毕业论文SMT检测与质量管理

. 摘 要论文的研究工作是以某电子公司产品质量验收背景展开的，参考相关书籍以与网络文献整理出本论文。论文中详细介绍了电子产品质量验收标准和IPC-A-610相关可接受条件要求，并系统的阐述了质量管理体系的含义与电子产品质量管理体系基础术语、质量认证、质量管理基础合八项质量管理原则等，对电子产品在生产过程中经常出现的缺陷如锡少，胶少，沾锡粒，移位，短路，立碑，浮起，脱落，漏装，相挨等的发生原因进行了分析并提出改善方法。介绍了电子产品工艺设计的概念，SMT生产线锡膏的印刷工艺，以与PCB布局、布线设计，在生产工程中对锡膏量的要求以与列举出了影响再流焊品质的因素。就SMT制程过程中产生这些问题提出了改善电子产品质量的工艺方法。关键词 质量验收 缺陷分析 工艺方法 39 / 43目 录第一章绪论11.1 概述11.2 如何让保证产品质量11.2.1市场调研是产品质量的基础11.2.2 最佳的设计是产品质量的关键11.2.3 生产质量是产品质量的保证21.2.4 用户对质量的反馈信息是改进产品质量的重要依据2第二章 IPC电子组装外观质量验收条件42.1 术语和定义42.1.1 电子产品划分为三个级别：42.1.2各级别产品均分四级验收条件42.1.3 常用的螺丝组件52.2 电子组装质量验收条件52.2.1 一般规格52.2.2 紧固件（打螺丝）可接受条件62.2.3 元件安装、定位的可接收条件62.2.4焊接可接受条件62.2.5 清洁度62.2.6 铆钉72.2.7 电气绝缘距离72.2.8 焊锡过多82.2.9 螺纹紧固件82.2.10 螺纹紧固件-绕线型接头92.2.11粘贴-贴面式粘接92.2.12 导线与连接器之间无应力释放情形102.2.13 焊接102.2.14 另外规则11第三章电子产品质量管理体系123.1 质量管理体系基础术语123.2 八项质量管理原则123.2.1 以顾客为关注焦点123.2.2 领导作用133.2.3 全员参与133.2.4 过程方法133.2.5 管理的系统方法143.2.6 持续改进143.2.7 基于事实的决策方法143.2.8 与供方互利的关系143.3质量管理基础153.3.1 质量管理体系方法153.3.2 过程方法153.3.3 统计技术的作用163.4 质量认证163.4.1 合格评定163.4.2 产品质量认证173.4.3 质量认证的产生173.4.4 质量认证制度的主要类型183.4.5 产品质量认证和质量管理体系认证的区别18第四章电子产品工艺设计204.1 电子产品工艺设计概述204.1.1 DFM设计的重要性204.1.2 电子产品质量与可靠性204.1.4 技术整合的必要性214.1.4产品设计要素224.2电子产品工艺过程224.2.1 SMT的工艺生产线224.3 PCB布局、布线设计244.3.1 PCB板的可靠性设计254.3.2 元件选择的考虑因素254.3.3 PCB-layout的规254.4锡膏量的要求274.4.1 锡膏使用注意事项274.5 影响再流焊品质的因素274.5.1焊锡膏的影响因素274.5.2设备的影响274.5.3再流焊工艺的影响27第五章电子组装中常见缺陷与分析295.1 SMT制程常见缺陷分析与改善295.1.1锡少295.1.2沾锡粒295.1.3冷焊305.1.4移位315.1.5短路315.1.6未焊锡/假焊325.1.7漏装335.1.8浮起335.1.9 脱落345.1.10桥连345.1.11墓碑355.1.12 锡球355.1.13芯吸365.1.14 焊点空洞365.1.16裂纹37第六章结论38致39参考文献40第一章 绪论1.1 概述随着电子技术的飞速发展，在现代化企业中，处处离不开电子技术。电视机、录像机、VCD机、计算机等电器已进人家庭，电子产品的质量关系着千家万户，尤其是工业企业中的电子设备质量就更为重要。现代化的企业生产过程复杂，生产过程控制要求十分严格，即使不大的故障也会导致很大的损失。例如，带钢热轧，传统技术的轧速不过每分钟20多米，而采用先进的激光技术并用电子计算机来控制的轧速可以达到每分钟1500米以上，生产效率比传统技术提高近百倍。但是，如果控制计算机失灵，在几分钟就可以报废上万米钢材。可见在工业企业中，运用电子技术可以大大提高生产率。但是，如果电子设备不可靠，其后果也是严重的。在军事宇航方面，产品质量的重要意义就更突出了。所以我们必须自始终狠抓产品质量，把产品质量看成是企业的生命。1.2 如何让保证产品质量1.2.1市场调研是产品质量的基础产品质量始于用户，在产品的方案论证阶段，要广泛进行市场调查，听取各方面用户对产品的性能指标要求，充分了解用户对产品的可靠性要求与产品实际使用环境，同时要了解国外同类产品的情况，作为本产品的设计参考。只有在进行广泛市场调查、了解用户需求的基础上，才能确定最佳设计方案1.2.2 最佳的设计是产品质量的关键设计阶段要根据拟定的技术指标，组织技术人员进行设计，并提出实现这些指标的方案，再进行充分讨论，确定最佳的设计电路，制定可靠的加工工艺和准确的测试方法。