華為終端製造部工程師：頭髮絲上跳舞

作者：蔡小根

我們是一群來自華為終端製造部的工程師，主要工作就是針對極致的手機外觀設計要求，從工藝上實現並批量穩定生產。這些年手機屏幕越來越大，對於手機顯示屏與結構件的粘結工藝也要求越來越高，如何讓它們牢牢相連？這是我們的工作。

穿過1.5mm 的羊腸道

2011年7月，我剛來公司不久，主管康工對我說：「你去負責HXX1的NPI導入吧！」

NPI（New product introduction） 新產品導入，主導產品從試製到量產階段的驗證，是保障產品高質量順利交付的重要環節。HXX1產品是當時的旗艦機，也是華為市場戰略的關鍵，能加入這個產品的設計，我心裡充滿了自豪。就這樣，我加入了HXX1的項目組，由此開啟了我和TP（Touch panel觸摸屏）與結構件粘接工藝的不解之緣。

HXX1產品的ID (industry design,外觀效果設計團隊) 為保證顯示效果，將窄邊粘結寬度由2.5mm以上縮減到1.5mm，其中最大的問題就是觸摸屏和結構件分離的問題，當時華為手機還沒有做那麼窄的，與業界友商存在很大的差距。

什麼是窄邊粘結寬度？簡單來說，手機的結構件就相當於一個架子，顯示屏要放到這個架子的槽裡面，觸摸屏則需要搭在這個架子上，我們需要基於這個搭接的寬度用雙面膠將觸摸屏和架子牢牢粘住，來保證顯示屏不會和架子脫離。而搭在架子上這一部分的最小寬度，就是我們俗稱的窄邊粘接寬度。

試製啟動，我們的產品出來后，開始進入可靠性測試環節，這是針對手機在使用壽命期間的相關測試，比如在一定高度定向跌落，一定直徑的滾筒里連續滾動等，只有通過可靠性測試手機才能上市。在等待結果出來的這一段時間，大家的心都是懸著的，度日如年。結果出來后，大家懵了——觸摸屏和結構件分離不良率達10%，這與正常的比率0.1%相差100倍，也意味著每生產100台手機，有10台就需要維修，直接成本至少上升10%。對於一個利潤本來就不高的手機業務來說，這將造成產品根本無法上市，前面的所有研發費用打水漂，算得上是致命的打擊。

於是，我們每天堅守在產線上，整整3個月一頭扎進分析鑽研問題，白板上寫滿了影響因素和對應的驗證方案、驗證結果記錄，光記錄的測量數據都有厚厚的一小本。最後終於找出了影響觸摸屏和結構件分離的影響因素，在物料來料平面度、製程操作要求、壓合力等方面都加以改善，不良比例由10%降低到0.1%以內，可靠性也得到驗證通過。項目組終於鬆了口氣，作為製造端的工藝介面，我也跟著鬆了口氣，我第一個負責的產品終於可以批量生產了！

給雙面膠定個「規矩」

HXX1產品的問題得到有效解決，但由於其他產品也陸續加大了屏佔比，窄邊粘接寬度也在減小，觸摸屏和結構件的分離問題仍然在頻繁發生，產線因此經常批量返工，天天救火，研發和交付團隊感覺在打地鼠，按了這個，那個又出問題了，成為「救火員」。

面對多產品出現相同的問題，工程工藝部長王鳳英要求大家此類問題必須要徹底解決，必須建立起相關的工藝規範。

是的，我們不能做「救火員」，我們要做未雨綢繆者，這樣的產品質量才會有保障。

攻關組就這樣成立了，由研發整機工藝羅凡帶隊，我是其中一員。首先，我們需要摸清楚雙面膠、觸摸屏、結構件三者之間相互配合的規律，組員們泡在實驗室摸索雙面膠對觸摸屏和結構件的粘接力規律，找到業界通用的15款雙面膠，梳理出共30餘種相互匹配的驗證方案，每種驗證方案要進行3-5次試驗，從這接近100個實驗數據中 找出他們之間的配合規律，最終確定了3款符合要求雙面膠型號，制定出觸摸屏和結構件的設計規格和管控要求。

