1、1 1 1 1第3章 现代电子装联质量因素的控制3.1 概述概述3.2 人员的管理人员的管理3.3 设备的管理设备的管理3.4 材料的管理材料的管理3.5 工艺的管理工艺的管理3.6 环境的管理环境的管理2 2 2 2现代电子装联是根据电路设计要求，将多个元器件安装在印刷电路板等电路基板上，从而形成板卡级的电路模块或功能组件的过程。它是以表面组装技术为主，又包含部分通孔插装技术的制造过程。按照SIPOC(SUPPLIER-INPUT-PROCESS-OUTPUT-CUSTOMER)模式，现代电子装联过程如图3.1所示。3.1 概概 述述3 3 3 3图3.1 现代电子装联过程4 4 4 4在电
2、子装联过程中，产品质量受到人(Man)、机(Machine，机器)、料(Material，材料)、法(Methods，方法)、环(Environment，环境)这5方面因素的影响，它们的质量状态将传递表现为电子装联的质量状况：(1)人：有资格能胜任工作的人员(包括人员对质量的认识、技术熟练程度、身体状况等)。(2)机：必需的机器设备(包括设备、测试仪器、制造工装的精度和维护保养状况等)。(3)料：能保证合格质量的必要物料(包括元器件、PCB、工艺材料的成分、物理性能、化学性能、工艺性能等)。5 5 5 5(4)法：质量形成过程中的质量作业文件(包括制造工艺、制造工装选择、操作规程、测量方法等)
3、。(5)环：合适的生产环境(包括工作地的温度、湿度、照明和清洁条件等)。基于现代电子装联的特点，对质量影响因素的控制是其质量管理的核心内容，目的就是通过控制在诸多质量影响因素下制造过程产生的波动，使制造过程产出保持在符合要求的范围内。6 6 6 6现代电子装联与其他制造过程一样，人的因素始终是影响质量的最关键因素。在人、机、料、法、环五大因素中，机由人控制，料由人管理，法由人创建，环由人治理，人在其中占据着主导地位，因此人的因素成为最活跃、最重要的因素，人的素质以及对人的管理是过程质量乃至产品质量的基本保证。3.2 人人员员的的管管理理7 7 7 7人是最关键的因素，也是最不稳定的因素。现代电
4、子装联过程是集多种技术于一体的制造过程，涉及印刷、贴片、焊接等多道关键工序，操作人员的态度、技能、身体/心理状态等都直接影响质量。根据研究发现，一般由操作人员造成误操作的主要原因有质量意识差、操作时粗心大意、不遵守操作规程、操作技能低、技术不熟练以及由于工作简单重复而产生厌烦情绪等。8 8 8 8质量管理以人性化为主，一方面从技术层面上化解人性的弱点，另一方面强调通过对人的管理减少问题的产生。后者主要的管理措施是严把上岗关，加强培训，提高人员素质和技能，通过对人的激励和授权调动人的主动性和积极性。9 9 9 93.2.1 岗位资质岗位资质岗位是指某一段时间内，有一人承担若干项任务并具有一定职务
5、、责任和权利。对于现代电子装联过程来讲，岗位通常指工序岗位，对工序岗位的要求主要是技能要求。人员管理的首要原则是符合岗位要求的人员才能上岗工作。现代电子装联所涉及的人员通常有四类：现场操作人员、现场管理人员、工艺人员和设计人员。(1)现场操作人员的技能要求：接受培训后，能够了解工艺文件要求并贯彻执行；可熟练操作本岗位的设备和设施，并可进行日常维护工作。10101010(2)现场管理人员的技能要求：主持领导班组并监管其执行作业进度；说明操作方法，指导技术问题；掌握进度计划与管理技巧；进行有效的现场质量管理和改进。(3)工艺人员的技能要求：能够应用现代技术进行工艺管理；熟悉工艺文件，以及其所涉及的
6、影响产品质量的设备和设施的操作；能够处理现场异常情况。11111111(4)设计人员的技能要求：了解元器件工艺特性；了解工艺过程和能力；熟悉DFM知识。对于一个岗位的描述，通常是通过岗位说明书的方式进行的。在岗位说明书中，一般需要说明岗位人员应该接受的教育程度、接受的培训、具有的工作技能和工作经验等方面的要求。其描述形式具有多样化的特点，主要包括岗位基本信息、工作目标、职责和权限、具体工作内容、工作的时间特征、工作完成结果和考核标准，以及对教育背景、工作经历和资质的要求。12121212人员能力的确认就是评价岗位人员是否符合岗位的要求。确认评价方式通常分为书面评价和实际操作两方面，即通常所说的
