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文檔簡介
1、<p> 畢業(yè)設(shè)計報告(論文)</p><p> 報告(論文)題目:電子產(chǎn)品生產(chǎn)中的質(zhì)量問題 </p><p> 作者所在系部: 電子工程系 </p><p> 作者所在專業(yè): 電子工藝與管理 </p><p> 作者所在班級:
2、 </p><p> 作 者 姓 名 : </p><p> 作 者 學(xué) 號 : </p><p> 指導(dǎo)教師姓名: </p><p> 完 成 時 間 : 2011年6月2日 <
3、/p><p> 畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書</p><p> 指導(dǎo)教師: 教研室主任: 系主任:</p><p><b> 摘 要</b></p><p> 本文從設(shè)計、工藝、生產(chǎn)、檢測等方面分析了電子產(chǎn)品中的質(zhì)量問題,并對相應(yīng)的質(zhì)量控制程序和技術(shù)要求進(jìn)行了分析,從而達(dá)到
4、質(zhì)量控制的目的。產(chǎn)品的質(zhì)量是電子制造業(yè)永恒的主題。要保證電子組件的質(zhì)量,真正體現(xiàn)電子產(chǎn)品小型化、高可靠的優(yōu)點,則需要針對其設(shè)計、工藝、生產(chǎn)、檢測過程的各個環(huán)節(jié)提出并實施質(zhì)量控制的程序、方法和技術(shù)要求,從而保證電子產(chǎn)品的質(zhì)量問題。質(zhì)量管理是做好產(chǎn)品的重要環(huán)節(jié),隨著SMT向精細(xì)化方向發(fā)展,元器件越來越小,測試也越來越力不從心,只有踏踏實實做好質(zhì)量管理,形成良好的工作作風(fēng),嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)、循序漸進(jìn),在每一個環(huán)節(jié)確保產(chǎn)品質(zhì)量,才能達(dá)到生產(chǎn)要求。&l
5、t;/p><p> 關(guān)鍵詞:表面組裝技術(shù) 生產(chǎn)優(yōu)化 質(zhì)量控制</p><p><b> 目 錄</b></p><p> 電子產(chǎn)品中的質(zhì)量問題1</p><p> 第1章 電子產(chǎn)品的質(zhì)量1</p><p><b> 1.1 質(zhì)量1</b></p&g
6、t;<p> 1.2 產(chǎn)品生產(chǎn)及全面質(zhì)量管理1</p><p> 1.2.1 全面質(zhì)量管理概述1</p><p> 1.2.2 電子產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的幾個階段2</p><p> 1.2.3 電子產(chǎn)品生產(chǎn)過程的質(zhì)量管理2</p><p> 第2章 電子產(chǎn)品的可靠性5</p><p&g
7、t; 2.1 電子產(chǎn)品的可靠性5</p><p> 2.2 可靠性5</p><p><b> 2.1.1壽命5</b></p><p> 2.2.2失效率6</p><p> 2.2.3電子整機(jī)的可靠性結(jié)構(gòu)6</p><p> 2.2.4生產(chǎn)過程的可靠性保證7</
8、p><p> 第3章 表面組裝質(zhì)量管理9</p><p> 3.1 一些關(guān)于SMT的基礎(chǔ)知識9</p><p> 3.1.1 SMT的特點9</p><p> 3.1.2 為什么要用表面貼裝技術(shù)9</p><p> 3.1.3 SMT組裝工藝與組裝系統(tǒng)9</p><p> 3
9、.1.4 SMT組裝質(zhì)量與組裝故障9</p><p> 3.1.5 組裝故障產(chǎn)生原因10</p><p> 3.2外觀質(zhì)量驗收的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)10</p><p> 3.2.1 IPC概述10</p><p> 3.2.2 IPC-610C 焊接可接受性要求:11</p><p> 3.3 SMT生產(chǎn)中的
10、印刷、貼裝、回流11</p><p> 3.3.1 SMT生產(chǎn)中的印刷11</p><p> 3.3.2 SMT生產(chǎn)中的貼裝13</p><p> 3.3.3 SMT生產(chǎn)中的回流15</p><p> 3.3.4 與再流焊相關(guān)焊接缺陷的原因分析16</p><p> 第4章 電子產(chǎn)品的生產(chǎn)18&l
11、t;/p><p> 4.1電子產(chǎn)品生產(chǎn)線的設(shè)計18</p><p> 4.1.1總體設(shè)計是一項系統(tǒng)工程設(shè)計18</p><p> 4.1.2總體設(shè)計過程的研究18</p><p> 4.1.3 方案設(shè)計階段的工作19</p><p> 4.1.4 初步設(shè)計階段的工作21</p><
12、;p> 第5章 電子產(chǎn)品的檢驗23</p><p> 5.1 檢驗工作的基本知識23</p><p> 5.2 驗收試驗23</p><p> 5.3 電子整機(jī)產(chǎn)品的老化和環(huán)境試驗25</p><p><b> 致 謝28</b></p><p><b>
13、; 參考文獻(xiàn)29</b></p><p> 電子產(chǎn)品中的質(zhì)量問題</p><p> 第1章 電子產(chǎn)品的質(zhì)量</p><p><b> 1.1 質(zhì)量</b></p><p> 根據(jù)ISO8402-94 ,質(zhì)量被定義為“反映實體(entity)滿足明確或隱含需要的能力的特性總和?!睆倪@個定義中可以
14、看出,質(zhì)量就其本質(zhì)來說是一種客觀實物具有某種能力的屬性。電子產(chǎn)品的質(zhì)量,主要可以分為功能、可靠性和有效度三個方面。</p><p> 1.1.1 電子產(chǎn)品的功能 </p><p> 這里所說的功能,是指產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo),它包括以下五個方面的內(nèi)容。</p><p> (1) 性能指標(biāo) 電子產(chǎn)品實際能夠完成的物理性能或化學(xué)性能,以及相應(yīng)的電氣參數(shù)。 </p&g
15、t;<p> (2)操作功能 產(chǎn)品在操作時是否方便,使用是否安全。</p><p> (3) 結(jié)構(gòu)功能 產(chǎn)品的整體結(jié)構(gòu)是否輕巧,維修、互換是否方便。</p><p> (4) 外觀是指整機(jī)的造型、色澤和包裝。</p><p> (5) 經(jīng)濟(jì)性 產(chǎn)品的工作效率、制作成本使用費(fèi)用、原料消耗等。</p><p><b&g
16、t; 1.1.2有效度</b></p><p> 電子產(chǎn)品的有效度,表示產(chǎn)品能夠工作的時間與其壽命(產(chǎn)品能夠工作和不能工作的時間之和)的比值。它反映了產(chǎn)品能夠有效地工作的效率。</p><p> 用一個最通俗的例子來說,“三天打魚,兩天補(bǔ)網(wǎng)”,這張漁網(wǎng)的有效度就是60%。 假如某種電子產(chǎn)品的有效度只能達(dá)到這樣的水平,它肯定是不受歡迎的。</p><p&
17、gt; 1.2 產(chǎn)品生產(chǎn)及全面質(zhì)量管理</p><p> 電子工業(yè)飛速發(fā)展,近幾年電子產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度之快有目共睹。企業(yè)要生存、發(fā)展,只有不斷采用新技術(shù),推出新產(chǎn)品并保持其高質(zhì)量、高可靠性,才能使產(chǎn)品具有競爭力。要做到這一點,企業(yè)在產(chǎn)品的整個生產(chǎn)過程中必須推行全面質(zhì)量管理。</p><p> 1.2.1 全面質(zhì)量管理概述 </p><p> 國家標(biāo)準(zhǔn)G