由于电子元器件的质量是整机可靠性的基础，因此必须充分了解所选用元器件的技术指标、使用条件，再根据需要与可能，制定出既经济合理，又能满足用户需要的产品技术指标。为了提高产品可靠性，设计时必须考虑所用元器件对负荷的承受能力，要保证其不超负荷使用。在设计方案确定之后，试制是真正实现和验证设计指标的过程，对试制品要进行模拟试验与现场试验，以便真实地反映产品在实际使用条件下的可靠性，并暴露电子产品在设计、材料、工艺等方面的薄弱环节。针对问题采取措施，再进行试制，以验证采取措施后的有效程度。设计和试制是一个反复循环的过程，也是提高产品质量的过程。1.2.3 生产质量是产品质量的保证在产品设计定型并通过鉴定后，就可转入小批量生产。通过小批量投产，可以暴露其生产管理、工艺材料等方面的薄弱环节，在采取有效的改进措施后方可批量投产。这样，设计与试生产对产品质量就提供了固有可靠性和质量。这种固有可靠性和质量又必须靠生产过程来实现。生产过程是一个相互协作、质量环环相扣的过程，任何一个小环节有微小的疏忽都会引起重大的损失。因此一方面要加强组织管理，一方面要使得每一个职工以主人翁的态度积极主动地做好工作，并采取切实可行的管理办法从以下几方面严把质量关:(1)确保元器件、原材料的供应质量。技术人员应向供应部门提供元器件、原材料清单，注明选用元件型号、规格、数量，关键件要标明生产厂家。凡进厂的原材料、元器件、外购件必须有生产厂的合格证，并注明所具备的技术条件。(2)对外购器材物资，工厂必须有专职人员进行抽检或全检，合格后方可入库。(3)库管员对外购物资、半成品要按类别进行防潮、防尘、防腐。规存放。(4)做好生产前的准备工作，做到五有:有完整的加工图纸，有工艺文件，有检测手段，有技术标准，有加工、测试记录。(5)生产的每道工序都必须有工艺规程，建立工艺流程卡。工艺流程卡随工艺过程流通，需记录每道工序的生产质量、工序操作人员与检验人员的。同时，要坚持首件检验和“自检、互检、专检”三检制度，只有经过检验人员签名认可的合格品方可流人下道工序。(6)加强生产过程中“下一道工序是用户”的思想教育，使上一道工序的不合格品决不投人下一道工序，以保证每一道工序的生产质量。(7)生产用设备、仪器、仪表要做好维护、保养和定期检验工作，确保精度要求。(8)在生产过程中，临时出现的质量问题，人人有责任与时向有关质量负责人反映，以便与时进行质量分析，找出问题所在，采取对策。(9)“整机老化”是提高产品质量必不可少的工序，老化试验可以剔除早期失效的元器件。有人认为:元器件是经过筛选的，“整机老化”是不必要的。这种看法不够全面，因为即使元器件经过严格筛选，但在装配调试过程中免不了有弯腿焊接、测试等操作，这些操作有时可能损害元器件，通过“整机老化”有助于暴露问题，以便与时解决。1.2.4用户对质量的反馈信息是改进产品质量的重要依据企业应把用户对产品质量的满意作为第一追求，坚持“用户第一、质量第一”的方针，不断为用户生产出满意的产品，而且要做好售后服务。企业的发展要依靠市场，市场的占有要依靠产品的用户，而能否赚得用户，全靠产品质量和售后服务的满意度来决定。因此工厂要采取各种方式对用户走访调查，了解产品在使用过程中的质量状况，听取用户对产品质量的意见和要求，寻找产品的薄弱环节，不断改进产品。这样不断地发现间题不断地解决问题，不断地提高产品质量，不断地满足用户新的需要。第二章 IPC电子组装外观质量验收条件本章将介绍关于电子组装外观质量验收条件的要求，阐述有关电子制造与电子组装的可接受条件要求。从历史的角度看，电子组装标准包括更为全面的有关原则和技巧的指导性阐述。为了更全面的理解相关容和要求，还应同时使用其他相关标准，如：关联文件IPC-NDBK-011和IPC-A-610等。2.1 术语和定义2.1.1 电子产品划分为三个级别：(1) 通用类电子产品：包括消费类电子产品、计算机，对外观要求不高而以其功能要求为主的产品。(2) 专用服务类电子产品：包括通讯设备，复杂商业机器，高性能、长使用寿命要求的仪器。这类产品需要持久的寿命，但不要求必须保持不间断工作，外观上也允许有缺陷。(3) 高性能电子产品：包括持续运行或严格按指令运行的设备和产品。不能出现中断，例如救生设备或飞行控制系统。使用环境条件异常苛刻。2.1.2各级别产品均分四级验收条件(1) 目标条件：是指近乎完美或被称为“优选”。当然这是一种希望达到但不一定总能达到的条件，对于保证组件在使用环境下的可靠运行也并不是非达到不可。(2) 可接受条件：是指组件在使用环境下运行能保证完整、可靠但不是完美。可接收条件稍高于最终产品的最低要求条件。(3) 缺陷条件：是指组件在使用环境下其完整、安装或功能上可能无法满足要求。这类产品可以根据设计、服务和用户要求进行返工、维修、报废。(4) 过程警示条件：过程警示是指虽没有影响到产品的完整、安装和功能但存在不符合要求条件（非拒收）的一种情况。由于材料、设计或操作或设备原因造成的既不能完全满足目标条件又非属于拒收条件的情况。在生产中将过程警示项目作为过程控制的一部分而对其实行监控，当工艺过程中有关数据发生异常变化或出现不理想趋势时，必须对其进行分析并根据结果采取改善措施。