控制器生产工艺流程管控.ppt

1 2013 1 2 一 环境管理1 静电防护2 漏电防护3 生产中的产品防护二 来料检验1 MOS管检验 开启电压 耐压 跨导 内阻 主要内容 3 2 电解 CBB电容检验 耐压 容量 温度以及损耗角 3 线束 接插件选择 尺寸 材质 外观 4 焊锡材料及其它 锡条锡丝 助焊剂 亚胺膜 绝缘粒等 三 生产流程 主要内容 4 四 老化测试1 控制器失效率的分布规律2 失效率曲线图3 控制器老化的重要性五 产品追溯体系1 目前存在的问题2 解决问题的方法 主要内容 5 3 如何建立产品追溯体系4 建立产品追溯体系的意义六 同行对比七 未来工艺展望 主要内容 6 案例分析 上图为芯片进行化学树脂部分开封后 使用金属显微镜对芯片表面观察的结果 原因判定为过电流 过电压 EOS造成芯片引脚保护电路破坏 导致芯片异常失效 7 案例分析 1 生产线上新生产的控制器转动有异响 相线缺相 MOS管软损伤 2 生产线上新生产的控制器不转 灯闪4下 5下 三极管软损伤 3 装壳前第一道调试5V电源短路 芯片击穿 4 处理客户生产线上总是烧芯片的问题 结果是防静电环旧的原因 防静电的效果不好 更换成新的就好了 8 多数电子元器件是静电敏感器件静电造成巨大的经济损失 200多亿美元 静电危害具有隐蔽性 潜在性 积累性 随机性 复杂性 环境管理 静电防护 9 ESD静电腕带测试仪 每天上 下午上班时都要测试 绿灯亮合格 环境管理 10 案例分析 1 生产线上新的MOS管固定到铝条上后 用指针万用表测试时 发现MOS管参数变小或者击穿了 电动螺丝刀漏电 2 生产线上有时发现用烙铁焊接过三极管后 三极管的参数就异常了 烙铁漏电 3 有客户烙铁不接地线的情况下 换芯片经常刚换完就又坏了 接好之后明显好很多 烙铁漏电 4 有客户使用双模方案的板子 出现学习线学习有时候能学习有时候不能学习的问题 电源漏电 11 11 环境管理 1 烙铁漏电处理2 电动螺丝刀漏电处理3 电源等其他电气设备外壳漏电处理注 电气保护地线要放到工人碰不到的地方 以免工人将防静电手腕的引线接到电气保护地线上造成人员发麻或受伤等 控制器生产过程中的漏电保护 12 环境管理 漏电防护的目的防止电气设备在使用时对控制器的质量产生影响用以防止由漏电引起的火灾 保护线路 设备以防止人身触电 漏电防护 13 案例分析 1 出现走走停停的问题 发现是下桥右边的8050三极管裂了 查出来是在生产过程中受到挤压撞击 出现轻微裂痕 2 控制器出了锡炉都扔到一个大箱子中 切脚机下面放一个箱子切好的都掉进箱子里或者扔到分类好的几个箱子中等等 堆放 扔 摔导致PCB板上的贴片电容 电阻掉落 破裂 铜皮被划断 有锡渣锡珠等等 14 环境管理 1 MOS管装好铝条后的产品摆放2 PCB板在装接插件前不要直接堆 插放在泡沫盒中 移动时严禁挤压 推拉 扔和摔等动作3 浸焊 波峰焊后的控制器要进行冷却并单个放置4 切脚后的控制器最好单层放置 如需叠压 需在每层间加防静电介质隔开5 补焊与检查后的控制器要求单层放置 如需叠压 需在每层间加防静电介质隔开6 测试后未装外壳前半成品控制器堆放 需在每层间加放防静介质隔开 产品防护 15 环境管理 产品防护 16 环境管理 17 环境管理 树立良好的企业形象提高产品性能高效生产 降低经济损失增强企业竞争力 提高市场占有率 环境管理给我们带来些什么 18 案例分析 1 MOS管出现了两次问题 包括HY部分批次的HY1808 HY1707和ST部分批次的80NF70 以后需要密切关注MOS管的一致性 尤其是现在国产MOS管在市场上的占有率逐步上升 防止由于MOS管的一致性不好而导致的批量性问题 2 MOS管耐压不足 导致电动车自动报警 