7、应知和应会。书面评价主要包括考试和学习心得的描述；实际操作就是现场演示。岗位资质认证是人员能力确认的一种有效方式。【案例案例3-1】正在生产的某单板在质检时发现有三个插座装反，经回溯发现，该工序操作人员为从其他岗位临时借调人员，没有进行此岗位培训，不具备此岗位上岗资格，从而产生质量问题。131313133.2.2 培训培训组织的质量能力不仅取决于技术能力、组织能力和生产能力，而且更多地取决于人员技能和素质。培训是提高人员素质和技能的一条有效途径。通过培训，可以增强人员的质量意识，提高人员的业务素质和专业技能，最终保证产品质量。培训通常包括以下三个方面的内容：14141414(1)质量意识的培训
8、。质量意识培训是质量培训的首要内容。培训的重点是要求人员理解岗位工作在质量管理体系中的作用和影响，其工作结果对过程、产品甚至信誉的影响，采用何种方法才能为实现与本岗位直接相关的质量目标做出贡献。(2)质量知识的培训。质量知识培训是质量培训的主体内容。15151515(3)专业技能的培训。技能培训是质量培训中不可缺少的重要组成部分。对于设计人员，培训内容主要是电子装联技术知识和DFM知识；对于工艺人员，培训内容主要是电子装联理论、材料知识、检验标准、缺陷及原因分析等知识；对于操作人员，培训内容主要是电子装联知识、操作规范、检验标准等。培训方式是多样化的。针对不同的角色要求掌握的内容不同，在能够区
9、别不同岗位需要的基础上，采取分层施教的原则，对不同层次的对象提出不同的要求、规定不同的内容、编写不同的教材。16161616一般培训是以培训班方式进行的，也可采用“请进来，送出去”、自学、以师带徒等多种方法。培训效果一般可通过考试来评价；参观学习可通过座谈讨论来交流心得体会；还可采用实际演示和撰写读书报告等形式进行总结。17171717【案例案例3-2】某测试员在测试某单板时，没有严格按照工艺要求进行操作。工艺要求是：当对开关进行测试时，在提示“请合上电源开关”这一步后，需等电压值读出显示后才能按“停止”按钮进入下一步测试。实际测试时，该测试员尚未等电压值读出显示，就直接按“停止”按钮进入下一
10、步测试，造成质量问题。后经调查，出现这样的问题是由于师傅教他测试时，该测试员并没有搞懂，由此可见培训的重要性。181818183.2.3 人员激励和授权人员激励和授权通常，教育给人以知识，培训给人以技能，但为了减少人的因素对质量的影响，还需要调动人员的积极性，通过激励和授权使得人员激发出更大的动力，树立明确的质量目标，发挥其内在潜力。因此，组织内部应为员工提供注重人才、注重知识的环境，提供员工内部的发展空间，提供工作创新和改善效率的机会，使其将个人目标和组织目标结合在一起。19191919激励方法通常有领导行为激励、领导方式激励、榜样激励、数据激励、关怀激励、情绪激励、表扬和批评激励等。这些方
11、式的有机结合，使得在外界推动力和吸引力的影响下，员工通过自身的消化和吸收，产生出一种自动力，将组织目标变成个人奋斗目标，从而减少人性弱点导致质量问题的几率。在重视岗位职责的同时，特别要强调给岗位人员充分的授权，使其能主动地做好自己的工作，履行职责。这种授权式的管理，体现了现代管理的重要理念。在规定岗位人员职责和权限时，不仅要做到职责分明，而且应当充分授权，使其足以履行职责。20202020例如丰田公司所创造的精益生产模式就非常重视对人员的授权。在生产过程中，一旦岗位人员发现问题，就可以按亮安灯(ANDON)告警，也可以停线等待问题处理。21212121【案例案例3-3】在测试某单板时，测试员发
12、现虽联机测试通过，但存在单板冒烟的现象。该测试员凭借丰富的测试经验和认真负责的态度，及时将问题反馈给质量工程师，经过分析验证，该单板确实存在设计问题，由此避免了一次质量事故。22222222设备是现场作业的重要工具，也是生产的基本要素之一，更是提高生产效率和质量的重要保证。同时设备还是消除人的因素对质量影响的重要手段，即尽可能采用先进的工具和设备替代人的操作，来消除人的弱点对质量的影响。3.3 设设备备的的管管理理23232323现代电子装联是一门非常依赖设备的技术，随着封装和组装技术的快速发展，设备复杂程度不断提高，设备对电子装联质量的影响日益增强。在现代电子装联中，设备是一个广义的概念。它
13、既指生产加工的设备，例如印刷机、贴片机、回流炉等，也指测试设备，例如AOI等，还包括了工装。设备管理通常包括设备选型和维护，目的是保证满足生产的需要。242424243.3.1 设备的选择设备的选择设备选择是一个复杂和技术难度很高的工作，需要考虑诸多的设备评估因素。为了确保科学性和准确性，一定要有一套科学的设备选择方法。通常选择设备具有如下的过程：(1)制定生产模式。详细了解生产特性，包括产品设计、各产品产能需求、生产批量特性、生产策略、生产排产等方面的综合因素，确保所选择的设备能够符合要求。25252525(2)制定宏观需求。确保全面考虑需求而不只关注技术方面，即要考虑包括投资预算、财务折旧
