本科毕业论文-电子产品生产中的质量问题

毕业设计（论文）报告（论文）题目电子产品生产中的质量问题作者所在系部电子工程系作者所在专业电子工艺与管理作者所在班级作者姓名作者学号指导教师姓名完成时间北华航天工业学院教务处制摘要本文从设计、工艺、生产、检测等方面分析了电子产品中的质量问题，并对相应的质量控制程序和技术要求进行了分析，从而达到质量控制的目的。产品的质量是电子制造业永恒的主题。要保证电子组件的质量，真正体现电子产品小型化、高可靠的优点，则需要针对其设计、工艺、生产、检测过程的各个环节提出并实施质量控制的程序、方法和技术要求，从而保证电子产品的质量问题。质量管理是做好产品的重要环节，随着SMT向精细化方向发展，元器件越来越小，测试也越来越力不从心，只有踏踏实实做好质量管理，形成良好的工作作风，严谨、科学、循序渐进，在每一个环节确保产品质量,才能达到生产要求。关键词表面组装技术生产优化质量控制目录电子产品中的质量问题1第1章电子产品的质量111质量112产品生产及全面质量管理1121全面质量管理概述1122电子产品生产过程中的几个阶段2123电子产品生产过程的质量管理2第2章电子产品的可靠性521电子产品的可靠性522可靠性5211寿命5222失效率6223电子整机的可靠性结构6224生产过程的可靠性保证7第3章表面组装质量管理931一些关于SMT的基础知识9311SMT的特点9312为什么要用表面贴装技术9313SMT组装工艺与组装系统9314SMT组装质量与组装故障9315组装故障产生原因1032外观质量验收的相关标准10321IPC概述10322IPC610C焊接可接受性要求1133SMT生产中的印刷、贴装、回流11331SMT生产中的印刷11332SMT生产中的贴装13333SMT生产中的回流15334与再流焊相关焊接缺陷的原因分析16第4章电子产品的生产1841电子产品生产线的设计18411总体设计是一项系统工程设计18412总体设计过程的研究18413方案设计阶段的工作19414初步设计阶段的工作21第5章电子产品的检验2351检验工作的基本知识2352验收试验2353电子整机产品的老化和环境试验25致谢28参考文献29电子产品中的质量问题第1章电子产品的质量11质量根据ISO840294,质量被定义为“反映实体ENTITY满足明确或隐含需要的能力的特性总和。”从这个定义中可以看出，质量就其本质来说是一种客观实物具有某种能力的属性。电子产品的质量，主要可以分为功能、可靠性和有效度三个方面。111电子产品的功能这里所说的功能，是指产品的技术指标，它包括以下五个方面的内容。1性能指标电子产品实际能够完成的物理性能或化学性能，以及相应的电气参数。2操作功能产品在操作时是否方便，使用是否安全。3结构功能产品的整体结构是否轻巧，维修、互换是否方便。4外观是指整机的造型、色泽和包装。5经济性产品的工作效率、制作成本使用费用、原料消耗等。112有效度电子产品的有效度，表示产品能够工作的时间与其寿命（产品能够工作和不能工作的时间之和）的比值。它反映了产品能够有效地工作的效率。用一个最通俗的例子来说，“三天打鱼，两天补网”，这张渔网的有效度就是60。假如某种电子产品的有效度只能达到这样的水平，它肯定是不受欢迎的。12产品生产及全面质量管理电子工业飞速发展，近几年电子产品更新换代的速度之快有目共睹。企业要生存、发展，只有不断采用新技术，推出新产品并保持其高质量、高可靠性，才能使产品具有竞争力。要做到这一点，企业在产品的整个生产过程中必须推行全面质量管理。121全面质量管理概述国家标准GB/T658394ISO840294质量管理与质量保证术语中对全面质量管理下的定义是“一个组织以质量为中心，以全员参与为基础，目的在于通过顾客满意和本组织所有成员及社会受益而达到长期成功的管理途径”。具体地说，全面质量管理就是企业以质量为中心，全体职工及有关部门积极参与，把专业技术、经营管理、数理统计和思想教育结合起来，建立起产品的研究、设计、生产作业、服务等产品质量形成全过程质量环的质量体系，从而有效地利用人力、物力、财力、信息等资源，以最经济的手段生产出顾客满意的产品，使企业及其全体成员以及社会均能受益，从而使企业获得成功与发展。122电子产品生产过程中的几个阶段电子产品生产是指产品从研制、开发到商品售出的全过程。该过程应包括设计、试制、批量生产三个主要阶段，而每一阶段又有不同的内容。1设计生产出适销对路的产品是每个生产者的愿望。因此，产品设计应从市场调查开始，通过调查了解，分析用户心理和市场信息，掌握用户对产品的质量性能需求。经市场调查后，应尽快制定出产品的设计方案，对设计方案进行可行性论证，找出技术关键及技术难点，并对设计方案进行原理试验，在试验基础上修改设计方案并进行样机设计。2试制产品设计完成后，进入产品试制阶段。试制阶段应包括样机试制、产品的定型设计和小批量试生产三个步骤。即根据样机设计资料进行样机试制，实现产品的设计性能指标，验证产品的工艺设计，制定产品的生产工艺技术资料，进行小批量生产，同时修改和完善工艺技术资料。3批量生产开发产品的最终目的是达到批量生产，生产批量越大，生产成本越低，经济效益也越高。在批量生产的过程中，应根据全套工艺技术资料进行生产组织。