除非被认定对最终用户所规定的产品完整、安装和功能产生影响，拒收条件和过程警告条件以外那些未涉与的情况均被认为可接收。2.1.3 常用的螺丝组件（1）机械螺丝：一般区分为公制（单位：mm）与英制（单位 ：inch）二种通常用如下列二种情形：被组合物之孔有攻螺牙者，可用此螺丝直接锁入即可。被组合物只钻有孔，而未攻牙者，可用此螺丝穿过孔后与螺帽锁定即可。（2）自攻螺丝：被组合物只钻有孔，而未攻牙者，以此螺丝直接锁入即可。（3）平垫圈：通常使用下列两种情况：1. 对于开缝的孔，或是没有足够承受表面以固定的大孔，则须使用平垫圈。2. 有时候为了避免邻接涂料表面，软质材料与易碎材质损伤，则应使用平垫圈。（4）垫圈：分成弹簧和齿状垫圈两种垫圈适当的位置应如下所述：1. 位於穿入攻阴螺纹的螺丝之头部下方。2. 位於穿透螺丝的机械螺帽下方。2.2 电子组装质量验收条件2.2.1一般规格(1)螺丝锁付：所有以螺丝锁付的机械组装，均应含有其他固定装置（如螺帽，垫圈等)以抗松动。(2)螺丝出牙：对部份已使用弹簧或齿状垫圈等自固定装置的机械组装，可不加平垫圈，但螺丝末端必须突出1.5牙距才可允收。(3)垫圈限制：弹簧，外齿或齿等固定垫圈，不得用以抵住软质或易碎材质。或使用垫圈螺丝，若能紧密锁紧，则可不许加额外的垫圈。(4)端子限制：若有不同的线材端子，接在同一断点时，端子两端子之间，必须再加螺帽与齿状垫圈。(5)螺丝规定：1. 螺丝头必须没有损坏，尖锐的突出，或有粗糙表面。2. 埋头螺丝的头部，英语临近表面切齐，或稍微下沉，但不得高出周围的表面MAX:0.5mm，其斜度应和旋入孔的斜面一致。3. 螺丝的头，必须完全接触着被锁住的表面或垫片。4. 螺丝，螺帽不得有螺纹方向不同，滑牙或毛边等现象。2.2.2紧固件（打螺丝）可接受条件检查项目与标准：(1)零部件选用是否恰当。(2)组装顺序是否正确。(3)是否紧固、牢靠。(4)没有肉眼可见的缺陷。(5)方向是否正确。2.2.3 元件安装、定位的可接收条件检查项目与标准：(1)元器件放置于焊盘之间位置居中。(2)元器件的标识清晰。(3)无极性的元器件依据识别标记的读取方向而放置，且保持一致。例：有极性：LED灯、电容无极性：牛角、电源座、电阻2.2.4焊接可接受条件根据物理学对润湿（就是上锡）的定义，焊点润湿的最佳状态为焊料与金属界面间的润湿角很小或为零。润湿不能从表面外观判断，它只能从小的或零度的润湿角的存在与否判断。所有的焊接目标都是具有明亮、光滑、有光泽的表面，通常是在待焊物件之间的呈凹面的光滑外观和良好的润湿。过高的温度可能导致焊锡呈干枯状。焊接返工应防止导致另外的问题发生，以与维修结果应满足实际应用的可接受标准。目标：焊点表层总体呈现光滑和与焊接零件有良好润湿。部件的轮廓容易分辨。焊接部件的焊点有顺畅连接的边缘。表层形状呈凹面状。可接受：有些成份的焊锡合金、引脚或PCB贴装和特殊焊接过程可能导致原因涉与原料或制程的干枯粗糙、灰暗、或颗粒状外观的焊锡。这些焊接是可接受的。可接受的焊点必须是当焊锡与待焊表面，形成一个小于或等于90度的连接角时能明确表现出浸润和粘附，当焊锡的量过多导致蔓延出焊盘或阻焊层的轮廓时除外。2.2.5 清洁度每种产品对各种污染都有一上容忍度的基本标准，清洁度做得越高，组件的成本就越昂贵。目标：(1)清洁，无可见残留物。(2)对需清洗焊剂而言，应无可见残留物。(3)对免清洗焊剂而言，允许有焊剂残留物。可接受:(1)助焊剂残留物未影响目视检查。(2)助焊剂残留物未接近组装件的测试点。2.2.6 铆钉(1)铆合处不能有粗糙面，碎片或其他异物，能使铆合分离。(2)铆合的头和尾端须紧紧的贴著材料，且完全盖住孔洞，活动性的零件铆合后，应可自由活动。(3)铆钉的尾端，必须突出来或不能有断的部份。(4)铆钉的头，必须在较薄的那边或靠较软的材料。(5)接合部份必须没有明显的损坏，粗糙不平的部份必须被移去。(6)非金属的被接合材料，不能破裂或受到挤压。(7)埋头式的铆钉，须和表面切齐或稍微下陷。2.2.7 电气绝缘距离(1) 可接受-1,2,3级。(2) 满足指定的最小电气绝缘距离。(3) 如图2-1中1和2与和5之间的距离。图2-1可接受 (1) 缺陷-1,2,3级。(2) 紧固件安装后导致指定的最小电气绝缘距离减小如图2-2示。图2-2缺陷2.2.8 焊锡过多(1) 缺陷-1,2,3级。(2) 安装孔上过多的焊锡(不平)影响机械组装如图2-3示。图2-3缺陷2.2.9 螺纹紧固件(1) 可接受-1,2,3级。(2) 紧固件组装顺序正确如图2-4示。图2-4组装顺序正确(1) 缺陷-1,2,3级。(2) 锁紧垫片直接靠著非金属介层或层压板。(3) 缺少扁平垫片如图2-5所示。图2-5组装缺陷(1) 可接受-1,2,3级。(2) 对于印刷电路板上过大的穿孔和槽。(3) 形孔允许用扁平垫片进行过渡连接如图2-6所示。图2-6可接受(1) 缺陷-1,2,3级。(2) 缺少扁平垫片如图2-7所示。图2-7缺陷(1) 缺陷-1,2,3级。(2) 没压平锁紧垫片如图2-8所示。图2-8缺陷2.2.10 螺纹紧固件-绕线型接头(1) 缺陷-1,2,3级。(2) 线头没有围绕钉。 (3) 线头与本身交交迭。(4) 实心线头围绕方向误。(5) 股线线头围绕螺丝方向错误。(6) 股线线头围绕螺丝方向错误(锁紧螺钉时会松幵绞在一起的线头)。(7) 接触区域有绝缘区如图2-9所示。 图2-9缺陷2.2.11 粘贴-贴面式粘接图2-10 可接受(1) 可接受-1,2,3级对于水平安装的元件,其一侧粘接长度应大于元件长度(L)的50%,粘接高度应大于直径(D)的25%,粘接剂最高不超过元件直径的50%.粘接剂在安装表面上要有好的粘附性。(2) 对于竖直安装的元件,其一侧粘接围应大于元件长度(L)的50%与元件周长(C)的25%.粘接剂在安装表面上要有好的粘附性。(3) 对于多个竖直安装的元件并列的情况,粘接围至少各个器件长度的L)的50%和周长(C)的25%.粘接剂在安装表面上要有好的粘附性如图2-10所示。2.2.12 导线与连接器之间无应力释放情形(1) 可接受 1, 2，3级。 (2) 所有导线平缓的弯曲,防止接点受力。(3) 最短的导线是沿电缆中心心轴的导线如图2-11所示。图2-11可接受(1) 缺陷 1 级。(2) 导线从连接器脱落。(3) 缺陷 2, 3 级。(4) 导线松弛部分不够,个别线受力如图2-12所示。图2-12 缺陷2.2.13 焊接(1) 目标-1,2,3级1 焊料填充基本平滑，呈现良好润湿。2 引脚的轮廓容易分辨。3 焊料在被连接部件上形成羽毛状边缘。4 填充呈凹面状如图2-13所示。图2-13 目标-1,2,3级(2) 可接受-1,2,3级1 某些材料和工艺（无铅合金，大热容PCB 等）引起的干枯粗糙、灰暗、或颗粒状的焊料外观，属正常现象。2 焊接润湿角不超过90外：当焊料轮廓延伸到可焊边缘或阻焊剂时，润湿角可以超过90（BGA焊球）。如图2-14所示图2-14 可接受1,2,3级2.2.14 另外规则(1) 零部件选用是否恰当。(2) 组装顺序是否正确。(3) 零部件是否紧固,牢靠。(4) 没有肉眼可见的缺陷。(5) 零部件放置方向是否正确。(6) 螺纹伸出长度,对螺纹紧固件,露出螺帽的最小规定為一个或一个半螺纹.如紧固以后,露出的丝扣会接触到导线和元件,或者采用了锁紧机,制螺钉或螺栓末端才可以与螺帽齐平。第三章 电子产品质量管理体系3.1质量管理体系基础术语1. 质量手册规定组织质量管理体系的文件。质量手册的容是质量管理体系。组织编制质量手册的目的是通过文件的形式来规定组织的质量管理体系。满足GB/T190012000标准要求的质量手册的容至少应包括：质量管理体系的围、为质量管理体系编制的形成文件的程序或对其引用、质量管理体系过程之间相互作用的描述。2. 质量管理体系在质量方面指挥和控制组织的建立方针和目标并实现这些目标的相互关联或相互作用的一组要素。质量管理体系的作用是用以指挥和控制组织质量方针、目标的建立与实施，目的是实现质量目标，结构和容是相互关联或相互作用的一组要素。2000版ISO9000族标准适用所有行业和各种规模的组织。3. 程序为进行某项活动或过程所规定的途径。4. 文件信息与其承载媒体。媒体可以是纸，计算机磁盘、光盘或其他电子媒体，照片或标准样品，或他们的组合。示例：记录、规、程序文件、图样等。文件由两部分组成：一是信息，二是信息的承载媒体。文件能够沟通意图、统一行动。5. 控制版本阐明所取得的结果或提供完成活动的证据的文件。记录可用于为可追溯性提供文件，并提供验证、预防和纠正措施的证据。通常记录不需要控制版本。3.2八项质量管理原则八项质量管理原则是2000版ISO9000族标准的理论基础。其主要目的是帮助管理者系统的建立质量管理理念，真正理解ISO9000族标准的涵，提高管理水平。还可以对组织的其他管理活动提供帮助和借鉴，促进组织建立一个其全面业绩的管理体系。3.2.1以顾客为关注焦点组织依存于顾客。因此，组织应当理解顾客当前和未来的需求，满足顾客要求并争取超越顾客期望。应用该原则，组织应采取如下活动：(1)调查、识别并理解顾客的需求和期望；(2)确保组织的目标于顾客的需求和期望相结合；(3)确保在整个组织沟通顾客的需求和期望；(4)测量顾客的满意程度并根据结果采取相应的活动或措施；(5)系统地管理好与顾客的关系。3.2.2领导作用领导者确立组织统一的宗旨与方向。他们应当创造并保持使员工充分参与实现组织目标的部环境。运用“领导作用”原则，组织应采取下列措施：(1)考虑所有相关方的需求和期望；(2)为本组织的未来描绘清晰的远景，确定富有挑战性的目标（可测性、挑战性、可实现性）；(3)在组织的所有层次上建立价值共享、公平公正和道德伦理观念；(4)为员工提供所需的资源和培训，并赋予其职责围的自主权。3.2.3 全员参与各级人员都是组织之本，只有他们的充分参与，才能使他们的才干为组织带来收益。运用“全员参与”原则，组织应采取下列措施：(1)让每个员工了解自身贡献的重要性与其在组织中的角色；(2)以主人翁的责任感去解决各种问题；(3)使每个员工根据各自的目标评估其业绩状况；(4)使员工积极地寻找机会增强他们自身的能力、知识和经验。3.2.4 过程方法将活动和相关的资源作为过程进行管理，可以更高效地得到期望的结果。