14、、自动化程度、工艺和质量水平、产能要求等因素，以提供生产线的设计依据。(3)分析经济效益。从设备寿命和制定设备合理折旧期开始，综合生产策略、市场销售预测、设计和制造成本预算，以及对内外加工的比较来评估设备的效益，以决定是否要自己加工、确定投资目标、内外加工比例和产能需求。26262626(4)制定微观需求。根据生产模式和目标指定技术要求指标、采用的工艺以及各工艺工序的技术要求。指标可分为四类：目前必需、目前希望、将来必需、将来希望。评估一般可以考虑设备的功能、可操作性、可靠性、灵活性、生产效率、可维护性、安全性、可扩张性、经济性等九个方面。(5)设计初步生产线。决定生产线支持的工艺路线、各工序
15、的关键功能、性能和自动化程度等因素。27272727(6)评估选择供应商。设备引入和管理离不开与供应商的协助和合作，选择设备时需要考虑供应商的整体情况，即除了设备本身之外，还要考虑供应商的发展方向以及长期合作的意愿和能力。(7)进行详细的技术指标评估。通过与供应商的交流，详细进行设备技术指标的研究和评估。(8)进行详细设计并制定技术指标。确定设备的详细技术指标。28282828(9)进行性能认证。进行关键设备特性的认证。认证的方式可要求供应商提供详细测试方法和结论，或使用样机试验，或到其他单位进行考察、试用等。(10)制定宏观维护计划，更好地评估设备可维护性和维护成本。(11)进行生产线设计和
16、经济效益确认。再次对整个生产线的设计及配置进行经济效益确定。29292929(12)进行商务谈判并制定合约。最终的商务谈判包括一切采购物件以及支援、合作合约。选择设备时有两个重要方面需要关注。一是工艺质量方面，其关键是分清工艺和设备的特性和参数。首先有明确工艺要求，再从工艺要求中推出哪些设备特性参数会影响工艺特性，明确如何设置和控制这些设备特性参数，设置和控制在什么指标上就可以确保良好的工艺。例如，对于焊膏印刷工艺中的填充工序，工艺上要求焊膏经过钢网开口时要有足够的下压力和足够的时间填锡，30303030而设备参数中的刮刀压力、起跑距离、运行速度、下压程度和角度都会影响这一工艺，那么就需要了解
17、各设备参数对填充影响的原理，而后制定一套评估、设置方法。二是生产效率方面，其关键是设备配置必须符合产品和生产模式的特性要求。通常设备制造商都会选择自己定义的参数和方法来描述各自设备的特性，由此带来许多技术指标的定义及测量方法的不一致，为同类设备之间的比较带来困难，也使得使用方和设备方在指标理解上容易产生误解。31313131电子装联行业通过对设备相关参数进行标准化，制定统一的标准来解决这一问题，从而为制造方和使用方之间提供了一个双方可接受的方法。例如，“IPC-9850表面贴装设备性能检测方法”是由IPC于2001年5月正式批准发布的，该标准规定了在给定的检测程序条件下，由被测贴片机将标准器件
18、样本贴装到检测样板上时，光学坐标测量系统测量器件贴装的误偏差，再运用数理统计方法计算得到的标准偏差、平均偏差及机械能力因素。这种方法正确反映了贴片机的自身性能，也成为设备验收与SMT贴装工艺质量控制的有效工具。323232323.3.2 设备的维护设备的维护设备维护对于现代电子装联而言非常重要，适当的工具和科学的维护方法，可以延长设备的使用寿命，保证设备长期保持良好的性能和精度状态，减少修理次数和费用，减少备件和元器件的损耗，提高生产质量和效率，避免设备带来的安全事故和对环境的影响。加强对设备的按级定时维护，是实现设备高效率、高质量运行的唯一保证手段。33333333评价设备运行状态的指标通常
19、有以下两点：(1)完好率。其计算公式为完好率=完好率是指设备处于完好的技术状态。通常要求是：首先设备性能良好，满足生产工艺要求；其次设备运转正常，零部件齐全，安全防护装置良好；再次是原材料等消耗正常，无漏油水气电现象，外观清洁整齐。34343434(2)设备综合效率(OEE)。其计算公式为设备综合效率=时间工作效率性能工作效率合格率100其中，时间工作效率是设备可用时间的百分比，又称为可利用率；性能时间效率是设备相对其设计循环运行的速率，又称为运行效率；合格率是生产出的满足质量规范要求的产品的百分比。设备维护包括设备保养、设备维护和备件管理，设备使用期的管理是设备维护的主要内容。设备保养按保养