MOS管损坏等等问题 19 测试目的 主要是分析同一批MOS管参数上的一致性和可靠性 测试仪器 场效应管测试仪测试项目 MOS管的开启电压 耐压 内阻和跨导 来料检验 一 MOS管检验 20 案例分析 1 今年有多个品牌的电容出现有几个批次的质量问题 极性标反 漏电 容值不足等等 2 电解电容的耐压 耐温达不到要求时 会在行驶过程中有鼓包 爆炸现象 容值不足会导致力气较小 21 测试目的 主要是分析同一批电容参数上的一致性和可靠性 测试仪器 LCR数字电桥 温箱 耐压仪 测试项目 耐压 容量 温度以及损耗角等要求 来料检验 二 电解 CBB电容检验 22 案例分析 1 返修控制器的线束绝缘皮熔化 铜丝烧黑 绝缘皮耐温不够 线束偏细 2 返修控制器电机有异响 缺相 金属端子与线束之间未冲压好 3 返修控制器工作有时候正常 有时候不正常 金属端子氧化 接触不良 23 来料检验 线束标准 必须使用国标线 电机 电源线建议使用高温阻燃线 其耐温要求 120 尺寸要求 电流 14A 18A 通过线束采用截面积 1 5mm 的线束 电流 18A 25A 通过线束采用截面积 2 0mm 的线束 电流 25A 35A 通过线束采用截面积 2 5mm 的线束 电流 35A以上 通过线束根据具体情况 采用截面积 3mm 的线束 转把 刹车线 功能类用线使用截面积为0 3 0 5mm 的线束 电门锁线采用截面积 0 8mm 的线束 三 线束 接插件选择 24 来料检验 线束测试 1 用游标卡尺对线束的截面积进行测试2 温度老化测试金属端子件的选用 磷铜 镀锡磷铜金属端子塑料件要求 ABS工程塑料 三 线束 接插件选择 25 案例分析 1 亚胺膜绝缘效果不好 易漏电 亚胺膜厚度太薄 2 锡炉温度高 其中锡易氧化 锡条纯度抗氧化性 3 控制器持续高温状态下 铝壳漏电严重 MOS管易烧坏 绝缘粒耐温性和硬度 4 控制器焊接时炸锡 透锡效果不好 正面残留物受潮腐蚀元器件 助焊剂比重 免清洗型 5 客户使用的WS78L05 出现温度升高后 控制器走走停停的问题 WS78L05更换为AS78L05 26 案例分析 6 生产现场出现部分控制器有15V电压偏高的现象 拿客户的LM317与正品对比发现 客户的LM317打标偏左或偏右 歪歪扭扭 更换LM317后控制器15V电压即恢复正常 LM317为假货 7 零功耗控制器变压器坏的很多 导致芯片也被击穿了 变压器质量不好 8 有客户出现了控制器限流偏差较大的问题 更换康铜后问题就得到了解决 康铜的材质有差异 27 来料检验 五 焊锡材料及其他 28 来料检验 五 焊锡材料及其他 1 助焊剂 免清洗 比重 2 绝缘粒 耐温 硬度 3 亚胺膜 厚度 材质 4 78L05 功率电阻等直插电子元器件 安装到控制器上做老化温升测试5 康铜 截面积 材质 6 导热硅脂 高温后不易固化 29 来料检验 目的 控制上线物料质量 规范物料的进料检验方式 确保进料质量满足公司及客户质量要求 30 生产流程 前期准备插件焊接补焊检查成品测试防水与装壳调试测试清洁烘干 线束 防水和包装强化老化测试入库 成品检验 控制器生产流程简介 31 案例分析 线束端子接触不良 相线 电源线 电门锁线 功能线 在插线 拔线的过程中出现脱落或接触不良 引起装新车时缺相和转把失效等问题等等 会直接提高退货率 32 线束生产1 线束选择 参照材料检验标准执行 2 切剥线 各种线束的长度要应先测量好 或者对比样品以及PCB板测量 保证控制器挡板外的引线长度要一致 在剥线时注意线束剥头的长度 插在PCB板上的一端长度为6 8mm 端子一端的长度为4 5mm 可以根据情况调整 自动切剥线机 前期准备 33 前期准备 3 捻线加锡 剥好的线需要手工或者机器把两头的线捻好 