电子工艺基础课程.ppt

第1章 电子工艺基础,1.1 工艺工作概述 1.2 电子产品工艺工作程序 1.3 电子产品制造工艺技术 1.4 电子产品技术文件 思考题与练习题,1.1 工艺工作概述,电子产品的种类繁多，主要分为电子材料、元件、器件、配件、整机和系统。各种电子材料和元器件是构成配件和整机的基本单元，配件和整机又是组成电子系统的基本单元。任何电子产品从原材料进厂，到加工、制造、检验的每一个环节，直到成品出厂，都要按照特定的工艺规程去生产。,什么叫工艺工作呢？工艺工作是对时间、速度、能源、方法、程序、生产手段、工作环境、组织机构、劳动管理、质量监控等生产因素科学研究的总结。工艺工作的内容又可分为工艺技术和工艺管理两大类。,1.2 电子产品工艺工作程序,1.2.1 电子产品工艺工作流程图 电子产品从研究到生产的整个过程可划分为四个阶段，即方案论证阶段、工程研制阶段、设计定型阶段和生产定型阶段。在各阶段中都存在着工艺方面的工艺规程，图1.1是电子产品工艺工作流程图。,图1.1 电子产品工艺工作流程图,图1.1 电子产品工艺工作流程图,图1.1 电子产品工艺工作流程图,图1.1 电子产品工艺工作流程图,1.2.2 方案论证阶段的工艺工作 方案论证阶段的任务是通过对新产品的设计调研，在产品设计前突破复杂的关键技术课题，为确定设计任务书选择最佳设计方案；根据电子技术发展的新趋向，寻求把新技术的成果应用于产品设计的途径，有计划地掌握新线路、新结构、新工艺、新理论，以及采用新材料、新器件等先进性课题，为不断在产品设计中采用新技术，创造出更高水平的新产品奠定基础。,(1)方案论证阶段的主要工作内容如下：对新产品设计进行调研和用户访问，搜集国内外有关的技术文献、情报资料，必要时调查研究实际使用中的技术要求。编制研究任务书，拟定研究方案，提出专题研究课题，明确主要技术要求。对各专题研究课题进行理论分析、计算，探讨解决问题的途径，减少盲目性。审查批准研究任务书和研究方案。,(2)方案论证阶段工作结束后，应达到下列条件：具备研究任务书和研究方案。具备专题研究整理成册的各种试验数据记录。具备各项专题的试验研究报告等原始材料。,1.2.3 工程设计阶段的工艺工作 工程设计阶段的任务是根据批准的研究任务书，进行产品全面设计。这一阶段要编制产品设计文件和必要的工艺文件，制造出样机，并通过对样机的全面试验检查鉴定产品的性能，从而肯定产品设计与关键工艺。,工程设计阶段的主要工作程序如下：(1)论证产品设计方案、下达设计任务书，确定研制产品的目的和要求及主要技术性能指标。其主要工作内容为：搜集国内外有关产品的设计、试制、生产的情报资料及样品。调研实际使用中的技术要求和环境要求，确定试制产品目标。会同使用部门编制设计任务书草案，同时提出产品设计方案，论证主要技术指标，批准下达设计任务书。,(2)进行初步设计和理论计算。根据理论计算和必要的试验合理分配参数，确定采用的工作原理、基本组成部分、主要的新材料以及结构和工艺上主要问题的解决方案。进行理论计算，按计算结果为产品或整个系统的各个部分合理分配参数。通过必要的试验，进一步落实设计方案，提出线路、结构、关键工艺技术的解决方案。按图样管理制度编制初步设计文件。对需用的人力、物力进行概算。,(3)进行技术设计和样机制造。技术设计的主要工作是：根据对技术指标的修正意见并考虑生产时的裕量，进一步调整和分配各部分的参数；拟定标准化综合要求；编制技术设计文件；对结构设计进行工艺性审查，制定工艺方案。