运用“过程方法”原则，组织应采取下列措施：(1)为了取得预期的结果，系统地识别所有的活动；(2)明确管理活动的职责和权限；(3)分析和测量关键活动的能力；(4)识别组织职能之间与职能部活动的接口；(5)注重能改进组织的活动的各种因素，诸如资源、方法、材料等。3.2.5 管理的系统方法将相互关联的过程作为系统加以识别、理解和管理，有助于组织提高实现目标的有效性和效率。运用“管理的系统方法”原则，组织应采取下列措施：(1)建立一个体系，以最佳效果和最高效率实现组织的目标；(2)理解过程各过程的相互依赖关系；(3)更好地理解为实现共同的目标所必须的作用和责任，从而减少职能交叉造成的障碍；(4)理解组织的能力，在行动前确定资源的局限性；(5)设定目标，并确保如何运做体系中的特殊活动；(6)通过测量和评估，持续改进体系。3.2.6 持续改进持续改进总体业绩应当是组织的一个永恒目标。运用“持续改进”原则，组织应采取下列措施：(1)在整个组织围使用一致的方法持续改进组织的业绩；(2)为员工提供有关持续改进的方法和手段的培训；(3)将产品、过程和体系的持续改进作为组织每位成员的目标；(4)建立目标以指导、测量和追踪持续改进。3.2.7 基于事实的决策方法有效决策是建立在数据和信息分析的基础上。运用“基于事实的决策方法”原则，组织应采取下列措施：(1)确保数据和信息足够精确和可靠；(2)让数据/信息需要者能得到数据/信息；(3)使用正确的方法分析数据；(4)基于事实分析，权衡经验与直觉，做出决策并采取措施。3.2.8 与供方互利的关系组织与供方是相互依存的，互利的关系可增强双方创造价值的能力。运用“与供方互利的关系”原则，组织应采取下列措施：(1)在对短期收益和长期利益综合平衡的基础上，确立与供方的关系；(2)与供方或合作伙伴共享专门技术和资源；(3)识别和选择关键供方；(4)清晰与开放的沟通；(5)对供方所做出的改进和取得的成果进行评价并予以鼓励。3.3质量管理基础3.3.1 质量管理体系方法质量管理体系方法是为了帮助组织致力于质量管理，建立一个协调的、有效运行的质量管理体系，从而实现组织的质量方针和目标而提出的一套系统而严谨的逻辑步骤和运做程序。它是将质量管理原则“管理的系统方法”应用于质量管理体系研究的结果。建立和实施质量管理体系方法包括以下步骤：(1)确定顾客和其他方的需求和期望；(2)建立组织的质量方针和质量目标；(3)确定实现质量目标必需的过程和职责；(4)确定和提供实现质量目标必需的资源；(5)规定测量每个过程的有效性和效率的方法；(6)应用这些测量方法确定每个过程的有效性和效率；(7)确定防止不合格并消除产生原因的措施；(8)建立和应用持续改进质量管理体系的过程。3.3.2过程方法任何使用资源将输入转化为输出的活动或一组活动可视为一个过程。通常情况下，一个过程的输出直接成为下一个过程的输入。系统地识别和管理组织所应用的过程，特别是这些过程之间的相互作用，被称为过程方法。它是建立质量管理体系的具体方法，由此形成了以过程为基础的质量管理体系模式（见图3-1）。注：PDCA模式适用于所有的过程，也可以说PDCA模式适用于任何一项工作。P策划：根据顾客的要求和组织的方针，为提供的结果建立必要的目标和过程；D实施：实施过程；C检查：根据方针、目标和产品要求，对过程和产品进行监视和测量，并报告结果；A改进：采取措施，以持续改进过程业绩。 图3-1 PDCA模式3.3.3 统计技术的作用应用统计技术可帮助组织了解变异，从而有助于组织解决问题并提高有效性和效率。这些技术也有助于更好地利用可获得的数据进行科学的决策。在许多活动的状态和结果中，甚至是在明显的稳定条件下，均可观察到数据的变化或差异。这种变异可通过产品和过程可测量的特性观察到，并且在产品的整个寿命周期（从市场调研到顾客服务和最终处置）的各个阶段，均可看到其存在。统计技术有助于对这类变异的数据进行测量、描述、分析、解释和建立模型，甚至在数据量相对有限的情况下也可实现。这种数据的统计分析能对更好地理解变异的性质、程度和原因提供帮助。从而有助于解决，甚至防止由变化引起的问题，并促进持续改进。3.4质量认证3.4.1 合格评定“合格评定”是指对产品、过程或体系满足规定要求的程度所进行的系统检查和确认活动。WTO/TBT协定（世界贸易组织关于技术壁垒协定）更明确地指出了合格评定是指“为证明符合技术法规和标准而进行的第一方自我声明、第二方验收、第三方认证以与认可的活动。”合格评定包括认证和认可。认证是指第三方认证机构依据程序对产品、过程或体系规定的要求给予书面保证（认证证书）的活动。认可是指由权威机构对组织从事检验、检查、认证等评价的能力给予正式承认的程序。认证按其性质可分为强性认证和非强制性认证；按其对象可分为产品认证和管理体系认证。管理体系认证可分为质量管理体系认证、环境管理体系认证、职业健康安全管理体系认证等。产品认证有强制性认证（如产品安全认证）和非强制性认证（如产品合格认证之分），管理体系认证一般都是非强制性认证。认可按其对象可分为认证机构认可、实验室认可等。实验室认可是指对校准和（或）检测实验室有能力进行指定类型的校准和（或）检测实验所作的一种正式承认。