18、B/T6583-94-ISO8402-94《質(zhì)量管理與質(zhì)量保證術(shù)語》中對全面質(zhì)量管理下的定義是:“一個組織以質(zhì)量為中心,以全員參與為基礎(chǔ),目的在于通過顧客滿意和本組織所有成員及社會受益而達(dá)到長期成功的管理途徑”。具體地說,全面質(zhì)量管理就是企業(yè)以質(zhì)量為中心,全體職工及有關(guān)部門積極參與,把專業(yè)技術(shù)、經(jīng)營管理、數(shù)理統(tǒng)計和思想教育結(jié)合起來,建立起產(chǎn)品的研究、設(shè)計、生產(chǎn)(作業(yè))、服務(wù)等產(chǎn)品質(zhì)量形成全過程(質(zhì)量環(huán))的質(zhì)量體系,從而有效地利用人力、物
19、力、財力、信息等資源,以最經(jīng)濟(jì)的手段生產(chǎn)出顧客滿意的產(chǎn)品,使企業(yè)及其全體成員以及社會均能受益,從而使企業(yè)獲得成功與發(fā)展。</p><p> 1.2.2 電子產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的幾個階段 </p><p> 電子產(chǎn)品生產(chǎn)是指產(chǎn)品從研制、開發(fā)到商品售出的全過程。該過程應(yīng)包括設(shè)計、試制、批量生產(chǎn)三個主要階段,而每一階段又有不同的內(nèi)容。</p><p><b>
20、; (1)設(shè)計</b></p><p> 生產(chǎn)出適銷對路的產(chǎn)品是每個生產(chǎn)者的愿望。因此,產(chǎn)品設(shè)計應(yīng)從市場調(diào)查開始,通過調(diào)查了解,分析用戶心理和市場信息,掌握用戶對產(chǎn)品的質(zhì)量性能需求。經(jīng)市場調(diào)查后,應(yīng)盡快制定出產(chǎn)品的設(shè)計方案,對設(shè)計方案進(jìn)行可行性論證,找出技術(shù)關(guān)鍵及技術(shù)難點,并對設(shè)計方案進(jìn)行原理試驗,在試驗基礎(chǔ)上修改設(shè)計方案并進(jìn)行樣機(jī)設(shè)計。</p><p><b>
21、 (2)試制</b></p><p> 產(chǎn)品設(shè)計完成后,進(jìn)入產(chǎn)品試制階段。試制階段應(yīng)包括樣機(jī)試制、產(chǎn)品的定型設(shè)計和小批量試生產(chǎn)三個步驟。即根據(jù)樣機(jī)設(shè)計資料進(jìn)行樣機(jī)試制,實現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計性能指標(biāo),驗證產(chǎn)品的工藝設(shè)計,制定產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝技術(shù)資料,進(jìn)行小批量生產(chǎn),同時修改和完善工藝技術(shù)資料。</p><p><b> (3)批量生產(chǎn)</b></p>
22、;<p> 開發(fā)產(chǎn)品的最終目的是達(dá)到批量生產(chǎn),生產(chǎn)批量越大,生產(chǎn)成本越低,經(jīng)濟(jì)效益也越高。在批量生產(chǎn)的過程中,應(yīng)根據(jù)全套工藝技術(shù)資料進(jìn)行生產(chǎn)組織。生產(chǎn)組織工作包括原材料的供應(yīng)、組織零部件的外協(xié)加工、工具裝備的準(zhǔn)備、生產(chǎn)場地的布置、插件、焊接、裝配調(diào)試生產(chǎn)的流水線、進(jìn)行各類生產(chǎn)人員的技術(shù)培訓(xùn)、設(shè)置各工序工種的質(zhì)量檢驗、制定產(chǎn)品試驗項目及包裝運(yùn)輸規(guī)則、開展產(chǎn)品宣傳與銷售工作、組織售后服務(wù)與維修等。</p>&l
23、t;p> 1.2.3 電子產(chǎn)品生產(chǎn)過程的質(zhì)量管理</p><p> 在全面質(zhì)量管理中,應(yīng)著力于生產(chǎn)過程中的質(zhì)量管理,主要反映在下述各個階段。</p><p> 1.產(chǎn)品設(shè)計與質(zhì)量管理</p><p> 產(chǎn)品設(shè)計是產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生和形成的起點,設(shè)計人員應(yīng)著力設(shè)計完成具有高性價比的產(chǎn)品,并根據(jù)企業(yè)本身具有的生產(chǎn)技術(shù)水平來編制合理的生產(chǎn)工藝技術(shù)資料,使今后的批量
24、生產(chǎn)得到有力保證。產(chǎn)品設(shè)計階段的質(zhì)量管理。為今后制造出優(yōu)質(zhì)、可靠的產(chǎn)品打下了良好的基礎(chǔ),產(chǎn)品設(shè)計階段的質(zhì)量管理應(yīng)該包括如下內(nèi)容。</p><p> ?。?)廣泛收集整理國內(nèi)外同類產(chǎn)品或相似產(chǎn)品的技術(shù)資料,了解其質(zhì)量情況與生產(chǎn)技術(shù)水平;對市場進(jìn)行調(diào)查,了解用戶需求以及對產(chǎn)品質(zhì)量的要求。</p><p> ?。?)根據(jù)市場調(diào)查資料,進(jìn)行綜合分析后制定產(chǎn)品質(zhì)量目標(biāo)并設(shè)計實施方案。產(chǎn)品的設(shè)計方案和
25、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)充分考慮用戶需求,盡量替用戶考慮,并對產(chǎn)品的性能指標(biāo)、可靠性、價格定位、使用方法、維修手段以及批量生產(chǎn)中的質(zhì)量保證等進(jìn)行全面綜合的策劃,盡可能從提出的多種方案中選擇出最佳設(shè)計方案。</p><p> (3)對所選設(shè)計方案中的技術(shù)難點認(rèn)真分析,組織技術(shù)力量進(jìn)行攻關(guān),解決關(guān)鍵技術(shù)問題,初步確定設(shè)計方案。</p><p> ?。?)把經(jīng)過試驗的設(shè)計方案,按照適用可靠、經(jīng)濟(jì)合理、用戶滿
26、意的原則進(jìn)行產(chǎn)品樣機(jī)設(shè)計,并對設(shè)計方案作進(jìn)一步綜合審查,研究生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的問題,最終確定合理的樣機(jī)設(shè)計方案。</p><p> 2.產(chǎn)品試制與質(zhì)量管理</p><p> 產(chǎn)品試制過程包括完成樣機(jī)試制、產(chǎn)品設(shè)計定型、小批量試生產(chǎn)三個步驟。產(chǎn)品試制過程的質(zhì)量管理應(yīng)包括如下內(nèi)容。</p><p> ?。?)制定周密的樣機(jī)試制計劃,一般情況下,不宜采用邊設(shè)計、邊試制、
27、邊生產(chǎn)的突擊方式。</p><p> (2)對樣機(jī)進(jìn)行反復(fù)試驗并及時反饋存在的問題,對設(shè)計與工藝方案作進(jìn)一步調(diào)整。</p><p> ?。?)組織有關(guān)專家和單位對樣機(jī)進(jìn)行技術(shù)鑒定,審查其各項技術(shù)指標(biāo)是否符合國家有關(guān)規(guī)定。</p><p> ?。?)樣機(jī)通過技術(shù)鑒定以后,可組織產(chǎn)品的小批量試生產(chǎn)。通過試生產(chǎn)、驗證工藝、分析生產(chǎn)質(zhì)量和驗證工裝設(shè)備、工藝操作、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、
28、原材料、環(huán)境條件、生產(chǎn)組織等工作能否達(dá)到要求,考察產(chǎn)品質(zhì)量能否達(dá)到預(yù)定的設(shè)計質(zhì)量要求,并進(jìn)一步進(jìn)行修正和完善。</p><p> ?。?)按照產(chǎn)品定型條件,組織有關(guān)專家進(jìn)行產(chǎn)品定型鑒定。</p><p> (6)制訂產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)文件,健全產(chǎn)品質(zhì)量檢測手段,取得產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢查機(jī)關(guān)的鑒定合格證。</p><p> 3.產(chǎn)品制造與質(zhì)量管理</p>