20、时间一般有日保养、周保养、月保养和年保养。35353535(1)日(周)保养。日(周)保养是设备保养工作的基础，是主要由设备操作人员自行完成的日常基础性维护清洁工作。(2)月保养。月保养主要是在设备工程师的指导下，由设备工程师和掌握相关技能的技术员及设备操作人员共同完成的一种预防性保养过程，通过发现隐患，更换损坏或即将损坏的部件等，来保持设备良好的运行状态。(3)年保养。年保养主要是以设备工程师为主，在设备供应商的配合下，进行的旨在恢复设备性能、运行精度和可靠性、延缓设备寿命期为目的的维护活动。36363636设备保养按保养程度一般分为三级保养：(1)一级保养。一级保养又称工艺性保养，它以设备
21、操作人员为主，专业维护人员为辅，通过对设备局部进行检查、清洗、更换、调整等，消除设备隐患，延长设备使用寿命，属于日常工作性护理。(2)二级保养。二级保养又称状态性保养，它以设备工程师为主，设备操作人员为辅，通过对设备部分解体检查、修理、清洗、更换、调整等，使设备技术状态全面达到工艺要求，提高设备完好率，延长大修时间。二级保养以保证设备正常运行状态为目的。37373737(3)三级保养。三级保养又称性能性保养，它由专业维护人员对设备主体进行检查、修理、清洗、更换、调整等，使设备主体全面得到维护，防止设备失效。三级保养以恢复设备的核心功能和精度，延长设备使用寿命为目的。现代电子装联涉及包括波峰焊接
22、设备、回流焊接设备、贴片机、锡膏印刷机、贴片胶点胶机、自动光学检测(AOI)、X射线检测等各类设备，企业应针对各类设备的特点和维护需求，建立设备维护规范和详细的维护作业指导书，保证设备维护制度的执行。表3.1为某波峰焊机一级保养内容样例。38383838设备维护根据维护时间和目的可分为以下几种：(1)事后维护。事后维护是指设备发生损坏或故障后才进行修理，这是一种反应式维护，它是被动式的。当设备发生故障后，要及时发现故障，确定故障位置并更换故障部件。(2)预防性维护。预防性维护是指在设备发生故障之前，对可能发生故障的部件提前采取维护措施，预防故障发生。39393939(3)预见性维护。预见性维护
23、是一种基于过程数据，通过预测可能的失效模式，提出防范措施，防止和控制可能的故障发生的一种维护。一般根据设备运行的状态数据进行分析，进而进行维护。相比预防性维护，预见性维护需要较高的维护技术和相应的检测仪器。40404040表表3.1 某波峰焊机一级保养内容样例某波峰焊机一级保养内容样例41414141续42424242备件管理是设备维护的重要内容。关键设备的零部件要能够方便得到，设立备件库时必须考虑备件类型、对设备的影响、使用数量、可测量性、供应商能力以及历史经验等。备件储备程度可作为一个度量备件管理的指标，即可即得备件满足设备维护需要的种类占所有需求备件种类的百分比。一般来说，备件储备程度超
24、过80后，费用增长与储备程度的增长几乎是几何级数的关系。【案例案例3-4】在加工过程中发现单板在回流炉高温区滞留造成单板报废，后经检查，确定该事故原因是回流炉导轨变形所致。此前导轨变形已被发现，但未得到彻底维护。434343433.3.3 设备点检设备点检设备点检是为了维护设备所规定的机能，按照一定的规范或标准，通过直观或检测工具，对影响设备正常运行的一些关键部位的外观、性能、状态与精度进行制度化、规范化的检测。根据操作、维护两方面的经验及设备故障发生状况等，可适当调整点检周期和时间。点检周期包括日常点检、定期点检等形式。点检标准是衡量或判别点检部位是否正常的依据，也是判断该部位是否劣化的尺度
25、。44444444例如，对间隙、温度、压力、流量、松紧度等要有明确的数量标准。点检员根据预先编制好的点检计划表，定时、定标记录,检查记录和处理记录。应定期进行系统分析，对存在的问题进行解析，提出意见。45454545点检制是三位一体的，具有五层防护线。三位一体即是岗位操作员的日常点检、专业点检员的定期点检、专业技术人员的精密点检三者结合起来的点检制度。五层防护线是：第一层防护线为岗位操作员的日常点检；第二层防护线为专业点检员的定期点检；第三层防护线为专业技术人员的精密点检；第四层防护线为对出现的问题进一步通过技术诊断等找出原因及对策；第五层防护线为每半年或一年的精密检测。46464646点检制
