, printer B, kita gunakan plastik yang lebih keras “.

Metode umum

2. Pencegahan munculnya kembali masalah-masalah yang sama

Contoh

 

Reflow process menggunanakan solder Sn-Ag-Cu

1.       Reflow Process condition use Sn-Ag-Cu

Dengan menganggap bahwa melting point Alloy Sn-Ag-Cu adalah 217 ~ 220 oC, agar temperaturenya merata ke seluruh komponen di PCB, maka temperature di setting ke 220oC agar solder masih dalam kondisi cair selama kira2 30 sec. Contoh temperature profile adalah spt gambar dibawah.

2.       Sifat mounting dari Sn-Ag-Cu

a.       Kondisi kemampuan reflow soldering  pada  ruang udara

Solder Sn-Ag-Cu di evaluasi ketika digunakan pada lead plating Sn90Pb10  dan Sn98Pb2. Dalam solderability (wetting characteristic ) kedua jenis plating hasilnya sama dan tisak ada permasalahan praktis dalam kemampuan inspeksi.

b.      Kondisi dari area yang tersolder

Pada saat proses soldering dengan menggunakan Sn-Ag-Cu, intermetallic compound layer ( CuSn layer ) terbentuk disekitar land.Hal ini sama persis yang terjadi pada Sn63 Pb37 solder. Hal ini membuktikan sebuah ikatan solder yang bagus telah terbentuk.  Selain itu composisi microstructure AgSn juga terlihat pada area yang tersolder. Komposisi microstructure ini tidak akan rusak pada temperature yang tinggi dan structurenya akan memperkuat sifat mekanisnya. Jadi inilah bahan yang tepat untuk meningkatkan reliabilitas solder.

c.       Evaluasi Bonding strength

Kelelahan thermal pada area yang tersolder akan dievaluasi dalam 3 solder alloy: Sn-Ag-Cu, Sn63Pb37 dan Sn-Ag-Cu-Bi solder sebagai refferensi. Temperature cycle test diberlakukan kemudian dilanjutkan dengan bonding strength test.

Hasilnya adalah Bonding strength Sn-Ag-Cu solder pada pin QFP yang tersolder lebih besar dari Sn63Pb37 atau Sn-Ag-Cu-Bi. Jadi Sn-Ag-Cu performance mempunyai reliability bonding yang sesuai dengan yang diharapkan.

d.      Kondisi bonding strength  setelah temperature cycle test

Hasil evaluasi membuktikan bahwa Sn63Pb37 solder lebih cenderung untuk crack dibandingkan Sn-Ag-Cu solder. Tidak ada perubahan yang besar dari microstructure Sn-Ag-Cu setelah temperature cycle test.

Jadi Sn-Ag-Cu solder mempunyai kemampuan lebih tinggi dalam kekuatan kelelahan mekanis dibandingkan Sn63Pb37.

3.       Sifat mounting dari berbagai komposisi alloy Sn-Ag-Cu

Berikut adalah hasil evaluasi karakteristik Sn-Ag-Cu karena perbedaan jumlah Ag dan Cu.

a.       Kemampuan reflow soldering dari berbagai type Sn-Ag-Cu

Hasil evaluasi membuktikan bahwa wettability solder sama dalam berbagai komposisi Sn-Ag-Cu. Artinya adalah segala komposisi Sn-Ag-Cu menghasilkan solder dengan wettability yang bagus.

b.      Evaluasi bonding strength

Dengan komposisi yang berbeda, reliability bonding strength dievaluasi. Hasil dari evaluasi ini membuktikan bahwa bonding strength Sn-Ag-Cu lebih besar atau sama dengan bonding strength Sn63Pb37 setelah temperature cycle test.

4.       Karakteristik mounting Sn-AG-Cu pada berbagai temperature reflow

Hasil evaluasi membuktikan bahwa wettability solder tidak berubah secara signifikan dengan adanya perubahan temperature reflow. Demikian juga bonding strength sangat bagus walaupun temperature reflow berubah ubah.

5.       Penggunaan temperature reflow pada manufacturing

Variasi temperature pada PCB harus dijaga dibawah +/- 10oC. Hasil pemeriksaan pada PCB berbagai posisi didapatkan bahwa beda max reflow adalah 15oC.

6.       Control temperature reflow dan dipp solder

Jika PCB mengalami process reflow dan kemudian dilanjutkan dengan dipp solder, lifting lead atau crack atau remelting bisa terjadi. Pada saat reflow, terbentuk alloy layer yang mempunyai melting point lebih rendah dari Sn-Ag-Cu solder.