样机制造的主要工作是：编制产品设计工作图纸与必要的工艺文件；设计制造必要的工艺装置和专用设备；试验掌握关键工艺和新工艺；制造零、部、整件与样机；对样机进行调整，进行性能试验和环境试验，对是否可提交现场试验作出结论。,(4)工程设计工作结束后，应达到下列条件：具备产品设计方案的论证报告、初步设计文件和技术设计文件。具备产品设计工作图纸及技术条件。具备产品工艺方案及必要的工艺文件。具备整理成册的各种试验的原始资料、试验方法与规程。,具备必要的专用工艺装置、设备及其设计图纸。具备结构的工艺性审查报告、标准化审查报告及产品的技术经济分析报告。具备一定数量的样机。具备产品需用的原材料、协作配套件及外购件汇总表。,1.2.4 设计定型阶段的工艺工作 设计定型阶段的任务是对研制出的样机进行使用现场的试验和鉴定，对产品的主要性能做出全面的评价。这一阶段要进行工艺质量的评审，补充完善工艺文件，全面考验设计文件和技术文件的正确性，进一步稳定和改进工艺，为产品生产定型做好生产技术准备工作。,产品设计定型的标准是：产品的主要性能稳定，经现场试验(或试用)符合设计指标和使用要求；主要配套产品和主要原料可在国内解决；具备了规定的产品设计文件和技术文件。(1)设计定型阶段的主要工作内容如下：现场试验检查产品是否符合设计任务书规定的主要性能指标和要求，通过试验编写技术说明书，并修改产品设计文件。,重点审查各种工艺文件，如工艺方案；具有关键零件、重要部件、关键工序的工艺文件；特种工艺的工艺文件；所采用的新工艺、新结构、新理论、新材料以及新线路、新器件的使用和试验结果等，并做出修改或补充。进行样机试生产。对产品进行装配、调试、检验及各项试验工作，做好原始记录，统计分析各种技术定额。进行产品成本概算。召开设计定型会，对样机试生产提出结论性意见。,(2)设计定型工作结束后，应达到下列条件：具备修改过的产品设计文件。具备产品技术说明书。具备各项工艺文件的审查结论。具备设计定型会的资料和样机结论性意见，根据需要选定标准样机。,1.2.5 生产定型阶段的工艺工作 生产定型阶段的任务是在总结产品设计定型的基础上，按照正式生产的生产类型要求，提出生产定型的各项工艺技术准备工作。产品生产定型的标准是：具备了生产条件，生产工艺经过了考验，生产的产品性能稳定；产品经试验后符合技术条件；具备了生产与验收的各种技术文件。,(1)生产定型阶段的主要工作内容如下：编制和完善全套工艺文件，制订批量生产的工艺方案。培训人员，必要时调整工艺装置，组织生产线，补充设计制造工艺装置、专用设备。组织指导批量生产，确定批量生产时的流水线和劳动组织。拟定正式生产时的工时、台时及材料消耗定额，计算产品劳动量及成本。进行工艺标准化和工艺质量审查。组织生产定型会，得出结论性意见。,(2)生产定型工作结束后，应达到下列条件：具备批量生产全套工艺文件的工艺方案。具备满足批量生产所需的工艺装置、专用设备及其设计图纸。具备工艺文件成套性审查结论。具备明确的生产成本。具备产品生产定型会的资料和结论性意见。,1.3 电子产品制造工艺技术,1.3.1 电子产品制造工艺技术的种类 对电子产品制造来讲，工艺技术有很多种，工厂生产规模、设备、技术力量和生产产品的不同，工艺技术种类也不同。以下简要介绍几种一般工艺技术。,1.机械加工工艺 电子产品很多结构件是通过机械加工而成的，机械类工艺包括车、钳、刨、铣、镗、磨、插齿、冷作、铸造、锻打、冲裁、挤压、引伸、滚齿、轧丝等。其主要功能是改变材料的几何形状，使之满足产品的装配连接。2.表面加工工艺 表面加工包括刷丝、抛光、印刷、油漆、电镀、氧化、铭牌制作等工艺。其主要功能是提高表面装饰性，使产品具有新颖感，同时也起到防腐抗蚀的作用。