26、的特点就是八定，即定人(设立操作者兼职和专职的点检员)、定点(明确设备故障点，明确点检部位、项目和内容)、定量(劣化侧向的定量化测定)、定周期(对不同设备故障点给出不同的点检周期)、定标准(给出每个点检部位是否正常的依据)、定计划(做出作业卡，指导点检员沿规定的路线作业)、定记录(定出固定的记录格式)、定流程(定出点检作业和点检结果的处理程序)。点检制要求如图3.2所示。47474747图3.2 点检制要求484848483.3.4 工装的管理工装的管理工装管理需要关注工装的设计、制造和验证活动，明确工装维护设施与人员，建立对工装的储存、修复、准备、更换、变更、调整、状态及工装文件的控制机制。
27、对于工装来讲，预防维护更换期对于预防故障的发生和质量问题的出现起着决定性的作用，故为了正确确定其维护更换期，工装耗损期的检测和分析就显得很重要。通常工装耗损分析方法有以下几种：49494949(1)直接观察法。直接观察法是指凭人的感官或检测仪器来直接判断故障是否即将发生。它可以通过定期观察来发现，观察间隔频率应随着潜在故障劣化程度的升高而增加。当劣化程度达到规定标准时就应及时进行更换。直接观察法的对象可以是工装本身，也可以是使用工装生产的产品。这种方法是既可靠又最经济的方法，当条件具备时应尽可能采用。(2)故障征候鉴别法。故障征候鉴别法是另一种潜在故障的直接判断方法。故障征候是故障发生前的先兆
28、，当将这种故障征候与预测耗损寿命结合起来时，就可以进行比较准确的判断。50505050(3)寿命统计特性判断法。寿命统计特性判断法是一种分析的判断方法，它依靠对有关部件使用寿命数据的积累，来求得这一部件的寿命统计特性，从而求出部件的预防维护期与故障发生风险之间的定量关系。【案例案例3-5】在生产某单板时，按照工艺要求用托架过波峰，但出现翻锡、不透锡等质量问题，导致停线。后经检查，发现该托架未经过验证却直接在批量生产中使用，即托架设计存在问题。51515151材料是制造过程中最根本和最基础的构成要素，其质量的好坏和是否满足要求，直接影响到最终产品的质量。在现代电子装联中，材料同样是一个广义的概念
29、，它既包括元器件、PCB这类加工材料，也包括焊膏、焊剂这类工艺材料。统计数据表明，许多电子装联质量问题往往是由于所用材料的物理、化学性能存在缺陷而造成的。因此材料质量管理是保证现代电子装联质量的基础。3.4 材材料料的的管管理理52525252材料管理的主要内容是根据实际需要提出适合的材料要求，依据材料要求严把来料检验关，规范进行材料储运以及对供应商的管理。535353533.4.1 材料的要求材料的要求现代电子装联材料包括元器件、PCB、焊膏、焊剂等工艺材料，对这些材料的要求主要有元器件的可焊性、引线共面性、耐热性、使用性能，PCB的尺寸与外观、阻焊膜质量、翘曲与扭曲、可焊性、阻焊膜完整性，
30、焊膏的金属百分比、黏度、粉末氧化均量，焊锡的金属污染量，助焊剂的活性、浓度等多项。目前可遵循的相关标准已开始逐步完善，相关质量标准将在本书第5章中介绍。54545454企业根据产品客户和产品质量要求，以相关标准为基础，结合企业特点与实际情况，针对具体产品对象和具体材料，确定相关检验项目和方法，并将其形成规范化的质量管理程序与文件，在质量管理活动中严格执行。55555555【案例案例3-6】某供应商的电源连续出现批量高温外壳变形问题，经调查后发现该供应商未按照材料规格书要求生产，而使用自定规格生产，造成严重质量问题。【案例案例3-7】一种18 PIN底部连接器过回流炉后出现10虚焊且难以修复。后
31、对此批连接器进行可焊性和共面性测试，发现材料可焊性良好，但存在共面性不良，从而造成焊接缺陷率高。56565656【案例案例3-8】某单板合格率仅有76，经分析，发现问题与一BGA芯片有关。经过分析验证，证明该芯片锡球氧化严重，材料质量不合格。575757573.4.2 材料的检验材料的检验有合格的材料才能有合格的产品，因此材料检验是保障产品可靠性的重要环节，它不仅是保证电子装联质量的基础，也是保证产品可靠性的基础。随着现代电子装联技术的发展和对电子装联密度、性能、可靠性要求的不断提高，现代电子装联对材料质量的敏感度和依赖性都在加大，材料检验成为电子装联质量控制的重要手段。58585858材料质
