復(fù)雜多種類小批量產(chǎn)品自動環(huán)氧粘片生產(chǎn)過程中的管理問題探討

劉鳳華

關(guān)鍵字：復(fù)雜多種類小批量產(chǎn)品；自動環(huán)氧粘片；技術(shù)管理；人員管理

中圖分類號：TN605 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0 引言

環(huán)氧粘片是微波模塊組裝過程中最常用的工藝方式，用導(dǎo)電膠把薄膜微帶電路和各種器件粘貼到腔體上，然后高溫烘干固化。本文所提復(fù)雜多種類小批量產(chǎn)品的生產(chǎn)是指腔體為深腔窄槽類復(fù)雜結(jié)構(gòu)、貼裝物料種類數(shù)大于40 種（套）、總粘片物料總數(shù)量大于100 個（套）、每批次生產(chǎn)量小于50 套的超多種類復(fù)雜產(chǎn)品的并行混合生產(chǎn)模式。

復(fù)雜多種類小批量產(chǎn)品的環(huán)氧粘片生產(chǎn)的自動粘片效率較低，大部分時間耗費在編程、校調(diào)和生產(chǎn)的收尾階段，性價比低，建議采用自動點膠機(jī)點膠、手工粘片的方式。針對部分計劃連續(xù)性強(qiáng)、有一定量的復(fù)雜多種類小批量產(chǎn)品也可以采用自動點膠粘片的方式，鑒于產(chǎn)品的復(fù)雜程度高，單一的多功能粘片機(jī)實現(xiàn)難度大，建議采用點膠和粘片分拆運行的方式，生產(chǎn)流程如圖1 所示。

在復(fù)雜多種類小批量自動環(huán)氧粘片生產(chǎn)過程中最重要的是管理問題。本文將管理問題分為技術(shù)管理和人員管理兩個方面進(jìn)行分析。

1 技術(shù)管理

自動化設(shè)備的編程、參數(shù)、操作和工裝工具的設(shè)計制作等具體內(nèi)容屬于技術(shù)層面的操作，嚴(yán)格來說不屬于技術(shù)管理的范疇，但是技術(shù)管理又是以具體的操作技術(shù)為基礎(chǔ)建立起來的，如果不了解基礎(chǔ)的操作技術(shù)，就無法進(jìn)行科學(xué)合理的技術(shù)管理。技術(shù)管理主要分為設(shè)備選型、環(huán)氧導(dǎo)電膠的來料控制、貼裝物料的來料控制和設(shè)備保養(yǎng)4 個方面。

1.1 設(shè)備選型

自動點膠的要求較低，且自動點膠機(jī)相對簡單，技術(shù)已經(jīng)非常成熟，一些國外的高端品牌設(shè)備固然性能較好，但國產(chǎn)的自動點膠設(shè)備就可以滿足實際使用要求。關(guān)鍵是點膠閥的選擇，要求低的產(chǎn)品可以采用氣壓時間控制式點膠閥；平面式點膠可以采用噴射閥；復(fù)雜深腔窄槽近壁產(chǎn)品的點膠只能采用螺桿式點膠閥，通過螺桿旋轉(zhuǎn)、氣壓和時間綜合控制、精確控膠，并且通過點膠針頭的極限設(shè)計來滿足深腔近壁的點膠要求[1]。

自動環(huán)氧粘片機(jī)相對復(fù)雜，國產(chǎn)的設(shè)備還不太成熟，對于要求高的復(fù)雜產(chǎn)品建議選擇國外高端品牌設(shè)備。美國的MRSI 和PALOMAR 自動環(huán)氧粘片機(jī)操作相對簡單，但是貼裝效率較低；DATACON自動環(huán)氧粘片機(jī)操作相對復(fù)雜，但是貼裝效率高；ASM 自動環(huán)氧粘片機(jī)則是追求極限貼裝效率，用戶需要根據(jù)各自產(chǎn)品的具體情況進(jìn)行綜合打樣選型，復(fù)雜多種類小批量產(chǎn)品的生產(chǎn)不建議采用ASM 自動環(huán)氧粘片機(jī)等類似的追求極限貼裝效率的設(shè)備。

導(dǎo)電膠的高溫固化可采用開放式的加熱臺或者密閉式的烘箱，有自動化要求的可采用鏈?zhǔn)剿淼罓t或者垂直固化爐。導(dǎo)電膠的高溫固化需要注意產(chǎn)品高溫狀態(tài)下的氧化和污染，有條件的可采用潔凈厭氧型烘箱等類似設(shè)備。經(jīng)過實測，潔凈厭氧型烘箱的氧濃度可以控制在2% 以下，內(nèi)部潔凈度可以控制在優(yōu)于千級潔凈度水平；常規(guī)的普通烘箱則無氧濃度控制功能，高溫固化過程中內(nèi)部潔凈度可能不到百萬級潔凈度水平。