,3.连接工艺 电子设备在生产制造中有许多连接方法，实现电气连接的工艺主要是焊接(手工和机器焊接)。除焊接外，压接、绕接、胶接等连接工艺也越来越受到重视。4.化学工艺 化学工艺包括电镀、浸渍、灌注、三防、油漆、胶木化、助焊剂、防氧化等工艺。其主要功能是防腐抗蚀、装饰美观等。,5.塑料工艺 塑料工艺主要分为压塑、注塑及部分吹塑。6.总装工艺 总装工艺包括总装配、装联、调试、包装以及总装前的预加工工艺和胶合工艺。7.其他工艺 其他工艺包括保证质量的检验工艺、老化筛选工艺、热处理工艺、数控工艺、电火花工艺等。,1.3.2 电子产品制造工艺技术的管理 工艺工作贯穿于生产的全过程，是保证产品质量，提高生产效率，安全生产，降低消耗，增加效益，发展企业的重要手段。为了稳定提高产品质量，增加应变能力，促进科技进步，企业必须加强工艺管理的水平。,1.工艺管理的基本任务 工艺管理的基本任务是在一定的生产条件下，采用现代科学理论和手段，对各项工艺工作进行计划、组织、协调和控制，使之按照一定的原则、程序和方法有效地进行。2.工艺管理的主要工作内容(1)编制工艺发展计划。为了提高企业的工艺水平，适应产品发展需要，各企业应根据全局发展规划、中远期和近期目标，按照先进与适用相结合、技术与经济相结合的方针，编制工艺发展规划，并制定相应的实施计划和配套措施。,工艺发展计划包括工艺技术措施规划(如新工艺、新材料、新装备和新技术攻关规划等)和工艺组织措施规划(如工艺路线调整、工艺技术改造规划等)。工艺发展计划应在企业总工程师的主持下，以工艺部门为主进行编制，并经厂长批准实施。,(2)研究与开发工艺技术。研究与开发工艺技术的基本要求是：工艺技术的研究与开发是提高企业工艺水平的主要途径，是加速新产品开发，稳定提高产品质量，降低消耗，增加效率的基础。各企业都应该重视技术进步，积极开展工艺技术的开发，推广新技术、新工艺。,为搞好工艺技术的研究与开发，企业应给工艺技术部门配备相应的技术力量，提供必要的经费和实验研究条件。企业在进行工艺技术的研究和开发工作时，应认真学习和借鉴国内外的先进科学技术，积极与大专院校和科研单位合作，并根据本企业的实际情况，积极采取和推广已有的、成熟的研究成果。,(3)为产品生产做工艺准备。为产品生产做工艺准备的主要内容包括：新产品开发和老产品改进的工艺调研和考察；产品设计的工艺性审查；工艺方案设计；,设计和编制成套工艺文件；工艺文件的标准化审查；工艺装备的设计与管理；编制工艺定额；进行工艺质量评审；进行工艺验证；进行工艺总结和工艺整顿。,(4)现场管理。生产现场工艺管理的基本任务、要求和主要内容分别是：确保安全文明的生产，保证产品质量，提高劳动生产率，节约材料，减少工时和能源消耗，改善劳动条件。制定工序质量控制措施。进行质量管理。,(5)工艺纪律管理。工艺纪律管理的基本要求是严格工艺纪律。严格工艺纪律是加强工艺管理的主要内容，是建立企业正常生产秩序的保证。企业各级领导及有关人员都应该严格执行工艺纪律，并对职责范围内工艺纪律的执行情况进行检查和监督。,(6)开展工艺情报工作。工艺情报工作的主要内容包括：掌握国内外新技术、新工艺、新材料、新装备的研究与使用情况。从各种渠道搜集有关的新工艺标准、图纸手册及先进的工艺规程、研究报告、成果论文和资料信息，并进行加工、管理，开展服务。,(7)开展工艺标准化工作。工艺标准化的主要工作内容是：制定推广工艺基础标准(术语、符号、代号、分类、编码及工艺文件的标准)。制定推广工艺技术标准(材料、技术要素、参数、方法、质量的控制与检验和工艺装备的技术标准)。