某繼電器內部多余物分析及控制措施

張朝權

（貴州航天電器股份有限公司,貴陽 550009）

1 前言

在密封繼電器的生產過程中，受工藝水平限制，由于生產操作人員素質、生產原料、產品控制方法、生產環境和生產工藝等原因，引入外部多余物質，稱之為多余物。有些多余物在隨整機測試過程中未被發現，吸附或粘接在腔體內部的某個角落，在后續應用過程中，由于受到振動、噪聲失重等極限環境的影響，很容易被激活游離出來，并在密封腔體內無規則的運動，可能造成繼電器斷路、短路卡死等嚴重危害。繼電器內部可動多余物是導致密封繼電器失效的主要原因之一，據相關文獻記載，國內外20%以上密封元器件失效都是由于密封腔體內部存在多余物導致，由此可見，多余物問題嚴重威脅了密封繼電器的可靠性。

我公司某系列繼電器在篩選過程中有較大比例的多余物失效，長期以來一直沒有得到有效控制，嚴重制約了該系列產品投入產出率及產品可靠性，為此，我公司進行了該系列繼電器工藝攻關，以求徹底解決該系列繼電器內部多余物問題。

2 繼電器內部產生多余物的機理分析

攻關前，該系列繼電器PIND篩選合格率低，平均只有91.42%，同時用戶現場使用發生的由于多余物而產生的故障率也居高不下。造成這些問題的因素眾多，包括了從材料、產品生產的過程控制以及檢測等多方面的原因。繼電器內部產生多余物的因果分析樹圖見圖1。

2.1 操作人員因素

主要指從事多余物控制崗位的部分操作人員對工藝文件執行不到位，操作技能不高，責任心差等。

2.2 金屬多余物

金屬多余物主要有焊接飛濺物，金屬零組件的易落毛刺產生的多余物，金屬零件由于鍍層受損傷產生的脫落物等。

（1）焊接飛濺物。焊接產生的飛濺物都是金屬，危害極其嚴重，且不容易去除。易產生多余物的點焊工序主要集中在軸固定片、支架、總裝焊接等工序上。產生這種飛濺與零件表面質量、設備、工藝參數等都有關系。金屬飛濺物是目前繼電器內部多余物的主要來源之一。

（2）金屬零、組件毛刺。繼電器金屬零件和組件上由于加工（比如鉸孔、切邊等）所產生的毛刺、飛邊等是難免的，在裝配的過程中極易脫落，即使是未脫落在使用或環境力學作用下隨時可能脫落而形成隱患。

（3）鍍層損傷脫落物。在繼電器組裝過程中，金屬零件表面被端部較尖的硬物（如尖嘴鉗、鑷子鉗、校正棒、去飛濺刀等）劃傷后，就容易使鍍層脫落，即使未脫落，在產品使用或環境力學作用下也隨時可能脫落而形成隱患。

2.3 非金屬多余物

非金屬多余物主要有非金屬材料的毛刺、飛邊產生的易落多余物，裝配環境中掉入產品內部的細小多余物，零件材料表面由于靜電作用吸附的微小多余物等。

（1）非金屬零、組件毛刺多余物。由于加工（比如絕緣薄膜沖孔落料）所產生的飛邊是難免的，在裝配的過程中極易脫落，即使是未脫落在使用或環境力學作用下隨時可能脫落而形成隱患。

（2）裝配環境中多余物。產品的整個裝配環境如果不達標，則在這種環境中的產品非常容易被污染。

（3）繼電器零件吸附多余物。繼電器所使用的材料包括金屬與非金屬兩大類，它們都會因靜電吸附微小多余物，特別是非金屬材料的作用最為強烈，使多余物去除難以徹底。

2.4 其它方面

繼電器裝配工藝流程造成的二次污染、工裝夾具方面的原因、PIND檢查等都對產品內部多余物的去除產生影響。

（1）產品二次污染。繼電器裝配工藝布局、工藝流程的安排容易造成產品二次污染。

（2）工裝夾具。攻關前用于多余物控制的工裝夾具，其操作性不理想，有的不方便使用，難免使產品的多余物漏網。用于多余物檢查的顯微鏡的光源是固定的，不可調節，不方便小產品窄縫中的多余物檢查。

