江苏理工学院常利来电子工艺生产实习报告

概述电子系统与产品生产流程工艺与设备操作是一门介绍电子产品生产和加工流程的课程,是一门集知识与工艺及操作于一体的实践性课程。通过电子产品生产工艺的理论和实践的一体化学习过程，掌握电子产品生产工艺流程以及工艺规范，从而对电子设备的结构和加工工艺有一个完整的概念，增强了我们综合应用电子线路知识与制造工艺知识的能力。本课程的内容由浅到深、由简单到复杂、由局部电路到整机电路不断提升，包括简单的手工焊接工艺以及浸焊工艺、波峰焊工艺、回流焊接工艺；生产方式有单一独立方式与流水生产方式、一体化高精度设备；载体从简单电路板、小型THT技术电子产品、中型SMT技术电子产品到实际的大型电子产品。本实习报告主要涉及对电子产品生产工艺相关常用技术资料、集成电路、印制电路板的设计与制造、焊接技术与技能、电子设备的装配与调试等方面内容做了简单介绍，对生产实习企业的厂房布局、设备布局、车间的分布及其合理性做了简单分析。同时，对目前企业的技术现状及企业在整过产品制造过程中如何进行品质管控进行阐述。最后着重叙述了通过本次生产实习所获得的心得体会和切身感悟。电子产品生产工艺1电子产品生产工艺概述集成电路在各种电子设备中均得到了广泛的应用，如家用电器、通信器材、计算机、各种自动化控制设备、卫星及各种军事装备等。集成电路是把晶体二极管、晶体三极管、电阻、电容等元器件，或者一个单元电路、功能电路制作在一个硅单片晶体上，经封装后构成的。它有重量轻，耗电省，可靠性高，寿命长等优点。印制电路板PCB(PrintedCircuitBoard)是在一定尺寸的绝缘板上，加工成一些导电的图形，并布有孔(如元件接插孔、紧固孔、金属化孔等)，以它为底盘，可以实现元器件之间的相互连接。印制电路板是电子工业重要部件之一，几乎每种电子设备，小到电子手表、计算器，大到计算机、通讯电子设备，军用武器系统，都要使用印制板。电子设备装配的技术文件是组织生产和技术交流的依据，是根据国家的相应标准制定的，是作为技术工人必须看懂、会编制的一种“工程语言”。手工焊接是传统的焊接方法，虽然批量电子产品生产已较少采用手工焊接了，但对电子产品的维修、调试中不可避免地还会用到手工焊接。焊接过程的机械化和自动化，是近代焊接技术的一项重要发展。它不仅标志着更高的焊接生产效率和更好的焊接质量，而且还大大改善了生产劳动条件。电子设备的整机装配是严格按照设计要求，将相关的电子元器件、零部件、整件装接到规定的位置上，并组成具有一定功能电子设备的过程。它又分为电气装配和机械装配两部分。电子系统调试的目的是为了使系统的性能指标达到预定要求。它是对系统或系统中部件、单元电路或元器件的工作状态测试、分析、调整、再测试的反复过程，这一工作对电子系统达到实际使用效用是必不可少的。企业的工艺管理是指在一定的生产方式和条件下，按照一定原则、程序和方法，科学地计划、组织、协调和控制各项工艺工作的全过程。2电子产品生产工艺介绍2.1常用技术资料2.1.1技术文件的分类电子设备产品的技术文件分为两大类：设计文件和工艺文件。设计文件规定了电子设备产品的组成形式、结构尺寸、原理，以及在制造、验收、使用和维修时所必需的技术数据和说明，是制定工艺文件、组织生产和产品使用维修的依据。在设计过程中所使用的各种零件、部件和整件都必须具有结构图形、安装图表、连接图表、技术参数、使用说明书以及其他工艺文件就组成了设计文件。