陸海娟　陳益紅

我公司坐落在于基礎(chǔ)設(shè)施齊全的現(xiàn)代化制造生產(chǎn)基地——天津南開區(qū)都市工業(yè)園區(qū)內(nèi)，具有現(xiàn)代化的廠房和設(shè)備，擁有11條先進的SMT生產(chǎn)線體，5條自動化插裝生產(chǎn)線，17條自動化測試線體，具有大規(guī)模生產(chǎn)SMT/THT混裝工藝板卡的能力。多年來，我們憑借“創(chuàng)新、務(wù)實、追求卓越”的企業(yè)精神，走質(zhì)量效益型道路，公司于1996年通過ISO9002質(zhì)量體系認證。我們的總體目標是通過不斷的質(zhì)量改進，降低不良率，讓所有的客戶滿意。在長期的生產(chǎn)加工過程中我們與國際公司MOTOROLA建立了長期穩(wěn)定的合作關(guān)系，為ESG事業(yè)部提供加工服務(wù)。

我們生產(chǎn)的主要產(chǎn)品是手機鋰離子電池保護板，鋰離子電池較為“嬌氣”，若在充電過程中充電電壓高于規(guī)定電壓，充電電流就會超過規(guī)定電流；或在放電過程中有過大的放電電流；如果電池放電到終止放電電壓還繼續(xù)放電，就會損壞電池甚至使之報廢。電池保護板是鋰電池的控制中心，對鋰電池的安全性起著至關(guān)重要的作用，質(zhì)量要求非常嚴格，這就對我們的生產(chǎn)提出很高的要求，特別是SMT生產(chǎn)線。

手機鋰離子電池保護板的BN系列產(chǎn)品，在新產(chǎn)品試制的初期MOTOROLA設(shè)計部門對供應(yīng)商的加工工藝提出了新的更加嚴格的要求--先分斷后測試，PCM供應(yīng)商要完成對產(chǎn)品TAB的掰平工藝（更好的保證PCM最終FCT測試的穩(wěn)定性，使后線電池組裝工藝的安全性與穩(wěn)定性得到進一步提提升）。這對于一直沿用傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝流程加工手機鋰離子電池保護板的我們來說是一個很大的挑戰(zhàn)。

正常情況下我們是按照MOTOROLA發(fā)送給我們的新品文件進行正常生產(chǎn)前的一系列準備：BOM的整理、貼片程序的編寫、爐溫曲線的調(diào)試設(shè)定、測試夾具的制作、測試代碼的編寫、網(wǎng)板及相關(guān)工裝夾具的設(shè)計制作等。其中值得注意的是，之前我們的測試是在產(chǎn)品分斷前進行的。這也就意味著我們這次所要更改的不僅僅是后線生產(chǎn)中使用的分斷夾具還包括后續(xù)測試中使用的正板FCT測試夾具。如何滿足MOTOROLA 的要求呢？我們進行了一系列的試驗。

首先，我們要更改原有分斷夾具的基本功能。我們之前使用的分斷夾具只是完成對產(chǎn)品工藝邊的分斷。針對MOTOROLA提出的要求，我們的分斷夾具在實現(xiàn)將產(chǎn)品的工藝邊分斷的同時，需將產(chǎn)品上的TAB完成從90度到0度的折彎。出于成本考慮，我們準備在原有夾具的基礎(chǔ)上，更改其從屬部件--分斷小盒的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)對最終產(chǎn)品的分斷掰平工序。目前我們使用的就是2個簡單的固定夾板來實現(xiàn)對分斷夾具中產(chǎn)品的夾持，輔助完成對產(chǎn)品工藝邊的分斷切割。原工藝流程：我們的操作順序是將測試結(jié)束后的PCB放入到分斷小盒中，在將分斷小盒放入到分斷夾具中，壓下銀白色的壓桿，在沖刀的作用下就可以完成工藝邊的切割分斷。而MOTOROLA對BN產(chǎn)品的要求是在完成對PCB工藝邊分斷的同時完成對TAB從90度到0度的折彎過程。我們從機械分斷的先后性及可行性上進行了系列的分析，最終得出結(jié)論：

為了確保產(chǎn)品在分斷中受到的應(yīng)力最小，對TAB的折彎要放在對工藝邊的切割分斷以后。理由是將放有PCB的分斷小盒放到機械分斷夾具中進行分斷的的時候，只有豎直向下施加作用力， PCB板所受到的反作用力對板子的焊接影響才會是最小狀態(tài)（當在PCB的工藝邊上施加向下的剪切作用力時，PCB板本身受到一個與作用力反方向的力，在這個力的作用下板子有向上弓起的趨勢，但由于分斷小盒在夾具中的放置處兩端有限位鎖死機構(gòu)，阻止了板子在剪切力的反作用力下的彎曲變形，更有利于保證產(chǎn)品的焊接質(zhì)量）。如果我們在完成TAB的折彎工序之后，再按照上面的作用力方向進行工藝邊的切割分斷的話，已經(jīng)折成0度的TAB會再次回到90度。所以我們決定將對TAB的折彎工藝放在工藝邊的切割分斷以后。