生产组织工作包括原材料的供应、组织零部件的外协加工、工具装备的准备、生产场地的布置、插件、焊接、装配调试生产的流水线、进行各类生产人员的技术培训、设置各工序工种的质量检验、制定产品试验项目及包装运输规则、开展产品宣传与销售工作、组织售后服务与维修等。123电子产品生产过程的质量管理在全面质量管理中，应着力于生产过程中的质量管理，主要反映在下述各个阶段。1产品设计与质量管理产品设计是产品质量产生和形成的起点，设计人员应着力设计完成具有高性价比的产品，并根据企业本身具有的生产技术水平来编制合理的生产工艺技术资料，使今后的批量生产得到有力保证。产品设计阶段的质量管理。为今后制造出优质、可靠的产品打下了良好的基础，产品设计阶段的质量管理应该包括如下内容。（1）广泛收集整理国内外同类产品或相似产品的技术资料，了解其质量情况与生产技术水平；对市场进行调查，了解用户需求以及对产品质量的要求。（2）根据市场调查资料，进行综合分析后制定产品质量目标并设计实施方案。产品的设计方案和质量标准应充分考虑用户需求，尽量替用户考虑，并对产品的性能指标、可靠性、价格定位、使用方法、维修手段以及批量生产中的质量保证等进行全面综合的策划，尽可能从提出的多种方案中选择出最佳设计方案。（3）对所选设计方案中的技术难点认真分析，组织技术力量进行攻关，解决关键技术问题，初步确定设计方案。（4）把经过试验的设计方案，按照适用可靠、经济合理、用户满意的原则进行产品样机设计，并对设计方案作进一步综合审查，研究生产中可能出现的问题，最终确定合理的样机设计方案。2产品试制与质量管理产品试制过程包括完成样机试制、产品设计定型、小批量试生产三个步骤。产品试制过程的质量管理应包括如下内容。（1）制定周密的样机试制计划，一般情况下，不宜采用边设计、边试制、边生产的突击方式。（2）对样机进行反复试验并及时反馈存在的问题，对设计与工艺方案作进一步调整。（3）组织有关专家和单位对样机进行技术鉴定，审查其各项技术指标是否符合国家有关规定。（4）样机通过技术鉴定以后，可组织产品的小批量试生产。通过试生产、验证工艺、分析生产质量和验证工装设备、工艺操作、产品结构、原材料、环境条件、生产组织等工作能否达到要求，考察产品质量能否达到预定的设计质量要求，并进一步进行修正和完善。（5）按照产品定型条件，组织有关专家进行产品定型鉴定。（6）制订产品技术标准、技术文件，健全产品质量检测手段，取得产品质量监督检查机关的鉴定合格证。3产品制造与质量管理产品制造过程的质量管理是产品质量能否稳定地达到设计标准的关键性因素，其质量管理的内容如下。（1）各道工序、每个工种及产品制造中的每个环节都需要设置质量检验人员，严把质量关。严格做到不合格的原材料不投放到生产线上，不合格的零部件不转下道工序，不合格的成品不出厂。（2）统一计量标准，并对各类测量工具、仪器、仪表定期进行计量检验，保证产品的技术参数和精度指标。（3）严格执行生产工艺文件和操作程序。（4）加强操作人员的素质培养。（5）加强其他生产辅助部门的管理。上述内容只是企业全面质量管理中的一部分，由于产品质量是企业各项工作的综合反映，涉及到企业的每一个部门，这里不再详述。第2章电子产品的可靠性21电子产品的可靠性电子产品的可靠性是与时间有关的技术指标，它是对电子系统、整机和元器件长期可靠而有效地工作能力总的认识。可靠性又可以分为固有可靠性、使用可靠性和环境适应性三个内容。（1）固有可靠性产品在使用之前，由确定设计方案、选择元器件及材料、制作工艺过程所决定的可靠性因素，是“先天”决定的。（2）使用可靠性产品在使用中会逐渐老化，寿命会逐渐减少。使用可靠性是指操作、使用、维护、保养等因素对其寿命的影响。（3）环境适应性电于产品的使用环境，与其在制造时的生产环境有很大差别。环境适应性是指产品对各种温度、湿度、振动、灰尘、酸碱等环境因素的适应能力。22可靠性通俗地说，电子产品的可靠性是指它的有效工作寿命。不能完成产品设计功能的产品，就谈不上质量；同样，可靠性差、经常损坏的产品，也是不受欢迎的。211寿命电子产品的寿命，是指它能够完成某一特定功能的时间，是有一定规律的。在日常生活中，电子产品的寿命可以从三个角度来认识。第一，产品的期望寿命，它与产品的设计和生产过程有关。原理方案的选择、材料的利用、加工的工艺水平，决定了产品在出厂时可能达到的期望寿命中。例如，电路保护系统的设计、品质优良的元器件、严谨的生产加工和缜密的工艺管理，都能使产品的期望寿命加长；反之，会缩短它的期望寿命。第二，产品的使用寿命，它与产品的使用条件、用户的使用习惯和是否规范操作有关。使用寿命的长短，往往与某些意外情况是否发生有关。例如，产品在使用的时候，供电系统出现意外情况，产品受到不能承受的震动和冲击，用户的错误操作，都可能突然损坏产品，使其使用寿命结束。这些意外情况的发生是不可预知的，也是产品在设计阶段不予考虑的因素。第三，产品的技术寿命。IT行业是技术更新换代是最快的行业。新技术的出现使老产品被淘汰，即使老产品在物理上没有损坏、电气性能上没有任何毛病，也失去了存在的意义和使用的价值。例如，十几年前生产的计算机，也许没有损坏，但其系统结构和配置已经不能运行运行今天的软件。IT行业公认的摩尔（GORDONMOORE）定律是成立的，它决定了产品的技术寿命。222失效率对于电子元器件来说，把寿命结束称为失效。电子元器件在任一时刻具有正常功能的概率用可靠度函数来描述TRDTETR式中是电子元器件的失效率函数。