工艺文件是根据设计文件、图纸及生产定型的样机，结合工厂的实际情况制定出的指导工人操作和用于生产、工艺管理等的技术文件，它以工艺规程和整机工艺文件的形式，规定了实现设计文件要求的具体的工艺过程，要体现高质量、低成本、高效益的原则。2.1.2技术文件的标准化电子设备产品种类繁多，但其表达形式和管理办法必须是通用的，即其技术文件必须标准化。标准是由政府或指定部门制定、发布、修改或废止。标准化是确保产品质量的前提，是实现科学管理、提高经济效益的基础，是产品进入国际市场的重要保证。当前我国电子产品使用的国际标准主要是国际标准化组织ISO和国际电工委员会IEC制定的标准。我国的标准级别目前分为三级，即国家标准（GB）、专业（部）标准（ZB）和企业标准。国家标准（GB）是国家标准化机构制定的、全国范围内统一的标准，或被采用的国际标准。专业（部）标准（ZB）是由专业标准化主管机构或标准化组织（国务院主管部门）批准、发布，在全国范围内执行的统一标准，且不与国家标准相抵触。企业标准是由企业或其上级有关机构批准、发布的标准。在企业中一切正式批量生产的产品，凡是没有国家标准、部标准的必须制定企业标准。为便于提高产品质量，企业标准可以比国家标准和部标准高。2.2集成电路介绍2.2.1集成电路的种类和封装集成电路的种类很多，在电路中都用“IC”两个字母表示。按集成度的高低分类：小规模集成电路，在芯片上的集成度为100个元件以内或者10个门电路以内的集成电路；中规模集成电路，指芯片上的集成度为100——1000个元件或10-100个门电路的集成电路；大规模集成电路，指芯片上的集成度为1000个元件以上或100个门电路以上的集成电路；超大规模集成电路，指芯片上集成度为十万个元器件以上或一万个门电路以上的集成电路。集成电路的外封装形式有多种，最常见的有圆形金属封装、扁平形陶瓷或塑料封装、双列直插式封装等。其中双列直插式、单列直插式封装较为多见，它们的引脚有8、10、12、14、16、24个等多种，多者可达60余个或更多。2.2.2集成电路的引脚识别集成电路的引脚较多，正确识别排列顺序很重要，否则将造成使用上的失误，轻者电路不能正常工作，重者将损坏集成电路。对圆筒形和菱形金属封装的集成电路的引脚识别方法是，让引脚对着自己，由靠近定位标记引脚开始，顺时针方向依次是①、②、③……n脚。该类集成电路的定位标记为圆孔、凸耳或引脚排列的空位等。单列直插式集成电路引脚的识别方法是，该种集成电路的定位标记有缺角、小孔、色点、凹坑、线条、色带等。识别时让引脚朝下，让定位标记对着自己没从定位标记一侧的第一只引脚数起，依次为①、②、③……n脚。双列直插式集成电路引脚的识别方法是，该种集成电路的定位识别标记有色点、半圆缺口、凹坑等。识别时将集成电路水平放置，引脚向下，识别标记对着自己身体的一边，从右识别标记一边的第一个引脚开始按逆时针方向，依次为①、②、③ n脚。2.3印制电路板的设计与制造2.3.1印制板的分类印制电路板按电路板的层数可分为单面、双面、多层3种。单面印制电路板仅一面上有导电图形的印刷电路板称单面板，单面板结构简单，不需要打孔，并且成本较低，因此批量生产的简单电路设计通常会采用单面板的形式。单面板的布线难度较大，并且布通率很低。虽然说设计人员可以采用飞线的方法来对未布通的导线进行布线，但是飞线过多会增加焊接印刷电路板的工作量，并且飞线很容易脱落，所以通常只有非常简单的电路才会采用单面板的设计方案，否则通常采用双面板的设计方案。