然后要把插在控制器PCB板上的一头沾锡处理 注意捻线的时候不要让铜线乱掉 防止在浸锡后有毛刺否则在插线时可能会有铜丝分叉 导致连锡等一系列问题 且很难发现 自动捻线机 34 4 端子装配 在使用端子压着机的时候一定要注意安全操作 工人在使用前一定要经过相关的培训 一定不要用手直接放在端子压着机的下方 前期准备 半自动端子压着机 操作 35 5 线束端子拉力 3kg 0 3mm 5kg 5kg 0 5mm 8kg 8kg 0 8mm 10kg 12kg 1 5mm 16kg 16kg 2 0mm 19kg 19kg 2 5mm 21kg 注意 端子拉力太小 装上整车后 时间一长线氧化后接触电阻增大 大电流情况下会发热 烧毁线束 端子拉力太大 易将铜丝压断 造成有效面积减小 大电流工作容易烧断线 这种情况在出厂检验时难于发现 前期准备 36 前期准备 MOS管装配使用模具提高生产效率 导热硅脂需要涂抹两面 且涂抹均匀 导热硅脂的作用一个是有助于散热 一个是使MOS管 亚胺膜 铝条紧密贴合 填补三者之间因为做工问题出现的空隙 也有助于防止漏电击坏MOS管 37 前期准备 产品存放 存放在防静电周转箱内 MOS管不应叠放 防止管脚弯曲或折断 存放在干燥的环境 避免管脚受潮氧化 38 案例分析 1 双模板背面铜皮烧断 霍尔 转把地线 2 控制器的静态功耗偏大 电源部分三极管插反 插错 3 倒车时报警器会响 倒车二极管 4 2907A三极管与5551三极管混插 测试时没有发现问题 装在三轮车上 车子起不来 39 案例分析 5 处理客户72V控制器充满电不走的问题 原因是使用的是ST75NF75的管子 耐压不够 换成4410的管子就可以了 插件的MOS管耐压不够 6 扣铜条 方向扣的不对 致使跟旁边的二极管接触 控制器不工作7 线束绝缘皮在浸焊后会软化 插线时注意线束的张力问题 40 装配工艺 插件 操作时对照当前版本的插件图 按照图示标准进行插件 注意有极性元器件的极性 元器件的耐压 41 装配工艺 插件 公司设计的浸焊架 42 案例分析 1 透锡慢 炸锡 锡珠 锡渣多2 车子走走停停 转把 刹车失效等问题3 贴片元器件上残留物很多 返修回来的多严重腐蚀4 锡炉温度偏高 PCB板弯曲 43 焊接工艺 助焊剂喷涂设备 44 焊接工艺 预热系统的作用助焊剂中的溶剂在预热过程中 受热挥发 避免焊接时产生炸锡的现象 防止焊接后元器件及引线搭锡 桥接等焊接质量问题 溶剂在预热过程中受热挥发 带走助焊剂中残留的固体颗粒 避免由于助焊剂残留而引发的功能端口不良 PCB板通过预热设备时 温度缓慢升高 可大幅降低焊接时的热冲击 避免PCB板过热变形等情况 预热可缩短焊接时间 用较短的时间达到较好的焊接效果 避免长时间焊接造成贴片元器件漂移或过热损伤等情况 预热方法常见的预热方法有三种 石英发热管 发热丝 发热棒 浴霸 45 焊接工艺 预热设备 46 焊接工艺 预热建议90 120 PCB板表面温度 非预热设定温度 预热时间 20 30秒 该温度正好是助焊剂的活化温度 此温度时的助焊作用最佳 如果预热温度超过120 则助焊剂就会干枯而失去流动性 增加焊料和基体金属的表面张力 将引起桥接 焊料堆积等焊接质量问题 预热温度不足 涂布在印制板上的助焊剂溶剂不能全部汽化掉 在浸焊时 一旦接触到高温焊锡立即汽化 形成气泡阻碍了焊料与PCB的结合 气泡爆裂后产生锡珠飞溅 如果预热时间短 则助焊剂溶剂残留过多 其中的氯代物会腐蚀PCB板 贴片原件及焊点 元器件发绿 焊点发黑 47 案例分析 1 贴片元器件漂移 虚焊 上面有锡珠导致短路2 芯片等元器件热损伤 元器件3 PCB板弯曲 变形严重4 MOS管 大电解电容等的引脚和线束沾锡少 容易发热量大 