制定推广工艺管理标准(生产准备、生产现场、生产安全、工艺文件、工艺装备和工艺定额)。,(8)开展工艺成果的申报、评定和奖励。工艺成果是科学技术成果的重要组成部分，应该按照一定的条件和程序进行申报，经过评定审查，对在实际工作中做出创造性贡献的人员给予奖励。,(9)其他工艺管理措施。具体内容如下：制定各种工艺管理制度并组织实施。开展群众性的合理化建议与技术改进活动，进行新工艺和新技术的推广工作。有计划地对工艺人员、技术工人进行培训和教育，为他们更新知识、提高技术水平和技能提供必要的方便及条件。,1.4 电子产品技术文件,1.4.1 工艺文件 1.工艺文件的定义和作用 工艺文件是工业生产部门实施生产的技术文件，它是产品加工、装配、检验的技术依据，也是生产路线、计划、调度、原材料准备、劳动力组织、定额管理、工模具管理、质量管理等的主要依据。有一套完整的、合理而行之有效的工艺文件体系，企业才能实现优质、高效、低消耗及安全的生产，获得最佳的经济效益。,工艺文件的组成和内容应根据产品的生产性质、生产类型、生产阶段、产品的复杂程度及生产组织方式等情况而定。成套的工艺文件必须做到正确、完整、统一和清晰。工艺文件的主要作用如下：(1)组织生产，建立生产秩序；(2)指导技术，保证产品质量；(3)编制生产计划，考核工时定额；(4)调整劳动组织，安排物资供应；,(5)工具、工装和模具管理；(6)经济核算的依据；(7)巩固工艺纪律；(8)产品转厂生产时的交换资料；(9)各厂之间可进行经验交流的依据。,2.工艺文件的分类 工艺工作的内容可分为工艺管理和工艺技术两方面。工艺文件大体可分为工艺管理文件和工艺规程两类。(1)工艺管理文件。工艺管理文件是供企业科学地组织生产、控制工艺的技术文件。工艺管理文件包括：工艺文件封面、工艺文件目录、工艺文件更改通知单、工艺路线表、材料消耗工艺定额明细表、专用及标准工艺装配明细表、配套明细表等。,(2)工艺规程。工艺规程是规定产品和零件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件，是工艺文件的主要部分。工艺规程按使用性质和加工专业又可进行不同的分类。按使用性质分。工艺规程按使用性质可分为以下几种：专用工艺规程：专为某产品或组装件的某一工艺阶段编制的一种文件。,通用工艺规程：几种结构和工艺特性相似的产品或组装件所共用的工艺文件。标准工艺规程：某些工序的工艺方法经长期生产考验已定型，并纳入标准的工艺文件。,按加工专业分。产品生产过程中按工序中涉及的加工专业分类编写的工艺规程，是便于生产操作使用的工艺文件。,3.工艺文件的成套性 电子工艺文件的编制不是随意的，应该根据产品的具体情况，按照一定的规范和格式配套齐全，即应该保证工艺文件的成套性。中华人民共和国电子行业标准SJ/T1032492对工艺文件的成套性提出了明确的要求，分别规定了产品在设计定型、生产定型、样机试制和一次性生产时的工艺文件成套性标准。,产品生产定型后，该产品即可转入正式大批量生产。因此，工艺文件就是指导企业加工、装配、生产路线、计划、调度、原材料准备、劳动组织、质量管理、工模量具管理、经济核算等工作的主要技术依据。所以，工艺文件的成套性在产品生产定型时尤其应该加以重点审核。表1.1列出了电子产品工艺文件的成套性要求。,表1.1 工艺文件的成套性要求(P197),4.常用工艺文件介绍(1)工艺文件封面。工艺文件封面是工艺文件装订成册的封面。简单产品的工艺文件可按整机装订成一册，复杂产品的工艺文件可按组成部分装订成若干册。(2)工艺文件明细表。