完成了工藝順序的確定，我們開始針對分斷小盒專用結(jié)構(gòu)進行系列試驗。要實現(xiàn)分斷工藝邊后對TAB的折彎，我們嘗試著將分斷小盒下面的2個側(cè)支撐板做成可以活動的機構(gòu)（在小盒進行切割分斷工藝邊的時候，2個支撐板是純粹的支撐作用，輔助完成對PCB工藝邊的切割分斷；當完成對PCB工藝邊的切割分斷以后，在相關(guān)輔助機構(gòu)的作用下2個側(cè)支撐開始側(cè)滑動作為實現(xiàn)對TAB的展平折彎工序。）我們經(jīng)過數(shù)次改造完成了對分斷夾具及分斷小盒底部結(jié)構(gòu)的設(shè)計制作 。詳細結(jié)構(gòu)請參考下圖：

上圖的綠色虛線部分是可以向兩邊打開的，這兩部分之間是通過導(dǎo)向桿和彈簧連接在一起的。它的工作原理是：

當上圖中分斷夾具的刀具（藍色）部分在氣缸的作用下，進行切割PCB工藝邊的流程的時候，銅材分斷小盒的兩個可打開部分在彈簧的拉力作用下保持閉合狀態(tài)；當?shù)毒咄瓿蓪CB工藝邊的切割分斷以后，刀具在氣缸的帶動下恢復(fù)原位，同時出動微動開關(guān)分斷夾具底部氣缸開始工作：2個錐形頂針在氣缸的作用下向上頂起，剛好與銅材分斷小盒上的兩個導(dǎo)向柱楔形切口接觸，由于銅材分斷小盒兩端的可動部分是通過彈簧邊接的，在擠壓力的作用下，2擋板同時向外打開將TAB展平，動作結(jié)束后底部氣缸恢復(fù)原位，錐形頂針同時復(fù)位，這時銅材小盒上的連接2個擋板的導(dǎo)向柱失去了頂針的擠壓力，在彈簧的作用下恢復(fù)原位，完成對PCB的分斷掰平工藝。

這樣我們就解決了分斷夾具同時實現(xiàn)了對PCB工藝邊分斷和TAB展平的問題。下一個要考慮的就是：如何使用整板測試夾具完成對分斷掰平后的PCB的測試。

在該產(chǎn)品上PCB的測試點只有保證測試針都準確的扎在相應(yīng)的測試點上才能準確的完成對產(chǎn)品的測試。

由于之前我們是整板測試，不存在對單拼產(chǎn)品的測試定位問題。但在MOTOROLA要求更改后線測試的工藝流程后，如果我們還希望對產(chǎn)品進行高效的連續(xù)性測試的話，就需要更改測試夾具的結(jié)構(gòu)并設(shè)計制作新的工裝，它既能在分斷夾具上輔助產(chǎn)品的分斷掰平，同時在測試夾具上又具有準確定位的作用。朝著這個思路方向，我們進行了系列試驗。最終設(shè)計制作了分斷小盒的另一半結(jié)構(gòu)。

為了保證分斷掰平后能夠準確的對產(chǎn)品進行高效連續(xù)性FCT測試，我們使用電木材料制作了小盒。按照整板PCB的間隔尺寸，在電木小盒的相應(yīng)位置鑲嵌金屬銷子，結(jié)合在單拼產(chǎn)品金塊測試點位置的開孔，來完成對測試時產(chǎn)品的定位處理。這樣當我們使用電木小盒和銅材質(zhì)小盒配合完成產(chǎn)品的分斷掰平以后，就可以直接將盛放有分斷掰平以后產(chǎn)品的電木小盒放入到測試夾具中，開始對產(chǎn)品進行最終的電性能測試。

經(jīng)過一系列的試驗分析，我們終于完成了上述從單純的機械式分斷夾具到電氣一體化分斷掰平測試一體化夾具的改進與完善。我們的設(shè)計思路得到了MOTOROLA公司得認可與好評，由于我廠是最先完成該項工藝流程改進的供應(yīng)商，我們拿到了MOTOROLA產(chǎn)品BN系列的訂單。由于該PCB分斷、掰平、測試電氣一體化夾具的使用，改變了公司原來的機械式、人員密集型的工作模式，原來2條線體6名操作員可以生產(chǎn)合格產(chǎn)品8000EA/班，現(xiàn)在只需要3名操作員就可以生產(chǎn)12000EA/班。該工裝夾具的使用有效地降低了分斷工位的勞動強度，顯著地提高了生產(chǎn)線體的工作效率。

作者簡介

陸海娟（1978-）女，工程師，本科，籍貫：江蘇，研究方向：電子、自動化。