T假设电子整机产品在生产以前，已经对所有元器件进行了使用筛选，元器件的失效率是一个小常数，则它的可靠度为TER其预期的寿命计算公式为/1DTTTF电子元器件的失效一般还可以分成两类一类是元器件的电气参数消失，如二极管被击穿短路，电阻因超载而烧断等，这种失效引起的整机故障一般叫做“硬故障”；另一类是随着时间的推移或工作环境的变化，元器件的规格参数发生改变，如电阻器的阻值发生变化，电容器的容量减小等，这类失效引起的整机故障一般称为“软故障”。软故障是比较难于排除的整机故障。223电子整机的可靠性结构电子整机产品是由许多元器件按照一定的电路结构组成的。同样，整机的可靠性取决于元器件的寿命及其可靠性结构。最常见的可靠性结构有串联结构和并联结构。串联结构系统由N个元器件所组成，任一个元件的失效都会引起整个系统的失效，这样的结构叫做串联结构。如图11（A）所示。并联结构系统由N个元器件组成，当N个元件全部失效后，整个系统才失效，这样的结构叫做并联结构（见图11（B）。需要注意的是，可靠性结构的串、并联与电路中的串、并联不同。以LC并联谐振回路为例（见图93），它的可靠性结构应该是一个串联结构，只要LC之中任一个元器件失效，电路就会停止工作。电子元器件的特点是，并联会使参数发生改变，其中任一个元器件失效，电路的外部特性都会发生变化。所以，电子产品的可靠性并联结构一般是指整机的并联，多用于军事系统或有很高可靠性要求的系统中。图11可靠性结构对于一般民用电子产品，它的可靠性结构是一个全部元器件的串联系统。图12电路的并联与可靠性的串联224生产过程的可靠性保证产品可靠性高低是衡量产品质量的一个重要标志。随着电子技术的发展和电子产品电路及结构的日趋复杂，对电子产品可靠性要求也越来越高。以前，对可靠性研究的主要内容是如何设计和制造出故障少、不易损坏的产品；而今，可靠性技术已形成一门综合性技术，日益受到企业的重视，其内容已发展到情报技术、管理技术以及维护性技术等三个方面。生产过程的可靠性是可靠性技术的一个重要方面。它对提高产品的可靠性起着非常重要作用。下面将分别介绍产品设计、产品试制、产品制造等方面的可靠性保证。1产品设计的可靠性保证（1）进行方案设计时应综合考虑产品的性能、可靠性、价格三方面的因素。不可过分追求高指标的技术性能，也不可因低成本而牺牲可靠性，同时应充分考虑产品维修与使用条件的变化。（2）进行样机方案设计时，应该做到1）最大限度的减少零件数量，尽量使用集成电路、组合电路等先进元器件，简化实现电路原理的手段，力求最简单的结构；2）对整机中可靠性较低的元器件和零部件部位，可采用将电子元器件降额使用，提高安全系数；而机械零部件采用多余度使用，使零部件在整机中多重结合，当其中一个损坏以后，另一个仍能维持工作等技术手段提高可靠性；3）尽量采用成熟的标准电路、标准零部件等，避免使用自制或非标准元器件、零部件；4对设计方案反复进行审查。2产品生产中的可靠性保证一个精良的产品设计，若缺乏高品质的元器件和原材料，缺乏先进的生产方式和工艺。或缺乏一流技术水平的生产工人和工程技术人员等，都可能使产品的可靠性下降。在生产过程中必须采取强有力的可靠性保证体系，使生产可靠性得到保证。生产过程的可靠性保证应从人员、材料、方法、机器等方面获得。（1）人员的可靠性人员是获得高可靠性产品的基本保证，因此操作人员应具有熟练的操作技能和兢兢业业的敬业精神。生产企业应对各岗位上的人员持证上岗，不具备条件者，不能上岗。（2）材料的可靠性对材料供货单位必须经严格考查比较后才能进行选择。生产元器件、零部件的厂家必须经过质量认证，未经鉴别、试用，不得轻易更换供货单位。所供材料必须进行测试、筛选，关键材料应进行老化筛选及早剔除那些早期失效的元器件。（3）外协单位的可靠性许多整机生产企业的零部件是通过外协加工完成的。整机生产企业应对协作单位进行实地考查，了解其人员素质、工艺技术水平、设备工装等。必要时可派专人对协作单位进行质量监督与现场指导。（4）生产设备的可靠性生产线上的工具、检测设备，必须具备满足产品要求的精度，并有专门部门和人员负责定期检查、维护。（5）生产方法的可靠性生产线上尽可能使用自动化专用设备，尽量避免手工操作；严格执行工艺路线，不能随意更改生产工艺；坚持文明生产，保持工作场地整齐、清洁、宽敞、明亮、温度适宜、噪声小；严格遵守生产进度计划，避免加班加点突击任务；在生产过程中，要严格推行质量管理。（6）坚持文明生产，保持工作现场整齐、清洁、宽敞、明亮、温度适宜、噪声小。（7）严格执行工艺路线，不得随意更改。（8）严格遵守生产进度计划，避免加班加点突击任务。（9）在生产过程中，要严格推行质量管理。第3章表面组装质量管理31一些关于SMT的基础知识311SMT的特点组装密度高、电子产品体积小、重量轻，贴片元件的体积和重量只有传统插装元件的1/10左右，一般采用SMT之后，电子产品体积缩小4060，重量减轻6080。可靠性高、抗振能力强。焊点缺陷率低。高频特性好。减少了电磁和射频干扰。易于实现自动化，提高生产效率。降低成本达3050。节省材料、能源、设备、人力、时间等。312为什么要用表面贴装技术电子产品追求小型化，以前使用的穿孔插件元件已无法缩小，电子产品功能越完整，所采用的集成电路IC已无穿孔元件，特别是大规模、高集成IC，不得不采用表面贴片元件。