工艺文件明细表是工艺文件的目录，紧跟在工艺文件封面后。多册成套的工艺文件应具备成套工艺文件的总目录表和各分册的目录表。(3)工艺流程图。工艺流程图是根据产品生产的顺序，用方框形式表示产品工艺流程的示意图。它是编制产品装配工艺过程卡的依据。表1.2为稳压电源接线工艺流程图示例。,表1.2 稳压电源接线工艺流程图示例,(4)导线及线扎加工卡。导线及线扎加工卡用于导线和线扎的加工准备及排线导线及线扎加工卡示例见表1.3。填写时，“线号”栏填写导线、线缆的编号或线扎图中导线的编号；“名称牌号规格”栏填写导线或线缆的名称及规格；“导线长度mm”栏的“L全长”、“A剥头”、“B剥头”分别填写导线的开线尺寸，导线A、B端头的修剥长度；“连接点”栏填写该导线A端从何处来，B端到哪里去；“设备及工装”栏填写导线及线扎加工所采用的设备。,表1.3 导线及线扎加工卡示例,(5)装配工艺过程卡。装配工艺过程卡反映整机生产全过程中各零部件、组件和整机装配的工艺流程(包括装配准备、装联、调试、检验、包装入库等)。表1.4为显像管和偏转线圈装配工艺过程卡示例。,表1.4 显像管和偏转线圈装配工艺过程卡示例,(6)材料消耗工艺定额明细表。材料消耗工艺定额明细表是对产品生产消耗的材料进行定额管理以及备料、发料和进行成本核算的依据。,1.4.2 设计文件 1.设计文件的定义 设计文件是产品从设计、试制、鉴定到生产的各个阶段的实践过程中形成的图样及技术资料。它规定了产品的组成形式、结构尺寸、原理以及在制造、验收、使用、维护和修理时所必须的技术数据和说明，是制定工艺文件、组织生产和产品使用维修的依据。设计文件由设计部门制定。,2.设计文件的分类 下面介绍设计文件的几种分类方法。1)按表达内容分类(1)图样：以投影关系绘制，用于说明产品加工和装配要求的设计文件，如装配图、外形图、零件图等。(2)简图：以图形符号为主绘制，用于说明产品的装配连接、有关原理和其他示意性内容的设计文件，如电原理图、接线图等。,(3)文字与表格：以文字和表格的方式说明产品的组成和技术要求情况的设计文件，如说明书、明细表、汇总表等。2)按形成的过程分类(1)试制文件：指设计定型过程中所编制的各种设计文件。(2)生产文件：指在设计定型完成后，经整理修改，为组织、指导正式生产用的设计文件。,3)按绘制过程和使用特点分类(1)草图：设计产品时一种临时性的可用徒手方式绘制的原始图样。(2)原图：供绘制底图用的设计图样。(3)底图：作为产品确定的基本凭证图样，是用来复制复印图的设计文件。底图可分为外基本底图和副底图。,(4)复印图：用底图晒制、照相等方法复制，供生产时使用的图纸文件，可分为晒制复印图(蓝图)、照相复印图等。(5)载有程序的媒体：载有完整独立的功能程序的媒体。例如：载有设计程序的计算机磁盘、光盘。,3.设计文件的编号(图号)每个设计文件都要有编号(图号)。设计文件常用十进制分类编号方法，这种编号方法就是将产品的设计文件按规定的技术特征分为10级(09)，每级分为10类(09)，每类分为10型(09)，每型分为10种(09)。在特征标记前，冠以大写汉语拼音字母表示企业区分代号；在特征标记后，标上三位数字表示登记顺序号；最后是文件简号。例如：,企业代号由企业上级机关决定，根据这个代号可知产品的生产厂家。不同级、类、型、种的代号组合代表不同产品的十进制分类编号特征标记，各位数字的意义可查阅有关标准。登记顺序号是由本企业标准化部门统一编排决定的。文件简号是对设计文件中各种组成文件的简单规定。,4.设计文件的成套性 每个产品都有成套的设计文件，一套设计文件的组成部分随产品的复杂程度、生产特点的不同而不同。