裝聯(lián)工藝設計與實(shí)踐

電子工藝技術(shù)第27卷第5期302Electronics Process Technology2006年9月電子萊聯(lián)技米論壇裝聯(lián)工藝設計與實(shí)踐陳正浩中電科技集團公司第十研究所四川成都610036)摘要趼究所進(jìn)行批量生產(chǎn)把實(shí)驗室里的科研成果轉化為用戶(hù)使用的產(chǎn)品,直是很多研究所的一個(gè)十分頭痛問(wèn)題。從分析研究所進(jìn)行單件小批量生產(chǎn)的特點(diǎn)著(zhù)手提出了研究所電子產(chǎn)品批量生產(chǎn)的前提及所需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題制訂了研究所電子產(chǎn)品批量生產(chǎn)裝配工藝設計方案關(guān)鍵詞批量生產(chǎn)裝配工藝設計河制造性審核裝配工藝流程卡漠?？ǚ诰€(xiàn)管理洤過(guò)程質(zhì)量控制中圖分類(lèi)號:TM50文獻標識碼A文章編號:001-3474(2006)5-0302-0研究所進(jìn)行批量生產(chǎn)把實(shí)驗室里的科研成果聯(lián)工藝方案已經(jīng)勢在必行盡快轉化為用戶(hù)使用的產(chǎn)品,一直是很多研究所的1研究所電子產(chǎn)品批量生產(chǎn)的定義個(gè)十分頭痛問(wèn)題。電子產(chǎn)品的批量生產(chǎn)沒(méi)有確切的定義淚目前各首先由于研制周期短電子產(chǎn)品在打通電路,研究所的生產(chǎn)類(lèi)型大致可分為大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)并證明其性能達到了合同規定的技術(shù)指標和使用要和單件小批量生產(chǎn)求后就由于需求的急需跨過(guò)試樣和正樣研制階大量生產(chǎn)的特點(diǎn)是產(chǎn)品基本固定不變產(chǎn)量大,段直接進(jìn)行產(chǎn)品的設計定型”,然后進(jìn)行批量生品種少產(chǎn)此時(shí)產(chǎn)品很難達到或不能完全達到產(chǎn)品設計單件小批量生產(chǎn)的特點(diǎn)是產(chǎn)品生產(chǎn)數量極少定型的基本要求尤其是很難使設計符合標準化、系但品種較多。列化、規范化要求和設計圖樣及技術(shù)文件的完整、準成批生產(chǎn)則處于上述兩種類(lèi)型之間,也就綜合確這就給即將進(jìn)行的批量生產(chǎn)帶來(lái)了重重困難。了上述兩類(lèi)的特點(diǎn)。其次由于部分研究所進(jìn)行批量生產(chǎn)的產(chǎn)品的數量由此研究所電子產(chǎn)品批量生產(chǎn)的定義為生產(chǎn)不大,一般不容易找到合適的合作伙伴產(chǎn)品的品種較多而數量極少(一般在幾十~幾百件最后又由于研究所進(jìn)行批量生產(chǎn)的設備能力之間)的單件”小批量生產(chǎn)有限考慮到設備的投入和產(chǎn)出比和經(jīng)費的限制不單件”小批量生產(chǎn)的生產(chǎn)過(guò)程的特征是(1)可能購置更多的新設備因此研究所的生產(chǎn)能力局產(chǎn)品品種不定(2)產(chǎn)量較少〔3)工作場(chǎng)地專(zhuān)業(yè)化限性很大。一般的做法是由研究所負責整機主裝無(wú)規律變A血陽(yáng)用設備(5)無(wú)工藝裝和調試而把部分可以劃分出去的產(chǎn)品交付合作單備中國煤化高〔7)組織管理工作位外協(xié)生產(chǎn)但由此產(chǎn)生了外協(xié)件的質(zhì)量難以控制復雜,CNM與經(jīng)濟效益較低的新問(wèn)題單件”小批量生產(chǎn)與成批生產(chǎn)或大量生產(chǎn)之研究和設計一套適合研究所特點(diǎn)批量生產(chǎn)的裝間沒(méi)有絕然的分界線(xiàn)通過(guò)設計文件和工藝文件的作者簡(jiǎn)介陳正浩男畢業(yè)于重慶通信學(xué)院高工主要從事電子裝備電子裝聯(lián)/SMT設計與工藝技術(shù)的研究工作。