双面印刷电路板两面上都有导电图形的印刷电路板称双面板，一面为顶层，另一面为底层。由于双层板两面都可以布线，并且可以通过过空孔来进行顶层和底层之间的电气连接，因此双面板应用范围十分广泛，是目前应用最为广泛的一种印刷电路板结构。在双面板的制作过程中，由于需要制作连接顶层和底层的金属化过孔，因此它的生产工艺流程要比单面板复杂，成本也比较高。多层印刷电路板包含多个工作层面的电路板称多层板，除了顶层和底层外还包含若十个中间层，通常中间层可作为导线层、信号层、电源层、接地层等。层与层之间相互绝缘，层与层的连接通常通过过孔来实现。多层板具有布线层数多、走线方便、布线率高、连线短以及面积小等优点。2.3.2印制的结构层次印刷电路板包括许多类型的工作层面，如信号层、防护层、丝印层、内部层等。信号层(SignalLayers)主要用来放置元器件或布线。主要包括顶层、底层和中间布线层。防护层(MaskLayers)主要用来确保电路板上不需要镀锡的地方避免镀锡，从而保证电路运行的可靠性。丝印层(Silkscree)包括顶层和底层两个丝印层。主要用来在印刷电路板上印上元器件的流水号、生产编号、公司名称等。内部电源层(InternalPlanes)主要用来布设电源层或者地层。机械层(MechanicalLayers)一般用于放置有关制板和装配方法的指示性信息，如电路板物理尺寸线、尺寸标记、数据资料、装配说明等信息。过孔引导层(DrillGuide):主要用于指示印刷电路板上钻孔的位置。禁止布线层(Keep-OutLayer):主要用于绘制电路板的电气边框。定义了禁止布线层后，在以后的布线过程中，所布的具备电气特性的线不能够超出禁止布线层的边界。钻孔图(DrillDrawing):主要用于设定钻孔形状。设置多层面(Multi-Layer):主要用于设置多层面。多层面是贯穿每一个信号层面的工作层。2.4焊接技术与技能2.4.1手工焊接工艺手工焊接一般分四步骤进行。①准备焊接：清洁被焊元件处的积尘及油污，再将被焊元器件周围的元器件左右掰一掰，让电烙铁头可以触到被焊元器件的焊锡处，以免烙铁头伸向焊接处时烫坏其他元器件。焊接新的元器件时，应对元器件的引线镀锡。②加热焊接：将沾有少许焊锡和松香的电烙铁头接触被焊元器件约几秒钟。若是要拆下印刷板上的元器件，则待烙铁头加热后，用手或镊子轻轻拉动元器件，看是否可以取下。③清理焊接面：若所焊部位焊锡过多，可将烙铁头上的焊锡甩掉(注意不要烫伤皮肤，也不要甩到印刷电路板上！)，用光烙锡头〃沾〃些焊锡出来。若焊点焊锡过少、不圆滑时，可以用电烙铁头〃蘸〃些焊锡对焊点进行补焊。④检查焊点：看焊点是否圆润、光亮、牢固，是否有与周围元器件连焊的现象。2.4.2自动焊接技术波峰焊是指将熔化的软钎焊料（铅锡合金），经电动泵或电磁泵喷流成设计要求的焊料波峰，亦可通过向焊料池注入氮气来形成，使预先装有元器件的印制板通过焊料波峰，实现元器件焊端或引脚与印制板焊盘之间机械与电气连接的软钎焊。波峰焊主要由波峰焊接机完成，它主要包括：控制系统、传送系统、助焊剂喷雾装置、预热装置、锡槽和排风冷却系统组成。浸焊分为手工浸焊和自动浸焊。手工浸焊是由专业操作人员手持夹具，夹住已插装好元器件的印制电路板，以一定的角度浸入焊锡槽内来完成的焊接工艺，它能一次完成印制电路板众多焊接点的焊接。自动浸焊是利用自动浸焊机完成，将已插有元器件的待焊印制电路板由传送带送到工位时，焊料槽自动上升，待焊板上的元器件引脚与印制电路板焊盘完全浸入焊料槽，保持足够的时间后，焊料槽下降，脱离焊料，冷却形成焊点完成焊接。