29、<p> 產(chǎn)品制造過程的質(zhì)量管理是產(chǎn)品質(zhì)量能否穩(wěn)定地達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵性因素,其質(zhì)量管理的內(nèi)容如下。</p><p> ?。?)各道工序、每個工種及產(chǎn)品制造中的每個環(huán)節(jié)都需要設(shè)置質(zhì)量檢驗人員,嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。嚴(yán)格做到不合格的原材料不投放到生產(chǎn)線上,不合格的零部件不轉(zhuǎn)下道工序,不合格的成品不出廠。</p><p> ?。?)統(tǒng)一計量標(biāo)準(zhǔn),并對各類測量工具、儀器、儀表定期進(jìn)行計量檢驗
30、,保證產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)和精度指標(biāo)。</p><p> ?。?)嚴(yán)格執(zhí)行生產(chǎn)工藝文件和操作程序。</p><p> ?。?)加強(qiáng)操作人員的素質(zhì)培養(yǎng)。</p><p> ?。?)加強(qiáng)其他生產(chǎn)輔助部門的管理。</p><p> 上述內(nèi)容只是企業(yè)全面質(zhì)量管理中的一部分,由于產(chǎn)品質(zhì)量是企業(yè)各項工作的綜合反映,涉及到企業(yè)的每一個部門,這里不再詳述。<
31、;/p><p> 第2章 電子產(chǎn)品的可靠性</p><p> 2.1 電子產(chǎn)品的可靠性</p><p> 電子產(chǎn)品的可靠性是與時間有關(guān)的技術(shù)指標(biāo),它是對電子系統(tǒng)、整機(jī)和元器件長期可靠而有效地工作能力總的認(rèn)識??煽啃杂挚梢苑譃楣逃锌煽啃浴⑹褂每煽啃院铜h(huán)境適應(yīng)性三個內(nèi)容。</p><p> ?。?)固有可靠性 產(chǎn)品在使用之前,由確定設(shè)計方案、
32、選擇元器件及材料、制作工藝過程所決定的可靠性因素,是“先天”決定的。</p><p> ?。?)使用可靠性 產(chǎn)品在使用中會逐漸老化,壽命會逐漸減少。使用可靠性是指操作、使用、維護(hù)、保養(yǎng)等因素對其壽命的影響。</p><p> ?。?)環(huán)境適應(yīng)性 電于產(chǎn)品的使用環(huán)境,與其在制造時的生產(chǎn)環(huán)境有很大差別。環(huán)境適應(yīng)性是指產(chǎn)品對各種溫度、濕度、振動、灰塵、酸堿等環(huán)境因素的適應(yīng)能力。</p>
33、;<p><b> 2.2 可靠性</b></p><p> 通俗地說,電子產(chǎn)品的可靠性是指它的有效工作壽命。不能完成產(chǎn)品設(shè)計功能的產(chǎn)品,就談不上質(zhì)量;同樣,可靠性差、經(jīng)常損壞的產(chǎn)品,也是不受歡迎的。</p><p><b> 2.1.1壽命</b></p><p> 電子產(chǎn)品的壽命,是指它能夠完成
34、某一特定功能的時間,是有一定規(guī)律的。在日常生活中,電子產(chǎn)品的壽命可以從三個角度來認(rèn)識。</p><p> 第一,產(chǎn)品的期望壽命,它與產(chǎn)品的設(shè)計和生產(chǎn)過程有關(guān)。原理方案的選擇、材料的利用、加工的工藝水平,決定了產(chǎn)品在出廠時可能達(dá)到的期望壽命中。例如,電路保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計、品質(zhì)優(yōu)良的元器件、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)纳a(chǎn)加工和縝密的工藝管理,都能使產(chǎn)品的期望壽命加長;反之,會縮短它的期望壽命。</p><p>
35、 第二,產(chǎn)品的使用壽命,它與產(chǎn)品的使用條件、用戶的使用習(xí)慣和是否規(guī)范操作有關(guān)。使用壽命的長短,往往與某些意外情況是否發(fā)生有關(guān)。例如,產(chǎn)品在使用的時候,供電系統(tǒng)出現(xiàn)意外情況,產(chǎn)品受到不能承受的震動和沖擊,用戶的錯誤操作,都可能突然損壞產(chǎn)品,使其使用壽命結(jié)束。這些意外情況的發(fā)生是不可預(yù)知的,也是產(chǎn)品在設(shè)計階段不予考慮的因素。</p><p> 第三,產(chǎn)品的技術(shù)壽命。IT行業(yè)是技術(shù)更新?lián)Q代是最快的行業(yè)。新技術(shù)的出現(xiàn)使
36、老產(chǎn)品被淘汰,即使老產(chǎn)品在物理上沒有損壞、電氣性能上沒有任何毛病,也失去了存在的意義和使用的價值。例如,十幾年前生產(chǎn)的計算機(jī),也許沒有損壞,但其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和配置已經(jīng)不能運(yùn)行運(yùn)行今天的軟件。IT行業(yè)公認(rèn)的摩爾(Gordon Moore)定律是成立的,它決定了產(chǎn)品的技術(shù)壽命。</p><p><b> 2.2.2失效率</b></p><p> 對于電子元器件來說,把壽
37、命結(jié)束稱為失效。電子元器件在任一時刻具有正常功能的概率用可靠度函數(shù) 來描述 :</p><p> 式中是電子元器件的失效率函數(shù)。</p><p> 假設(shè)電子整機(jī)產(chǎn)品在生產(chǎn)以前,已經(jīng)對所有元器件進(jìn)行了使用篩選,元器件的失效率是一個小常數(shù),則它的可靠度為</p><p> 其預(yù)期的壽命計算公式為</p><p> 電子元器件的失效一般還可
38、以分成兩類:一類是元器件的電氣參數(shù)消失,如二極管被擊穿短路,電阻因超載而燒斷等,這種失效引起的整機(jī)故障一般叫做“硬故障”;另一類是隨著時間的推移或工作環(huán)境的變化,元器件的規(guī)格參數(shù)發(fā)生改變,如電阻器的阻值發(fā)生變化,電容器的容量減小等,這類失效引起的整機(jī)故障一般稱為“軟故障”。軟故障是比較難于排除的整機(jī)故障。</p><p> 2.2.3電子整機(jī)的可靠性結(jié)構(gòu)</p><p> 電子整機(jī)產(chǎn)品
39、是由許多元器件按照一定的電路結(jié)構(gòu)組成的。同樣,整機(jī)的可靠性取決于元器件的壽命及其可靠性結(jié)構(gòu)。</p><p> 最常見的可靠性結(jié)構(gòu)有串聯(lián)結(jié)構(gòu)和并聯(lián)結(jié)構(gòu)。 </p><p> 串聯(lián)結(jié)構(gòu):系統(tǒng)由n個元器件所組成,任一個元件的失效都會引起整個系統(tǒng)的失效,這樣的結(jié)構(gòu)叫做串聯(lián)結(jié)構(gòu)。如圖1-1(a)所示。</p><p> 并聯(lián)結(jié)構(gòu):系統(tǒng)由n個元器件組成,當(dāng)n個元件全部失
40、效后,整個系統(tǒng)才失效,這樣的結(jié)構(gòu)叫做并聯(lián)結(jié)構(gòu)(見圖1-1(b))。</p><p> 需要注意的是,可靠性結(jié)構(gòu)的串、并聯(lián)與電路中的串、并聯(lián)不同。以LC并聯(lián)諧振回路為例(見圖9-3),它的可靠性結(jié)構(gòu)應(yīng)該是一個串聯(lián)結(jié)構(gòu),只要LC 之中任一個元器件失效,電路就會停止工作。電子元器件的特點是,并聯(lián)會使參數(shù)發(fā)生改變,其中任一個元器件失效,電路的外部特性都會發(fā)生變化。所以,電子產(chǎn)品的可靠性并聯(lián)結(jié)構(gòu)一般是指整機(jī)的并聯(lián),多用于