产品批量化，生产自动化，厂方要以低成本高产量，出产优质产品以迎合顾客需求及加强市场竞争力。电子元件的发展，集成电路IC的开发，半导体材料的多元应用，电子科技革命势在必行。313SMT组装工艺与组装系统SMT有单面和双面组装等表面组装方式，与之相应有不同的工艺流程。其主要工艺技术有印刷、贴片、焊接、清洗、测试、返修等，其主要组装设备有焊膏丝网印刷机、贴片机、再流焊炉、清洗设备、测试设备以及返修设备等。一般以丝网印刷机、贴片机、再流焊炉等主要设备组成SMT生产线，进而与其他设备一起组成SMT产品组装生产系统。SMT产品组装生产系统简称为SMT组装系统。由于在SMT及其产品的发展历程中，同时并存着在PCB上完全组装SMC/SMD（被称为全表面组装）、表面组装与插装混合组装、只在PCB的单面或在双面都组装等多种产品组装形式，SMT组装系统的概念与之相应也具有广义性。实际生产中，往往将包含插装工艺与设备在内的混合组装生产系统也称为SMT组装系统。314SMT组装质量与组装故障SMT组装质量是SMT产品组装质量的简称，是对SMT产品组装过程与结果所涉及的固有特性满足要求程度的一种描述。它泛指在采用SMT进行电子电路产品组装过程中的组装设计质量、组装原材料质量（元器件、PCB、焊锡膏等组装材料）、组装工艺质量（过程质量）、组装焊点质量（结果质量）、组装设备质量（条件质量）、组装检测与组装管理质量（控制质量）等质量设计、检测、控制、和管理的行为与结果。它以所组装的SMT产品是否满足其特定设计要求为衡量标准，其内容涉及SMT及其组装设计、组装材料、组装工艺、组装设备、组装系统、组装环境、技术人员等各个方面。SMT产品组装质量不良从器件故障、运行故障、组装故障三类主要故障中反映出来。其中，器件故障主要是指由于元器件质量问题而引起的故障，如元器件性能指标超出误差范围、坏死或失效、错标型号引起的错位贴装、引脚断缺等。运行故障是指产品不能正常工作，但又不是器件故障和组装故障引起的。一般是由于设计上的问题造成的，如时序配合故障、误差积累故障、PCB电路错误故障等。组装故障是指由于组装工艺中的问题而造成的故障，如焊锡桥连短路、虚焊短路、错贴或漏贴器件等等。315组装故障产生原因SMT产品组装过程主要由丝网印刷涂敷焊膏、贴片机贴片、再流焊炉焊接、清洗、检测等工序组成。组装故障的隐患几乎分布于组装工序的各个环节。1焊膏涂敷工序的影响焊膏涂敷/印刷工序对产品组装质量的影响主要有以下几个方面焊膏材料质量、焊膏印刷厚度、焊膏印刷位置精度、印刷网板质量、焊膏印刷过程的参数的影响。2贴片工序的影响SMC/SMD通过贴片机进行组装时，对组装质量最重要的影响因素是贴装压力即机械性冲击应力。因为大多数SMC/SMD均使用氧化铝陶瓷做成，应力过大将使其产生微裂。直接影响产品可靠性能。3焊接工序的影响再流焊对SMC/SMD的影响主要是焊接时的热冲击，操作时必须设定可靠的升温工艺以减少热冲击应力。另外，若焊接工艺设定和前工序控制质量达不到规定要求，将会导致SMC/SMD的“曼哈顿”等不良现象的产生。32外观质量验收的相关标准321IPC概述IPC是美国的印制电路行业组织，起源于1957年9月成立的印制电路协会（IPCINSTITUTEOFPRINTEDCIRCUITS）。IPC不但在美国的印制电路界有很高的地位，而且在国际上也有很大的影响。目前，全世界多数国家都采用IPC标准，或参照IPC标准。它制定的标准绝大部分已被采纳为ANSI标准（美国国家标准组织）其中部分标准被美国国防部（DOD）采纳，取代相应的MIL标准（美国军用规范）。在IPCA610C文件中，将电子产品分成1级、2级、3级，级别越高，质检条件越严格。这三个级别的产品分别是1级产品，称为通用类电子产品。包括消费类电子产品、某些计算机及其外围设备和以使用功能为主要用途的产品；2级产品，称为专用服务类电子产品。包括通讯设备、复杂的工商业设备和高性能、长寿命测量仪器等。在通常的使用环境下，这类产品不应该发生的故障；3级产品，称为高性能电子产品。包括能持续运行的高可靠、长寿命军用、民用设备。这类产品在使用过程中绝对不允许发生中断故障，同时在恶劣的环境下，也要确保设备的可靠的启动和运行。322IPC610C焊接可接受性要求根据物理学对润湿的定义，焊点润湿是最佳状态为焊料与金属界面间的润湿角很小或为零。润湿不能从表面外观判断，它只能从小的或零度的润湿角的存在与否判断。如果焊锡合金在起始表面未达到润湿一般认为是不润湿。所有焊接目标都是具有明亮、光滑、有光泽的表面，通常是在待焊物件之间的呈凹面的光滑的外观和良好的润湿。过高的温度可能导致焊锡呈干枯状。焊接返工应防止导致另外的问题产生，以及维修结果应满足实际应用的可接受标准。33SMT生产中的印刷、贴装、回流331SMT生产中的印刷随着表面贴装技术的快速发展，在其生产过程中，焊膏印刷对于整个生产过程的影响和作用越来越受到生产者的重视，焊膏印刷技术是采用已经制好的网板，用一定的方法使丝网和印刷机直接接触，并使焊膏在网板上均匀流动，由掩模图形注入网孔。当丝网拖开印制板时，焊膏就以掩模图形的形状从网孔脱落到印制板相应的焊盘图形上，从而完成了焊膏在印制板上的印刷。完成这个印刷过程而采用的设备就是丝网印刷机。在SMT中,丝网印刷是第一道工序,却是保证SMT产品质量的最重要、最关键的工序。