（3）PIND檢查。目前國內通常采用微粒碰撞噪聲檢測（PIND）方法檢測多余物，而PIND檢測準確程度與產品結構設計和裝配質量、PIND檢測方向、微粒判斷標準、設備靈敏度、工作環境以及操作者素養等有關，在一定程度上影響了檢查的準確性。

3 攻關采取的技術路線及措施

3.1 人員方面

人員定期培訓，培訓包含報告技能技巧培訓和質量責任心的培訓；建立PIND淘汰產品DPA檢查制度，形成有效的監督檢查和反饋機制。

3.2 金屬多余物控制

（1）焊接飛濺物。設備上，采用機械和電參數可調并穩定的進口點焊機，替換已有的老式焊機，關鍵部位焊接的電極材料更換。在點焊工藝方面，優化點焊電參數、機械參數等工藝參數的選定，同時加強點焊后點焊飛濺物的顯微鏡檢查和去除。

（2）金屬零、組件毛刺。改進模具精度和優化模具結構，使零件本身制造質量提高，同時優化零件光飾工藝技術，去除易脫落毛刺。

（3）鍍層損傷脫落物。改進繼電器校正工具，避免尖銳工具對零件鍍層的損傷；對零件鍍層損傷的脫落物（包括未脫落的），通過鏡檢控制去除；強化操作工人質量教育，避免人為原因對零件表面造成不必要的損傷。

3.3 非金屬多余物控制

（1）非金屬零、組件毛刺。提高非金屬零件的模具精度，優化模具結構，使零件本身的質量提高，保證沖模的精度，使沖模刀口的間隙保持在最小狀態，從模具上保證了絕緣零件的毛刺、飛邊要求。

對零件采用光飾技術等工藝手段去除易脫落毛刺。比如，繼電器絕緣墊片、墊圈就采用鋼球進行滾光去刺處理。

（2）裝配環境中多余物。改造裝配環境，保證裝配環境等級達標，通過環境潔凈度控制攻關保證了環境指標達到超凈100級、普通100000級的標準。

（3）繼電器零件吸附多余物。繼電器線圈的外包層由原來靜電作用極強的材料改為靜電作用比較弱的材料，大大減少了這種靜電吸附作用，同時也使得制成的零件毛刺和飛邊大為減少。另一方面，通過超聲波清洗、漂洗、多槽動態復合清洗、去離子水沖洗、氮氣噴吹和封殼前的顯微鏡檢查等措施就能夠較好的解決這些問題。

3.4 其它方面

（1）二次污染控制。改進工藝布局，調整工藝流程，改變原高低環境交叉流程為低到高單一流向，防止二次污染及再污染。

（2）工裝夾具。改善多余物檢查工具，配備可調光源顯微鏡等，方便操作。

（3）PIND檢查。優化設計，嚴格控制產品裝配過程中各旋轉件的軸孔配合和銜鐵竄動，減少產品的機械噪聲；增加PIND檢測方向。

4 批產驗證

按攻關采取的技術路線及措施進行進行一年來的批產驗證，零件、組件的易落毛刺問題得到了有效控制，焊接飛濺物得到了有效的控制，十萬級潔凈室（繼電器調試間）潔凈度達到標準規定要求，關鍵工序及成品車間的工藝衛生管理制度得到了重新規劃、修訂與完善，PIND檢測多余物漏判問題得到了有效改善。該系列繼電器產品的PIND篩選合格率達到了97.71%，較攻關前提升6.29%。因此，以上措施對多余物的控制是可行有效的。

5 結論

本文通過對產生多余物的機理進行分析，分別從人員方面、金屬多余物、非金屬多余物等方面采取措施，通過一年來的批產驗證，使得繼電器多余物控制水平有了較大的提高，證明加強人員培訓，控制金屬多余物及非金屬多余物能有效控制繼電器內部多余物，并且進行了工藝文件的固化，進而使整個工藝攻關得以閉環。希望本文能夠為類似繼電器內部多余物控制提供參考。

[1]王國濤等.密封電子元器件多余物檢測技術綜述[J].機電元件,2017(01).