41、軍事系統(tǒng)或有很高可靠性要求的系統(tǒng)中。</p><p> 對于一般民用電子產(chǎn)品,它的可靠性結(jié)構(gòu)是一個全部元器件的串聯(lián)系統(tǒng)。</p><p> 2.2.4生產(chǎn)過程的可靠性保證</p><p> 產(chǎn)品可靠性高低是衡量產(chǎn)品質(zhì)量的一個重要標(biāo)志。隨著電子技術(shù)的發(fā)展和電子產(chǎn)品電路及結(jié)構(gòu)的日趨復(fù)雜,對電子產(chǎn)品可靠性要求也越來越高。以前,對可靠性研究的主要內(nèi)容是如何設(shè)計和制造出
42、故障少、不易損壞的產(chǎn)品;而今,可靠性技術(shù)已形成一門綜合性技術(shù),日益受到企業(yè)的重視,其內(nèi)容已發(fā)展到情報技術(shù)、管理技術(shù)以及維護(hù)性技術(shù)等三個方面。</p><p> 生產(chǎn)過程的可靠性是可靠性技術(shù)的一個重要方面。它對提高產(chǎn)品的可靠性起著非常重要作用。下面將分別介紹產(chǎn)品設(shè)計、產(chǎn)品試制、產(chǎn)品制造等方面的可靠性保證。</p><p> 1.產(chǎn)品設(shè)計的可靠性保證</p><p>
43、; ?。?)進(jìn)行方案設(shè)計時應(yīng)綜合考慮產(chǎn)品的性能、可靠性、價格三方面的因素。不可過分追求高指標(biāo)的技術(shù)性能,也不可因低成本而犧牲可靠性,同時應(yīng)充分考慮產(chǎn)品維修與使用條件的變化。</p><p> ?。?)進(jìn)行樣機(jī)方案設(shè)計時,應(yīng)該做到:</p><p> 1)最大限度的減少零件數(shù)量,盡量使用集成電路、組合電路等先進(jìn)元器件,簡化實現(xiàn)電路原理的手段,力求最簡單的結(jié)構(gòu);</p><
44、;p> 2)對整機(jī)中可靠性較低的元器件和零部件部位,可采用將電子元器件降額使用,提高安全系數(shù);而機(jī)械零部件采用多余度使用,使零部件在整機(jī)中多重結(jié)合,當(dāng)其中一個損壞以后,另一個仍能維持工作等技術(shù)手段提高可靠性;</p><p> 3)盡量采用成熟的標(biāo)準(zhǔn)電路、標(biāo)準(zhǔn)零部件等,避免使用自制或非標(biāo)準(zhǔn)元器件、零部件;</p><p> 4)對設(shè)計方案反復(fù)進(jìn)行審查。</p>&
45、lt;p> 2.產(chǎn)品生產(chǎn)中的可靠性保證</p><p> 一個精良的產(chǎn)品設(shè)計,若缺乏高品質(zhì)的元器件和原材料,缺乏先進(jìn)的生產(chǎn)方式和工藝?;蛉狈σ涣骷夹g(shù)水平的生產(chǎn)工人和工程技術(shù)人員等,都可能使產(chǎn)品的可靠性下降。在生產(chǎn)過程中必須采取強(qiáng)有力的可靠性保證體系,使生產(chǎn)可靠性得到保證。生產(chǎn)過程的可靠性保證應(yīng)從人員、材料、方法、機(jī)器等方面獲得。</p><p> ?。?)人員的可靠性 人員是
46、獲得高可靠性產(chǎn)品的基本保證,因此操作人員應(yīng)具有熟練的操作技能和兢兢業(yè)業(yè)的敬業(yè)精神。生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)對各崗位上的人員持證上崗,不具備條件者,不能上崗。</p><p> ?。?)材料的可靠性 對材料供貨單位必須經(jīng)嚴(yán)格考查比較后才能進(jìn)行選擇。生產(chǎn)元器件、零部件的廠家必須經(jīng)過質(zhì)量認(rèn)證,未經(jīng)鑒別、試用,不得輕易更換供貨單位。所供材料必須進(jìn)行測試、篩選,關(guān)鍵材料應(yīng)進(jìn)行老化篩選及早剔除那些早期失效的元器件。</p>
47、<p> (3)外協(xié)單位的可靠性 許多整機(jī)生產(chǎn)企業(yè)的零部件是通過外協(xié)加工完成的。整機(jī)生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)對協(xié)作單位進(jìn)行實地考查,了解其人員素質(zhì)、工藝技術(shù)水平、設(shè)備工裝等。必要時可派專人對協(xié)作單位進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)督與現(xiàn)場指導(dǎo)。</p><p> ?。?)生產(chǎn)設(shè)備的可靠性 生產(chǎn)線上的工具、檢測設(shè)備,必須具備滿足產(chǎn)品要求的精度,并有專門部門和人員負(fù)責(zé)定期檢查、維護(hù)。</p><p> (5)生產(chǎn)方
48、法的可靠性 生產(chǎn)線上盡可能使用自動化專用設(shè)備,盡量避免手工操作;嚴(yán)格執(zhí)行工藝路線,不能隨意更改生產(chǎn)工藝;堅持文明生產(chǎn),保持工作場地整齊、清潔、寬敞、明亮、溫度適宜、噪聲?。粐?yán)格遵守生產(chǎn)進(jìn)度計劃,避免加班加點突擊任務(wù);在生產(chǎn)過程中,要嚴(yán)格推行質(zhì)量管理。</p><p> ?。?)堅持文明生產(chǎn),保持工作現(xiàn)場整齊、清潔、寬敞、明亮、溫度適宜、噪聲小。</p><p> ?。?)嚴(yán)格執(zhí)行工藝路線,
49、不得隨意更改。</p><p> ?。?)嚴(yán)格遵守生產(chǎn)進(jìn)度計劃,避免加班加點突擊任務(wù)。</p><p> ?。?)在生產(chǎn)過程中,要嚴(yán)格推行質(zhì)量管理。</p><p> 第3章 表面組裝質(zhì)量管理</p><p> 3.1 一些關(guān)于SMT的基礎(chǔ)知識 </p><p> 3.1.1 SMT的特點</p>
50、;<p> 組裝密度高、電子產(chǎn)品體積小、重量輕,貼片元件的體積和重量只有傳統(tǒng)插裝元件的1/10左右,一般采用SMT之后,電子產(chǎn)品體積縮小40%~60%,重量減輕60%~80%。可靠性高、抗振能力強(qiáng)。焊點缺陷率低。高頻特性好。減少了電磁和射頻干擾。易于實現(xiàn)自動化,提高生產(chǎn)效率。降低成本達(dá)30%~50%。 節(jié)省材料、能源、設(shè)備、人力、時間等。 </p><p> 3.1.2 為什么要用表面貼裝技術(shù)&
51、lt;/p><p> 電子產(chǎn)品追求小型化,以前使用的穿孔插件元件已無法縮小,電子產(chǎn)品功能越完整,所采用的集成電路(IC)已無穿孔元件,特別是大規(guī)模、高集成IC,不得不采用表面貼片元件 。產(chǎn)品批量化,生產(chǎn)自動化,廠方要以低成本高產(chǎn)量,出產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品以迎合顧客需求及加強(qiáng)市場競爭力 。電子元件的發(fā)展,集成電路(IC)的開發(fā),半導(dǎo)體材料的多元應(yīng)用,電子科技革命勢在必行。</p><p> 3.1.3
52、 SMT組裝工藝與組裝系統(tǒng)</p><p> SMT有單面和雙面組裝等表面組裝方式,與之相應(yīng)有不同的工藝流程。其主要工藝技術(shù)有印刷、貼片、焊接、清洗、測試、返修等,其主要組裝設(shè)備有焊膏絲網(wǎng)印刷機(jī)、貼片機(jī)、再流焊爐、清洗設(shè)備、測試設(shè)備以及返修設(shè)備等。一般以絲網(wǎng)印刷機(jī)、貼片機(jī)、再流焊爐等主要設(shè)備組成SMT生產(chǎn)線,進(jìn)而與其他設(shè)備一起組成SMT產(chǎn)品組裝生產(chǎn)系統(tǒng)。SMT產(chǎn)品組裝生產(chǎn)系統(tǒng)簡稱為SMT組裝系統(tǒng)。由于在SMT及
53、其產(chǎn)品的發(fā)展歷程中,同時并存著在PCB上完全組裝SMC/SMD(被稱為全表面組裝)、表面組裝與插裝混合組裝、只在PCB的單面或在雙面都組裝等多種產(chǎn)品組裝形式,SMT組裝系統(tǒng)的概念與之相應(yīng)也具有廣義性。實際生產(chǎn)中,往往將包含插裝工藝與設(shè)備在內(nèi)的混合組裝生產(chǎn)系統(tǒng)也稱為SMT組裝系統(tǒng)。</p><p> 3.1.4 SMT組裝質(zhì)量與組裝故障</p><p> SMT組裝質(zhì)量是SMT產(chǎn)品組裝質(zhì)