焊膏的使用工艺及注意事项在焊膏使用过程中要注意以下几点1锡膏的使用要确保在保质期内使用，根据各板子的工艺要求选用有铅或无铅的焊膏。在使用前，写下时间、编号、使用者、应用的产品，并密封置于室温下，一定要先回温到相应的使用温度范围内，达到室温时打开瓶盖再搅拌均匀。搅拌后看粘稠度是否适中，方可使用。2开封后，应至少用搅拌机搅拌30S或手工搅拌5MIN，使焊膏中的各成分均匀，降低焊膏的黏度。3当班印刷首块印制板或设备调整后，要对焊膏印刷厚度进行目测，根据所加工的PCB板上的最小焊盘间距调整锡膏印刷厚度，间距小的应适当减小厚度。4置于网板上超过30MIN未使用时，应先用丝印机的搅拌功能搅拌后再使用。5印制板印刷焊膏后应在尽可能短的时间内贴装完，以防止助焊剂等溶剂挥发，原则上不应超过8H，超过时间应把焊膏清洗后重新印刷。6开封后，原则上应在当天内一次用完，超过时间使用期的焊膏绝对不能使用。7印刷时间的最佳温度为253，温度以相对温度4565为宜。温度过高，焊膏容易吸收水汽，在再流焊时产生锡珠。8不要把新鲜焊膏和用过的焊膏放入统一个瓶子内。9生产过程中，对焊膏印刷质量进行100检验，主要内容为焊膏图形是否完整、厚度是否均匀、是否有焊膏拉尖现象。10用过丝网需尽快用无尘布或软刷擦拭干净，以防时间久后锡膏固化后损坏钢网。11在印刷实验或印刷失败后，印制板上的焊膏要求用超声波清洗设备进行彻底清洗并晾干，以防止再次使用时由于板上残留焊膏引起的回流焊后出现焊球。焊膏印刷过程的工艺控制焊膏印刷是一项十分复杂的工艺，既受材料的影响，同时又跟设备和参数有直接关系，通过对印刷过程中各个细小环节的控制，可以防止在印刷中经常出现的缺陷，下面列出了一些常见的印刷不良现象及原因分析1焊膏桥连（1设备原因。设备的参数设置不当，比如印刷间隙过大，使焊膏压进网孔较多，焊膏厚度过高。（2人为原因。长时间不清洁网板，使上一次残留在网孔中的焊膏积累，焊膏干化，清洁后还有少量的焊膏残留等均会造成桥连。（3原材料不良，焊盘比PCB表面低。2焊膏少（1设备原因。开孔阻塞或者部分焊膏黏在网板底部；印刷后脱模时间过短，下降过快使焊膏未能完全粘在焊盘上，少部分残留在网板网孔中或网板底部。（2人为原因。网板长时间不清洁，焊膏干化。（3原材料不良，PCB焊盘污染，使焊锡不能很好的粘在焊盘上。3焊锡渣（1设备原因。网板与PC之间间隙过大，焊膏残留未能及时清除。（2人为原因，网板不干净或清洁后仍有残留。（3原材料不良。基本与其他不良相似。4焊膏厚度不一像这样的不良可能有很多种原因造成，视情况而定，如工作台、网板各不水平，两者前后或左右间隙不等，有可能造成此类情况的不良，调整设备硬件，使其两者水平。332SMT生产中的贴装贴片机是在不对器件和基础板造成任何损坏的情况下，稳定、快速、完整、正确地吸取器件，并快速准确地将器件贴装在指定位置上，目前已广泛应用于军工、家电、通讯、计算机等行业。SMT元件贴装系统正在迅速地进化，特别的焦点在于两个独特的系统特征。第一个与处理所有出现在生产场合的最新包装类型有关，这包括永远在缩小的元件，如球栅列阵BGA、芯片规模包装CSP、倒装芯片FLIPCHIP、等所有这些都必须在生产中贴装。第二个目标是以更有成本效益的方法来完成所有这些元件贴装。贴装成本正成为行业内除了最低产量的实验类环境之外的所有生产的追求目标。贴片机操作注意事项1操作员一定要核对上料的位置，检查FEEDER压片是否盖好，器件所使用的FEEDER是否适合，FEEDER是否上到位等。班组长再确认后方可进行首检试做，目检合格后方可批量生产。在根据上料清单上料对应的同时，要注意有极性件的方向。2生产作业过程中，禁止把手或物伸进贴片机内，取放器件FEEDER等，以防发生意外。3对于防潮器件，如不符合元件要求的湿度，必须放在干燥箱内，按要求烘干，方可使用。4贴装位置检查情况有无错件,有无漏件,有无错位,有无偏差，极性有无错误5对于带状元件注意不能扭转以免损伤元件6进入作业区必须按要求着装，穿防静电服、鞋，戴防护帽、手套、手腕，不穿不符合要求的衣着上岗。7熟悉生产作业流程，严格按生产作业指导书进行操作，对每批产品严格按生产过程控程序进行首检、自检、互检等。8每天对车间各台生产设备及各台面进行擦拭，作业器件当天不用的及时放回原处，保持干净、整洁。要妥善保养设备，按照各设备保养说明切实做保养记录。操作时注意作业安全。提高SMT设备贴装率SMT设备在选购时主要考虑其贴装精度与贴装速度，在实际使用过程中，为了有效提高产品质量、提高生产效率，则如何提高和保持SMT设备贴装率是摆在使用者面前的首要课题。1贴片机常见故障1当出现故障时，建议按如下思路来解决问题1详细分析设备的工作顺序及它们之间的逻辑关系。2了解故障发生的部位、环节及其程度，以及有无异常声音。3了解故障发生前的操作过程。4是否发生在特定的贴装头、吸嘴上。5是否发生在特定的器件上。6是否发生在特定的批量上。7是否发生在特定的时刻。2常见故障的分析（1元器件贴装偏移主要指元器件贴装在PCB上之后，在XY出现位置偏移，其产生的原因如下PCB板的原因1）PCB板曲翘度超出设备允许范围。上翘最大12MM，下曲最大05MM。2支撑销高度不一致，致使印制板支撑不平整。3工作台支撑平台平面度不良。4电路板布线精度低、一致性差，特别是批量与批量之间差异大。