表面贴装元器件管理

1电子元器件管理第1章绪论1.1表面组装技术电子电路表面组装技术一般是指用自动化组装设备将片式化、微型化的无引线或短引线表面组装元件/器件（简称SMC/SMD）直接贴、焊到印制线路板表面或其他基板的表面规定位置上的一种电子装联技术，又称表面安装技术或表面贴装技术，简称SMT(SurfaceMountingTechnology)。由SMT技术组装形成的电子电路模块或组件被称为表面组装组件（SMA）。SMT是20世纪60年代中期开发、70面带获得实际应用的一种新型电子装联技术，它彻底改变了传统的通孔插装技术，是电子产品的微型化、轻量化成为可能，被誉为电子组装技术的一次革命。一些SMT厂初期产品不合格率甚至高达10％以上。因此SMT生产中的质量管理已愈来愈受到众多SMT生产厂家的重视，并把SMT质量管理视为SMT的一个组成部分。SMT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，SMA的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。1.2质量控制质量是产品或系统满足使用要求的特性的总和。其内涵包括：性能、可靠性、维修性、安全性、适应性等五个内在质量，以及时间性、经济两个外延。为达到质量内涵的各种要求，需要在产品的制造过程中采用一定的方法、手段、操作技能，这种系统性、综合性的管理技术活动，就是质量控制技术。质量控制（QC：QualityControl）作为一门管理科学，已从统计质量控制（SQC:StatisticalQualityControl）和全面质量控制（TQC:TotalQualityControl）发展到了全面质量管理（TQM）和质量功能配置（QFD）新阶段。不过，TQC和SQC还是质量控制采用的最普遍的两种方式。全面质量控制是一种对质量形成全过程，即对包括市场调查、设计研制、采购、生产工艺准备、制造、检测、包装储运、销售支付、安装调试、售后服务、维修以及处置等质量循环中的各个环节进行全面质量控制管理的技术。它将质量控制工作延伸到制造过程结束后的外部时间空间，既包含线内控制又包含线外空控制。其特点是体现出以“事先预防”2为主的质量控制观。统计质量控制有三种基本方法，以使用正交设计与参数设计方法提高设计质量的线外质量控制;是控制图法，即记录质量参数的波动数据、设置控制界限，以发现并控制异常数据波动点;三是抽样检查，即在不同时间段随机抽取一定的比例进行统计分析处理。SMT是涉及各项技术和学科的综合性技术，其组装产品的质量控制具有不少特殊性，并有相当难度，主要体现在以下几个方面：1．由于PCB电路设计、元器件设计及其它们的生产，焊接材料的生产等设计、生产环节与产品组装生产环节往往不是在同一企业进行，来料质量控制内容多而复杂。2．影响组装质量的因素很多。元器件、PCB、组装材料、组装设备及其工艺参数、生产环境等，均对产品组装质量产生影响。3．质量检测难度大。细间距、高密度组装，PCB多层化，器件微型化和某些器件引脚不可视等，给检测技术带来较大难度，检测成本增加。4．故障诊断困难。器件故障、运行故障、组装故障是SMT产品三类主要故障，引起故障的因素多达数十种，要进行准确诊断较困难，诊断费用高。5．返修成本高。组装器件和组装材料高成本、返修必须采用专用工具和设备等，都使返修成本较高，且返修花费时间长。SMT产品组装生产的质量控制中，传统采用SQC方式的较多。但根据SMT产品质量控制特点，为尽量避免SMT产品的故障诊断与返修等高成本环节，在其产品设计和组装生产过程的质量控制形式上，更提倡采用以事先预防为主的全面质量控制方式，对应的基本策略主要有：1．尽量采用设计制造一体化技术，在PCB电路设计等设计过程中融入可制造性设计、可测试性设计，可靠性设计等面向制造的设计内容；2．严格把好元器件和组装材料等来了质量观，事先进行可焊性测试等质量检测；3．