LED灯具制造电子生产车间管理

电子车间基本要求
电子车间是封闭有控制温湿度，地板涂防静电漆，进口有除尘和静电释放设备。流水线定期检查静电等级和接地情况，所有工人上线前都要佩戴静电环，身着防静电衣，上班前进行静电环和人体静电测试并记录。静电环要带紧，否则起不了作用。生产过程中不免有检查台和流转车，流转箱，这些都必须有接地装置和垫上防静电材料。保持工作台的清洁,任何产生屑的工序要放在电子车间外面加工好在送进电子车间。接触电路板的工人一定要带指套，以防和元件直接接触，导致元件失效。
焊膏和钢网
一定要注意焊膏的使用有效期和存放地点，有些工厂为了节约成本，即使过了有效期的焊膏仍然继续使用，这会造成产品焊接不良。通常新的锡膏要存放在3-10度的冰箱里。每天记录冰箱温度。打开过的锡膏盒要注明使用的时间和有效期，这样会避免使用过期的锡膏。使用湿度敏感元件，一定要根据材料厂家的要求烘烤过再生产。许多工厂不知道如何清洗钢网，也没有做张力测试。因为每次用完钢网都会有锡膏残渣留在孔的边缘，应该用钢刷去掉残渣，并用酒精擦拭，还有做张力测试，保证钢网的平整度。许多贴片机有自我清洗钢网的功能。首样检查是要测量锡膏厚度和焊接零件推力测试保证产品质量。
贴片
在贴片机上料处应该有详细的换料记录，最好是操作工换料，主管检查，巡检抽查，防止出错。还可以把进料装置专用化，用条形码控制上料，特别对那些有混BIN的LED板。
定期校验回流焊和波峰焊的炉温曲线是保证使用正确温度焊接的保障，推荐使用客户板来定期测试炉温曲线，一般每天一次或换线前测试。设定标准的曲线，然后把测出来的曲线和标准曲线进行比较，确定可否使用当前的温度。否则要一直调试到合适为止。
电路板焊好后要检查焊接质量，看有没有虚焊，漏焊的，可以使用放大镜目检，或用X-ray仪器，有些工厂使用拍照比较，这些都是保证焊接质量的措施。当然还可以用自动设备ATE或ICT来检查线路的质量。ATE货ICT是针对不同产品有不同设备，测试数据传入电脑，电脑判断是通过还是不通过，这样避免了许多人为的误判。为防止出错，巡检和入库检验要有抽查LED板的电性能，特别是流明输出，色温等关键光参数。
手工焊
灯具的驱动或LED板避免不了手工补焊或焊接另外的引线，许多工厂对手工焊接不很重视，焊接出来的形状各式各样，这对以后的产品质量埋下了隐患。首先要针对不同的焊接材料和大小设定焊接温度，定期校验焊接设备以保证生产中的焊接温度，还可以通过焊接温度测量仪来测试焊枪的温度。然后要规定焊接时间和焊接形状，最后进行拉力测试，保证焊接质量。这些在相关的焊接标准中都有介绍。手工焊接效率相对低,对大批量生产来说极有可能是瓶颈。
电子车间的主要设备和关键工艺介绍
SMT生产线简介
SMT生产线按照自动化程度可分为全自动生产线和半自动生产线；按照生产线的规模大小可分为大型、中型和小型生产线。
全自动生产线是指整条生产线的设备都是全自动设备，通过自动上板机、缓冲连接和卸板机将所有生产设备连成一条自动线；半自动生产线是指主要生产设备没有连接起来或没有完全连接起来，印刷机是半自动的，需要人工印刷或人工装卸印制板。
大型生产线是指具有较大的生产能力，一条大型单面贴装生产线上的贴装机由一台多功能机和多台高速机组成；一条大型双面贴装生产线千一台翻板机可将两条单面贴装生产线连接一起。