54、量的簡稱,是對SMT產(chǎn)品組裝過程與結(jié)果所涉及的固有特性滿足要求程度的一種描述。它泛指在采用SMT進(jìn)行電子電路產(chǎn)品組裝過程中的組裝設(shè)計質(zhì)量、組裝原材料質(zhì)量(元器件、PCB、焊錫膏等組裝材料)、組裝工藝質(zhì)量(過程質(zhì)量)、組裝焊點質(zhì)量(結(jié)果質(zhì)量)、組裝設(shè)備質(zhì)量(條件質(zhì)量)、組裝檢測與組裝管理質(zhì)量(控制質(zhì)量)等質(zhì)量設(shè)計、檢測、控制、和管理的行為與結(jié)果。它以所組裝的SMT產(chǎn)品是否滿足其特定設(shè)計要求為衡量標(biāo)準(zhǔn),其內(nèi)容涉及SMT及其組裝設(shè)計、組裝材料
55、、組裝工藝、組裝設(shè)備、組裝系統(tǒng)、組裝環(huán)境、技術(shù)人員等各個方面。</p><p> SMT產(chǎn)品組裝質(zhì)量不良從器件故障、運(yùn)行故障、組裝故障三類主要故障中反映出來。其中,器件故障主要是指由于元器件質(zhì)量問題而引起的故障,如元器件性能指標(biāo)超出誤差范圍、壞死或失效、錯標(biāo)型號引起的錯位貼裝、引腳斷缺等。運(yùn)行故障是指產(chǎn)品不能正常工作,但又不是器件故障和組裝故障引起的。一般是由于設(shè)計上的問題造成的,如時序配合故障、誤差積累故障、
56、PCB電路錯誤故障等。組裝故障是指由于組裝工藝中的問題而造成的故障,如焊錫橋連短路、虛焊短路、錯貼或漏貼器件等等。</p><p> 3.1.5 組裝故障產(chǎn)生原因</p><p> SMT產(chǎn)品組裝過程主要由絲網(wǎng)印刷涂敷焊膏、貼片機(jī)貼片、再流焊爐焊接、清洗、檢測等工序組成。組裝故障的隱患幾乎分布于組裝工序的各個環(huán)節(jié)。</p><p> 1.焊膏涂敷工序的影響
57、</p><p> 焊膏涂敷/印刷工序?qū)Ξa(chǎn)品組裝質(zhì)量的影響主要有以下幾個方面:焊膏材料質(zhì)量、焊膏印刷厚度、焊膏印刷位置精度、印刷網(wǎng)板質(zhì)量、焊膏印刷過程的參數(shù)的影響。</p><p> 2.貼片工序的影響 </p><p> SMC/SMD通過貼片機(jī)進(jìn)行組裝時,對組裝質(zhì)量最重要的影響因素是貼裝壓力即機(jī)械性沖擊應(yīng)力。因為大多數(shù)SMC/SMD均使用氧化鋁陶瓷做成,
58、應(yīng)力過大將使其產(chǎn)生微裂。直接影響產(chǎn)品可靠性能。</p><p> 3.焊接工序的影響 </p><p> 再流焊對SMC/SMD的影響主要是焊接時的熱沖擊,操作時必須設(shè)定可靠的升溫工藝以減少熱沖擊應(yīng)力。另外,若焊接工藝設(shè)定和前工序控制質(zhì)量達(dá)不到規(guī)定要求,將會導(dǎo)致SMC/SMD的“曼哈頓”等不良現(xiàn)象的產(chǎn)生。</p><p> 3.2外觀質(zhì)量驗收的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)&l
59、t;/p><p> 3.2.1 IPC概述</p><p> IPC是美國的印制電路行業(yè)組織,起源于1957年9月成立的印制電路協(xié)會(IPC:In——stitute of Printed Circuits)。IPC不但在美國的印制電路界有很高的地位,而且在國際上也有很大的影響。目前,全世界多數(shù)國家都采用IPC標(biāo)準(zhǔn),或參照IPC標(biāo)準(zhǔn)。它制定的標(biāo)準(zhǔn)絕大部分已被采納為ANSI標(biāo)準(zhǔn)(美國國家標(biāo)準(zhǔn)
60、組織)其中部分標(biāo)準(zhǔn)被美國國防部(DOD)采納,取代相應(yīng)的MIL標(biāo)準(zhǔn)(美國軍用規(guī)范)。</p><p> 在IPC-A-610C文件中,將電子產(chǎn)品分成1級、2級、3級,級別越高,質(zhì)檢條件越嚴(yán)格。這三個級別的產(chǎn)品分別是:1級產(chǎn)品,稱為通用類電子產(chǎn)品。包括消費(fèi)類電子產(chǎn)品、某些計算機(jī)及其外圍設(shè)備和以使用功能為主要用途的產(chǎn)品;2級產(chǎn)品,稱為專用服務(wù)類電子產(chǎn)品。包括通訊設(shè)備、復(fù)雜的工商業(yè)設(shè)備和高性能、長壽命測量儀器等。在通
61、常的使用環(huán)境下,這類產(chǎn)品不應(yīng)該發(fā)生的故障;3級產(chǎn)品,稱為高性能電子產(chǎn)品。包括能持續(xù)運(yùn)行的高可靠、長壽命軍用、民用設(shè)備。這類產(chǎn)品在使用過程中絕對不允許發(fā)生中斷故障,同時在惡劣的環(huán)境下,也要確保設(shè)備的可靠的啟動和運(yùn)行。</p><p> 3.2.2 IPC-610C 焊接可接受性要求:</p><p> 根據(jù)物理學(xué)對潤濕的定義,焊點潤濕是最佳狀態(tài)為焊料與金屬界面間的潤濕角很小或為零。潤濕不
62、能從表面外觀判斷,它只能從小的或零度的潤濕角的存在與否判斷。如果焊錫合金在起始表面未達(dá)到潤濕一般認(rèn)為是不潤濕。所有焊接目標(biāo)都是具有明亮、光滑、有光澤的表面,通常是在待焊物件之間的呈凹面的光滑的外觀和良好的潤濕。過高的溫度可能導(dǎo)致焊錫呈干枯狀。焊接返工應(yīng)防止導(dǎo)致另外的問題產(chǎn)生,以及維修結(jié)果應(yīng)滿足實際應(yīng)用的可接受標(biāo)準(zhǔn)。</p><p> 3.3 SMT生產(chǎn)中的印刷、貼裝、回流</p><p>
63、; 3.3.1 SMT生產(chǎn)中的印刷</p><p> 隨著表面貼裝技術(shù)的快速發(fā)展,在其生產(chǎn)過程中,焊膏印刷對于整個生產(chǎn)過程的影響和作用越來越受到生產(chǎn)者的重視,焊膏印刷技術(shù)是采用已經(jīng)制好的網(wǎng)板,用一定的方法使絲網(wǎng)和印刷機(jī)直接接觸,并使焊膏在網(wǎng)板上均勻流動,由掩模圖形注入網(wǎng)孔。當(dāng)絲網(wǎng)拖開印制板時,焊膏就以掩模圖形的形狀從網(wǎng)孔脫落到印制板相應(yīng)的焊盤圖形上,從而完成了焊膏在印制板上的印刷。完成這個印刷過程而采用的設(shè)備
64、就是絲網(wǎng)印刷機(jī)。在SMT中,絲網(wǎng)印刷是第一道工序,卻是保證SMT產(chǎn)品質(zhì)量的最重要、最關(guān)鍵的工序。</p><p> 焊膏的使用工藝及注意事項 </p><p> 在焊膏使用過程中要注意以下幾點:</p><p> 1.錫膏的使用要確保在保質(zhì)期內(nèi)使用,根據(jù)各板子的工藝要求選用有鉛或無鉛的焊膏。在使用前,寫下時間、編號、使用者、應(yīng)用的產(chǎn)品,并密封置于室溫下,一定要
65、先回溫到相應(yīng)的使用溫度范圍內(nèi),達(dá)到室溫時打開瓶蓋再攪拌均勻。攪拌后看粘稠度是否適中,方可使用。</p><p> 2.開封后,應(yīng)至少用攪拌機(jī)攪拌30s或手工攪拌5min,使焊膏中的各成分均勻,降低焊膏的黏度。</p><p> 3.當(dāng)班印刷首塊印制板或設(shè)備調(diào)整后,要對焊膏印刷厚度進(jìn)行目測,根據(jù)所加工的PCB板上的最小焊盤間距調(diào)整錫膏印刷厚度,間距小的應(yīng)適當(dāng)減小厚度。</p>
66、<p> 4.置于網(wǎng)板上超過30min未使用時,應(yīng)先用絲印機(jī)的攪拌功能攪拌后再使用。</p><p> 5.印制板印刷焊膏后應(yīng)在盡可能短的時間內(nèi)貼裝完,以防止助焊劑等溶劑揮發(fā),原則上不應(yīng)超過8h,超過時間應(yīng)把焊膏清洗后重新印刷。</p><p> 6.開封后,原則上應(yīng)在當(dāng)天內(nèi)一次用完,超過時間使用期的焊膏絕對不能使用。</p><p> 7.印
67、刷時間的最佳溫度為25℃±3℃,溫度以相對溫度45%-65%為宜。溫度過高,焊膏容易吸收水汽,在再流焊時產(chǎn)生錫珠。</p><p> 8.不要把新鮮焊膏和用過的焊膏放入統(tǒng)一個瓶子內(nèi)。</p><p> 9.生產(chǎn)過程中,對焊膏印刷質(zhì)量進(jìn)行100%檢驗,主要內(nèi)容為焊膏圖形是否完整、厚度是否均勻、是否有焊膏拉尖現(xiàn)象。</p><p> 10.用過絲網(wǎng)需盡快