我們還對正在設計、試製驗證、量產的所有產品進行摸排，對所有不符合設計要求、物料管控、製程管控的產品全部進行更改。為了保證優化措施能100%的落地，我們2周內跑完5家EMS廠和6家供應商，按照梳理的幾十條checklist進行逐條稽核；我們還梳理了20餘條設計、物料、製程的管控要求，找了十幾個華為內部相關領域人員反覆溝通確認，保證所有產品都能完美的解決設計上的問題。

在6個月的攻關中，我們輸出了工藝規範，並推動了規範中的所有要求落地。經過大家的共同努力，效果來了！在2013年所有手機的FFR（Fault Feedback Ratio故障返還率）此類不良控制在0.03%以內。這份規範書也為後續所有觸摸屏與結構件的粘接工藝打了一個堅實的基礎，類似開山鼻祖一樣，給後面很多產品提供了有效的依據和參考。

順利走過0.8MM的平衡木

2013年，手機趨向屏佔比最大化，各個手機廠商都鼓足了勁從ID效果上下功夫，而我們面臨的挑戰任務又來了，粘接寬度需要由原來的1.5mm減小到0.8mm以下。但當時業界的雙面膠還無法滿足我們的工藝要求，只能更換另外一種更難的，我們從來沒接觸過的方案¬——膠水粘接！

我們的膠水粘結與平時生活使用膠水可不一樣，我們需要把膠水以mg級別的精準度塗在0.8mm寬結構件對應的位置上，這種難度就像把大卡車開在只有2.2m寬的山道上，不能跑出道路，不能撞到山壁。

如何在0.8mm如此窄的寬度上精準施膠呢？設備每天連續生產2000-3000台，需要保證每pcs產品上點膠重量要控制在+/-10mg的範圍內，我們應該使用什麼樣的設備？人員操作如何管控呢？以上這些難題難住了我們。

經過多次討論，從可製造性、穩定性、工藝可實現性等角度考量，大家確認採用設備來實現，由於之前對這種設備沒有任何經驗，我們需要將設備性能徹底摸透，才能買對設備。經過近2個月時間調研，終於初步確定了2家供應商的設備上線驗證。

設備上線了，但是第一天在試製過程中不良比例竟然達到20%，主要表現在裝完TP后發現膠水全部溢膠（膠水跑到外觀面）。不良品需要使用無塵布、0.1mm的薄片進行清膠，清理一台需耗時5到10分鐘，一天下來有近200台不良品需要清理，無形中增加了大家不少工作量，大家對此抱怨非常大。

到底哪裡出問題了呢？我們將當天生產的200多台不良品按照「膠水跑到觸摸屏表面」， 「膠水未點到指定位置」，「斷膠」等6類問題進行分類，然後進行逐一分析，針對性地調整設備點膠參數，逐條驗證參數是否有效或者帶來其他不良。6種參數驗證完成後，大家對驗證的數據進行了總結，將參數全部融合成一個最終的點膠參數。

為了確保問題確實有效得到解決，我們從產線上借了100個結構件進行點膠並觀察膠線位置是否達到預期要求，並且組裝觸摸屏后檢查不良，終於這100台的試製不良率降低到2%，大家這才鬆了一口氣，雖然離最終的0.5%不良還有很大的距離，但是至少明天能開線了！

接下來一個星期，經過持續優化參數，終於將整體不良終於控制在0.3%以內，達成了初期目標。產品量產了，設備順利引入，工藝要求也明確，同時也與研發一起梳理了點膠工藝的規範，為膠水工藝打下堅實基礎。

在4根頭髮絲上跳舞

隨著膠水的成功使用，華為手機採用此種工藝的產品也就越來越多，要求也就越來越高，2015年，對粘接寬度要求要減小到0.4mm，這比之前減少了一半，相當於4根頭髮並在一起的寬度，要這個寬度上跳舞，而且不能有失誤，就如之前開大卡車改為開大飛機在山道上蜿蜒前行，我們的挑戰更大了。

製造由製造代表蔡江亮帶隊，羅奕、閔江波為NPI的技術負責，製造工程由荊和平、孫岩整體負責。為了達到這個要求，大家發揮超級想象力，我們和研發在白板上畫出了所有可能和不可能導致目標無法實現的因素，一個個進行分析，討論結論和措施，這些動作看似簡單，實際是非常枯燥乏味的。

