1.1 工艺概述
1.1.1 现代制造工艺的形成
工艺是生产者利用生产设备和生产工具,对各种原材料、半成品进行加工或处理,使之最后成为符合技术要求的产品的艺术(程序、方法、技术),它是人类在生产劳动中不断积累起来并经过总结的操作经验和技术能力。
与传统手工业和工艺美术品的概念不同,工艺学是现代化大生产的产物。在经济迅猛发展的当今世界,市场经济把不同国家和地区联结成为一个整体,最新的科技研究成果迅速转化为商品,人民的消费能力得到空前的提高,工业产品已经成为人民生活不可缺少的组成部分。在产品的生产制造过程中,运用全新的材料、设备、方法和管理,对劳动者的文化素质、理论基础和操作技能提出更高的要求。工程技术人员成了工业生产劳动的主要力量;科学的经营管理、优质的器件材料、先进的仪器设备、高效的工艺手段、严格的质量检验和低廉的生产成本成为赢得竞争的关键;一切与商品生产有关的因素,都变成研究和管理的主要对象,这就是现代的制造工艺学。工艺学已经成为一门涉及众多领域的专业学科。
对于现代化的工业产品来说,工艺不再仅仅是针对原材料的加工或生产的操作而言,应该是从设计到销售,包括每一个制造环节的整个生产过程。
对于企业及其所制造的产品来说,工艺工作的出发点是为了提高劳动生产率,生产优质产品以及增加生产利润。它建立在对于时间、速度、能源、方法、程序、生产手段、工作环境、组织机构、劳动管理、质量控制等诸多因素的科学研究之上。工艺学的理论及应用,指导企业从原材料采购开始,覆盖加工、制造、检验等每一个环节,直到成品包装、入库、运输和销售(包括销售中、后的技术服务及用户信息反馈),为企业组织有节奏的均衡生产提供科学的依据。可以说,工艺是企业科学生产的法律和法规,工艺学是一门综合性的科学。
1.1.2 电子工艺研究的范围
电子工业是20世纪新兴的行业,经过几十年的发展,已经成为世界经济最重要的支柱性产业。电子工业的产品的种类繁多,主要可分为电子材料、元器件、配件(整件、部件)、整机和系统。其中,各种电子材料及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。这些产品一般是由专门化的工厂生产,必须根据它们的生产特点制定不同的制造工艺。同时,电子技术的应用领域极其广泛,产品可以分为计算机、通信、仪器仪表、自动控制等几大类,根据工作方式及使用环境的不同要求,其制造工艺又有所不同。所以,电子工艺学的内容极其广泛。本书的任务在于讨论整机(包括配件)产品的制造工艺,主要涉及的是电子产品从设计开始,在试验、装配、焊接、调试、检验、维修和服务等方面的工艺过程,对于各种电子材料及电子元器件,则是从使用的角度讨论它们的外部特性及其选择和检测。在本书的讨论中,凡说到“电子工艺”,都是指电子整机产品生产制造过程方面的内容。
就电子整机产品的生产过程而言,主要涉及两方面:一方面是指制造工艺的技术手段和操作技能;另一方面是指产品在生产过程中的质量控制和工艺管理。这两方面可分别看作是“硬件”和“软件”,都很重要。本书对这两方面的内容都将进行叙述,但侧重于前者。
1.1.3 我国电子工艺现状
我国电子工业从新中国成立之初只有几家无线电修理厂,发展到今天已形成了门类齐全的电子工业体系,在数量和技术水平上都发生了巨大的变化。20世纪80年代以来,特别是近年来,随着世界各工业发达国家以及中国香港、台湾地区电子厂商纷纷把工厂迁往珠江三角洲和长江三角洲,我国电子工业更是突飞猛进地发展,电子工业已经成为我国国民经济的重要产业。
目前,我国电子行业的工艺现状是“两个并存”,即先进的工艺与陈旧的工艺并存,引进的技术与落后的管理并存。
就我国电子产品制造业而言,热点集中在东南沿海地区。在这里企业不断引进世界上最先进的技术和设备,利用经济实力招揽大量生产产品的技术队伍,培养高素质的工艺技术人才,已基本形成系统的、现代化的电子产品制造工艺体系,在这里制造的电子产品行销全世界,已经成为世界电子工业的加工厂。但在内地,一些电子产品制造企业的发展和生存却举步维艰,设备陈旧、技术进步缓慢、缺乏人才、工艺技术和工艺管理水平落后是造成这种局面的主要原因。所以,我国制造的电子产品质量水平参差不齐。一些拥有先进技术的企业,特别是外资企业,他们设备先进,工艺技术力量强,实行现代化工艺管理,电子产品的质量比较稳定,市场竞争力比较强。而对于那些设备陈旧、技术进步缓慢的企业而言,由于电子工艺技术和工艺管理水平不足,产品质量可想而知。
总之,我国电子工艺在整体上还处在比较落后的水平,且发展水平差距较大,有些企业已经配备了最先进的设备,拥有世界上最好的生产条件和生产技术,也有些企业还在简陋条件下使用陈旧的装备维持生产。因此,提高工艺水平、培养高素质的工艺技术队伍是我国电子工艺教育的长期任务。
1.1.4 电子工艺学的特点
随着我国经济社会的发展和科学技术的进步,电子产品的品质和先进的制造工艺技术已渗透到各个领域。人们认识到,没有先进的电子工艺技术就不能制造出高水平、高性能的电子产品。电子产品制造工艺技术,作为与生产实际密切相关的技术学科,有着明显的特点,归纳起来主要有以下几点:
1.涉及众多科学技术领域
电子工艺的技术信息分散在广阔的领域中,与众多的科学技术领域相关联,与许多学科的知识相互交叉、相辅相成。其中,最主要的有应用物理、化学工程技术、光刻工艺技术、电气电子工程技术、机械工程技术、金属学、焊接学、工程力学、材料力学、微电子学、计算机科学、工业设计学、人机工程学。还涉及数理统计、运筹、系统工程、会计等与企业管理有关的众多学科。所以,电子工艺学是涉及众多科学技术领域的一门综合性很强的技术学科。
2.形成的时间较晚而发展迅速
电子工艺技术贯穿于电子产品的设计与制造全过程,与生产实践紧密相连。在生产实践中一直被广泛应用,但在国内作为一门学科而被系统研究的时间却不长,直到20世纪80年代在我国高等院校中才开设相关的课程。随着电子科学技术的飞速发展,对电子工艺也提出了越来越高的要求,人们在实践中不断探索新的工艺方法,寻找新的工艺材料,使电子工艺技术的内涵及外延迅速扩展。电子产品制造工艺技术的更新速度与其他行业相比要快得多,经常有这样的情况发生:某项新的工艺方法还未能全面推广普及,就已经被更先进的技术所取代。