实验室认可程序包括：申请，现场评审和批准认可三个阶段。3.4.2 产品质量认证产品质量认证是指依据产品标准和相应的技术要求，由产品认证机构对某一产品实施合格评定，并通过颁发产品认证书和认证标志，以证明某一产品符合相应标准和要求的活动。3.4.3 质量认证的产生质量认证是随着现代工业的发展作为一种外部质量保证的手段逐渐发展起来的。自19世纪下半叶，标志着当代工业革命的蒸汽机、柴油机、汽油机和电的发明，伴随着工业标准化的诞生，形成了当代工业化大生产，使当代市场经济逐渐发育和日臻完善。但随之带来的锅炉爆炸和电器失火等大量恶性灾难的发生，使公众意识到由第一方（产品提供方）的自我评价和由第二方（产品接收方）的验收评价，由于自身的弱点和缺憾均变得不可靠。公众强烈呼吁，由独立于产销双方、不受产销双方经济利益所支配的第三方，用公正、科学的方法对市场上流通的商品，特别是涉与安全、健康的商品进行评价、监督，以正确指导公众购买，保证公众基本利益。解决这一难题有两条路：一是等待政府立法，定规矩、建机构再开始行动；二是民间热心人士集资并组建机构，先干起来，政府立法之后再规。多数工业化国家选择的是第二条路，这也就是我们常说的第三方认证，第三方认证首先是从民间自发适应市场需求而产生的。1903年，英国首先以国家标准为依据对英国铁轨进行合格认证并授予风筝标志，开创了国家认证制的先河，并开始了在政府领导下开展认证工作的规性活动。认证工作从单纯民间活动，成为政府和民间共存，或者说政府在规市场的行为中拿起了第三方认证的武器。由于政府通过立法而开展认证，因而形成了强制性认证（或称法规性认证）和自愿性（非法规性）认证两大部分。质量认证制度从20世纪30年代得到了迅速发展，50年代已普与到几乎所有发达国家，70年代开始跨越国界，使质量认证制度成为国际贸易中消除非关税贸易壁垒的一种手段。ISO于1970年成立了认证委员会（CERTICO），1985年更名为合格评定委员会（CASCO），指导各个国家、地区质量认证制度的建立和发展，促进国家和区域合格评定制度的相互承认和认可。我国的质量认证工作在20世纪70年代末80年代初才逐步发民起来。1981年成立的中国电子元器件质量认证委员会和1984年成立的中国电工产品认证委员会是经我国政府有关部门授权最早成立的两家认证机构。1991年5月7日，国务院发布中华人民国产品质量认证管理条例，标志着我国质量认证工作进入了法制化、规化发展的新阶段。3.4.4 质量认证制度的主要类型世界各国现行的质量认证制度主要有八种类型。这八种认证制度是国际标准化组织（ISO）向其成员国推荐的，它们是：(1)型式试验按规定的试验方法对产品的样品进行试验，以证明样品符合标准或术规的全部要求。(2)型式试验加认证后监督市场抽样检验(3)型式试验加认证后监督企业现场抽样检验(4)型式试验加认证后监督在市场和企业抽样检验，即检验所用的样品，从市场上购买或到生产厂随机抽取。(5)型式试验加企业质量管理体系的评定，再加认证后监督。(6)只对企业的质量管理体系进行评定和认可。(7)对一批产品进行抽样检验。(8)百分之百检验。从上述八种制度可看出，和五种认证制度是一种比较全面、比较完善的认证形式，它一直是ISO向各国推荐的一种认证形式，也是目前各国普遍使用的第三方认证的一种制度。3.4.5 产品质量认证和质量管理体系认证的区别产品质量和质量管理体系认证最主要的区别是认证的对象不同，产品质量认证的对象是特定产品，而质量管理体系认证的对象是组织质量管理体系。由于认证对象的不同引起了获准认证条件、证明方式、证明的使用等一系列不同。两者也有共同点，即都要求对组织的质量管理体系进行审核。但在具体实施上有若干不同，如表3-1所示。表3-1 产品质量认证和质量管理体系认证对照表项目产品质量认证质量管理体系认证对象选定产品组织的质量管理体系获准认证条件（1） 产品质量符合指定标准要求（2） 质量管理体系符合指定的质量管理体系标准（一般是GB/T19001）与特定产品的补充要求质量管理体系符合申请的质量管理体系标准（GB/T19001）和必要的补充要求证明方式产品认证证书；产品认证标志体系认证证书证明的使用证书不能用于产品，标志用于获准认证的产品上证书和标志都不能用于产品上，但可用于正确的宣传性质自愿/强制自愿第四章 电子产品工艺设计4.1电子产品工艺设计概述(1) 可制造性设计（DFM）概念(2) 可靠性高的产品设计(3) 可靠性高的元器件与零配件(4) 优良的工艺设计与工艺技术DFM: 主要研究产品本身的物理设计与制造系统各部分之间的相互关系，并把制造系统用于产品设计中以便将整个制造系统融合在一起进行总体优化。4.1.1DFM设计的重要性设计缺陷流到后工序，其解决费用会成百倍的增加，再好的工艺流程和设备也弥补不了设计缺陷，众所周知，设计阶段决定了一个产品80%的制造成本，同样，许多质量特性也是在设计时就固定下来，因此在设计过程中考虑制造因素是很重要的。 DFM主要是研究产品本身的物理特征与制造系统各部分之间的相互关系，并把它用于产品设计中，以便将整个制造系统融合在一起进行总体优化，使之更规，以便降低成本，缩短生产时间，提高产品可制造性和工作效率。