5焊锡膏涂布量异常或偏离。导致元件贴装时或焊接时位置发生漂移，过少导致元件贴装后在工作台高速运动时出现偏离原位，涂敷位置不准确，因其张力作用而出现相应偏移。6程序数据设备不正确。2元件丢失主要是指元件在吸片位置与贴片位置间丢失。其产生的主要原因有以下几方面1程序数据设备错误。2贴装吸嘴吸着气压过低。3吹气时序与贴装应下降时序不匹配。4姿态检测供感器不良，基准设备错误。5反光板、光学识别摄像机的清洁与维护。3取件不正常1元件厚度数据设备不正确。2吸片高度的初始值设备有误。3在取件位置编带的塑料热压带没剥离，塑料热压带未正常拉起。4吸嘴竖直运动系统进行迟缓。5贴装头的贴装速度选择错误。6供料器安装不牢固，供料器顶针运动不畅、快速开闭器及压带不良。7编带不能随齿轮正常转动或供料器运转不连续。4随机性不贴片主要是指吸嘴在贴片位置低点是不贴装出现漏贴。其产生的主要原因有以下几方面1PCB板翘曲度超出设备许范围，上翘最大12MM，下曲最大04MM。2支撑销高度不一致或工作台支撑平台平面度不良。3吸嘴部粘有交液或吸嘴被严重磁化。4吸嘴竖直运动系统运行迟缓。5吹气时序与贴装头下降时序不匹配。6印制板上的胶量不足、漏点或机插引脚太长。7吸嘴贴装高度设备不良。5取件姿态不良主要指出现立片，斜片等情况。其产生的主要原因有以下几方面1真空吸着气压调节不良。2吸嘴竖直运动系统运行迟缓。3吸嘴下降时间与吸片时间不同步。4吸片高度或元件厚度的初始值设置有误，吸嘴在低点时与供料部平台的距离不正确。5编带包装规格不良，元件在安装带内晃动。6供料器顶针动作不畅、快速载闭器及压带不良。7供料器中心轴线与吸嘴垂直。333SMT生产中的回流再流焊又称回流焊，它的本意是通过重新熔化预先放置的焊料而形成焊点，焊接过程中不再添加任何额外焊料的一种焊接方法。回流焊流程介绍回流焊加工的为表面贴装的板，其流程比较复杂，可分为两种单面贴装、双面贴装。1单面贴装预涂锡膏贴片（分为手工贴装和机器自动贴装）回流焊检查及电测试。2双面贴装A面预涂锡膏贴片（分为手工贴装和机器自动贴装）回流焊B面预涂锡膏贴片（分为手工贴装和机器自动贴装）回流焊检查及电测试。回流焊注意事项焊接前将炉温设定在一定温度，一般情况下，炉温在开机20分钟后达到恒温（等到绿灯亮）方可把板放入炉中。在焊接过程中禁止打开回流焊上盖；操作时请注意高温，避免烫伤；把要回炉的PCB固定在支架上，再放到传送链条网上；未经许可回流焊程序禁止改动；禁止在回流焊主机上做与工作无关事项；焊接后的PCB目检，判断有无错位，有无立碑，有无桥接，极性，器件位置，虚焊等不良现象。再流焊接工艺再流焊接是表面贴装技术SMT特有的重要工艺，焊接工艺质量的优劣不仅影响正常生产，也影响最终产品的质量可靠性。1温度曲线的建立温度曲线是指SMA通过回流炉时，SMA上某一点的温度随时间变化的曲线。温度曲线提供了一种直观的方法，来分析某个元件在整个回流焊过程中的温度变化情况。这对于获得最佳的可焊性，避免由于超温而对元件造成损坏，以及保证焊接质量都非常有用。一个典型的温度曲线（如图31所示）。图21温度曲线以下从预热段开始进行简要分析。2预热段预热段预热阶段的目的是把锡膏中较低熔点的溶剂挥发走。3保温段保温段是指温度从110150升至焊膏熔点的区域。其主要目的是焊盘、焊料球及元件引脚上的氧化物被除去，整个电路板的温度达到平衡。应注意的是SMA上所有元件在这一段结束时应具有相同的温度，否则进入到回流段将会因为各部分温度不均产生各种不良焊接现象。4回流段在这一区域里加热器的温度设置得最高，使组件的温度快速上升至峰值温度。在回流段其焊接峰值温度视所用焊膏的不同而不同，一般推荐为焊膏的溶点温度加2040。对于熔点为183的63SN37PB焊膏和熔点为179的SN62PB36AG2焊膏，峰值温度一般为210230，再流时间不要过长，以防对SMA造成不良影响。理想的温度曲线是超过焊锡熔点的“尖端区”覆盖的面积最小。5冷却段这段中焊膏内的铅锡粉末已经熔化并充分润湿被连接表面，应该用尽可能快的速度来进行冷却，这样将有助于得到明亮的焊点并有好的外形和低的接触角度。334与再流焊相关焊接缺陷的原因分析1桥联焊接加热过程中也会产生焊料塌边，这个情况出现在预热和主加热两种场合，当预热温度在几十至一百度范围内，作为焊料中成分之一的溶剂即会降低粘度而流出，如果其流出的趋势是十分强烈的，会同时将焊料颗粒挤出焊区外的含金颗粒，在熔融时如不能返回到焊区内，也会形成滞留的焊料球。除上面的因素外，SMD元件端电极是否平整良好，电路线路板布线设计与焊区间距是否规范，阻焊剂涂敷方法的选择和其涂敷精度等都会是造成桥联的原因。2立碑曼哈顿现象片式元件在遭受急速加热情况下发生的翘立，这是因为急热使元件两端存在温差，电极端一边的焊料完全熔融后获得良好的湿润，而另一边的焊料未完全熔融而引起湿润不良，这样促进了元件的翘立。因此，加热时要从时间要素的角度考虑，使水平方向的加热形成均衡的温度分布，避免急热的产生。3润湿不良润湿不良是指焊接过程中焊料和电路基板的焊区铜箔或SMD的外部电极，经浸润后不生成相互间的反应层，而造成漏焊或少焊故障。其中原因大多是焊区表面受到污染或沾上阻焊剂，或是被接合物表面生成金属化合物层而引起的。因此在焊接基板表面和元件表面要做好防污措施。选择合适的焊料，并设定合理的焊接温度曲线。