Pada saat dipp solder, alloy layer tadi mengalami kontak langsung atau tidak langsung dengan wave solder. Sehingga dengan melting point yang lebih rendah dari Sn-Ag-Cu, maka beberapa bagian dari area yang tersolder selama reflow mengalami re-melting.

Dari hasil evaluasi, didapatkan bahwa remelting bisa dicegah apabila temperaturenya dibawah 150 oC.

7.       Reliability solder joint pada Array Package ( BGA , CSP Chip scale Package )

Temperature cycleing dilakukan selama reliability test yang dipercepat. Hasil pengujian dimasukkan pada Coffin mansion model, sebuah formula yang sering digunakan untuk mendapatkan lifetime kelelahan thermal dari solder joint da untuk menghitung reliability solder joint. Hasil evaluasi menunjukkan bahwa reliability Sn-Ag-Cu adalah sama tau lebih bagus dari Sn63Pb37.

Diperkirakan bahwa reliability dan lifetime solder joint untuk Sn63Pb27 adalah 12 tahun sedangkan pada Sn-Ag-Cu diperkirakan sekitar 14 tahun.

Lead free dalam PCB Assy

1.       Latar belakang informasi lead free solder

Jantung dari peralatan elektronika terletak pada satau atau lebih komponen elektronika yang terintegrasi dan terhubung dalam satu rangkaian oleh suatu solder. Jika peralatan elektronika tsb sudah tidak dgunakan lagi, maka biasanya peralatan tersebut di buang atau dikubur dalam tanah sebagai sampah industry.

Menurut laporan yang di issue oleh USA, timbunan  sisa sisa peralatan electronic adalah salah satu penyebab dari terkontaminasinya air tanah yang bisa berakibat pada tingginya kadar timbal (Lead/Pb) dalam darah manusia khususnya anak anak sekolah. Sekalipun Lead tidak dimasukkan sebagai  bahan illegal di Negara seperti japan, Europe memberikan keputusan bahwa lead sebagai salah satu bahan yang dilarang digunakan dalam peralatan elektronika di eropa mulai 2008. ROHS adalaha keputusan yang disampaikan oleh parlemen Europe dan dibentuknya sebagai dewan pada pelarangan penggunaan bahan bahan berbahaya tertentu dalam peralatan elektronika.

Karena itulah banyak perusahaan yang sudah memastikan commitment untuk melindungi global environment dengan membuat process PCB assembly secara total lead free. Dan Hasilnya adalahtelah berkembang tekhnik soldering menggunakan lead free untuk mencapai realibility yang lebih tinggi dibandingkan penggunaan solder convensional eutectic Sn63Pb37 solder.

2.       Methoda penghapusan Lead

Thema yang diambil dalam penelitian dan pengembangan untuk kebijakan penghapusan lead free adalah sbb:

a.       Mendapatkan bonding strength karakteristik yang sama atau lebih kuat dari yang sekarang ini digunakan yaiyu eutectic solder Sn63Pb37

b.      Memaksimumkan kemungkinan penggunaan peralatan/mesin yang masih ada di produksi dan mendalami technology yang berkembang

c.       Memastikan technology soldering dibawah pengaruh kondisi ruang udara.

Dalam pemilihan bahan untuk alloy, harus diperhatikan dalam hal kemampuan machine ( sifat2 kelelahan thermal ), kemampuan pengoperasian ( soldering performance ) dan kemampuan dilihat secara visual . Ketiga hal tersebut diatas adalah dasar untukemncari bahan, sehingga akhirnya didapatlah bahan bahan yang akan dilakukan penelitian :

-          Solder Alloy Sn-Ag ( type1 : ditambahkan Cu tanpa Bi; type2: ditambahkan Cu+sedikit Bi; type3: ditambahkan Cu + lebih banyak Bi )

-          Solder Alloy Sn-Cu

-          Solder Alloy Sn-Zn

-          Solder Alloy Sn-Bi

Hasil penelitian menghasilkan kombinasi pemakaian solder berdasarkan prosess sbb:

Process	Bentuk solder	Solder Alloy	Melting point
Reflow	Solder Pasta	Sn-Ag-Cu	217 ~ 220 Oc
Wave solder	Solder Bar	Sn-Cu	227 oC
Manual soldering	Solder wire	Sn-Ag-Cu	217 ~ 220 oC

QC Introduction(3) - Big problem first

4.     MASALAH TERBESAR DAHULU

Setiap tempat kerja pasti terdapat banyak masalah, tetapi kita tidak dapat mencoba untuk menyelesaikan semua masalah dalam waktu bersamaan.