现将成套设备及整机设计文件的组成列于表1.5中。,表1.5 成套设备及整机设计文件的组成,表1.5有关说明如下：(1)产品的分级。电子产品及其组成部分按结构特征及用途可分成8个等级。7和8级代表零件级；5和6级代表部件级；2、3和4级代表整件级；1级代表成套设备。(2)表格中“”表示必须编制的文件；“”表示这些设计文件的编制与否应根据产品的性质、生产和使用的需要而定；“”表示不应编制的文件。,5.常用设计文件介绍(1)电路原理图。电路原理图是用于说明产品各元器件或单元电路间相互关系及电气工作原理的图，它是产品设计和性能分析的原始资料，也是编制印制、电路板、装配图和接线图的依据。图1.2为一简单电源电路原理图。,图1.2 电源电路原理图,电路原理图的要求是：原则上，图中所有元器件应以国家标准规定的图形符号和文字代号表示，文字代号一般标注在图形符号的右方或上方。元器件位置应根据电气工作原理自左向右或自上而下顺序合理排列，图面应紧凑清晰、连线短且交叉少。图上的元器件可另外列出明细表，标明各自的项目代号、名称、型号及数量。有时为了清晰方便，某些单元电路在原理图上用方框图表示，并单独给出其原理图。,(2)装配图。装配图是表示产品、组件、部件各组成部分装配组合相互关系的图样。在装配图上，仅按直接装入的零、部、整件的装配结构进行绘制，要求完整、清楚地表示出产品的组成部分及其结构总形状。装配图的种类很多，按产品的级别分，有部件装配图和整件装配图；按生产管理和工艺分，有总装图、结构装配图、印制电路板装配图等。,装配图一般都应包括下列内容：各种必要的视图。装配时需要检查的尺寸及其偏差。外形尺寸、安装尺寸、与其他产品连接的位置和尺寸。装配过程中或装配后的加工要求。装配过程中需借助的配合或配制方法。其他必要的技术要求和说明。,图1.3为电源电路的印制板装配图，它上面一般不画出印制导线。同时标出印制导线和元器件的图称为检修图。,图1.3 电源电路印制板装配图,(3)接线图。接线图是表示产品部件、整件内部接线情况的略图。它是按照产品中元器件的相对位置关系和接线点的实际位置绘制的，主要用于产品的接线、线路检查和线路维修。接线图应包括进行装接时必要的资料，如接线表、明细表等。,(4)方框图。方框图又称系统图，是用一些方框表示某个产品电信号的流程和电路各部分功能关系的简图。其特点是：各个组成部分自左向右或自上而下排成一列或数列。在矩形、正方形内或图形符号上按其作用标出它们的名称或代号。各组成部分间的连接用实线表示，机械连接以虚线表示，并在连接线上用箭头表示其作用过程和方向。必要时可在连接线上方标注该处的特征参数，如信号电平、波形、频率和阻抗等。图1.4是一种典型的半导体电视机的方框图。,图1.4 半导体电视机的方框图,(5)技术条件。对产品质量、规格及其检验方法所作的技术规定，是产品生产和使用的技术依据。(6)技术说明书和使用说明书。技术说明书是用以说明产品的用途、性能、组成、工作原理及其使用维护方法等的设计文件。(7)明细表。明细表是用以确定产品组成内容及其数量的基本设计文件，是产品资料配套、生产准备的技术依据。,思考题与练习题,1.电子产品从研究到生产的整个过程分哪几个阶段？简述几个阶段的工艺工作内容。2.电子产品制造工艺技术分哪几类？3.简述电子产品制造工艺技术的管理任务和主要内容。,4.电子产品的技术文件是如何分类的？5.什么是设计文件？试列举一些常用的电子产品设计文件。6.什么是工艺文件？简述它在生产中的作用。7.试编制一个简单的电子产品的常用工艺文件。,