中、小型SMT生产线主要适合研究所和中小型企业使用，满足多品种、中小批量或单一品种、中小批量的生产任务，可以是全自动线或半自动线。贴装机一般选用中、小型机，如果产量比较小，可采用一台速度较高的多功能机，如果有一定的生产量，可采用一台多功能机和一至两台高速机。
中、小型SMT自动流水生产线设备配置平面方框示意图
图中：
1――自动上板装置
2――高精密全自动印刷机
3――缓冲带（检查工位）
4――高速贴装机
5――高精度、多功能贴装机
6――缓冲带（检查工位）
7――热风或热风＋远红外回流焊炉
8――自动卸板装置
说明：如果半自动印刷机，生产线不能连线。
SMT生产线主要设备
SMT生产线主要生产设备包括印刷机、点胶机、贴装机、回流焊炉和波峰焊机。辅助设备有检测设备、返修设备、清洗设备、干燥设备和物料存储设备等。
印刷机
印刷机是用来印刷焊膏或贴片胶的，其功能是将焊膏或贴片胶正确地漏印到印制板相应的位置上。
用于SMT的印刷机大致分为三种档次：手动、自动和全自动印刷机。半自动和全自动印刷机可以根据具体情况配置各种功能，以提高印刷精度。例如：视觉识别系统、干、湿和真空吸擦板功能、调整离板速度功能、工作台或刮刀45°角旋转功能(用于窄间距QFP器件)，以及二维、三维测量系统等。
1．印刷机的基本结构
无论是那一种印刷机，都由以下几部分组成：
（1）夹持基板(PCB)的工作台
包括工作台面、真空或边夹持机构、工作台传输控制机构。
(2)印刷头系统
包括刮刀、刮刀固定机构、印刷头的传输控制系统等。
(3)丝网或模板以及丝网或模板的固定机构。
(4)为保证印刷精度而配置的其它选件。
包括视觉对中系统、擦板系统；二维、三维测量系统等。
2.印刷机的工作原理
焊膏和贴片胶都是触变流体，具有粘性。当刮刀以一定速度和角度向前移动时，对焊膏产生一定的压力，推动焊膏在刮板前滚动，产生将焊膏注入网孔或漏孔所需的压力。焊膏的粘性摩擦力使焊膏在刮板与网板交接处产生切变，切变力使焊膏的粘性下降，有利于焊膏顺利地注入网孔或漏孔。刮刀速度、刮刀压力、刮刀与网板的角度以及焊膏的粘度之间都存在一定的制约关系，因此，只有正确地控制这些参数，才能保证焊膏的印刷质量。
3．印刷机的主要技术指标
最大印刷面积：根据最大的PCB尺寸确定。
印刷精度：根据印制板组装密度和器件的引脚间距或球距的最小尺寸确定，一般要求达到±0.025mm。
印刷速度：根据产量要求确定。
贴装机
贴装机相当于机器人的机械手，把元器件按照事先编制好的程序从它的包装中取出，并贴放到印制板相应的位置上。
1．贴装机的的基本结构
(1)底座——用来安装和支撑贴装机的全部部件，目前趋向采用铸铁件。铸铁件具有质量大、振动小的特点，有利于保证贴装精度。
(2)供料器——供料器用来放置各种包装形式的元器件，有散装、编带、管装和托盘四种类型。贴装时将各种类型的供料器分别安装到相应的供料器架上。
(3)印制电路板传输装置——目前大多数贴装机直接采用轨道传输，也有一些贴装机采用工作台传输，即把PCB固定在工作台上，工作台在传输轨道上运行。
(4)贴装头—贴装头是贴装机上最复杂、最关键的部件，它相当于机械手，用来拾取和贴放元器件。
(5)贴装头的x、Y定位传输装置——有机械丝杠传输(一般采用直流伺服电机驱动)；磁尺和光栅传输。从理论上讲，磁尺和光栅传输的精度高于丝杠传输；但是在维护修理方面，丝杠传输比较容易。
(6)贴装工具(吸嘴)——不同形状、大小的元器件要采用不同的吸嘴进行拾放，一般元器件采用真空吸嘴，对于异形元件(例如没有吸取平面的连接器等)也有采用机械爪结构的。