32、量检验分为入库检验和出库使用前检验。入库检验的主要目的是根据订货合同和相关材料性能指标约定，通过检测判断材料合格与否。出库使用前检验的主要目的是根据材料的使用性能要求，对已经库存一段时间的材料进行是否超过储存期、是否有质量变异情况发生等方面的质量问题进行检测和鉴别。59595959材料检验方法包括感官检验、器具检验和试用性检验三类。感官检验是指利用人的感官作为测试工具对材料质量进行评价的检验，主要用于对产品的外形、颜色、伤痕、气味等直观和外观内容的定性检验。器具检验是指利用仪器、量具、检验设备等检测工具，应用物理或化学方法对产品质量特性进行的检测。试用性检验是指通过实际使用来鉴别材料质量或特性
33、的检验。现代电子装联常用材料的常规检验方法如表3.2所示。60606060表表3.2 现代电子装联常用材料的检验方法现代电子装联常用材料的检验方法61616161续表 62626262【案例案例3-9】生产某单板时，由于轻触开关引脚过短导致无法生产而停线，经查原因为质检时对该批物料引脚长度漏检。636363633.4.3 材料的储运材料的储运在企业内部物流过程中和把成品交付到预定的地点期间，应对材料的符合性提供以下防护：(1)储运过程的防护性标志明晰，以利执行。(2)根据材料特点、使用要求、搬运方式和储存要求，采用适宜的包装材料和方法进行包装，以防止搬运和储存时受损。(3)对外露部分可能的伤害
34、采取预防性措施，对易燃、易爆、有毒、有害物质和对人、对环境安全有影响的材料，制定严格的保护控制程序。64646464(4)仓库条件符合材料存储环境要求，材料存储按照产品标识、防护要求或防护标志，提供适宜的储存场所，标识清楚、完好，材料码放整齐，便于查找。(5)定期检查库存材料情况，检查库存材料的周期。(6)确保材料先进先出，减少超过储存有效期的风险，提高库存周转率。65656565【案例案例3-10】某电源模块过回流炉后全部短路，问题原因是该物料采用特殊工艺制成，应采用真空包装防潮，但仓储按照普通物料储存，物料在储存过程中吸湿，之后直接上线生产，产生严重质量问题。66666666表面组装和通孔
35、插装是现代电子装联主要的两个技术性很高的制造过程，这两个制造过程质量的高低直接影响到作为过程产品的印刷电路板组件质量的高低，而这两个过程的实施又都是按照工艺要求来组织的。因此，从过程角度看，产品的制造过程也就是产品的制造工艺过程，工艺是保证现代电子装联质量的基础。从技术角度看，工艺是指导、组织制造的技术依据，是产品制造的技术手段，工艺是保证现代电子装联质量的手段。3.5 工工艺艺的的管管理理67676767工序是形成工艺过程的基本环节，工序质量的总和构成了整个工艺过程的质量，从而决定了制造产品的质量。因此，工序质量是工艺管理的核心。对于现代电子装联过程而言，质量管理在某种程度上就是工艺管理，加
36、强工艺管理成为提高现代电子装联质量的前提。686868683.5.1 关键工序关键工序关键工序是指对产品质量起决定性作用的工序，它主要是质量特性形成的工序，也是生产过程中需要严密控制的工序。如图3.3所示，SMT有锡膏印刷、贴片和回流焊三个关键工序。统计数据表明，印刷缺陷大致占64，贴片与再流焊工艺相关缺陷占15，元器件缺陷占6。为了有效地控制质量，每个关键工序后都设立质量控制点，对印刷质量、贴片质量和焊接质量进行监控，而对过程则通过工序关键因素的管理来保证质量。例如，锡膏印刷工序通过锡膏、钢网和印刷机管理来控制，贴片工序通过上料、贴片程序、贴片机管理来控制，回流焊工序通过温度曲线设置和管理来
37、控制。69696969图3.3 SMT关键工序及控制点70707070关键工序质量控制的基本要求是实施全过程的控制，其要点如下：(1)生产现场使用的技术文件必须是现行有效的文件，并要做到正确、完整、统一、清晰，文实相符。(2)转入工序的器材、元器件必须具有合格证明文件或标志，代用器材、元器件必须具有按规定办理的审批文件。(3)工序使用的设备、工装、计量器具等必须符合工艺规范的要求，并具有有效期内的合格证书或合格标志。71717171(4)操作、检验人员必须熟悉和掌握工序的技术要求，具备岗位资质要求，并严格遵守工艺纪律。(5)工作场地的环境条件，产品存放、周转、运输等控制都应符合技术文件要求和有
38、关规章制度及标准的规定。【案例案例3-11】用X射线检查某手机主板时发现BGA短路现象严重，经分析确定原因是锡膏印刷偏离焊盘所致。727272723.5.2 工艺流程与工艺文件工艺流程与工艺文件通常，工艺流程就是产品的制造过程。一个好的产品的生产过程绝不能随心所欲，必须要按照一定的规范标准来实施。这一规范标准就称为工艺。好的工艺能够充分地保证产品的质量，提高工作的效率。工艺文件是描述工艺流程的规范化文档，其形式包括工艺规程、工艺卡、工艺过程卡和工序卡等。(1)工艺规程。工艺规程是通用的某类工艺过程，它是编写某类工艺文件的指导性技术文件，一般有行业标准或企业标准。73737373(2)工艺过程卡