采用工序上尽早测试原则，使质量故障问题尽早发现尽早制止，避免故障随着工序的后移而扩展或加重引起诊断与维修难度和费用的几何级数式增长现象的产生；4．形成工序检验与终端检验结合的组装质量检测与反馈闭环控制。SMT产品质量控制体系基本形式质量体系的递阶结构示意图见图1-11．质量体系基本形式管理层主要完成质量信息管理、数据统计分析等;执行层主要完成现场质量信息采集和相关处理;检测单元层主要完成约定工序或工位的质量信息采集和相关质量控制工作。3图1-1为质量体系的递阶结构示意图2．质量控制点的设置（1）物料检测点物料检测含PCB光板设计制造质量检测、元器件测试、焊膏等组装材料检测等。（2）工序检测点（3）产品检验点产品检验点用于产品终端的质量检测、统计和质量信息归档处理等电子元器件与半成品管理电子元器件及半成品的库存管理是企业物流系统的重要环节。库存的主要作用和功能是在物料的供需之间建立有效的缓冲区，以减轻物料的供需矛盾。科学合理的库存管理，不仅可以促进销售，提高劳动生产率，而且可以降低产品成本，增加经济效益，反之则可能加剧供需矛盾，或造成大量的资金积压，影响企业效益，造成重大的经济损失。1．电子元器件及半成品库存管理的目的保证物料的正常流通，便于识别和管理并保证物品的品质,并建立一个清晰、可靠的仓储流程。2．仓库的作用（1）保管和调节；（2）占用财物资源的比例高，不容忽视。4第2章质量管理体系2.1ISO－9000系列标准ISO－9000系列标准是SMT生产中质量管理的最好选择。ISO－9000系列标准，是由设在瑞士日内瓦的国际标准化组织，即由各国标准化团体组成的世界性联合会，于1987年制定的，是旨在进一步提高生产厂家质量管理水平的国际标准，这个标准每五年修改一次，重新发布。十多年来，这个标准愈来愈受到各国政府、团体及工厂的重视和认可，不分国界，不分行业，积极申报该标准的评审。为什么IS19000族标准会受到这么多的行业、这么多的工厂重视呢？这是因为全球性经济竞争加剧了，生产管理者需要找到一个行之有效的质量保证体系来提高自己产品的质量，并且能得到外界的认可。该标准的目的，正是帮助管理者通过制定一个切实可行的质量管理体系来实现自己预定的方针目标。ISO－9000族标准中，质量管理体系明确提出了20个要素及这些要素应符合的标准。20个要素中，其精华为“人、机、物、法、环”，它具有切实可行的操作性，又有继承和发扬的连贯性；ISO－9000族标准是世界各国执行全面质量管理经验的总结和升华的产物。可以认为，没有前几十年的全面质量管理的实践，就不可能有现在的ISO－9000族标准。它的未来，将会继续受全面质量管理发展的影响而变得更完善、更有效。很多工厂形象地把ISO－9000旅标准称之为“迈向世界经济的通行证”，它也是在不同行业之间实现联络和沟通的桥梁。不同厂家、不同部门可通过这个体系得到很好的交流，相互印证，相互支持。社会大生产都有一个明确的分工，每个行业、每个工厂在向社会提供合格产品时，也都要接受社会其他工厂所提供的合格产品。挑选购买哪种产品最放心呢？毫无疑问，那些通过ISO－9000认证的工厂所生产的产品应为首选，因为它们有一个合格的质量保证体系来保证其产品的质量，而没有通过ISO－9000族标准的工厂，就不足以提供这样的保证。不言而喻，ISO－9000族标准像纽带一样把不同国家、不同地区、不同工厂紧紧联系起来。这也正是愈来愈多的国家和工厂都来积极接受ISO－9000族标准评审的原因所在。SMT生产中质量要求之高，加工难度之大，在其他行业是少见的。它与众多的行业、工厂紧密相连，各种元器件多种辅助材料锡膏、贴片胶、PCB、多种工艺方法和多种加工设备，既可外购件，又有外协件，产品设计者既需要本专业知识，又必须熟悉SMT工艺规范；焊接质量既需要设备的保证，又离不开人的经验，稍有差错就会造成质量事故，特别是一旦发生焊接质问题，挽回及维修的可能性都非常之小。因此如何做好SMT生产中的质量管理，经验和教训都告诉我们，ISO－9000族标准是最好的管理办法。