(7)对中系统——有机械对中、激光对中、激光加视觉对中，以及全视觉对中系统。
(8)计算机控制系统——计算机控制系统是贴装机所有操作的指挥中心，目前大多数贴装机的计算机控制系统采用Windows界面。
2．贴装机的主要技术指标
(1)贴装精度：贴装精度包括三个内容：贴装精度、分辨率和重复精度。
贴装精度——是指元器件贴装后相对于印制板标准贴装位置的偏移量。一般来讲，贴装Ch中元件要求达到±0.1mm，贴装高密度窄间距的SMD至少要求达到±0.06mm。
分辨率——分辨率是贴装机运行时最小增量(例如丝杠的每个步进为0.01 mm，那么该贴装机的分辨率为0.1mm)的一种度量，衡量机器本身精度时，分辨率是重要指标。但是，实际贴装精度包括所有误差的总和，因此，描述贴装机性能时很少使用分辨率，一般在比较贴装机性能时才使用分辨率。
重复精度——重复精度是指贴装头重复返回标定点的能力。贴装精度、分辨率、重复精度之间有一定的相关关系。
(2)贴片速度：一般高速机贴装速度为0.2S／Chip元件以内，目前最高贴装速度为0.06S／Ch中元件；高精度、多功能机一般都是中速机，贴装速度为0.3-0.6S／Chip元件左右。
(3)对中方式：贴片的对中方式有机械对中、激光对中、全视觉对中、激光和视觉混合对中等。其中，全视觉对中精度最高。
(4)贴装面积：由贴装机传输轨道以及贴装头运动范围决定，一般最小PCB尺寸为50x50mm，最大PCB尺寸应大于250x300mm。
(5)贴装功能：一般高速贴装机主要可以贴装各种Chip元件和较小的SMD器件(最大25x30mm左右)；多功能机可以贴装从1.0x0.5mm(目前最小可贴装0.6x0.3mm)——54x54mill(最大60x60mm)SMD器件，还可以贴装连接器等异形元器件，最大连接器的长度可达150mm。
(6)可贴装元件种类数：可贴装元件种类数是由贴装机供料器料站位置的数量决定的(以能容纳8mm编带供料器的数量来衡量)。一般高速贴装机料站位置大于120个，多功能机制站位置在60—120之间。
(7)编程功能：是指在线和离线编程以及优化功能。
回流焊炉
回流焊炉是焊接表面组装元器件的设备。回流焊炉主要有红外炉、热风炉、红外炉加热风炉、蒸汽焊炉等。目前最流行的是全热风炉，以及红外加热风炉。
1.回流焊炉的基本结构
回流焊炉主要由炉体、上下加热源、PCB传输装置、空气循环装置、冷却装置、排风装置、温度控制装置，以及计算机控制系统组成。
回流焊热传导方式主要有辐射和对流两种方式。
2.回流焊炉的主要技术指标
(1)温度控制精度(指传感器灵敏度)：应达到±0.1-0.2；
(2)传输带横向温差：要求土5℃以下：
(3)温度曲线测试功能：如果设备无此配置，应外购温度曲线采集器；
(4)最高加热温度：一般为300-350℃，如果考虑无铅焊料或金属基板，应选择350℃以上。
(5)加热区数量和长度：加热区数量越多、长度越长，越容易调整和控制温度曲线。一般中小批量生产选择4-5温区，加热区长度1．8m左右即能满足要求。
(6)传送带宽度：应根据最大和最宽PCB尺寸确定
手工焊
1．手工焊接的工具
（1）电烙铁
（2）铬铁架
2． 锡焊的条件
为了提高焊接质量，必须注意掌握锡焊的条件。
⑴ 被焊件必须具备可焊性。
⑵ 被焊金属表面应保持清洁。
⑶ 使用合适的助焊剂。
⑷ 具有适当的焊接温度。
⑸ 具有合适的焊接时间。