由于印制电路板连续传输，在浸入焊料槽的同时，拖拉一段时间与距离，这种引脚焊盘与焊料的相对运动，有利于排除空气与助焊剂挥发气体，增加湿润作用。2.5电子设备的装配2.5.1装配工具电子设备装配使用的工具多为便携式工具，常用的有试电笔、钢丝钳、电工刀、螺钉旋具、钢卷尺、尖嘴钳、剥线钳、锉刀、电烙铁及各种活动扳手等。2.5.2装配流程电气装配是从电气性能要求出发，根据元器件和部件的局部，通过引线将它们连接起来。机械装配则是根据产品设计的技术要求，将零部件按位置精度、表面配合精度和运动精度装配起来。电子设备装配的工艺流程就是依据设计文件的要求，按照工艺文件的工艺规程和具体要求，把元器件和零部件装配在印刷电路板、机壳、面板等指定位置上，构成完整电子设备生产的过程。它一般可分为装配准备、部件装配和整件装配三个阶段。根据产品复杂程度、技术要求、员工技能等情况的不同，整机装配的工艺也有所不同。装配环节是整机装配的主要生产工艺。它的好坏直接决定产品的质量和工作效率，是整机装配的非常重要的组成部分。电子设备整机装配的工艺流程如下图所示。电子设备整机装配的主要内容包括电子设备单元的划分，元器件的布局，元器件、扎线、零部件的加工处理，各种元器件的安装、焊接，零部件、组合件的装配及整机总装。在装配过程中根据装配单元的尺寸大小、复杂程度和特点的不同，可将电子设备的装配分成不同的等级，组装级别分为：元件级组装是最低的组装级别，通常指电路元器件和集成电路的组装，其特点是结构不可分割；插件级组装，用于组装和互连第一级元器件，例如装有元器件的印刷电路板或插件等；底板级或插箱级组装用于安装和互连第二级组装的插件或印刷电路板部件；系统级组装，主要通过电缆及连接器互连钱两级组装，并以电源馈线构成独立的有一定功能的仪器或设备。对于系统级，设备可能不在同一地点，须用传输线或其他方式连接。2.6电子设备的调试2.6.1调试流程及内容通电一电源部分的调试一单元电路的调试一整机电路的调试一工艺环境试验一老化和参数复调。调试过程每个环节都可能会遇到问题，造成这些问题的原因很多，如元器件参数的离散性、装配工艺的局限性及工作环境的不确定性、生产工人的技能等。可以说一台电子设备在技术方案确定以后，优劣的关键就是如何解决这些问题，使其到达到各项技术指标，实现预定的功能。所以整机的调试与检测则是电子设备质量保障的重要环节。调试工作包括调整和测试两个部分。调整主要指对电路参数而言，即对整机内的电感线圈磁芯、电位器、可变电阻器、微调电容器等可调元件及与电气指标有关的调谐系统、机械传动部分进行调整，使之达到预定的指标和功能要求。测试则是用精度较高的仪器仪表测出单元或整机的各项技术指标。2.6.2调试的一般原则调试工作应遵循的原则是：先调试单元部件，后调试整机；先内后外；先调试机械部分，后调试电气部分；先调试电源，后调试其余电路；先调试静态指标，后调动态指标；先调试独立部件，后调试相互影响的部件；先调试基本指标，后调试对质量影响较大的指标。为了使调试顺利进行，电路图上应当标明各点的电位值、相应的波形图以及其他主要数据。对于己定型的产品和需要相互配合才能运行的产品也可以采用一次性调试。由于电子设备种类繁多，功能各异，电路复杂，各电子设备单元电路的数量及类型也不相同，所以，调试程序也各不相同。简单的小型电子设备，装配完毕即可直接进行整机调试。