易断脚 48 焊接工艺 焊接1 使用波峰焊接的客户 只要在使用前设定好波峰焊机上的参数 温度 传送速度 预热温度等等 即可 2 浸焊的主要是要注意锡炉的温度 焊接的手法和时间 为了提高手工浸焊的透锡效果 建议客户在PCB板出锡炉前 在锡面上轻微地晃动几下再缓慢地提起 或者在锡炉上加一个小的震动马达 让锡炉中的锡面处于晃动的状态也能达到同样的效果 3 刚离开锡炉的控制器一般都很烫 焊点还未完全焊牢或者有时带有锡渣 锡珠 因此必须冷却后单个的摆放在桌面上 不能叠压在一起 49 后续处理 要求 切脚后元件管脚长度1 5mm 0 5mm 太长易和壳体短路 太短无法保证焊接质量 使用仪器 圆盘切脚机 注意 1 切脚机需定期打磨 保持锋利 否则管脚不能一次性完全切掉 影响后面补焊的效率 2 操作人员操作时注意力集中 确保安全 3 切脚完的半成品控制器需整齐地排列在防静电周转箱中 如需叠加 层与层之间必须用防静电介质进行隔开 切脚 50 案例分析 背面应该加镀金丝并且大面积搪锡的地方没有按照规范加锡 导致铜皮发热量很大 损坏的控制器中有许多坏MOS管的 51 后续处理 来料选择17A以下考虑选用0 8mm 锰铜丝 17A以上20A以下考虑选用1 0mm 锰铜丝 20A以上考虑选用2 0mmx0 5mm宽锰铜带 或者使用标准规格的铜条 焊锡丝选用60 40的 大功率的控制器 焊锡丝考虑用55度的 防止高温天气下控制器不能及时散热而造成PCB板背面的镗锡层受热熔融 烙铁温度要求为380 20 PCB板背面的铜皮裸露部分建议都进行镗锡 镗锡 52 案例分析 1 5551三极管管脚连锡等等 将会出现大量的搭锡 虚焊 从而影响生产效率和产品质量2 焊盘脱落 烙铁焊接时间过长 温度过高 53 后续处理 1 来料选用选用63 37的焊锡丝 与膛锡用的焊锡丝区别开 选用35W的烙铁 温度应在360 20 2 补焊检查人员需要对PCB板和常见的故障比较熟悉 能够及时迅速地发现并排除故障 3 经常检查烙铁温度 静电防护和漏电防护的情况 防止因这些原因损坏元器件 补焊与检查 54 案例分析 镗锡之后不清洗的话 版面会残留很多松香 会影响控制器的性能 55 后续处理 注意 洗板水很容易挥发 有一定的腐蚀性 清洁人员要戴手套 口罩 操作环境要求通风 一般只需使用防静电刷对控制器背面大面积镗锡和补焊部位进行清洁 不建议使用超声波清洗机 干燥如采用烘箱作业的话 附近不得堆放易燃物品 注意安全 清洁与干燥 56 案例分析 1 三极管损坏 放电时短路造成的 2 成品测试时 芯片损坏较多 放电时短路造成的 3 浸漆时起火 电容里面的电未放掉 57 1 电流 欠压 所有功能检测2 检测后电源部分电容的非短路放电 100 6W 自举电容进行放电 装壳前调试 后续处理 58 案例分析 PCB板腐蚀 铜皮 焊盘和芯片管脚氧化变绿 进水严重 59 后续处理 注意 喷漆前应保证PCB板面处于干燥状态 喷涂应在通风的环境下进行操作 人员应佩戴口罩及手套 PCB防水处理 60 封装 注意 不应漏打螺丝 所有的螺丝一定要打紧 控制器外壳应选用5 6颗螺丝固定 铝壳出线处及壳体侧面螺丝要打上706 901胶水 装壳 壳体防水处理 61 1 电流 欠压 功能的检测 2 强化测试 成品控制器抽取5 10 比例做堵转和ABS各20次 装壳后调试 后续处理 62 案例分析 1 控制器装新车时工作异常 2 返修回来的控制器测试正常发出去不久就又返回来 3 车子开几公里停掉 4 车子走走停停 5 退货率高 各种原因的问题都有 63 1 控制器失效率的分布规律对于控制器这类电子产品 大量的统计资料证明 它的失效分布一般服从指数分布 从失效机理看 随着使用时间的变化 控制器的失效会进入一个稳定期 