39、。工艺过程卡是规定工序顺序的文件，它将一个工艺过程分解为若干子过程(工序)，用来指导安排生产计划、调度。(3)工艺卡。工艺卡详细规定工艺的具体技术要求、所用设备和工装、应控制的工艺参数及操作注意事项，规定了完整工艺过程和对各工序的要求。(4)工序卡。工序卡规定了某个工序的操作要求，即“一序一卡”，常伴有图示。74747474工艺文件要求做到工艺流程制定正确，工艺基准选择合理，工艺参数选择适当并力求优化，设备选择合理，精度要求适当，达到正确性、完整性和统一性的要求，保证操作标准化、标准规范化、规范可视化。图3.4为SMT焊膏印刷工艺指导卡样例。75757575图3.4 SMT焊膏印刷工艺指导卡样
40、例76767676当工艺初次应用，设计、材料、工艺方法和使用设备等有更改时，需要对工艺流程和方法进行验证。验证的目的是确保生产条件能够保证生产出符合要求的产品，获取高质量、高效率的生产工艺条件。首件验证是一种常用方式，需要建立验证流程，验证时需要具有验证作业指导书。77777777【案例案例3-12】某单板的测试不良率几乎达100，经分析原因发现，该单板加工采取“手贴装配”的工艺流程，在手贴工序因依赖操作人员经验而无法保证焊接质量。后改为“贴片装配”工艺流程，问题解决，此为工艺选择不当的问题。【案例案例3-13】某单板工艺文件中要求使用A和B模具压接X1、X2、X3插座，但实际压接模具为C和D
41、，此为工艺文件错误的问题。787878783.5.3 工艺纪律工艺纪律工艺纪律是在生产过程中有关人员应该遵守的工艺秩序，是企业为维护工艺的严肃性、保证工艺的贯彻执行、建立稳定的生产秩序、确保产品加工质量和生产安全而制定的某些具有约束性的规定。工序操作人员必须执行工艺，否则就难以满足质量要求。作为操作者，只有按规定的工艺方法作业的义务，没有不执行的权利。即使工艺方法存在问题，操作者也只有提出的义务。为此，必须加强工艺纪律的管理，定期或不定期地进行监督和检查，同时设立工艺文件要求不当的反馈机制。79797979【案例案例3-14】某单板在质检时发现有三个位号插座多插，而又有三个位号插座漏插。问题原
42、因是生产时操作人员未严格按照工艺文件要求进行，而凭经验操作，导致批量质量事故。【案例案例3-15】某单板在质检时发现X位号上飞线批量焊接错误，问题原因是助拉看错工艺要求，而操作人员又没有核对工艺，造成批量质量事故。80808080【案例案例3-16】某单板侧拨编码开关全部插反，问题原因是工艺要求可操作性不强，在加工过程中，操作人员已经发现此问题并存在异议，但未及时反馈和确认，仍按自己的理解操作，造成批量质量事故。818181813.5.4 过程监控过程监控进行制造过程监控是为了判断过程是否有能力确保其输出符合质量要求，一方面要适时提供过程运行的信息，另一方面要及时采取措施，确保过程受控，以免出
43、现不可接受的不合格状态。过程监控的方式通常有以下几种：(1)监视。当过程难以用参数表达和测量，或为深入探究过程时，一般只能采取监视的方法，例如评审、按控制计划检查、质量体系内部审核和过程审核等，这种监视只能定性。82828282(2)测量。当过程可以用参数表达时，适当采取测量过程的参数及其变化规律的方法，可以保证过程输出的符合性。例如，对再流焊炉温进行温度测量。(3)控制。当过程运行异常，出现偏离预期目标的趋势时，需要采取措施加以控制，进行调整或自动反馈补偿等。过程监控需要保证适时性和可操作性，立足现场，重在识别异常。监控应能够随时反映出过程的状况，所采取的监控方法具有可操作性，应在生产现场或
44、准现场实施，专注于是否出现异常情况。83838383对工序产品进行检验是过程监控的一个重要手段。工序检验的目的在于尽早发现工序中的不合格品，尽早采取措施，防止它流入下一工序，避免造成后续的损失。工序检验必须严格遵从检验文件的规定，工序检验人员的素质和责任心要强，不合格品例外放行要经过批准。84848484工序检验的方式通常有以下几种：(1)首(末)件检验。首件检验是指对每天、每班、每批生产件的第一件产品或设备、工装发生变化后的第一件产品进行全面的重要特性检验，确保首件为合格品，以免引起批量质量报废。这种检验一般由操作人员进行并标识，然后由专检人员复验。(2)自检。自检是指操作人员在完成工序作业
