基于QC方法的縮短PCB底板壓裝時(shí)間技術(shù)研究

程虎　李繪娟　程鵬　韓世忠

摘 要：PCB底板壓裝工序耗時(shí)長(zhǎng)，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)任務(wù)。鑒于此，基于QC方法，采用統(tǒng)計(jì)表、因果圖、柱狀圖等QC工具，從現(xiàn)狀調(diào)查、要因確認(rèn)、制定對(duì)策、對(duì)策實(shí)施、效果檢查幾個(gè)方面，提出了支撐模具讓位設(shè)計(jì)和墊模鏤空設(shè)計(jì)的思路方法，實(shí)現(xiàn)了縮短PCB底板壓裝時(shí)間的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：QC方法；PCB底板；壓裝時(shí)間

中圖分類號(hào)：TN41? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? 文章編號(hào)：1671-0797（2023）09-0077-05

DOI：10.10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2023.09.022

0? ? 引言

質(zhì)量管理（QC）小組活動(dòng)作為一種質(zhì)量改進(jìn)方法，自1978年引進(jìn)我國(guó)后，在各行各業(yè)發(fā)揮了巨大的作用[1-3]。QC小組圍繞企業(yè)經(jīng)營(yíng)戰(zhàn)略、方針目標(biāo)和現(xiàn)場(chǎng)存在的問題，以改進(jìn)質(zhì)量、降低消耗、提高素質(zhì)和經(jīng)濟(jì)效益為目的，運(yùn)用質(zhì)量管理的理論和方法開展活動(dòng)[4]。PCB底板上連接器的安裝分為焊接型和壓接型[5]。壓接方式是通過魚眼端子等[6-8]將連接器引腳壓接到高速背板上的金屬孔內(nèi)，通過魚眼端子的塑性形變與孔壁緊密連接起來，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電連接。采用壓接工藝的PCB不需要清洗，節(jié)約成本，環(huán)保安全，正在被廣泛接受和使用[9]。PCB底板的壓裝在整個(gè)電裝過程中普遍存在耗時(shí)長(zhǎng)的情況，因此，縮短PCB底板壓裝時(shí)間成為一個(gè)亟需解決的問題。

1? ? 實(shí)施過程

1.1? ? 現(xiàn)狀調(diào)查

現(xiàn)行PCB底板壓裝工藝操作步驟如表1所示。

針對(duì)PCB底板壓裝情況，QC小組與同行業(yè)進(jìn)行了調(diào)研交流，獲知了在同行業(yè)中PCB底板的壓裝時(shí)間普遍約為70 min。

QC小組分別針對(duì)PCB底板的壓裝工藝流程、各壓裝步驟的耗時(shí)開展現(xiàn)狀調(diào)查。小組成員跟蹤調(diào)查了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四種典型PCB底板壓裝各工序的耗時(shí)情況，如表2所示。

從表2可以看出，連接器壓接工序耗時(shí)最長(zhǎng)，因此，連接器壓接耗時(shí)長(zhǎng)是本課題的癥結(jié)所在。

1.2? ? 要因確認(rèn)

針對(duì)連接器壓接耗時(shí)長(zhǎng)這一癥結(jié)，采用魚骨圖[10]從人、機(jī)、料、法、環(huán)5個(gè)角度開展分析，將討論的原因歸納總結(jié)，如圖1所示。

采取現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、比較分析等方法，對(duì)造成連接器壓接耗時(shí)長(zhǎng)的7個(gè)末端因素進(jìn)行逐項(xiàng)確認(rèn)，計(jì)劃表如表3所示。

依據(jù)要因確認(rèn)計(jì)劃表，QC小組成員對(duì)7個(gè)末端因素進(jìn)行了確認(rèn)，找到了造成連接器壓接耗時(shí)長(zhǎng)的主要因素：支撐模具結(jié)構(gòu)單一。現(xiàn)有模具實(shí)物圖如圖2所示。