2006年9月陳正浩裝聯(lián)工藝設計與實(shí)踐303標準化、系列化、模塊化和通用化可以使單件″小鍵是電路可制造性設計也就是要使電子產(chǎn)品的電批量生產(chǎn)轉化為成批生產(chǎn)或大量生產(chǎn)。路設計文件具有可制造性。2研究所電子產(chǎn)品批量生產(chǎn)的前提及關(guān)鍵問(wèn)題3研究所電子產(chǎn)品批量生產(chǎn)裝配工藝設計及實(shí)踐2.1研究所電子產(chǎn)品批量生產(chǎn)的前提3.1電子產(chǎn)品批量生產(chǎn)前的電路設計文件的可制臺電子產(chǎn)品經(jīng)歷了方案論證設計、工程樣機造性審核研制與生產(chǎn)進(jìn)入設計定型階段3.1.1電路可制造性設計的基本理念研究所電子產(chǎn)品批量生產(chǎn)的前提為產(chǎn)品的設計電路可制造性設計在國內是一個(gè)嶄新的概念,定型包括電路設計定型和結構設計定型。就總體上而言,臺電子設備的電路設計是電子產(chǎn)如果產(chǎn)品設計不定型就轉入批量生產(chǎn)將使批品的核心和關(guān)鍵部分電子設備的電路設計除了電量生產(chǎn)無(wú)法順利進(jìn)行甚至帶來(lái)嚴重的經(jīng)濟損失路總體方案論證、電路功能設計電原理設計,剩下2.1.1產(chǎn)品設計定型的基本要求和主要標志的主要是電路的可制造性設計就電路設計的整體1)羥經(jīng)過(guò)設計定型試驗,證明產(chǎn)品的性能達到設計工作量來(lái)講電路可制造性設計占了其中的1/3了合同規定的技術(shù)指標和使用要求1/2特別是在產(chǎn)品已成為商品的市場(chǎng)經(jīng)濟條件下(2)符合標準化、系列化規范化要求從某種意義上來(lái)講“,設計要為制造而設計”強化3)設計圖樣及技術(shù)文件完整、準確驗收技術(shù)電路設計的可制造性使電路設計按照規范化標準條偉規范)及使用說(shuō)明書(shū)等齊備?；囊筮M(jìn)行設計是21世紀初葉電路可制造性設(4)產(chǎn)品的所有配套設備、零部件、元器件及原計的主要要求也是電子產(chǎn)品批量生產(chǎn)前必須進(jìn)行材料等有穩定可靠的供貨來(lái)源。的工作。2.1.2產(chǎn)品設計定型應具備的文件3.1.2電路可制造性設計內容產(chǎn)品設計定型應具備的文件主要有產(chǎn)品設計定3.1.2.1印制電路板的可制造性設計型申請報告研制合同和技術(shù)要求研制工作總結(1)表面組裝印制板的設計。環(huán)境試驗報告河靠性試驗報告;定型試驗報告試2)印制板基板材料工藝性要求。用報告質(zhì)量分析報告成本分析報告、全壽命期費3)印制電路板的可焊性。用報告等。(4)印制板組裝件(PCA和SMB)可制造性設然而由于研制周期短電子產(chǎn)品在打通電路,計并證明其性能達到了合同規定的技術(shù)指標和使用要5)印制電路板上接線(xiàn)端子的可制造性設計。求后就由于需求的急需產(chǎn)品跨過(guò)試樣和正樣研制(6)其它要求階段直接進(jìn)行產(chǎn)品的設計定型”,很難達到或不(7元器件選用。能完全達到產(chǎn)品設計定型的基本要求尤其是很難(8)PCB元器件布局設計及焊盤(pán)設計(包括應做到設計符合標準化、系列化、規范化要求和設計圖用波峰焊工藝和再流焊工藝的元器件布局設計及焊樣及技術(shù)文件完整、準確淇中尤為突出的是這些設盤(pán)設計計定型的電子產(chǎn)品僅僅是實(shí)驗室里的產(chǎn)品缺乏可3.1.2.2整機/單元模塊可制造性設計制造性無(wú)法迅速地將科研成果轉化為商品這就給(1)布局。