Tentu saja, hal yang paling baik apabila kita selesaikan dahulu masalah yang terbesar sebelum masalah yang kecil. Tapi bagaimana kita menemukan masalah yang besar ?

Pertama kita harus menetapkan apa yang merupakan “masalah “ :

Dalam contoh-contoh di bawah ini, semua terdapat perbedaan antara situasi yang ideal dan situasi yang aktual. Apabila perbedaan ini besar maka masalahnyapun besar.

Ada sebuah contoh : dalam grafik di atas terdapat hanya sejumlah kecil masalah besar yang disertai banyak masalah kecil.

70% biaya total dari semua masalah adalah disebabkan oleh masalah A  dan B ( 30% + 40%). Kita harus mencoba memecahkan masalah itu lebih dahulu.

Dalam banyak kasus terdapat hanya sedikit masalah yang besar dan diikuti oleh banyaknya masalah yang kecil. Pecahkan masalah yang terbesar dahulu.

Namun, jika anda mengetahui masalah kecil yang dapat dipecahkan dengan sederhana, murah dan cepat, maka anda harus menyelesaikannya lebih dahulu. Kemudian barulah pecahkan masalah-masalah yang paling serius.

Diagram Pareto ( seperti terlihat pada grafik di atas ) adalah sangat membantu untuk memutuskan masalah apa yang diatasi lebih dahulu. Diagram Pareto dijelaskan di dalam brosur lainnya yang berjudul “Perangkat QC” (QC Tool Kit ).

5. VARIASI

Tidak ada dua benda yang sama persis. Tidak ada dua jam menunjukkan waktu yang sama, sekalipun jam-jam atom yang super akurat  selalu terdapat perbedaan meskipun hanya sedikit. Dalam sebuah pabrik, komponen-komponen akan selalu berbeda, walaupun dibuat pada mesin yang sama. Bahkan robotpun tidak dapat membuat komponen-komponen yang sama persis. Bahan baku juga berubah dengan cara yang sama.

Membuat kue-kue

Q  :  Saya membuat kue coklat saya dengan cara yang sama setiap waktu, tapi hari ini rasanya tidak enak. Mengapa ?

A  :  Terdapat beratus-ratus alasan yang masuk akal. Contohnya :

        ~ Semua bahan-bahan ramuan adalah bersifat alamiah dan oleh karena itu bervariasi. Mungkin tepungnya agak lama, mungkin telur-telurnya sedikit lebih besar dibanding biasanya ….

        ~  Mungkin anda mencampur sedikit lebih dibanding biasanya ….

        ~ Mungkin cuacanya dingin hari ini, jadi pemanaspun juga sedikit lebih dingin dibanding biasanya ….dan seterusnya, dan seterusnya ….

Variasi dalam sebuah Pabrik Jus Jeruk

Dalam sebuah pabrik jus jeruk, satu botol ukuran 1 liter diisi dengan jus jeruk. Jika botol kurang dari 1 liter jus jeruk, ini adalah cacat karena tidak sesuai dengan spesifikasi yang ditetapkan. Terdapat dua barisan pembotolan, A dan B. Pada barisan A menunjukkan variasi jumlah jus yang besar. Beberapa dari botol-botol berisi dibawah 1 liter jus dan dikatakan cacat. Cacat-cacat ini tidak dapat dijual, sehingga harus dibuang. Variasi ini tidak normal dan anda harus menyelidiki penyebab dari variasi ini.

Selanjutnya lihat pada grafik untuk barisan B. Semua botol-botol mempunyai lebih dari 1 liter jus, dan variasi jumlah jus sangat kecil. Proses pada barisan B adalah baik, stabil dan lebih baik dibanding barisan A. Jenis variasi yang agak kecil ini dikarenakan beratus-ratus perubahan faktor-faktor kecil.

Apabila kita dapat mengontrol semua faktor yang mempengaruhi jumlah jus jeruk, maka grafik akan menjadi seperti C. Bagaimanapun juga, adalah tidak mungkin untuk mengontrol setiap faktor, oleh karena itu akan selalu ada beberapa variasi.

Kita harus mengharapkan semua proses mempunyai beberapa variasi. Kita harus mencoba mengurangi variasi ini sebanyak mungkin. Kita tidak akan dapat mengurangi semua variasi sampai nol, tetapi kita harus  memelihara semua variasi sesuai dengan spesifikasi pekerjaan.