1.3? ? 制定對(duì)策

小組對(duì)已確定的要因制定了多項(xiàng)備選對(duì)策，將最有價(jià)值的對(duì)策列入對(duì)策表，如表4所示。

根據(jù)5W1H的原則，小組成員制定了以下對(duì)策，如表5所示。

1.4? ? 對(duì)策實(shí)施

1.4.1? ? 支撐模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

PCB底板需壓接的連接器雖然種類多，但壓接時(shí)底板下方需提供一個(gè)支撐的反作用力的原理是相同的。再結(jié)合產(chǎn)品的特點(diǎn)，對(duì)已裝聯(lián)的器件和連接器針腳做了對(duì)應(yīng)的讓位設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)了結(jié)構(gòu)如圖3所示的支撐模具。

1.4.2? ? 支撐模具材質(zhì)選擇

由于支撐模具需要在壓接平臺(tái)上反復(fù)推送，從耐磨度、重量、成本幾個(gè)方面考慮，最終選擇了印制板的基材作為支撐模具的材料。實(shí)物圖如圖4所示。

1.4.3? ? 墊模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

由于支撐模具讓位空較多，多次摩擦和壓接會(huì)導(dǎo)致模具變形，為此又設(shè)計(jì)了墊模，將支撐模具放在墊模上整體推送使用。墊模的內(nèi)框尺寸與支撐模具外形尺寸一致，為了減輕重量，墊模增加了鏤空設(shè)計(jì)，墊模與壓接平臺(tái)之間需要一定的摩擦力，以免壓接時(shí)發(fā)生移動(dòng)，再結(jié)合耐磨度、重量、成本等幾個(gè)因素，最終選擇了鋁材作為墊模的材料，如圖5所示。

1.4.4? ? 實(shí)施過程

具體實(shí)施步驟如下：

（1）將墊模放置于壓接機(jī)平臺(tái)上。

（2）將支撐模具放置于墊模上。

（3）將PCB底板對(duì)應(yīng)放置于支撐模具上，注意PCB底板針腳與支撐模具鏤空讓位槽對(duì)應(yīng)。

（4）將上壓模具對(duì)應(yīng)放置于待壓連接器上。

（5）操縱壓接機(jī)對(duì)上壓模具施加壓力，直至連接器壓接完成。

實(shí)施示意圖如圖6所示。

2? ? 實(shí)施效果檢查

2.1? ? 壓接效果

壓接實(shí)物圖如圖7所示。

2.2? ? 檢測(cè)

用塞規(guī)測(cè)量距離。

（1）壓接后PCB上表面與連接器下表面之間的距離為0.18 mm，符合≤0.2 mm的要求。

（2）壓接后相鄰兩個(gè)連接器的高度差為0.09 mm，符合≤0.1 mm的要求。

壓接后的參數(shù)指標(biāo)均符合單位標(biāo)準(zhǔn)要求，標(biāo)準(zhǔn)要求示意圖如圖8所示。

2.3? ? 實(shí)施后耗時(shí)統(tǒng)計(jì)

QC小組用科學(xué)合理的方法，制定各項(xiàng)有效措施，嚴(yán)格按對(duì)策表要求逐一實(shí)施后，同樣選擇Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四種底板，分別對(duì)其連接器壓接耗時(shí)進(jìn)行了收集統(tǒng)計(jì)，如表6所示。

實(shí)施前后效果對(duì)比圖如圖9所示。

以上結(jié)果說明：縮短PCB底板壓裝時(shí)間的問題得到了解決，PCB底板壓裝時(shí)間由原來的128 min縮短至68 min，達(dá)到了設(shè)定的縮短至70 min以下的預(yù)期目標(biāo)。

3? ? 結(jié)語

本文基于QC方法對(duì)縮短PCB底板壓裝時(shí)間的技術(shù)進(jìn)行了研究，通過對(duì)支撐模具進(jìn)行讓位設(shè)計(jì)和墊模鏤空設(shè)計(jì)，制造了新的模具，解決了PCB底板壓裝耗時(shí)長(zhǎng)的問題。同時(shí)，讓位設(shè)計(jì)和鏤空設(shè)計(jì)的思路對(duì)同類行業(yè)有一定的借鑒價(jià)值。

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收稿日期：2023-02-03

作者簡(jiǎn)介：程虎（1986—），男，湖北武漢人，高級(jí)技師，研究方向：無線電裝接。