即將進(jìn)行的批量生產(chǎn)帶來(lái)了重重困難(2)導線(xiàn)表示方法。2.2批量生產(chǎn)前需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題(3)-致性要求要解決研究所的產(chǎn)品從實(shí)驗室的科研成果迅速4)工藝性要求轉化為商品關(guān)鍵問(wèn)題是要解決電子產(chǎn)品的可制造中國煤化工性也就是產(chǎn)品的生產(chǎn)性和工藝性,為此必須進(jìn)行CNMHG電子產(chǎn)品的二次設計1.2.3射頻電纜組裝件可制造性設計在產(chǎn)品完成電路功能設計和結構外形設計并1)射頻同軸電纜及射頻連接器的選擇證明其性能達到了合同規定的技術(shù)指標和使用要求(2)頻同軸電纜及射頻連接器的匹配要求。后電子產(chǎn)品"二次設計"的重點(diǎn)是工藝設計,其關(guān)(3)頻同軸電纜組裝。304電子工藝技術(shù)第27卷第5期3.1.2.4低頻電纜組裝件可制造性設計法結成束的圖樣(1)城成品電纜的選擇。線(xiàn)扎圖的繪制方法有結構式和圖例式兩種圖2)自制低頻電纜所用導線(xiàn)及輔助材料的選例式采用單線(xiàn)布線(xiàn)其優(yōu)點(diǎn)是單根使用操作靈活擇先布后扎方法簡(jiǎn)單缺點(diǎn)是因人而異。結構式采用(3)低頻電纜尺寸公差。平板布線(xiàn)布線(xiàn)整齊、一致性好產(chǎn)品性能穩定機內〔4)自制低頻電纜防護套、熱所套管的確定?？臻g利用率高裝配效率高有利于批量生產(chǎn)鼬點(diǎn)5)低頻電纜組裝件端頭的處理。是增加了線(xiàn)扎的制作量。3.2設計和編制適合本單位電子產(chǎn)品批量生產(chǎn)需3.3.3線(xiàn)扎圖的設計方法和程序要的電、鉗裝一體化裝配工藝流程卡按照SJ2735的規定線(xiàn)扎圖按設備的實(shí)際尺寸長(cháng)期以來(lái)工藝人員采用的是使用了幾十年的1:1繪制的這就需要設計向工藝提供兩個(gè)必須具手寫(xiě)工藝卡片用以指導生產(chǎn)。后來(lái)我們引進(jìn)了開(kāi)備的條件裝配完整的產(chǎn)品實(shí)物能反映所有裝配部目軟件應用開(kāi)目CAPP工藝卡擔開(kāi)目CAPP工藝件尺寸的產(chǎn)品三維裝配圖卡也僅僅解決了工藝卡片的格式并且主要針對機3.3.3.1傳統線(xiàn)扎圖的設計方法加工藝。電裝工藝人員仍然必須事無(wú)巨細地向(1)不設計線(xiàn)扎上機綁扎法CAPP工藝卡上輸入裝配工藝流程并且因人而異,從國外進(jìn)口的很多設備看其實(shí)都不很刻意追各不相同一致性、通用性很差。求線(xiàn)纜外觀(guān)的整齊劃一而是根據信號的需求采用在很多研究所工藝實(shí)行一級管理工藝人員不最有利于信號傳輸的散布走線(xiàn)方式。個(gè)別地方太長(cháng)但要面對研制周期越來(lái)越短、工作量越來(lái)越大的科的線(xiàn)只是隨意就近地捆扎一下不專(zhuān)門(mén)設計線(xiàn)扎圖研型生產(chǎn)同時(shí)要面對時(shí)間緊、周期短的多品種電子而是先由手藝較好的工人先生產(chǎn)一套樣機其他的產(chǎn)品的批量生產(chǎn)即不但要負責日?？蒲行蜕a(chǎn)產(chǎn)裝配者按照樣機的走線(xiàn)完成裝配航空方面的有些品的工藝設計、工藝試驗還需要負責多品種電子產(chǎn)工廠(chǎng)采用配線(xiàn)圖解決布線(xiàn)這種模式的優(yōu)點(diǎn)是單根品的同時(shí)批量生產(chǎn)在多品種電子產(chǎn)品的批量生產(chǎn)使用操作靈活,先布后扎,方法簡(jiǎn)單適合單件生中既要負責對電路設計文件進(jìn)行可制造性設計審產(chǎn)缺點(diǎn)是因人而異對操作工人的要求較高識圖核還需要設計和編制適合本單位生產(chǎn)特點(diǎn)的裝配能力和學(xué)習能力要強。