在SMT生产过程中，以ISO－9000族标准为依据，逐渐形成完整的质量管理体系，迈向世界先进水平将不再是一句空话。52.2符合ISO－9000标准的质量管理体系2.2.1中心的质量目标制定明确的质量方针和质量目标，是推行ISO9000管理体系的标志，其方针和目标应体现出质量在不断提高，经过努力后才能达到的，并且应在各部门中认真落实和贯彻。例如，当前国际上再流焊不良焊点率＜10×10－6。SMT加工中心，应描瞄准世界先进目标，制定出确实可行的质量目标，如第一年是否先做到500×10－6或是300×10－6——近期目标；第二年做到100×10－6或50×10－6——中期目标；第三年做到20～10×10－6——远期目标。同时，应根据质量方针的要求分析影响质量的关键/薄弱问题，通过分析研究，制定出有力的控制措施，由有关部门和具体人员去落实解决。2.2.2质量保证体系的内涵1．体系结构的完善化质量保证体系的结构应该完善，能覆盖质量保证标准要素的内容，例如：工艺、设备、检验（包括元器件、材料检验和产品质量检验）外购、外协（设备，PCB等）、设计（OEM产品由工艺协调）和包装等。机构比较合理，各要素有部门负责管理。2．体系运作的有效性体系应能有效动作，应制订相应的程序文件，经常进行评审并及时纠正问题，包括对员工的培训和考核。3．体系文件应完整，质量记录齐全，能反应实际工作情况。体系内部质量信息应能及时传递，以增强全体人员的质量意识。2.2.3SMT产品设计产品设计师除了熟悉电子线路专业知识外，还应熟悉SMT元器件以及各种SMT工艺流程，特别是中心的SMT生产线流程和能力，在设计的过程中始终与SMT工艺保持联系和沟通。设计师所设计的PCB应符合SMT艺要求。应有一套完善的设计控制制度，包括各种数据，试验记录，特别是与SMT生产质量有关的记录。设计与工艺联络程序如图2-1所示。6图2-2印制板工程设计后的审核程序ISO－9000标准的质量管理体系还包括：外购件及外协作的管理、生产管理、质量检验、图纸文件管理、包装储存及交货、降低成本、人员培训等。7第3章电子元器件要管理电子元器件，首先就要了解电子元器件。所以下面先简单介绍一下电子元器件的分类、封装和包装。3.1表面组装元器件的分类电子器件分为表面组装元器件和通孔插装元器件。表面组装元器件分为表面组装元件（SMC）和表面组装器件(SMD)。3.2元器件的外形封装1．表面组装元件（SMC）的外形封装、尺寸主要参数及包装方式（表3-l）（1）表面组装元件（SMC）封装尺寸有公制（mm）和英制（inch）两种表示方法:欧洲大多采用英制（inch）表示，日本大多采用公制（mm）表示。我国没有统一标准，公制（mm）和英制（inch）都可以使用。（2）公制（mm）/英制（inch）转换公式：∵inch＝25.4mm∴25.4mmx英制（inch）尺寸＝公制（mm）尺寸举例：将0805（0.08inchx0.05inch）英制表示法转换为公制表示法元件长度：25.4mmx0.08=2.032≈2mm元件宽度：25.4mmx0.05=1.27≈1.25mm0805（0.08inchx0.05inch）的公制表示法为：2125（2.0mmxl.25mm）2．表面组装器件（SMD）的外形封装，引脚参数及包装方式见表3-23.3表面组装元器件（SMC／SMD）的包装类型表面组装元器件的包装类型有编带、散装、管装和托盘。3.3.1表面组装元器件包装编带表面组装元器件包装编带有纸带和塑料带两种材料。纸带主要用于包装片式电阻、电容的8mm编带。塑料带用于包装各种片式无引线元件、复合元件、异形元件、SOT、SOP、小尺寸QFP等片式元件。纸带和塑料带的孔距为4mm，（1.0x0.5mm以下的小元件为2mm），元件间距4mm的倍数，根据元器件的长度而定。8表3-1表3-293.3.2散装包装散装包装主要用于片式无引线无极性元件，例如电阻、电容。3.3.3管装