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电子产品的构成和形成

2016-3-19 11:10:58


   电子产品有的简单,有的复杂,一般地讲,电子产品的组成结构可以用下图3.1表示:

         图3.1 电子产品的组成图

  例如,一套闭路电视系统,是由前端的卫星接收机、节目摄录设备、编辑播放设备、信号混合设备组成,传输部分的线路电缆、线路放大器、分配器、分支器等,以及终端的接收机等组成。卫星接收机、放大器等是整机,而接收机和放大器中的电路板、变压器等是其中的部件,电路板中的元器件、变压器中的骨架等则是其中的零件。有些电子产品的构成比较简单,例如一台收音机,是由电路板、元器件、外壳等组成,这些分别是整机、部件和零件,没有系统这个级别的东西。
  电子产品的形成也和其他产品一样,须经历新产品的研制、试制试产、测试验证和大批量生产几个阶段,才能进入市场和到达用户手中。在产品形成的各个阶段,都有工艺技术人员参与,解决和确定其中的工艺方案、生产工艺流程和方法。
  在新产品研制阶段,工艺工程师参与研发项目组分析新产品的技术特点和工艺要求,确定新产品研制和生产所需的设备、手段,提出和确定新产品生产的工艺方案;在试制试产阶段,工艺技术人员参加新产品样机的工艺性评审,对新产品的元器件选用、电路设计的合理性、结构的合理性、产品批量生产的可行性、性能功能的可靠性和生产手段的适用性提出评审意见和改进要求,并在产品定型时,确定批量生产的工艺方案;产品在批量投产前,工艺技术人员要做好各项工艺技术的准备工作,根据产品设计文件编制好生产工艺流程,岗位操作的作业指导书,设计和制作必要的检测工装,编制调试ICT、SMT的程序,对元器件、原材料进行确认,培训操作员工。生产过程中要注意搜集各种信息,分析原因,控制和改进产品质量,提高生产效率等等。

3.2 电子产品生产的基本工艺流程
  从上节知道,电子产品系统是由整机、整机是由部件、部件是由零件、元器件等组成。由整机组成系统的工作主要是连接和调试,生产的工作不多,所以我们这里讲的电子产品生产工艺是指整机的生产工艺。
  电子产品的装配过程是先将零件、元器件组装成部件,再将部件组装成整机,其核心工作是将元器件组装成具有一定功能的电路板部件或叫组件(PCBA)。本书所指的电子工艺基本上是指电路板组件的装配工艺。
  在电路板组装中,可以划分为机器自动装配和人工装配两类。机器装配主要指自动铁皮装配(SMT)、自动插件装配(AI)和自动焊接,人工装配指手工插件、手工补焊、修理和检验等。电路板生产的基本工艺流程如下图所示。

  
   生产准备是将要投入生产的原材料、元器件进行整形,如元件剪脚、弯曲成需要的形状,导线整理成所需的长度,装上插接端子等等。这些工作是必须在流水线开工以前就完成的。
自动贴片是将贴片封装的元器件用SMT技术贴装到印制板上,经回流焊工艺固定焊接在印制板上。
经装贴有表面封装元器件的电路板,送到自动插件机上,机器将可以机插的元器件插到电路板上的相应位置,经机器弯角初步固定后就可转交到手工插接线上去了。
  人工将那些不适合机插、机贴的元器件插好,经检验后送入波峰焊机或浸焊炉中焊接,焊接后的电路板个别不合格部分由人工进行补焊、修理,然后进行ICT静态测试,功能性能的检测和调试,外观检测等检测工序,完成以上工序的电路板即可进入整机装配了。
附图是一种电磁炉功率板的装配流程图。
  本课程以后章节将对以上各主要工序的工艺技术进行分析。

3.3 电子企业的场地布局
  电子工业从来都既是技术密集型,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。

2.3.1 设计场地工艺布局应考虑的因素
  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。

2.3.2 电子整机产品生产工艺过程举例
下面以某电磁炉生产企业为例说明该企业的工艺布局和生产流程。
该企业分两个车间,二楼为电路板生产车间,一楼为电磁炉装配车间。生产流程如下:
1)采购进厂的元器件经进货检验后进入元器件仓管理。
2)生产计划排出后按计划将元器件发给整形部门,对元器件、印制板进行整形,做好上线准备。
3)贴片室将整形后的印制板及所需的元器件领至本部门进行贴片和回流焊。
4)自动插件室将贴好元件的板及所需的元器件领至本部门进行机插,插好元件的电路板送至手插线上。
5)这里安排了三条插件焊接生产线,整个企业的产能是每天5000台,电路板车间安装三条插件焊接线,其中一条生产线生产显示板,两条生产线生产控制主板。经过自动贴片和自动插件的电路板在手工插件线上插好剩下的元器件后送入波峰焊机焊接,然后经补焊、修理、测试检验合格后送到装配车间装配。
6)二楼的其他几个单元是生产、技术、品质等管理部门和设备工装维修部门。
7)总装车间的主要生产设备是两条装配线和一个产品老化室,经装配好的产品送到老化室进行高温、高电压、大负荷、长时间通电老化,最后经检验合格后包装进入成品仓库。
8)品质检验部门还将对产品进行抽检和环境试验。

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