现代电子装联工艺过程控制
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1.2 工艺过程和工艺过程控制

1.工艺过程

(1)定义

传统的电子产品制造工艺过程,按照具体产品的实际电气和结构特征,通常是由若干个工序排列组合而成,而在每一个工序中可按照使用的工具和操作动作的差异,又可分解为若干个工步。将这些工序和工步按照工艺技术要求和严密的科学顺序,按一定的节拍有序地排列组合成一条特定的群组,以完成某种产品的全部制造流程。我们将这些工序、工步的有序集合称为工艺过程。

(2)现代工艺过程概念的发展

随着现代芯片封装技术日新月异的发展,超高性能、超微型化、超薄型化的产品设计技术异军突起,使得传统的电子产品制造流程发生了重大变革。驱使原来的“芯片→封装→安装→整机”的由前决定后的垂直生产链体系,转变为前后彼此制约的平行生产链体系,工艺技术路线和工艺过程也必将作出重大调整,以适应生产链的变革。

2.工艺过程控制

一个产品的制造工艺过程包括工序、工步及若干个质量控制节点。为获得最高的良品率,按照预定的工艺技术要求和工艺窗口设计,对每一个工序、工步及影响制造质量的节点参数进行全面科学的控制,使产品的整个生产链都处于工艺受控状态,总称为工艺过程控制。

工艺过程控制目前在电子制造业界有两种不同的理解。

(1)局域性的工艺过程控制

这种控制模式是对生产线的主要工序(如元器件成型、插件、波峰焊接、焊膏印刷、贴片、再流焊接等)的工艺过程进行控制,这种局域性的工艺过程控制是不可能实现零缺陷的生产境界的。

(2)全域性(产品形成的全流程)的工艺过程控制

产品制造过程和其他事物一样,是遵循一定的规律在不断运动的,要控制产品的制造质量,做到事先预防,就必须掌握它的运动规律。这个规律就是产品质量的波动性。工艺过程控制的目的是为了最大限度地限制这种波动性在所要求的范围之内,而且是完全受控的。

影响产品制造中质量波动的主要因素可归纳为人、机、料、法、测、环(见1.3节)。因此,广义的工艺过程控制,应该以人、机、料、法、测、环六大因素为对象,从产品设计的可制造性、可测量性、可维修性,到原材料进厂、生产线的布局、人员的技术素质、各工序和工步的工艺参数和窗口的设定,再到质量控制标准、生产环境要求和控制,最后到产品进入市场,每一个环节都应进行全方位的控制。

由于现代电子产品结构发展的微小型化、安装的高密度化和多维化,互连密度不断提高,人的手不可能直接接近,基本上属于一种“无检查工艺”。因此,零缺陷制造技术越来越重要,为了实现上述要求的“无检查工艺”的目的,就必须通过全域的、精准的工艺过程控制才能确保。传统的“事后检查”、“死后验尸”式的产品制造质量控制方法将走进死胡同。未来产品制造质量控制必须和全流程的工艺过程控制结合起来,并以对工艺过程控制参数稳定性的监控作为产品质量控制的主要手段。这样才能实现把不合格品消灭在它的产生之前,变“死后验尸”的被动管理为“事先预防”的主动管理。

自改革开放以来,我国的电子产品制造业已有了长足的发展,然而对产品制造全流程的工艺过程控制的精细化尚存在一些不足。国外一些公司都充分利用了“工艺过程控制”这一系统工程手段,把产品质量的形成过程由始至终严格地控制起来。