工藝流程卡如果只有電腦和開(kāi)目CAPP等應用軟2)樣板扎線(xiàn)法件如果不改變舊的工藝設計和工藝管理模式要依按裝配完整的產(chǎn)品實(shí)物應用 AutoCAD以1:1靠現有的電裝工藝人員的人數和技術(shù)水平并且要比例繪制2D線(xiàn)扎圖,放置在平板上扎制。平板布在短時(shí)期內完成任務(wù)是根本不可能的線(xiàn)制作法的優(yōu)點(diǎn)是布線(xiàn)整齊、一致性好產(chǎn)品性能穩為此需要針對一定的生產(chǎn)模式設計適合科研定機內空間利用率高裝配效率高適合批量生產(chǎn);生產(chǎn)和批量生產(chǎn)電、鉗裝一體化裝配工藝流程卡。缺點(diǎn)是增加了線(xiàn)扎的制作量靈活性差。3.3機柜/插箱布線(xiàn)線(xiàn)扎設計由 AutoCAD的2D設樣板扎線(xiàn)法采用串行工作模式。這種設計模計向CAD三維實(shí)體建模過(guò)渡式其利弊關(guān)系從目前的條件來(lái)說(shuō),并不是不可接3.3.1接線(xiàn)圖的定義受可以保證設計的正確率、準確率和可生產(chǎn)性雖接線(xiàn)圖是重要的電路設計文件,它的定義是:然要犧牲一定的串行生產(chǎn)時(shí)間但是相對目前采用為了詳細地表示電路、器件、設備或成套裝置的布的其它設計模式而言卻可以提高生產(chǎn)過(guò)程的效率,線(xiàn)或布纜需要編制一種文件以提供其中各個(gè)項目縮短整杋的裝配時(shí)間因此從綜合的環(huán)節考慮這種(包括元件、器件、組件和設備)之間的實(shí)際電連接模式中國煤化工信息包括連接關(guān)系、線(xiàn)纜種類(lèi)和敷設路徑等。這些CNMH《量生產(chǎn)。信息以簡(jiǎn)圖的圖示形式編制稱(chēng)為接線(xiàn)圖”。3.3.3.2采用CAD三維實(shí)體建模并行完成線(xiàn)扎3.3.2線(xiàn)扎圖的設計圖工藝設計模式線(xiàn)扎圖是按照產(chǎn)品結構和接線(xiàn)圖的電氣安裝要采用CAD三維實(shí)體建模并行完成線(xiàn)扎圖工藝求線(xiàn)扎圖是將多根導緘電纜)用綁扎或粘接等方設計模式根本目的是縮短線(xiàn)扎圖設計周期變串行2006年9月陳正浩裝聯(lián)工藝設計與實(shí)踐305設計為并行設計。由設計者先建模在此基礎上設參數需要符合電路設計的電子元器件都可拿來(lái)裝機計立體線(xiàn)扎和線(xiàn)扎安裝圖,并將立體線(xiàn)扎轉換成平的。主要要求有(1)元器件可焊性(2)元器件耐面的加工圖形式。熱性(3)元器件的可清洗性〔4)元器件篩選〔5)要在工程任務(wù)中采用CAD三維實(shí)體建模并行元器件的防潮處理(6)元器件的保管與使用。完成線(xiàn)扎圖工藝設計其難度很高需要一系列基本特殊用途的電子產(chǎn)品裝機元器件原則上必須根條件實(shí)現后才能實(shí)現〔1)項目整機結構設計全部據使用條件進(jìn)行100%篩選。采用CAD三維實(shí)體設計(2)確保最后裝配出來(lái)的對于因設備能力、技術(shù)條件不能篩選或無(wú)法篩實(shí)物與建立的模型相吻合〔3)確保各零部件相對選的元器件(如靜電敏感器件、0603以下的微小型位置與機構設計機械總裝配圖中對應各部件的位置元件等)可改變單一的元器件級篩選方法,改為元必須一致(4)確保標識位號一致〔5)建立工程仼器件級篩選與板級篩選并存或抽樣篩選等方法。務(wù)常用結構性器件數據庫。