它的核心是在不影响产品功能的前提下，从产品的初步规划到产品的投入生产的整个设计过程进行参与，使之标准化、简单化，让设计利于生产与使用。减少整个产品的制造成本（特别是元器件和加工工艺方面）。减化工艺流程，选择高通过率的工艺，标准元器件，选择减少模具与工具的复杂性与其成本。DFM可以降低产品的开发周期和成本，使之能更顺利地投入生产。4.1.2 电子产品质量与可靠性(1)通过优良的物料选型与高质量与可靠性的物料采购来保证构成产品的物料的基本质量与可靠性产品一旦选用了某物料，其质量、成本、可采购性基本上都已确定，后期物料选型影响重大。确定物料的规格，识别不同厂家的物料优劣，认证物料厂家，监控物料厂家的质量波动(2)通过正确合理的设计方法保证物料应用可靠性与产品综合性能可靠性,合理优良的产品原理、结构、各种性能指标设计与可制造性设计可靠性设计指标： 用有效的散热方法使稳升降到最低。 尽可能少使用高敏感性元件。 使用可靠度高或有质量保证的元件。 指定采用屏蔽性好或嵌的测试方法。 用最少的元件设计出最简单的电路。 在元件级采用余技术。(3)优良合理的工艺设计，批量性，重复性，稳定性，可操作性设计电子产品发展趋势图4-1 90年代的手机 图4-2 现在的手机1. 功能越来越小 元件与尺寸越来越小！2. 价格越来越低 组装密度越来越高！3. 外形越来越小 制造对设计的依赖越来越强！4.1.4 技术整合的必要性产品的品质问题是多方面因素复合作用的结果 例如图4-3立碑的成因：(1) 盘设计 -焊盘长和宽 (2) SMD尺寸-SMD尺寸 (3) 散热面积-PCB散热不均匀 (4) 锡膏的使用-锡膏印刷不良 (5) 锡膏的品质-锡膏的品质 (6) 可焊性-焊接面氧化 图4-3 立碑(7) 贴片精度-贴片偏位 (8) 回流焊的温度设置-回流曲线 所谓技术整合，即综合运用相关知识，通过选择、提炼产品设计与制造技术，进而将这些设计与技术整合成为合理的产品制造方案与有效的制造流程的系统化过程与方法。技术整合是过程、是方法。技术整合使技术创新，走向大规模制造。4.1.4产品设计要素(1) DFV价格设计(design for Value)(2) DFR可靠性设计(Design for Reliability)(3) DFM可制造性设计(Design for Manufacturability)(4) DFA可装配性设计(Design for Assembly)(5) DFT可测试性设计(Design for Testability)(6) DFS可维护性设计(Design for Servicability)不同的产品有不同的考虑重点(1) 优良制造性的标准(2) 产品的可制造性(3) 高的生产效率(4) 产品的高稳定性(5) 生产线可接受的缺陷率(6) 产品的高可靠性(7) 适应不同环境的变化(8) 产品维持一定的使用周期 4.2电子产品工艺过程4.2.1SMT的工艺生产线SMT的工艺生产线如图4-4所示图4-4 SMT的工艺生产线1. 常用的组装方式PCB板生产 来料检验 自动上板 锡膏印刷 高速贴片 回流焊接 炉后目检 自动翻版锡膏印刷 AOI检测 高速贴片 泛用贴片炉前目检 回流焊接 AOI检测 自动或手动插件插件检测 装夹具 波峰焊接 取夹具焊接检验 手动焊接 ICT测试 功能测试2. 锡膏涂布方法图4-5印刷工艺 图4-6 注射工艺印刷工艺是主流，点胶不适合批量生产3. 锡膏印刷工艺 图4-7印刷示意图4.SMT点胶工艺点胶工艺的用途(1) 波峰焊的SMD器件(2) 双面回流焊的大重量(3) 点胶工艺对PCB的要求(4) 若PCB设计时不在点胶位置设置假焊盘或走线，对standoff较大的元件，可能造成掉件5.SMT贴片工艺基板送入 基板定位 坏板维修 拾取元件 元件供料 元件定位 贴片机基本结构：贴片基板处理系统、传送基板、基板定位、贴片头、真空拾/放元件、送板供料系统、元件对中系统。6.SMT回流焊接工艺回流焊接技术要点：(1) 找出最佳的温度曲线一个好的回流曲线应该是对所要焊 接的PCB板上的各种表面贴装元件都 能够达到良好的焊接，且焊点不仅具 图4-8回流焊温度曲线有良好的外观品质而且有良好的在品质的温度曲线。(2) 温度曲线处于良好的受控状态回流焊接温度曲线分为：预热区、恒温区、升温区、接区、冷却区预热区：时间100240S，温度145度恒温区：时间60120S，温度175度焊接区：时间6090S，温度235245度最大升温斜率小于2.5度/秒 ，最大降温斜率小于2.5度/秒。7. 波峰焊接工艺波峰焊接工艺流程：进板 助焊剂 预热 焊接 出板 图4-9波峰焊机图4-10 波峰焊接示意图波峰焊接的问题： (1) 元件需能承受瞬时热冲击（最高温超过240度）。(2) 组装密度较低，细间距易出现连锡。(3) SMD器件易出现阴影效应。(4) QFP、BGA等器件不适合于波峰焊接。防止阴影效应的措施 ： (1) 合适的焊盘尺寸：比回流焊盘长。(2) 合适的元件间距：大于器件高度。