手工锡焊接技术是一项基本功，注意事项如下：
1.手握铬铁的姿势掌握正确的操作姿势，可以保证操作者的身心健康，减轻劳动伤害。一般情况下，烙铁到鼻子的距离应该不少于20cm，通常以30cm为宜。
反握法的动作稳定，长时间操作不易疲劳，适于大功率烙铁的操作；正握法适于中功率烙铁或带弯头电烙铁的操作；一般在操作台上焊接印制板等焊件时，多采用握笔法。
2.焊锡丝一般有两种拿法，如下图所示。
3.电烙铁使用以后，一定要稳妥地插放在烙铁架上，并注意导线等其他杂物不要碰到烙铁头，以免烫伤导线，造成漏电等事故。

掌握好电烙铁的温度和焊接时间，选择恰当的烙铁头和焊点的接触位置，才可能得到良好的焊点。正确的手工焊接操作过程可以分成五个步骤，如图所示。

1．基本操作步骤
⑴ 步骤一：准备施焊（图(a)）
左手拿焊丝，右手握烙铁，进入备焊状态。要求烙铁头保持干净，无焊渣等氧化物，并在表面镀有一层焊锡。
⑵ 步骤二：加热焊件（图(b)）
烙铁头靠在两焊件的连接处，加热整个焊件全体，时间大约为1～2秒钟。对于在印制板上焊接元器件来说，要注意使烙铁头同时接触两个被焊接物。例如，图(b)中的导线与接线柱、元器件引线与焊盘要同时均匀受热。
⑶ 步骤三：送入焊丝（图(c)）
焊件的焊接面被加热到一定温度时，焊锡丝从烙铁对面接触焊件。注意：不要把焊锡丝送到烙铁头上！
⑷ 步骤四：移开焊丝（图(d)）
当焊丝熔化一定量后，立即向左上45°方向移开焊丝。
⑸ 步骤五：移开烙铁（图(e)）
焊锡浸润焊盘和焊件的施焊部位以后，向右上45°方向移开烙铁，结束焊接。从第三步开始到第五步结束，时间大约也是1至2s。
2．锡焊三步操作法
对于热容量小的焊件，例如印制板上较细导线的连接，可以简化为三步操作。
① 准备：同以上步骤一；
② 加热与送丝：烙铁头放在焊件上后即放入焊丝。
③ 去丝移烙铁：焊锡在焊接面上浸润扩散达到预期范围后，立即拿开焊丝并移开烙铁，并注意移去焊丝的时间不得滞后于移开烙铁的时间。
⑶ 烙铁撤离有讲究
烙铁的撤离要及时，而且撤离时的角度和方向与焊点的形成有关。如图所示为烙铁不同的撤离方向对焊点锡量的影响。

⑸ 在焊锡凝固之前不能动
切勿使焊件移动或受到振动，否则极易造成焊点结构疏松或虚焊。
⑹ 焊锡用量要适中
锡丝，内部已经装有由松香和活化剂制成的助焊剂。焊锡丝的直径有0.5、0.8、1.0mm等多种规格, 。
如图所示，过量的焊锡不但无必要地消耗了焊锡，而且还增加焊接时间，降低工作速度。更为严重的是，过量的焊锡很容易造成不易觉察的短路故障。焊锡过少也不能形成牢固的结合，同样是不利的。特别是焊接印制板引出导线时，焊锡用量不足，极容易造成导线脱落。

⑺ 焊剂用量要适中
适量的助焊剂对焊接非常有利。过量使用松香焊剂，焊接以后势必需要擦除多余的焊剂，并且延长了加热时间，降低了工作效率。当加热时间不足时，又容易形成“夹渣”的缺陷。
⑻ 不要使用烙铁头作为运送焊锡的工具（带锡焊）
有人习惯使用烙铁头作为运送焊锡的工具进行焊接，结果造成焊料的氧化。因为烙铁尖的温度一般都在300℃以上，焊锡丝中的助焊剂在高温时容易分解失效，焊锡也处于过热的低质量状态。

对焊点的质量要求，应该包括电气接触良好、机械结合牢固和美观三个方面。保证焊点质量最重要的一点，就是必须避免虚焊。
1．虚焊产生的原因及其危害
虚焊主要是由待焊金属表面的氧化物和污垢造成的（如：插针上有胶，插针发黄），导致电路工作不正常，出现连接时好时坏的不稳定现象.
一般来说，造成虚焊的主要原因是：焊锡质量差；助焊剂的还原性不良或用量不够；被焊接处表面未预先清洁好，镀锡不牢；烙铁头的温度过高或过低，表面有氧化层；焊接时间掌握不好，太长或太短；焊接中焊锡尚未凝固时，焊接元件松动。
2． 对焊点的要求
⑴ 可靠的电气连接
⑵ 足够的机械强度
⑶ 光洁整齐的外观
3． 典型焊点的形成及其外观,如图所示。