68、用無塵布或軟刷擦拭干凈,以防時間久后錫膏固化后損壞鋼網(wǎng)。</p><p> 11.在印刷實驗或印刷失敗后,印制板上的焊膏要求用超聲波清洗設(shè)備進(jìn)行徹底清洗并晾干,以防止再次使用時由于板上殘留焊膏引起的回流焊后出現(xiàn)焊球。</p><p> 焊膏印刷過程的工藝控制</p><p> 焊膏印刷是一項十分復(fù)雜的工藝,既受材料的影響,同時又跟設(shè)備和參數(shù)有直接關(guān)系,通過對印
69、刷過程中各個細(xì)小環(huán)節(jié)的控制,可以防止在印刷中經(jīng)常出現(xiàn)的缺陷,下面列出了一些常見的印刷不良現(xiàn)象及原因分析:</p><p><b> 1.焊膏橋連:</b></p><p> (1)設(shè)備原因。設(shè)備的參數(shù)設(shè)置不當(dāng),比如印刷間隙過大,使焊膏壓進(jìn)網(wǎng)孔較多,焊膏厚度過高。</p><p> ?。?)人為原因。長時間不清潔網(wǎng)板,使上一次殘留在網(wǎng)孔中的焊
70、膏積累,焊膏干化,清潔后還有少量的焊膏殘留等均會造成橋連。</p><p> (3)原材料不良,焊盤比PCB表面低。</p><p><b> 2.焊膏少:</b></p><p> (1)設(shè)備原因。開孔阻塞或者部分焊膏黏在網(wǎng)板底部;印刷后脫模時間過短,下降過快使焊膏未能完全粘在焊盤上,少部分殘留在網(wǎng)板網(wǎng)孔中或網(wǎng)板底部。</p>
71、;<p> ?。?)人為原因。網(wǎng)板長時間不清潔,焊膏干化。</p><p> (3)原材料不良,PCB焊盤污染,使焊錫不能很好的粘在焊盤上。</p><p><b> 3.焊錫渣:</b></p><p> ?。?)設(shè)備原因。網(wǎng)板與PC之間間隙過大,焊膏殘留未能及時清除。</p><p> ?。?)人為
72、原因,網(wǎng)板不干凈或清潔后仍有殘留。</p><p> ?。?)原材料不良?;九c其他不良相似。</p><p><b> 4.焊膏厚度不一:</b></p><p> 像這樣的不良可能有很多種原因造成,視情況而定,如工作臺、網(wǎng)板各不水平,兩者前后或左右間隙不等,有可能造成此類情況的不良,調(diào)整設(shè)備硬件,使其兩者水平。 </p>
73、<p> 3.3.2 SMT生產(chǎn)中的貼裝</p><p> 貼片機(jī)是在不對器件和基礎(chǔ)板造成任何損壞的情況下,穩(wěn)定、快速、完整、正確地吸取器件,并快速準(zhǔn)確地將器件貼裝在指定位置上,目前已廣泛應(yīng)用于軍工、家電、通訊、計算機(jī)等行業(yè)。SMT元件貼裝系統(tǒng)正在迅速地進(jìn)化,特別的焦點在于兩個獨(dú)特的系統(tǒng)特征。第一個與處理所有出現(xiàn)在生產(chǎn)場合的最新包裝類型有關(guān),這包括永遠(yuǎn)在縮小的元件,如球柵列陣(BGA)、芯片規(guī)模包裝
74、(CSP)、倒裝芯片(flip chip)、等所有這些都必須在生產(chǎn)中貼裝。第二個目標(biāo)是以更有成本效益的方法來完成所有這些元件貼裝。貼裝成本正成為行業(yè)內(nèi)除了最低產(chǎn)量的實驗類環(huán)境之外的所有生產(chǎn)的追求目標(biāo)。</p><p> 貼片機(jī)操作注意事項:</p><p> 1.操作員一定要核對上料的位置,檢查feeder壓片是否蓋好,器件所使用的feeder是否適合,feeder是否上到位等。班組長
75、再確認(rèn)后方可進(jìn)行首檢試做,目檢合格后方可批量生產(chǎn)。在根據(jù)上料清單上料對應(yīng)的同時,要注意有極性件的方向。</p><p> 2.生產(chǎn)作業(yè)過程中,禁止把手或物伸進(jìn)貼片機(jī)內(nèi),取放器件feeder等,以防發(fā)生意外。</p><p> 3.對于防潮器件,如不符合元件要求的濕度,必須放在干燥箱內(nèi),按要求烘干,方可使用。</p><p> 4.貼裝位置檢查情況:有無錯件,有
76、無漏件,有無錯位,有無偏差,極性有無錯誤</p><p> 5.對于帶狀元件注意不能扭轉(zhuǎn)以免損傷元件.</p><p> 6.進(jìn)入作業(yè)區(qū)必須按要求著裝,穿防靜電服、鞋,戴防護(hù)帽、手套、手腕,不穿不符合要求的衣著上崗。</p><p> 7.熟悉生產(chǎn)作業(yè)流程,嚴(yán)格按《生產(chǎn)作業(yè)指導(dǎo)書》進(jìn)行操作,對每批產(chǎn)品嚴(yán)格按生產(chǎn)過程 控程序進(jìn)行首檢、自檢、互檢等。</p&
77、gt;<p> 8.每天對車間各臺生產(chǎn)設(shè)備及各臺面進(jìn)行擦拭,作業(yè)器件當(dāng)天不用的及時放回原處,保持干凈、整潔。要妥善保養(yǎng)設(shè)備,按照各設(shè)備保養(yǎng)說明切實做保養(yǎng)記錄。操作時注意作業(yè)安全。</p><p> 提高SMT設(shè)備貼裝率</p><p> SMT設(shè)備在選購時主要考慮其貼裝精度與貼裝速度,在實際使用過程中,為了有效提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率,則如何提高和保持SMT設(shè)備貼裝率
78、是擺在使用者面前的首要課題。</p><p> 1.貼片機(jī)常見故障 </p><p> (1)當(dāng)出現(xiàn)故障時,建議按如下思路來解決問題:</p><p> 1)詳細(xì)分析設(shè)備的工作順序及它們之間的邏輯關(guān)系。2)了解故障發(fā)生的部位、環(huán)節(jié)及其程度,以及有無異常聲音。3)了解故障發(fā)生前的操作過程。4)是否發(fā)生在特定的貼裝頭、吸嘴上。5)是否發(fā)生在特定的器件上。6)是否發(fā)
79、生在特定的批量上。7)是否發(fā)生在特定的時刻。</p><p><b> 2.常見故障的分析</b></p><p> ?。?)元器件貼裝偏移主要指元器件貼裝在PCB上之后,在X-Y出現(xiàn)位置偏移,其產(chǎn)生的原因如下:PCB板的原因:1)PCB板曲翹度超出設(shè)備允許范圍。上翹最大1.2MM,下曲最大0.5MM。2)支撐銷高度不一致,致使印制板支撐不平整。3)工作臺支撐平臺平
80、面度不良。4)電路板布線精度低、一致性差,特別是批量與批量之間差異大。5)焊錫膏涂布量異常或偏離。導(dǎo)致元件貼裝時或焊接時位置發(fā)生漂移,過少導(dǎo)致元件貼裝后在工作臺高速運(yùn)動時出現(xiàn)偏離原位,涂敷位置不準(zhǔn)確,因其張力作用而出現(xiàn)相應(yīng)偏移。6)程序數(shù)據(jù)設(shè)備不正確。</p><p> (2)元件丟失:主要是指元件在吸片位置與貼片位置間丟失。其產(chǎn)生的主要原因有以下幾方面:1)程序數(shù)據(jù)設(shè)備錯誤。2)貼裝吸嘴吸著氣壓過低。3)吹氣
81、時序與貼裝應(yīng)下降時序不匹配。4)姿態(tài)檢測供感器不良,基準(zhǔn)設(shè)備錯誤。5)反光板、光學(xué)識別攝像機(jī)的清潔與維護(hù)。</p><p> (3)取件不正常:1)元件厚度數(shù)據(jù)設(shè)備不正確。2)吸片高度的初始值設(shè)備有誤。3)在取件位置編帶的塑料熱壓帶沒剝離,塑料熱壓帶未正常拉起。4)吸嘴豎直運(yùn)動系統(tǒng)進(jìn)行遲緩。5)貼裝頭的貼裝速度選擇錯誤。6)供料器安裝不牢固,供料器頂針運(yùn)動不暢、快速開閉器及壓帶不良。7)編帶不能隨齒輪正常轉(zhuǎn)動或
82、供料器運(yùn)轉(zhuǎn)不連續(xù)。</p><p> (4)隨機(jī)性不貼片主要是指吸嘴在貼片位置低點是不貼裝出現(xiàn)漏貼。其產(chǎn)生的主要原因有以下幾方面:1)PCB板翹曲度超出設(shè)備許范圍,上翹最大1.2MM,下曲最大0.4MM 。2)支撐銷高度不一致或工作臺支撐平臺平面度不良。3)吸嘴部粘有交液或吸嘴被嚴(yán)重磁化。4)吸嘴豎直運(yùn)動系統(tǒng)運(yùn)行遲緩。5)吹氣時序與貼裝頭下降時序不匹配。6)印制板上的膠量不足、漏點或機(jī)插引腳太長。7)吸嘴貼裝高
