展亞鴿
摘要:?為了提高電子裝配工藝編制效率, 改善工藝管理狀況, 對電子裝配工藝設計過程中用到的通孔組裝工藝(THT)和表面貼裝工藝過程進行優(yōu)化管理。綜合以上存在的問題,決定對波峰煌參數(shù)設計實施優(yōu)化,對錫膏厚度實施統(tǒng)計過程控制,預防缺陷的產(chǎn)生。
關鍵詞:電子裝配;表面貼裝;優(yōu)化管理
電子裝配的兩大要素是元器件和裝配工藝,同時還涉及:電子學原理、電子電路、焊接原理(包括潤濕原理、毛細原理、流體學原理、分子擴散原理等等)等理論和技術。而電子裝配的關鍵工藝則是改進電子產(chǎn)品質量的切入點,其中最基本的裝配工藝是通孔組裝工藝和表面貼裝工藝。前者采用通孔組裝元器件和波峰焊;后者采用表面組裝元器件(SMC/SMD)和回流焊;同時使用THT和SMT稱為混裝電子裝配的兩大要素是元器件和裝配工藝,同時還涉及:電子學原理、電子電路、焊接原理(包括潤濕原理、毛細原理、流體學原理、分子擴散原理等等)等理論和技術。
電子技術的發(fā)展日新月異, 元器件尺寸越來越小、種類越來越多,由此帶來電子裝配技術的高密度、集成化。電子裝配所涉及的知識將更多,同時隨著市場競爭的越來越激烈,電子設備結構復雜與改型快的矛盾、預研與實際生產(chǎn)之間的矛盾也將表現(xiàn)地更加突出。
而電子裝配的關鍵工藝則是改進電子產(chǎn)品質量的切入點,其中最基本的裝配工藝是通孔組裝工藝(through hole technology,?THT )和表面貼裝工藝(surface mounted technology?SMT)。前者采用通孔組裝元器件(THC)和波峰焊;后者采用表面組裝元器件(SMC/SMD)和回流焊;同時使用THT和SMT稱為混裝。六西格瑪管理要求實施的主要管理者能夠熟悉掌握該行業(yè)的生產(chǎn)流程,現(xiàn)結合通孔組裝工藝(THT)即通孔組裝元器件,將電子元件的引腳插人印刷電路板(PCB)預置的通孔中,再進行焊接,組成具有特定功能的電子電路。其基本流程是:插裝—波峰焊一整理一檢測一返修
其中,插裝可以使用自動插件機,也可以使用人工手插的方式。在THT工藝中,波峰焊工藝是影響元器件焊接質量的關鍵工藝。波峰焊是將熔融的液態(tài)焊料 ,在焊料槽液面形成特定形狀的焊料波峰,把預先插裝了元器件的PCB置于傳送鏈上,經(jīng)過某一特定的角度及浸入深度穿過焊料波峰,從而實現(xiàn)元器件轉端/引腳與PCB轉盤之間焊接的過程。波峰焊的工藝流程為:夾具一上板一涂布助焊劑一預熱1 —預熱2—過波峰焊接一冷卻一卸板。波峰焊使PCB板上大量焊點的自動化焊接成為可能,極大的提高了工作效率。
表面貼裝工藝(SMT)是目前電子組裝行業(yè)里最流行的一種技術和工藝;SMT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%??煽啃愿?、抗振能力強。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。SMT的基本工藝流程為:絲?。ɑ螯c膠)一貼裝一回流焊接(固化)一整理一檢測一返修。通孔組裝工藝(THT)和表面貼裝工藝(SMT)是電子組裝工藝中的兩個重要的工藝過程。在通孔組裝工藝中,波峰焊機的轉接質量對產(chǎn)品質量有顯著的影響。而在表面貼裝工藝中,錫膏印刷的質量對產(chǎn)品質量有顯著的影響。
結合某電子裝配型企業(yè)的實際情況,我們發(fā)現(xiàn)問題主要有以下兩個方面:
一方面,THT工藝當中,波峰焊的焊接PPM值過高,產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因是
由于參數(shù)設置沒能結合產(chǎn)品的不同進行優(yōu)化。另一方面,SMT工藝當中,錫膏印刷的厚度無法不能達到標準要求,厚度值時常波動,由于錫膏厚度的波動導致了產(chǎn)品的焊接質量的下降。綜合以上存在的問題,決定對波峰焊參數(shù)設計實施優(yōu)化,對錫膏厚度實施統(tǒng)計過程控制,預防缺陷的產(chǎn)生。與此同時對相關的測量儀器進行了測量系統(tǒng)分析。
六西格瑪分析與改進的基礎是真實可靠的數(shù)據(jù),所以測量儀器的能力對六西格瑪中的質量工具應用有著重要的意義。在六西格瑪應用之前,應該對測量儀器的準確度和精確度做出合理客觀的評價。而在電子裝配型企業(yè)中,常遇到數(shù)據(jù)樣本前后無法保持一致的問題,給測量系統(tǒng)分析工作帶來的麻煩。典型的測量系統(tǒng)分析中,所測量的對象多為零件尺寸、長度、厚度等,對它們的重復測量,測量對象是固定不變的。但是在某些情況下,測量者必須在某個時間內對不同的樣本進行測量,因為隨著生產(chǎn)的進行,測量樣本是動態(tài)變化的(比如波峰焊錫爐中的錫水,隨著時間的推移,錫爐中錫水是在逐漸減少的),此時測量條件對于所有的測量者來說并不是完全相同的,即在每種測量者X測量條件的組合下可以重復測量的樣本是不斷變化的。
樣本不一致的測量條件在電子裝配型企業(yè)中都可能遇到,在其他行業(yè)也可能遇到類似的問題,所以針對這類測量系統(tǒng)分析方法的分析研究,在實際應用中具有重要的參考價值。在測量系統(tǒng)分析的工作中只要能準確把握測量系統(tǒng)中的因子個數(shù),各因子之間的交叉或嵌套的關系,并適當利用統(tǒng)計軟件建立一般線性模型,計算各方差分量,最終給定評價指標,即可客觀評價測量系統(tǒng)的能力。
人們對電子產(chǎn)品追求微型化、薄型化、更高性能等要求永無止境,現(xiàn)有裝聯(lián)工藝技術終極發(fā)展對此有些無能為力,未來 電子元氣件、封裝、安裝等產(chǎn)業(yè)將發(fā)生重大變革,將由芯片封裝安裝→再到整機的由前決定后的垂直生產(chǎn)鏈體系,轉 變?yōu)榍昂蟊舜酥萍s的平行生產(chǎn)鏈體系, 工藝技術路線也必將 作出重大調整,以適應生產(chǎn)鏈的變革;PCB、封裝和器件將融 合成一體,傳統(tǒng)的使用機械鑿刻(通過化學反應)最終達到非 常小尺度的工具不再有優(yōu)勢。 電子裝聯(lián)工藝技術逐漸放棄以 往的工具、技術和模型,最終將沿著分子生物學的線索走向分 子水平。
參考文獻
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