再流焊接是SMT工艺中复杂而关键的工艺，涉及到自动控制、材料、流体力学和冶金学等多种科学。要获得优良的焊接质量，必须深入研究焊接工艺的方方面面。第4章电子产品的生产41电子产品生产线的设计411总体设计是一项系统工程设计电子产品的生产线一般可由PCB的插件线、PCB的表面组装线、调试线、整机组装线等若干条功能各异、相对独立的生产线以及器件整形设备、焊接设备、提升机、传送设备、包装机等自动化专用设备组成的。每条生产线又是由机械系统、电控系统、气动系统、工装夹具、仪器仪表等分系统组成。每个分系统又可分为若干个子系统，如机械系统由线体单元、动力装置、传输装置、张紧装置等组成；电控系统由动力供电、控制电路、计算机控制等硬件及相应的软件所组成。因此，电子产品的生产线的设计是一项系统工程。建设电子产品的生产线系统，不仅要按照产品的工艺要求及其相应的约束条件，合理安排生产过程的不同阶段、环节、工序，使其在时间、空间上平衡衔接、紧密配合，构成一个协调的整体，生产出所需要的产品，同时还应该满足可靠性、维修性、安全性、可行性等的一系列指标。这是一项技术性、综合性很强的创造性工作，需要进行总体的协调、综合的优化和有条不紊的组织管理，才能完成这项工作。运用系统工程的原理和方法，对于合理规划、设计和管理生产线系统建设的全过程，是十分必要的。生产线的设计工作不同于设计某些零件或部件，而是一项系统工程设计。生产线的设计一般可分成三个设计阶段。（1）方案设计阶段包括建立功能结构和建立工程系统的概念。主要是定性设计。（2）草图设计阶段包括初步草图和尺寸草图。在这个阶段，定量设计的比例逐步加大。（3）详细设计阶段。整个设计过程要分解为彼此相互衔接的一系列程序和步骤，每个步骤的设计工作都要根据一定的信息或数据输入，进行某项特定内容的设计，得到不同的输出结果；再对结果进行评定，以便核实该结果是否满足要求；若不能满足，则应当进行修改。412总体设计过程的研究生产线设计的关键在于总体设计。总体设计合理，即使局部结构设计或某台设备、仪器有问题，总可以在使用过程中逐步改进和完善。若总体设计不合理，将会长期影响企业的生产和管理，甚至影响到厂房设计和动力设计的合理性，从而造成难以挽回的人力、物力和财力的损失。所以，总体设计的结果从质的方面决定了生产线设计的固有水平，是生产线设计中最重要的环节。在生产线系统总体设计的过程中，本质的工作是分析与综合。分析是把整个系统分解为若干个便于处理的单元，按照一定的逻辑推理顺序，得到对系统全面的描述；综合则是经过多目标决策和多方案优选，按照一定条件确定整个系统各个单元的最佳组合。以下应用系统工程方法，对电子产品生产线的设计过程进行具体分析。413方案设计阶段的工作在这一阶段，以某种社会需求提出的任务要求和相应的约束条件作为系统的输入，而输出是经过处理后的系统技术性能参数和基本方案。在方案设计阶段，重点工作是对影响生产线方案设计的诸因素之间的关系加以详尽的分析权衡，并按照一定的逻辑推理顺序综合出最优的方案。（1）明确任务要求和约束条件电子产品生产线的任务是工程建设方针、产品大纲、产品流程等，约束条件是投资总额、环境、能源条件等。不同的生产线系统，其任务要求和约束条件的具体内容各不相同。（2）分析任务要求和约束条件1）工程建设方针电子产品生产线的工程建设方针依据工程规模、投资总额、建设周期、自动化程度及企业的长远规划等要素确定。工程规模通常用电子产品的年产量来衡量生产线的工程规模。确定工程规模时，要依据产品的市场情况、投资数量、元器件供应、建筑面积、动力容量、技术力量等因素确定。投资总额它是总体设计中考虑的首要因素，并对其它因素起到制约的作用，要“量财办事”。实际上，在影响国内电子产品生产线的建设的主要矛盾中，投资不足仍然是主要的问题。建设周期目前，在我国投产一条大型电视机生产线，若产品畅销，一般能够在短期内就可以收回投资。所以，要分析影响建设周期的各种因素，力争缩短时间。自动化程度自动化程度标志着生产线的水平。自动化程度高，不仅可以节省人力，而且是提高产量、保证质量的重要途径。但自动化程度要受到投资总额和建设周期的限制。长远规划从适应产品发展的角度出发，要求生产线的转产适应能力越广越好，但不适当地扩大适应能力，又会造成经济上的浪费、生产周期的延长和技术上的困难。在设计的时候，要把当前需要、市场预测以及企业的发展方向结合起来统筹考虑。2）产品大纲根据产品的品种及产量确定产品大纲。产品品种包括产品的型号、尺寸和规格。选择合适的对象产品，是保证生产线实用性和先进性的重要环节。如果产品的工艺落后且不具有普遍性和代表性，设计出来的生产线就不可能具有先进性和适用性。产品尺寸决定了生产线的基础设计尺寸。产品产量年产量、日产量、班制、有效工作时间等，是计算生产节拍的依据。3）产品流程产品流程包括工艺流程和材料流程。工艺流程生产线服务于产品工艺，它首先要满足产品的工艺要求，并在这个前提下扩大适应能力，增加通用性。生产线的设计者应该详细了解产品的工艺过程，并绘制产品的工艺流程图，以它作为设计主要工作线的依据。材料流程这是设计成套部件供给线、成品入库线等辅助输送线的依据。4）环境条件建设生产线的环境条件不仅包括厂房条件（面积、形状和厂房所在的地理位置），还要考虑生产过程可能出现的对环境的污染及其治理。厂房条件这是限制产品产量的重要因素。