83、度設(shè)備不良。</p><p> (5)取件姿態(tài)不良:主要指出現(xiàn)立片,斜片等情況。其產(chǎn)生的主要原因有以下幾方面:1)真空吸著氣壓調(diào)節(jié)不良。2)吸嘴豎直運(yùn)動系統(tǒng)運(yùn)行遲緩。3)吸嘴下降時間與吸片時間不同步。4)吸片高度或元件厚度的初始值設(shè)置有誤,吸嘴在低點時與供料部平臺的距離不正確。5)編帶包裝規(guī)格不良,元件在安裝帶內(nèi)晃動。6)供料器頂針動作不暢、快速載閉器及壓帶不良。7)供料器中心軸線與吸嘴垂直。</p>
84、;<p> 3.3.3 SMT生產(chǎn)中的回流</p><p> 再流焊又稱回流焊,它的本意是通過重新熔化預(yù)先放置的焊料而形成焊點,焊接過程中不再添加任何額外焊料的一種焊接方法。</p><p><b> 回流焊流程介紹 </b></p><p> 回流焊加工的為表面貼裝的板,其流程比較復(fù)雜,可分為兩種:單面貼裝、雙面貼裝。
85、</p><p> 1.單面貼裝:預(yù)涂錫膏 → 貼片(分為手工貼裝和機(jī)器自動貼裝)→ 回流焊 → 檢查及電測試。 </p><p> 2.雙面貼裝:A面預(yù)涂錫膏 → 貼片(分為手工貼裝和機(jī)器自動貼裝)→ 回流焊→B面預(yù)涂錫膏→貼片(分為手工貼裝和機(jī)器自動貼裝)→ 回流焊 → 檢查及電測試。 </p>
86、<p><b> 回流焊注意事項:</b></p><p> 焊接前將爐溫設(shè)定在一定溫度,一般情況下,爐溫在開機(jī)20分鐘后達(dá)到恒溫(等到綠燈亮)方可把板放入爐中。在焊接過程中禁止打開回流焊上蓋;操作時請注意高溫,避免燙傷;把要回爐的PCB固定在支架上,再放到傳送鏈條網(wǎng)上;未經(jīng)許可回流焊程序禁止改動;禁止在回流焊主機(jī)上做與工作無關(guān)事項;焊接后的PCB目檢,判斷:有無錯位,有無立
87、碑,有無橋接,極性,器件位置,虛焊等不良現(xiàn)象。</p><p><b> 再流焊接工藝</b></p><p> 再流焊接是表面貼裝技術(shù)(SMT)特有的重要工藝,焊接工藝質(zhì)量的優(yōu)劣不僅影響正常生產(chǎn),也影響最終產(chǎn)品的質(zhì)量-可靠性。</p><p><b> 1.溫度曲線的建立</b></p><p&
88、gt; 溫度曲線是指SMA通過回流爐時,SMA上某一點的溫度隨時間變化的曲線。溫度曲線提供了一種直觀的方法,來分析某個元件在整個回流焊過程中的溫度變化情況。這對于獲得最佳的可焊性,避免由于超溫而對元件造成損壞,以及保證焊接質(zhì)量都非常有用。一個典型的溫度曲線(如圖3-1所示)。</p><p> 圖 2-1 溫度曲線</p><p> 以下從預(yù)熱段開始進(jìn)行簡要分析。</p>
89、<p><b> 2.預(yù)熱段</b></p><p> 預(yù)熱段預(yù)熱階段的目的是把錫膏中較低熔點的溶劑揮發(fā)走。</p><p><b> 3.保溫段</b></p><p> 保溫段是指溫度從110℃-150℃升至焊膏熔點的區(qū)域。其主要目的是焊盤、焊料球及元件引腳上的氧化物被除去,整個電路板的溫度達(dá)到平
90、衡。應(yīng)注意的是SMA上所有元件在這一段結(jié)束時應(yīng)具有相同的溫度,否則進(jìn)入到回流段將會因為各部分溫度不均產(chǎn)生各種不良焊接現(xiàn)象。</p><p><b> 4.回流段</b></p><p> 在這一區(qū)域里加熱器的溫度設(shè)置得最高,使組件的溫度快速上升至峰值溫度。在回流段其焊接峰值溫度視所用焊膏的不同而不同,一般推薦為焊膏的溶點溫度加20-40℃。對于熔點為183℃的63
91、Sn/37Pb焊膏和熔點為179℃的Sn62/Pb36/Ag2焊膏,峰值溫度一般為210-230℃,再流時間不要過長,以防對SMA造成不良影響。理想的溫度曲線是超過焊錫熔點的“尖端區(qū)”覆蓋的面積最小。</p><p><b> 5.冷卻段</b></p><p> 這段中焊膏內(nèi)的鉛錫粉末已經(jīng)熔化并充分潤濕被連接表面,應(yīng)該用盡可能快的速度來進(jìn)行冷卻,這樣將有助于得到
92、明亮的焊點并有好的外形和低的接觸角度。 </p><p> 3.3.4 與再流焊相關(guān)焊接缺陷的原因分析</p><p><b> 1. 橋聯(lián)</b></p><p> 焊接加熱過程中也會產(chǎn)生焊料塌邊,這個情況出現(xiàn)在預(yù)熱和主加熱兩種場合,當(dāng)預(yù)熱溫度在幾十至一百度范圍內(nèi),作為焊料中成分之一的溶劑即會降低粘度而流出,如果其流出的趨勢是十分強(qiáng)烈的
93、,會同時將焊料顆粒擠出焊區(qū)外的含金顆粒,在熔融時如不能返回到焊區(qū)內(nèi),也會形成滯留的焊料球。 除上面的因素外,SMD元件端電極是否平整良好,電路線路板布線設(shè)計與焊區(qū)間距是否規(guī)范,阻焊劑涂敷方法的選擇和其涂敷精度等都會是造成橋聯(lián)的原因。</p><p> 2. 立碑(曼哈頓現(xiàn)象)</p><p> 片式元件在遭受急速加熱情況下發(fā)生的翹立,這是因為急熱使元件兩端存在溫差,電極端一邊的焊料完全
94、熔融后獲得良好的濕潤,而另一邊的焊料未完全熔融而引起濕潤不良,這樣促進(jìn)了元件的翹立。因此,加熱時要從時間要素的角度考慮,使水平方向的加熱形成均衡的溫度分布,避免急熱的產(chǎn)生。 </p><p><b> 3. 潤濕不良</b></p><p> 潤濕不良是指焊接過程中焊料和電路基板的焊區(qū)(銅箔)或SMD的外部電極,經(jīng)浸潤后不生成相互間的反應(yīng)層,而造成漏焊或少焊故障。
95、其中原因大多是焊區(qū)表面受到污染或沾上阻焊劑,或是被接合物表面生成金屬化合物層而引起的。因此在焊接基板表面和元件表面要做好防污措施。選擇合適的焊料,并設(shè)定合理的焊接溫度曲線。</p><p> 再流焊接是SMT工藝中復(fù)雜而關(guān)鍵的工藝,涉及到自動控制、材料、流體力學(xué)和冶金學(xué)等多種科學(xué)。要獲得優(yōu)良的焊接質(zhì)量,必須深入研究焊接工藝的方方面面。</p><p> 第4章 電子產(chǎn)品的生產(chǎn)</
96、p><p> 4.1電子產(chǎn)品生產(chǎn)線的設(shè)計</p><p> 4.1.1總體設(shè)計是一項系統(tǒng)工程設(shè)計</p><p> 電子產(chǎn)品的生產(chǎn)線一般可由PCB的插件線、PCB的表面組裝線、調(diào)試線、整機(jī)組裝線等若干條功能各異、相對獨(dú)立的生產(chǎn)線以及器件整形設(shè)備、焊接設(shè)備、提升機(jī)、傳送設(shè)備、包裝機(jī)等自動化專用設(shè)備組成的。每條生產(chǎn)線又是由機(jī)械系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)、工裝夾具、儀器儀
97、表等分系統(tǒng)組成。每個分系統(tǒng)又可分為若干個子系統(tǒng),如機(jī)械系統(tǒng)由線體單元、動力裝置、傳輸裝置、張緊裝置等組成;電控系統(tǒng)由動力供電、控制電路、計算機(jī)控制等硬件及相應(yīng)的軟件所組成。因此,電子產(chǎn)品的生產(chǎn)線的設(shè)計是一項系統(tǒng)工程。</p><p> 建設(shè)電子產(chǎn)品的生產(chǎn)線系統(tǒng),不僅要按照產(chǎn)品的工藝要求及其相應(yīng)的約束條件,合理安排生產(chǎn)過程的不同階段、環(huán)節(jié)、工序,使其在時間、空間上平衡銜接、緊密配合,構(gòu)成一個協(xié)調(diào)的整體,生產(chǎn)出所需
98、要的產(chǎn)品,同時還應(yīng)該滿足可靠性、維修性、安全性、可行性等的一系列指標(biāo)。這是一項技術(shù)性、綜合性很強(qiáng)的創(chuàng)造性工作,需要進(jìn)行總體的協(xié)調(diào)、綜合的優(yōu)化和有條不紊的組織管理,才能完成這項工作。運(yùn)用系統(tǒng)工程的原理和方法,對于合理規(guī)劃、設(shè)計和管理生產(chǎn)線系統(tǒng)建設(shè)的全過程,是十分必要的。</p><p> 生產(chǎn)線的設(shè)計工作不同于設(shè)計某些零件或部件,而是一項系統(tǒng)工程設(shè)計。生產(chǎn)線的設(shè)計一般可分成三個設(shè)計階段。</p>&