失效率会趋近一个稳定值 其基本特征可用故障率浴盘曲线表示 老化测试 64 2 失效率曲线图 老化测试 65 老化是质量控制的重要环节 是控制器可靠性的重要保证 是降低返修率的重要途径 老化让我们的控制器提前上路 可用来分析控制器返修率的真正原因 从而对降低电动车控制器返修率 对保障产品质量有一定帮助 3 控制器老化的重要性 老化测试 66 老化可使在生产过程中产生的潜伏的缺陷和隐患提前暴露 保证出厂的产品经得起时间的考验 老化测试可对控制器的筛选 可使控制器与电机 甚至与电池匹配最佳化 达到电动车系统效能最佳化 老化测试 67 老化测试 综合上述几点的讨论 电动车控制器老化加载测试是必要的 一个好的控制器在动态特性方面要适合人们的动态要求 控制器的主要动态特性有 启动特性 爬坡特性 单次续行里程等 针对控制器这些动态特性测试困难的问题 公司研制了电动车控制器老化 加载测试仪 这套设备对控制器的老化加载测试是模拟了人们骑行电动车的真实情况 从而反映控制器在实际使用过程中的真实状态 使生产厂家能全面系统地掌握控制器的质量 主要测试 电动车控制器的带载运行能力 堵转启动能力 刹车能力的极限参数 可应用于控制器的老化测试 配合温控箱测试控制器温升 电机性能对比测试 电池组性能对比测试等 68 测试仪系统实物图 老化测试 69 一 目前存在的问题 产品返退回来处理时 没有记录具体的故障原因 导致无法对症下药进行相应的调整 较高的不良率 产品追溯体系 70 二 解决问题的方法1 人员教育 良好的人员培训是产品质量的基本保证 包括 原料管理 元器件基础教育 安全生产 设备维护 温度控制 有关防护工作等等 2 物料控制 供应商品质严格管理 原辅料入库验收标准的制定 执行 产品追溯体系 71 3 设备状态 良好的设备状态是工艺稳定的基础 4 过程方法 针对每个加工环节制订可量化的加工作业标准文件 5 环节控制 加强制程中每个工序管理 6 建立产品追溯体系 对一项产品从其原材料选择到交货以及返修产品的过程进行追踪的能力 产品追溯体系 72 1 要求高的生产工厂使用记忆芯片 条形码 配手持式扫描设备 2 针对电动车控制器这款产品的特点 可以使用方便可行的追溯方式 A 每批产品生成一个唯一的生产批号 B 每一批产品贴上唯一的生产批号 C 每一生产批号对应一张生产随件单 见下图 如何建立产品追溯体系 73 如何建立产品追溯体系 74 建立产品追溯体系的意义 1 通过记录标识 对某个物项活动的历史情况 应用情况或物项所处的位置进行追溯的能力 2 对返修产品所经历的加工过程进行追溯和分析 3 生产过程中一旦发现不良品 可以追溯其生产过程 及时作出改进 避免批量事故 75 晶汇 以12管控制器为例 1 铝壳MOS管一侧螺丝加垫圈 密封性更好 没有 同行对比 76 晶汇 以12管控制器为例 2 边壳一圈打胶水防水密封性更好 没有 同行对比 77 晶汇 以12管控制器为例 3 边壳档板出线口设计独到 打胶水防水密封性更好 设计不太合理 无防水胶 防水性较差 同行对比 78 晶汇4 镀金丝1 5MM 铜皮加锡 细 未加锡 同行对比 79 晶汇5 AS78L05 A1013 大 WS78L05 小 同行对比 80 晶汇6 外壳重232克 8MM厚的铝条 散热性好 160 200克 铝条较薄 同行对比 81 晶汇7 2 5MM的高温阻燃铁芙蓉线 常州宏昌国标线 26A 电流大 线束较细 线束绝缘皮耐温较低 同行对比 82 晶汇8 康铜加锡在两边的铜皮上 直接加在康铜上 易融化造成电流小或元器件短路 同行对比 83 晶汇9 三防漆防静电 防腐蚀 防潮气 大部分客户未做 同行对比 84 晶汇10 管脚完全透锡 透锡效果不好 同行对比 85 晶汇11 直插电容