为有效地利用厂房面积，合理布置生产线，要同时考虑厂房的形状。例如，窄长的厂房适合于布置直线或平行排列的线体，短而宽的厂房适合于布置环状绕行的线体，多层厂房适合于布置垂直升降、立体排列的线体等。另外，厂房地板、天花板结构、楼板的承载能力、各种预埋管线的位置、电梯位置、尺寸、吨位等也直接影响生产线的安装。厂房内的水源、厕所、更衣室等设施与生产作业人员有关，这些都是在设计生产线时必须考虑的因素。电子产品生产线对厂房的地理位置没有特殊要求，可以建设在人口稠密的城市街区。但若昼夜连续开工，夜深人静之际，空气压缩机和排风机所产生的噪声也会导致“扰民”问题。环境污染及其治理；对于建设电子产品生产线来说，可能产生的工业污染较小，但也必须注意焊接过程产生的废气排放、清洗设备产生的废水回收。5）能源条件建设生产线的能源条件是指水、电供应及生产线所需的动力条件。在当前城市供电及用水都很紧张的情况下，申请电力及供水的增容，都需要一定的过程和手续。动力条件生产线的动力主要包括电力及压缩空气，应该对所需电量、气量进行估算，考虑供电、供气的实际条件。如果根据生产线系统的工艺方案新建厂房，则必须提出一整套与之相应的土建和动力规划。（3）确定系统的初步方案通过对任务要求及约束条件的分析，最终应当把任务要求用一组可以量化的技术术语或具体的工艺要求表示出来。以生产线的节拍、高度、宽度等基本设计尺寸及产品工艺流程图、材料流程图等来确定生产线系统的功能目标。对满足功能目标的若干个可行性方案，进行性能、费用、进度等方面的权衡研究，从中找出最优的基本方案，确认生产线系统的基本组成。图32表示了某计算机厂生产线系统的基本方案，它是由四条流水作业线和五台自动化专用机械组成的。414初步设计阶段的工作在这一阶段，以功能流程图形式表示的生产线系统的基本方案和技术参数作为系统的输入，把可供施工使用的生产线系统的平面布置图以及各条线、各台专用机械的技术要求作为系统的输出。工作的重点内容，是对提出的设计准则和功能要求加以进一步的修订和补充，并针对使用方案进行各项设计参数的权衡研究，使后续详细设计的方案更加具体、完整、精确。（1）功能分析1）分析各线的功能生产线的功能与它所完成的工艺内容密切相关，为完成工艺内容所采取的不同工艺顺序与方法，将直接影响生产线的布局。插件线与插件、焊接工艺在插件、焊接、元件切腿及成形的工艺安排上，有长插、短插两种形式。长插的工艺是先插器件、后切腿、再焊接，短插的工艺是工件预成形后再插件、焊接。短插因成形的元器件带有定位弯及张紧弯，能够保证焊接质量，具备不需要切腿设备、便于和自动插件机配合的优点。调试线与调试工艺此工序在生产线设计中是难点，原因是调试时间长、节拍难以控制。目前电子产品的调试方法可以分为两种。一种是单板调试法，属于下线操作，皮带线仅起传输作用，作业人员在线两侧布置的调试桌上工作，这种调试线的适应性强、投资少，但调试速度慢。另一种为机芯调试法，属于上线操作，此种方式占地面积少，调试速度快，但设备复杂、投资大。老化线与老化工艺电子产品老化的时间、温度和方式，受品种、元器件质量、工艺设备能力等因素的影响。老化工艺直接影响生产线的布局。百分之百产品的高温老化是大流水生产的障碍，它给生产线的布局和安全防火带来很多困难，并增加了占地面积和建线投资。2）分析各线、专机与系统功能之间的关系组成生产线系统的每台专用机械都应该有一个统一的节拍。生产线的节拍有三种不同的方式，即完全自由节拍、强制节拍及相对自由节拍。这三种方式各有不同的操作方式和特点，要根据具体产品、投产数量、人员素质、生产条件等因素选取。由于相对自由节拍既有一定的强制性，又有一定的机动余地，它消除了作业人员的紧张情绪，有利于提高产品产量及质量，是近年来生产线上应用较多的一种节拍形式。不同的节拍方式，决定了生产线传输系统的不同结构。（2）技术要求分配1）确定标准时间、工位数量及线长用测定法、计算法、经验法及统计法等方法，科学地确定完成一台整机或一道工序所需要的标准时间，再根据标准时间和节拍来计算工位数量；同时，根据产品的长度和储备长度，决定工位间距。工位数量和工位间距决定线长，生产线的实际长度大于计算长度，这是因为备用工位及动力装置、张紧装置等也要占用一定的空间。2）确定生产线的传输形式为了保证总体方案在结构上实施的可行性，必须根据每条线的工艺使用要求、节拍方式、投资数量来确定生产线的传输形式。例如，插件线的种类繁多，就其造价来说，可以分为三档手推无动力和简单链传动型为低档插件线；微型滚轮链和直板链传动型为中档插件线；多动力研磨链传动型和自带料盒的插件线为高档插件线。要设计出既符合使用要求，在结构上又容易实现的总体方案，必须积累大量典型结构，了解各种结构在技术上的难易程度及造价高低，以便设计时选用。3）确定专机和空间位置根据分配给每台专用机械的技术参数，对元器件成形机、自动焊接机、自动外包装机等设备进行选型配置，对提升机、移载机、自动内包装机等设备按照技术要求进行设计。所有专用机械必须和线体在空间和时间上相互衔接，构成一个统一的整体。4）电力分配、气路分配电力分配包括厂房配电和生产线电路设计两部分。厂房配电，是按照设计要求把动力电输送到生产线主配电盘上。生产线电路设计，主要是确定控制电路、线体照明电路、仪器稳压电路、单机设备的供电电路，以及用于可编程序控制器（计算机控制）的供电。气路分配包括厂房布