99、lt;p> (1)方案設(shè)計階段:包括建立功能結(jié)構(gòu)和建立工程系統(tǒng)的概念。主要是定性設(shè)計。</p><p> ?。?)草圖設(shè)計階段:包括初步草圖和尺寸草圖。在這個階段,定量設(shè)計的比例逐步加大。</p><p> ?。?)詳細(xì)設(shè)計階段。</p><p> 整個設(shè)計過程要分解為彼此相互銜接的一系列程序和步驟,每個步驟的設(shè)計工作都要根據(jù)一定的信息或數(shù)據(jù)輸入,進(jìn)行某項
100、特定內(nèi)容的設(shè)計,得到不同的輸出結(jié)果;再對結(jié)果進(jìn)行評定,以便核實該結(jié)果是否滿足要求;若不能滿足,則應(yīng)當(dāng)進(jìn)行修改。</p><p> 4.1.2總體設(shè)計過程的研究</p><p> 生產(chǎn)線設(shè)計的關(guān)鍵在于總體設(shè)計??傮w設(shè)計合理,即使局部結(jié)構(gòu)設(shè)計或某臺設(shè)備、儀器有問題,總可以在使用過程中逐步改進(jìn)和完善。若總體設(shè)計不合理,將會長期影響企業(yè)的生產(chǎn)和管理,甚至影響到廠房設(shè)計和動力設(shè)計的合理性,從而造
101、成難以挽回的人力、物力和財力的損失。所以,總體設(shè)計的結(jié)果從質(zhì)的方面決定了生產(chǎn)線設(shè)計的固有水平,是生產(chǎn)線設(shè)計中最重要的環(huán)節(jié)。</p><p> 在生產(chǎn)線系統(tǒng)總體設(shè)計的過程中,本質(zhì)的工作是:分析與綜合。分析是把整個系統(tǒng)分解為若干個便于處理的單元,按照一定的邏輯推理順序,得到對系統(tǒng)全面的描述;綜合則是經(jīng)過多目標(biāo)決策和多方案優(yōu)選,按照一定條件確定整個系統(tǒng)各個單元的最佳組合。</p><p>
102、以下應(yīng)用系統(tǒng)工程方法,對電子產(chǎn)品生產(chǎn)線的設(shè)計過程進(jìn)行具體分析。</p><p> 4.1.3 方案設(shè)計階段的工作</p><p> 在這一階段,以某種社會需求提出的任務(wù)要求和相應(yīng)的約束條件作為系統(tǒng)的輸入,而輸出是經(jīng)過處理后的系統(tǒng)技術(shù)性能參數(shù)和基本方案。在方案設(shè)計階段,重點工作是對影響生產(chǎn)線方案設(shè)計的諸因素之間的關(guān)系加以詳盡的分析權(quán)衡,并按照一定的邏輯推理順序綜合出最優(yōu)的方案。<
103、/p><p> ?。?)明確任務(wù)要求和約束條件</p><p> 電子產(chǎn)品生產(chǎn)線的任務(wù)是工程建設(shè)方針、產(chǎn)品大綱、產(chǎn)品流程等,約束條件是投資總額、環(huán)境、能源條件等。不同的生產(chǎn)線系統(tǒng),其任務(wù)要求和約束條件的具體內(nèi)容各不相同。</p><p> ?。?)分析任務(wù)要求和約束條件</p><p><b> 1)工程建設(shè)方針</b>
104、</p><p> 電子產(chǎn)品生產(chǎn)線的工程建設(shè)方針:依據(jù)工程規(guī)模、投資總額、建設(shè)周期、自動化程度及企業(yè)的長遠(yuǎn)規(guī)劃等要素確定。</p><p> 工程規(guī)模:通常用電子產(chǎn)品的年產(chǎn)量來衡量生產(chǎn)線的工程規(guī)模。確定工程規(guī)模時,要依據(jù)產(chǎn)品的市場情況、投資數(shù)量、元器件供應(yīng)、建筑面積、動力容量、技術(shù)力量等因素確定。</p><p> 投資總額:它是總體設(shè)計中考慮的首要因素,并對
105、其它因素起到制約的作用,要“量財辦事”。實際上,在影響國內(nèi)電子產(chǎn)品生產(chǎn)線的建設(shè)的主要矛盾中,投資不足仍然是主要的問題。</p><p> 建設(shè)周期:目前,在我國投產(chǎn)一條大型電視機(jī)生產(chǎn)線,若產(chǎn)品暢銷,一般能夠在短期內(nèi)就可以收回投資。所以,要分析影響建設(shè)周期的各種因素,力爭縮短時間。</p><p> 自動化程度:自動化程度標(biāo)志著生產(chǎn)線的水平。自動化程度高,不僅可以節(jié)省人力,而且是提高產(chǎn)量
106、、保證質(zhì)量的重要途徑。但自動化程度要受到投資總額和建設(shè)周期的限制。</p><p> 長遠(yuǎn)規(guī)劃:從適應(yīng)產(chǎn)品發(fā)展的角度出發(fā),要求生產(chǎn)線的轉(zhuǎn)產(chǎn)適應(yīng)能力越廣越好,但不適當(dāng)?shù)財U(kuò)大適應(yīng)能力,又會造成經(jīng)濟(jì)上的浪費(fèi)、生產(chǎn)周期的延長和技術(shù)上的困難。在設(shè)計的時候,要把當(dāng)前需要、市場預(yù)測以及企業(yè)的發(fā)展方向結(jié)合起來統(tǒng)籌考慮。</p><p><b> 2)產(chǎn)品大綱</b></p&
107、gt;<p> 根據(jù)產(chǎn)品的品種及產(chǎn)量確定產(chǎn)品大綱。</p><p> 產(chǎn)品品種:包括產(chǎn)品的型號、尺寸和規(guī)格。選擇合適的對象產(chǎn)品,是保證生產(chǎn)線實用性和先進(jìn)性的重要環(huán)節(jié)。如果產(chǎn)品的工藝落后且不具有普遍性和代表性,設(shè)計出來的生產(chǎn)線就不可能具有先進(jìn)性和適用性。產(chǎn)品尺寸決定了生產(chǎn)線的基礎(chǔ)設(shè)計尺寸。</p><p> 產(chǎn)品產(chǎn)量:年產(chǎn)量、日產(chǎn)量、班制、有效工作時間等,是計算生產(chǎn)節(jié)拍的
108、依據(jù)。</p><p><b> 3)產(chǎn)品流程</b></p><p> 產(chǎn)品流程包括工藝流程和材料流程。</p><p> 工藝流程:生產(chǎn)線服務(wù)于產(chǎn)品工藝,它首先要滿足產(chǎn)品的工藝要求,并在這個前提下擴(kuò)大適應(yīng)能力,增加通用性。生產(chǎn)線的設(shè)計者應(yīng)該詳細(xì)了解產(chǎn)品的工藝過程,并繪制產(chǎn)品的工藝流程圖,以它作為設(shè)計主要工作線的依據(jù)。</p>
109、;<p> 材料流程:這是設(shè)計成套部件供給線、成品入庫線等輔助輸送線的依據(jù)。</p><p><b> 4)環(huán)境條件</b></p><p> 建設(shè)生產(chǎn)線的環(huán)境條件不僅包括廠房條件(面積、形狀和廠房所在的地理位置),還要考慮生產(chǎn)過程可能出現(xiàn)的對環(huán)境的污染及其治理。</p><p> 廠房條件:這是限制產(chǎn)品產(chǎn)量的重要因素。為
110、有效地利用廠房面積,合理布置生產(chǎn)線,要同時考慮廠房的形狀。例如,窄長的廠房適合于布置直線或平行排列的線體,短而寬的廠房適合于布置環(huán)狀繞行的線體,多層廠房適合于布置垂直升降、立體排列的線體等。另外,廠房地板、天花板結(jié)構(gòu)、樓板的承載能力、各種預(yù)埋管線的位置、電梯位置、尺寸、噸位等也直接影響生產(chǎn)線的安裝。廠房內(nèi)的水源、廁所、更衣室等設(shè)施與生產(chǎn)作業(yè)人員有關(guān),這些都是在設(shè)計生產(chǎn)線時必須考慮的因素。電子產(chǎn)品生產(chǎn)線對廠房的地理位置沒有特殊要求,可以建
111、設(shè)在人口稠密的城市街區(qū)。但若晝夜連續(xù)開工,夜深人靜之際,空氣壓縮機(jī)和排風(fēng)機(jī)所產(chǎn)生的噪聲也會導(dǎo)致“擾民”問題。</p><p> 環(huán)境污染及其治理;對于建設(shè)電子產(chǎn)品生產(chǎn)線來說,可能產(chǎn)生的工業(yè)污染較小,但也必須注意焊接過程產(chǎn)生的廢氣排放、清洗設(shè)備產(chǎn)生的廢水回收。</p><p><b> 5)能源條件</b></p><p> 建設(shè)生產(chǎn)線的能
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