(2)確定高可靠印制電路板的可接受條件如3.4科研生產(chǎn)與批量生產(chǎn)實(shí)行分線(xiàn)管理下〔a)印制板性能等級〔b)印制電路板基板材料長(cháng)期以來(lái)研究所一直以科研為主隨著(zhù)部分研性能工藝性(c)印制電路板的可焊性,包括印制電究所的改制逐步由單一科研型研究所向科研一生路板金屬化孔的可焊性和印制電路板表面可焊性產(chǎn)一貿易型研究所轉變,研究所中生產(chǎn)部分的產(chǎn)值(d)印制電路板阻焊涂層的要求(e)印制電路板的比例不斷增加擔以科研為主導科研和生產(chǎn)同時(shí)并耐熱性(熱應力)〔f)抗剝強度〔g)制電路板的存的局面將長(cháng)期存在保管與使用。由于電子產(chǎn)品的特殊性其產(chǎn)量十分有限洞時(shí)(3)確立適合本單位電子產(chǎn)品批量生產(chǎn)的工藝由于研究所產(chǎn)品的特點(diǎn)要交付工廠(chǎng)生產(chǎn)其轉產(chǎn)十規范分困難。產(chǎn)量的有限和設計缺乏可制造性?xún)纱笠蛩?4)設計編制適合本單位電子產(chǎn)品批量生產(chǎn)的決定了研究所的產(chǎn)品很難整體轉入工廠(chǎng)生產(chǎn)必須裝配工藝流程卡由研究所自己設計、自己生產(chǎn)因此出現了在研究所5)建立整機和單元電裝整修控制規范和工藝同一個(gè)制造部門(mén)同時(shí)進(jìn)行科研型生產(chǎn)和批量型生產(chǎn)規范的局面。(6)城成立批量生產(chǎn)前生產(chǎn)準備狀態(tài)檢查小組?？蒲行蜕a(chǎn)和批量型生產(chǎn)在同一地點(diǎn)進(jìn)行有很(7建立重要工序/重要工步電裝檢驗點(diǎn)及檢多弊端極容易造成管理混亂。因此有必要對科硏驗要求改送檢″為跟檢″改最終檢驗"″為過(guò)型生產(chǎn)和批量型生產(chǎn)進(jìn)行分線(xiàn)管理實(shí)行同一個(gè)研程檢驗究所里的異地加工技術(shù)這樣就能在設計統一和工8)建立首件質(zhì)量檢驗制度。藝統一的情況下同時(shí)完成科研型生產(chǎn)和批量型生9)外協(xié)裝聯(lián)產(chǎn)品工藝質(zhì)量控制嚴格外協(xié)裝聯(lián)產(chǎn)品工藝質(zhì)量控制,首先應由工3.5電子產(chǎn)品批量生產(chǎn)實(shí)行全過(guò)程質(zhì)量控制藝部門(mén)負責會(huì )同質(zhì)量管理部門(mén)和生產(chǎn)部門(mén)對裝聯(lián)要提高電子產(chǎn)品批量生產(chǎn)的可靠性除了必須產(chǎn)品的外協(xié)單位進(jìn)行工藝水平、技術(shù)能力、生產(chǎn)能力對批量生產(chǎn)前的電路設計文件進(jìn)行可制造性審核和和質(zhì)量保障能力進(jìn)行綜合調查進(jìn)行裝聯(lián)產(chǎn)品外協(xié)實(shí)行科研生產(chǎn)與批量生產(chǎn)實(shí)行分線(xiàn)管理模式外對單位的選點(diǎn)工作其次在生產(chǎn)過(guò)程中應設立質(zhì)量巡電子產(chǎn)品批量生產(chǎn)實(shí)行全過(guò)程質(zhì)量控制是必不可少檢員制度和工藝監控員制度涕三建立外協(xié)裝聯(lián)產(chǎn)的重要舉措品所內復驗制度下面敘述電子產(chǎn)品批量生產(chǎn)中電裝全過(guò)程質(zhì)量4中國煤化工控制所采取的措施CNMH〔管理模式尚在模索中1〕確定電子元器件的基本選用要求。電子元本文僅進(jìn)行了粗略的探討供業(yè)內同行參考。不當器件是電子設備的基本構成。對電子元器件的基本之處敬請指正。要求除了基本電氣參數需要符合電路設計要求外,收稿日期2006-08-15對其組裝特性也有著(zhù)嚴格的要求并不是只要電氣