2.7生产工艺管理企业的工艺管理是指在一定的生产方式和条件下，按照一定原则、程序和方法，科学地计划、组织、协调和控制各项工艺工作的全过程；是保证整个生产过程严格按工艺文件进行活动的管理科学。工艺管理涉及产品的开发、产品的试制、生产管理、技术改造与推广、安全管理以及质量管理等多方面。工艺管理的内容主要有：编制工艺发展计划，研究和开发新的工艺技术；产品生产的工艺准备；生产现场的工艺管理；工艺纪律的管理、生产管理、质量管理；开展工艺情报的收集、研究和开发工作；工艺成果的申报、评定和奖励；开展工艺标准化工作。电子产品生产实习3.1实习企业概况介绍常州常利来电子有限公司创立于1989年，专业生产各类车用插片式保险丝，连接式保险丝，保险丝座、盒，限温熔断器，可恢复式熔断器，电力熔断器，电池扣，电池盒等。2002年公司经技术重组，共投资2000万元，成立常州常利来电子有限公司，购进高精度的生产设备和计算机测试系统，以先进的生产技术和ISO9001-2000质量管理体系的品质管理。公司产品先后获得CCC、VDE、CE、CB、UL、C-UL、RU、C-RU等多国认证。恒创牌产品已和南汽、沈阳金杯、重庆长安、常州客车厂、重庆本田、新大洲等厂家常年配套，并远销欧美、东南亚、港、澳、台等世界各地，年销量达3.5亿只。3.2实习企业布局及合理性分析电子工业既是技术密集型，又是劳动密集型的行业。生产电子产品，采用流水作业的组织形式，生产线是最合适的工艺装备。生产线的设计、订购、制造水平，将直接影响产品的质量及企业的经济效益。生产线的布局也是企业的场地工艺布局。目前各电子企业的规模、产品结构、技术水平、资金状况及场地大小不同，对场地的利用和布局大不一样，但场地的工艺布局的好坏，直接影响到企业的生产组织、场地的利用效率、物流的通畅、生产的效率和效益。提高生产场地布局的设计水平已经成为有关专家和工程技术人员必须面对的问题。企业场地的工艺布局设计是一个系统工程，是由许多因素相互作用、相互制约和相互依赖的有机整体。工艺布局所考虑的有硬件，也有软件。硬件有插件线、SMT线、调试线、总装线等生产线系统，水、电、气等动力系统，计算机网络系统，通信系统等，软件有生产管理的顺畅、物流的顺差，对环境的影响等等。场地布局的设计，必须有工艺技术部门、生产部门、物流管理部门、品质检验部门和市场部门共同研究、反复论证，提出最优化的方案，报企业决策。在设计场地工艺布局时应考虑的主要因素有以下几点：（1）企业的产品结构、设备投资、规模大小。产品机构决定生产线的种类和数量，不同的产品生产线的构造多少有所区别；设备的多少、技术先进程度决定了工艺流程和工序；生产规模决定生产线、设备的多少和场地大小。（2）产品生产工艺流程的优化和企业的水、电、气、信等系统的配备，要尽量简化工艺流程，尽量缩短上述系统的线路，节省投资。（3）要尽量保证物流的顺畅、管理的方便，从物料进厂、检验、仓存、生产线的流向、工序之间的周转以及成品的存储和发货，要尽量简短、不重复、不较差。（4）要考虑生产环境的整洁、有序、噪声和污染的防治。生产实习心得体会时光荏苒，不知不觉已经走完了大三的路程，进入了大学的最后一个学年，这意味着我们即将步入社会。社会，对于一个准毕业生来说，是那么地陌生。陌生的世界总是有待于去探索，况且在此之前我们或许仅仅知道一些书本上的基本理论而少有社会真正需要的实践经验。哲学上说实践是检验真理的唯一标准，为此，在本学期电子系统与产品生产流程工艺与设备操作课程中，我们有幸能够到常州常利来