理論依據有了，然而試製驗證才是檢驗工藝穩定性的唯一途徑，經過V3（Verification X）的試製驗證，可靠性結果顯示觸摸屏和結構件分離，問題還是出現了。

為了找出「真兇」，我們需要對驗證品進行切片分析，沒有設備，只能靠我們自己一個個在砂輪上磨，將驗證品磨到我們需要的截面位置。磨一個界面需要0.5H-1H，一個不良品有些需要磨10個截面，並對截面進行尺寸測量，十分費時。磨了近10台手機后，原因找到了！雖然看起來很細小，但卻是致命的：結構件的直線度過大（結構件邊緣不在一個直線上，彎曲太大）。由於點膠的寬度要求只有0.4mm，就如飛機在這個狹窄山道上飛跑的時候，因為彎道過多、急轉彎過大，無法靈活轉彎，我們需要山道相對筆直，飛機才不會跑到道路外面。我們深刻體會到了，真的是細節決定成敗！

這四個月里，每出現一次觸摸屏和結構件分離的問題，對大家都是一次驚心動魄的考驗，造成測試失敗的原因都是很小的細節，但也是非常重要的地方，比如還有一次是因為觸摸屏表面殘留一層微米級別厚度的光學膠，這需要在20倍以上顯微鏡上才能發現，但是這一因素影響了粘結，從而影響可靠性。每出現一次問題，我們對0.4mm窄邊寬度的粘接工藝就更進一步，教訓是慘痛的，收穫也是豐碩的。

永不分離

改進是無止境的，在窄邊方案在全面推行的過程中，我們發現由於膠水的使用，我們的整個生產周期無形增加了24H。由於膠水的點膠完成後，還需要保壓2H，保壓完后還需要放22H才能進行整機的組裝，也就是本來是3天就可以完成整機出貨的，現在要變成4天，這也就無形增加了物料的庫存時間、庫房的存儲壓力，抬高了產品的整體成本，所以我們又提出了新的目標——整體時間降低一半！

領導老葉說：「這個改善，可以有效的壓縮我們產品的交付周期，提升競爭力，而且還可以減少夾具設備的成本，我們必須實現。」

是的，工藝需要精益求精！

2017年初，製造這邊由我們材料博士瞿蘭整體負責，我們與研發工程工藝決定我們先試驗得出可靠的驗證數據，再將靜置時間縮短到10H。瞿蘭一周至少跑一次2012實驗室，與整機工藝平台的共同討論，梳理出不同材料的結構件、從6H/8H/10H/22H、低濕&高濕、產品蠕變因素考量，進行實驗，整體驗證方案多達30多種。通過對30多個數據的對比分析，我們驗證了10H和22H的整體性能是一樣的，2+10H完全可以滿足產品的可靠性要求，於是我們將此時間方案作為後續的主要量產方案。

正是由於這一改進，使得我們的點膠工藝完全領先業界，現在我們可以驕傲地說，華為終端製造的點膠工藝是目前業內標杆，而我們也沒有止步不前，繼續探索最先進的工藝，讓觸摸屏和結構件粘結得更加牢固。

前段時間有同事感慨：「我們這麼多年、這麼多人的摸爬滾打，就是為了觸摸屏和結構件的粘結不出問題啊！」

是呀，自從我進公司以來，一直都聚焦在觸摸屏和結構件的粘接上，粘接方案從雙面膠到膠水，粘接寬度由1.5mm到現在的0.4mm，5年在泥坑裡的摸爬滾打，5年的技術積累，讓我繼續堅持下去的信念就是讓它們「永不分離」！

寫在後面的話：感謝我們整個和這個工藝相關的所有同仁們，包括研發整機工藝羅凡、白建偉、丁大偉、王洪星等，結構黃強、羅育鋒、代曉濤，NPI張英元、蔡江亮、羅奕、閔江波、王志峰、瞿蘭，製造工程荊和平、孫岩等，只有你們無私的付出，才有了我們的「永不分離」！