基于QC方法的縮短PCB底板壓裝時間技術(shù)研究

程虎　李繪娟　程鵬　韓世忠

摘 要：PCB底板壓裝工序耗時長，嚴重影響了生產(chǎn)任務(wù)。鑒于此，基于QC方法，采用統(tǒng)計表、因果圖、柱狀圖等QC工具，從現(xiàn)狀調(diào)查、要因確認、制定對策、對策實施、效果檢查幾個方面，提出了支撐模具讓位設(shè)計和墊模鏤空設(shè)計的思路方法，實現(xiàn)了縮短PCB底板壓裝時間的目標。

關(guān)鍵詞：QC方法；PCB底板；壓裝時間

中圖分類號：TN41? 文獻標志碼：A? 文章編號：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）小組活動作為一種質(zhì)量改進方法，自1978年引進我國后，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)營戰(zhàn)略、方針目標和現(xiàn)場存在的問題，以改進質(zhì)量、降低消耗、提高素質(zhì)和經(jīng)濟效益為目的，運用質(zhì)量管理的理論和方法開展活動[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底板的壓裝在整個電裝過程中普遍存在耗時長的情況，因此，縮短PCB底板壓裝時間成為一個亟需解決的問題。

1? ? 實施過程

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

QC小組分別針對PCB底板的壓裝工藝流程、各壓裝步驟的耗時開展現(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情況，如表2所示。

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

1.2? ? 要因確認

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

采取現(xiàn)場調(diào)查、比較分析等方法，對造成連接器壓接耗時長的7個末端因素進行逐項確認，計劃表如表3所示。

依據(jù)要因確認計劃表，QC小組成員對7個末端因素進行了確認，找到了造成連接器壓接耗時長的主要因素：支撐模具結(jié)構(gòu)單一?，F(xiàn)有模具實物圖如圖2所示。

1.3? ? 制定對策

小組對已確定的要因制定了多項備選對策，將最有價值的對策列入對策表，如表4所示。

根據(jù)5W1H的原則，小組成員制定了以下對策，如表5所示。

1.4? ? 對策實施

1.4.1? ? 支撐模具結(jié)構(gòu)設(shè)計

PCB底板需壓接的連接器雖然種類多，但壓接時底板下方需提供一個支撐的反作用力的原理是相同的。再結(jié)合產(chǎn)品的特點，對已裝聯(lián)的器件和連接器針腳做了對應(yīng)的讓位設(shè)計，設(shè)計了結(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上反復(fù)推送，從耐磨度、重量、成本幾個方面考慮，最終選擇了印制板的基材作為支撐模具的材料。實物圖如圖4所示。

1.4.3? ? 墊模結(jié)構(gòu)設(shè)計

由于支撐模具讓位空較多，多次摩擦和壓接會導(dǎo)致模具變形，為此又設(shè)計了墊模，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，墊模與壓接平臺之間需要一定的摩擦力，以免壓接時發(fā)生移動，再結(jié)合耐磨度、重量、成本等幾個因素，最終選擇了鋁材作為墊模的材料，如圖5所示。

1.4.4? ? 實施過程

具體實施步驟如下：

（1）將墊模放置于壓接機平臺上。

（2）將支撐模具放置于墊模上。

（3）將PCB底板對應(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應(yīng)。

（4）將上壓模具對應(yīng)放置于待壓連接器上。

（5）操縱壓接機對上壓模具施加壓力，直至連接器壓接完成。

實施示意圖如圖6所示。

2? ? 實施效果檢查

2.1? ? 壓接效果

壓接實物圖如圖7所示。

2.2? ? 檢測

用塞規(guī)測量距離。

（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)指標均符合單位標準要求，標準要求示意圖如圖8所示。

2.3? ? 實施后耗時統(tǒng)計

QC小組用科學(xué)合理的方法，制定各項有效措施，嚴格按對策表要求逐一實施后，同樣選擇Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四種底板，分別對其連接器壓接耗時進行了收集統(tǒng)計，如表6所示。

實施前后效果對比圖如圖9所示。

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

3? ? 結(jié)語

本文基于QC方法對縮短PCB底板壓裝時間的技術(shù)進行了研究，通過對支撐模具進行讓位設(shè)計和墊模鏤空設(shè)計，制造了新的模具，解決了PCB底板壓裝耗時長的問題。同時，讓位設(shè)計和鏤空設(shè)計的思路對同類行業(yè)有一定的借鑒價值。

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收稿日期：2023-02-03

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