4.3 PCB布局、布线设计(1) 基板设计 (2) 元件布局 (3) 通孔 (4) 可测试性 (5) 可生产性 (6) 自动传送带所需的留空宽度（5mm） (7) 基板在设备中的定位方式 (8) 定位孔的位置、形状和尺寸 目的：保证设计出的产品在自动处理过程中不会有对质量和效率不利的现象。4.3.1PCB板的可靠性设计铜箔厚度(1) 0.0007英寸/0.01778mm(2) 0.0014英寸/0.03556mm(3) 0.0028英寸/0.07112mm铜镀铜镀主要用于成品印制板的最外层，主要目的是对印钻孔孔壁电镀，电镀的平均厚度是0.0014英寸（0.0356mm围从0.00120.0014英寸（0.03040.0356mm）。导线导线需要规定的属性是宽度和厚度，导线载流量是(1) 宽度为0.010英寸（0.0254mm）（厚度为1.5盎司）的外部导线可承载1A。(2) 宽度为0.040英寸（厚度为0.5盎司）的部导线可承载1A。4.3.2 元件选择的考虑因素(1) 元件的电气性能。(2) 使用条件下的可靠性。(3) 适合于所采用的组装工艺。(4) 标准件（低成本、普遍供应）。(5) 有利于高的生产效率大规模的生产。(6) 考虑各标准间的差异、不同的公司、不同的型号、不同尺寸封装之间的差异。(7) 尽量选用SMD元件，提高制造效率。(8) 尽量选用标准件、种类尽可能的少，提高制造效率。(9) 避免同时选用很大和很小的SMD器件（如6032与0402）降低制造成本。(10) 包装优选带式。(11) 线绕电感等SMD器件，standoff较大时需做假焊盘。(12) 元件封装需能承受相应焊接工艺的高温。(13) 考虑到工艺能力不足时应谨慎使用小于0.4mm的SOP/QFP。(14) SOJ/PLCC不便于检测和返修，慎用。(15) 0.5mm以下BGA国PCB厂加工能力不足，慎用。(16) 优先选择0.4mm以上的SOP/QFP或者0.8mm以上的BGA。4.3.3 PCB-layout的规1. 封装(1)使用统一的标准库。(2)新封装需按规格书新建，审核后入库。(3)有问题的封装，考虑贴片厂建议，修改审核后更新封装库。2. 元件摆放：(1)优先在同一面放贴片插件。其次双面贴，单面插件。严禁双面贴片，双面插件。(2)插件之间保持一定的间距方便手工操作。(3)晶振与贴片元件间距1mm以上。(4)贴片件离板边至少2mm的间距，防止撞件。(5)共模电感等易坏元件与周边元件间距3mm以上，方便烙铁维修。(6)背面焊盘面积加大20%。背面元件之间间距1mm以上。背面贴片与插件脚间距5mm。(7)尽量做到同类封装元件方位一样。(8)一样功能的线路集中在一起并丝引方框。(9)所有元件编号的丝引方向一样。3. 元件摆放方向(1)IC类等元件摆放方向应与波峰焊接时板传送方向一致。(2)PCB板时产生的曲翘，对不同布局方向的元件会产生不同的应力。4. 丝印(1)IC有明显1PIN标识，保证元件焊上后不被覆盖。(2)插座的管脚间距2.0mm，加白油隔开。(3)加32.58.5mm流水号丝印框。5. 元件间距(1)与可制造性的关系:元件间距大于前面元件高度可避免阴影效应。(2)与可测试性的关系:要求测试点间距大于50mil,测试点与焊盘间距大于12mil。(3)与检测的关系:S=T12T1whereT1T2 S=T22T2whereT1T2 S是元件间距，T1是元件1的高度，T2是元件2的高度。(4)测试点尽量采用专用测试焊盘,避免采用元件焊盘与元件引脚作为测试点。密度较高时可用过孔兼测试点与双面测试6.PCB板边(1)普通的CHIP、IC等元件引脚布局必须离板边5mm以上。(2)靠近板边的引线必须加宽。(3)电源引线避免设计到板边，防止摩擦短路。(4)当与焊盘连接的走线较细时，要将焊盘与走线之间的连接设计成水滴的状，这样设计的好处是焊盘不容易起皮，并且是走线与焊盘不易断开。(5)铜箔与板边最小距离为0.5MM,元件与板边最小距离为5.0MM,焊盘与板边最小距离为4.0MM。4.4锡膏量的要求考虑以下因素：(1) 焊盘尺寸 (2) 焊点质量标准 (3) 器件焊端大小 (4) 器件焊端与焊盘的接触面积 (5) 器件引脚的共面性 4.4.1 锡膏使用注意事项(1) 无铅锡膏成分：Sn96.55% ，Ag3.0% ，Cu0.5%。(2) 锡膏通常规定出厂后保存时间规定36个月密封低温保存，其通常保存在37度的冷柜中。(3) 取用规定：先进先出，并且在取用时注明取出时间和日期。(4) 取出使用时在常温下回温4小时，防止锡膏吸潮。(5) 在锡膏印刷前搅拌4分钟。(6) 印刷使用剩余锡膏必须密封保存，但是不得超过24小时。(7) 锡膏印刷工序，当产线停止生产超过30分钟以上时，必须回收密封保存锡膏。4.5影响再流焊品质的因素4.5.1焊锡膏的影响因素焊锡膏合金粉末的颗粒形状与窄间距器件的焊接质量有关，锡膏的粘度与成分也必须选用适当。另外，焊锡膏一般冷藏储存,取用时待恢复到室温后才能开盖，要特别注意避免因温差使焊锡膏混入水汽，需要时用搅拌机搅匀焊锡膏。4.5.2设备的影响有时，再流焊设备的传送带震动过大也是影响焊接质量的因素之一。4.5.3再流焊工艺的影响(1) 冷焊 通常是再流焊温度偏低或再流区的时间不足。(2) 锡珠 预热区温度爬升速