从外表直观看典型焊点，对它的要求是：
① 形状为近似圆锥而表面稍微凹陷，以焊接导线为中心，对称成裙形展开。虚焊点的表面往往向外凸出，可以鉴别出来。
②表面平滑，有金属光泽。
③无裂纹、针孔、夹渣。

电子车间的日常管理
电子车间日常管理包括静电管理、物料管理、生产管理以及人员管理。
静电是电子车间的重点防控的对象, 在日常管理中要时刻警惕，处处留心。要规范操作，重点检查。后面有章节专门讲静电防护。
这里的物料包括生产用主料和相关辅料。物料在发放的时候要定岗、定线、定量；单和料要准确对应；做到需要什么发什么，需要多少发多少。换线时要将余料清点并退回仓库，如因物料质量问题需要换料的应有书面申请，经组长确认后到仓库换料。如有物料损坏，同样需要组长确认后到仓库领取相应的零件。辅料中对于生产也是非常重要的，辅料用的不当也易造成后期的质量问题。在SMT生产中，许多工厂容易忽视焊膏的质量，下面是焊膏的管理和使用：
1．必须储存在5一10℃的条件下。
2．要求使用前一天从冰箱取出焊膏(至少提前2 小时)，待焊膏到室温后才能打开容器盖，防止水汽凝结。（采用焊膏搅拌机时，15分钟即可回到室温）。
3．使用前用不锈钢搅拌棒将焊膏搅拌均匀。
4．添加完焊膏后，应盖好容器盖。
5．免清洗焊膏不得回收使用，如果印刷间隔超过 l小时，须将焊膏从模板上拭去，同时将焊膏存放到当天使用的容器中。。
6．印刷后尽量在4小时内完成回流焊。
7．免清洗焊膏修板后不能用酒精擦洗。
8．需要清洗的产品，回流焊后应在当大完成清洗。
9．印刷焊膏和贴片胶时，要求拿PCB的边缘或带指套，以防污染PCB。
车间管理者除了要保证准时出货外也要注重质量。平时要训练员工劳动技能，提高生产效率。同时也要不断提升工艺水平。当然所有的预防措施要考虑在前面，通过PFMEA来预防在生产过程中可能发生的不良。
对员工除了劳动技能的培训外，对电子车间的常识也是要不断培训，考核，避免由于员工的疏忽造成不必要的损失，比如静电，灰尘，各种屑等，这些都可以通过不断培训，让员工时刻保持警惕。对外来参观人员要有标准管理程序，如定路线，定人陪伴，准备防静电衣服和手套等。

电子车间的检验设备及流程
不管原来是灯具制造企业还是电子制造企业，电子车间的检验设备都是增加出来的设备，流程也是全新的。根据国外的LED灯具制造经验和后期的投诉，下面介绍一下电子车间需要的一些设备。
首先是功能测试，这是所有产品经过生产后都要验证的一部分，所以所有工厂都会有这一步。
其次是在线测试仪ICT（In Circuit Tester）,它如同一块功能强大的万用表，能对在线电路板上的元件测试进行有效的隔离，检测元件及印制板的开短路。能够准确测试电路板上焊点的连焊及线路的开路等故障；能够测量电路板上的电阻、电容、继电器、线圈、、热敏电阻、电流互感器、跳线的漏装、错装；能够测量二极管、三极管、可控硅、场效应管、光耦、数码管、复位芯片等器件的漏装、反装与错装。这并不是所有厂家都有，但是这对提高正确率，提高效率是非常有效而简单的手段。
最后是光参数测试仪，目前越来越多的LED照明制造商建起了适合自己的光参数测试仪，但是真正用在电子车间的不多，大部分用在组装流水线上。在LED照明制造过程中，光参数是至关重要的部分，如何在电子车间控制光参数，减少后续的返工和投诉是电子车间的重要组成部分。一般来说除了目视所有的颗粒必须亮之外，光强和色温也是两个重要的参数。

电子车间日常操作容易出现问题的地方:
1. 焊膏储存和使用没有严格按照规定
2. 上料记录没有严格执行“一上料一核对一巡检”原则。
3. 上料记录表没有写完整的材料型号，特别是LED颗粒，型号一样但色温不同
4. 炉温曲线没有定期矫正
5. 光参数没有测试
6. 性能和线路没有测试
7. 手工焊接没有严格按程序执行，没有做拉力测试