45、后，对所制造的产品进行检查。(3)互检。互检是指下道工序操作人员对于前道工序的输出半成品是否符合本工序的输入要求所做的检查。85858585(4)巡检。巡检是指检验员按一定频度和数量对本班生产的各工序产品进行巡回抽查。(5)放行检验。放行检验是指当产品形成了一个检验批，通过全数或抽样检验，按检验文件规定的批质量判定规则，确定该批产品可否放行的检验。【案例案例3-17】某单板X1位号上的三极管被错装在X2位号上，问题原因是未执行首检要求，就进行生产所致。86868686工作环境是工作时所处的一组条件，包括物理的(热、光、电、气等)、社会的(法律、法规和社会对工作条件的认知等)、心理的(良好的工作
46、气氛等)和外部环境(温度、湿度、空气清洁度、噪声等)。这些条件的提出可确保产品符合所需的要求，同时工作人员的人身安全和健康也能得到保障。环境管理的关键是确保环境要求，维护现场状态。3.6 环环境境的的管管理理87878787现代电子装联设备是高精度的机电一体化设备，涉及多种类型的材料，设备和工艺材料对环境的清洁度、湿度、温度都有一定的要求，为了保证设备正常运行和组装质量，对工作环境有以下要求：(1)工作环境必须把安全生产放在第一位。由于电子装联设备一般采用联线安装的方式，因而生产线的长度较长。例如，一条高速SMT线全长达2535m。地面的负荷相对较为集中，因而对厂房地面的承重能力有较高的要求。
47、通常建议厂房地面的承载能力不小于7.5 kN/m2，甚至10 kN/m2。88888888如果地面承载能力过低，则在设备安装使用一段时间后，地面容易产生变形或裂缝，影响设备运行的可靠性和加工的精确度。89898989(2)生产现场配备的动力电源应是充裕而安全的。电子装联设备一般使用压缩空气和电源动力作为双重动力，对气电的配合要求较为严格。再流焊机、波峰焊机均是大用电量设备，要充分考虑到它们的启动、关机对其他用电设备所造成的冲击。电力配置系统采用三相五线制是最为安全的。电网供电质量不高将可能对生产设备造成损坏，在一些电网电压波动较为严重的地区，应当为设备装备交流稳压电源，在设备电源接线时应注意三
48、相电源负荷的均衡性。90909090(3)电子装联设备要求使用清洁而干燥的压缩空气。作为动力源的压缩空气不仅应当在压力、流量等参数上满足设备的技术要求，而且应在进入机器之前将气体中所含有的水气、油、灰尘以及其他杂质滤除干净。(4)电子装联设备在运行时会产生一定幅度的振动，尤其是大型高速贴装时，对厂房引起的振动更为明显。振动应控制在70dB以内，最大值不应超过80dB。太大的振动不仅不利于厂房结构的安全，干扰其他设备仪器的操作，也会使操作人员产生不适的感觉。91919191(5)明亮整洁的厂房有助于员工全神贯注地工作，也有助于对生产质量的保证。对于生产现场，照明度建议不低于300lx(距地面高度
49、800mm处测量)。对于一些要求照明更好的工区，可以安装局部照明。贴片胶、焊锡膏等一些工艺辅助材料都应当在一定的温度范围内使用，以便保持其特定的特殊性能和良好的工艺性。在冬季供暖的季节，或在夏季使用空调的情况下，都必须注意向厂房内注入一定比例的新鲜空气，必要的新风量应能提供足够的氧气，满足室内人员的呼吸要求，以维持正常的生理活动。92929292(6)在电子装联过程中，需要使用无水乙醇、助焊剂等一类溶剂和其他一些易燃物品，在生产区和库房的防火安全是必需的。厂房的设计、施工和大型技术改造项目的实施，都应当经过消防部门的评审。对贵重物品、元器件的保管和贵重产品的生产，不仅要制定有效的安全管理措施，
50、对生产区也要把安全防盗作为一个很重要的内容加以考虑。93939393(7)静电安全防护的重要性已经被越来越多的人所认识。严格地说，整个电子装联现场应当符合静电安全工作区标准。在生产区域不仅要配备各种必需的静电防护器材，还要对有关人员经常进行静电防护知识的教育，使其自觉遵守静电防护工艺规程。生产和工作场地应设计有良好的接地系统，应采用三相五线接地法并独立接地。厂房地面应具备防静电性能，或铺防静电地垫。94949494(8)电子装联现场噪声主要成分为机械噪声，并伴有部分空气动力性噪声，因此大多可采用隔声、吸声的措施进行降噪处理。厂房的吊顶采用吸声能力较强的材料，将有利于减少噪声的反射。电子装联大部