1.2 環(huán)氧導(dǎo)電膠的來料控制

環(huán)氧導(dǎo)電膠的種類非常多，要根據(jù)實際產(chǎn)品的要求進(jìn)行選型。對于自動點膠來說，要選擇專門適用于自動點膠的型號，直接選擇通用型號可能不是最佳選擇。例如，H20E 導(dǎo)電膠可用于手工涂膠，也可用于自動點膠機(jī)點膠，但是對于自動點膠來說，應(yīng)該優(yōu)選更適合自動點膠的H20S 型號，而非通用的H20E 型號。

為保障自動點膠生產(chǎn)的穩(wěn)定性，需要對環(huán)氧導(dǎo)電膠進(jìn)行來料控制，主要控制點是選擇合適的觸變系數(shù)。觸變系數(shù)是靜態(tài)黏度和動態(tài)黏度的比值，要求來料控制在合適穩(wěn)定的區(qū)間，觸變系數(shù)過小會導(dǎo)致膠體易分層沉淀、易干、狀態(tài)保持差；觸變系數(shù)過大時雖然膠體狀態(tài)保持能力強(qiáng)，但是會導(dǎo)致點膠后流動性差、水印多、易溢膠短路等問題。

環(huán)氧導(dǎo)電膠一般需要進(jìn)行適當(dāng)攪拌才能使用，即使是已經(jīng)調(diào)好的、無須攪拌的膠體也不一定適合直接上到自動點膠機(jī)上。需要觀察點膠在自動點膠機(jī)上的狀態(tài)，正常的膠點應(yīng)該大小均勻、形狀平滑；劃線應(yīng)該線寬均勻、起始點平滑。正常的膠點和劃線示意如圖2 所示。

每批次的環(huán)氧導(dǎo)電膠來料狀態(tài)難免有波動，可以通過調(diào)整攪拌參數(shù)使攪拌后的膠體更加適合自動點膠機(jī)的使用。攪拌參數(shù)一般包括攪拌速度和攪拌時間，攪拌完成后要求導(dǎo)電膠不能出現(xiàn)明顯的升溫。如果依靠自動點膠機(jī)自身的參數(shù)調(diào)整無法達(dá)到正常的點膠狀態(tài)，則需要更改膠體的攪拌參數(shù)。膠體攪拌速度偏小或者攪拌時間偏短，會導(dǎo)致出膠不暢和頻繁堵針頭（圖3）。

膠體攪拌速度偏大或者攪拌時間偏長，會導(dǎo)致膠點拉尖和劃線大頭現(xiàn)象，如圖4 所示。

但是調(diào)整膠體的攪拌參數(shù)只是后續(xù)的補(bǔ)救措施，特別是在復(fù)雜產(chǎn)品的自動點膠生產(chǎn)過程中，小到直徑0.3 mm 的膠點需求和大到10 mm 線寬的物料點膠需求，都需要做到精確控膠，所以一定要控制環(huán)氧導(dǎo)電膠的來料，保證參數(shù)穩(wěn)定、滿足使用需求。

另外，對于采用激光測高器進(jìn)行測高的自動點膠機(jī)，在復(fù)雜產(chǎn)品生產(chǎn)中除了進(jìn)行導(dǎo)電膠的來料控制外，還需要對腔體基材的表面光潔度進(jìn)行控制，如果表面的電鍍面過于光滑會導(dǎo)致激光測高器測高不準(zhǔn)確，從而出現(xiàn)點膠高度異常、無法點膠的問題。

1.3 貼裝物料的來料控制

貼裝物料的來料控制主要包括物料的反光一致性、物料尺寸和圖形的加工誤差以及華夫盒的選用3 個方面。

（1）物料在貼裝前通過光源的打光凸顯出物料的外形邊緣和圖形邊緣，進(jìn)行圖像處理后計算出物料的中心點和方向等信息。同種物料的基材和圖形的反光一致性要滿足粘片機(jī)的識別要求，防止出現(xiàn)生產(chǎn)過程中需要頻繁更改物料打光參數(shù)的情況。

（2）物料尺寸和圖形的加工誤差會影響最終的貼裝精度。粘片機(jī)設(shè)計的貼裝精度更多指的是自身機(jī)械系統(tǒng)的運行精度，并不是物料的實際貼裝精度。物料在貼裝前做底部的二次識別校正，如果物料尺寸或者圖形的加工誤差過大，就沒辦法保證最終的貼裝精度。特別是在小于30 μm 超窄間距貼裝要求的產(chǎn)品中，物料尺寸和圖形的加工誤差要小于粘片機(jī)自身的設(shè)計精度誤差。

（3）復(fù)雜多種類小批量產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中一般選用華夫盒作為物料的載體，華夫盒的選用非常關(guān)鍵。物料拾片過程是先用吸嘴碰觸物料，達(dá)到一定的壓力后開真空吸片，然后抬升拾取。拾取過程中要克服物料自身重力和華夫盒的吸附力，如果吸附力過大會導(dǎo)致拾片失敗或者拾片歪斜的情況。自動貼裝物料所用的華夫盒一般要選用硬質(zhì)粗糙磨面型號，軟質(zhì)鏡面型號的華夫盒拾片效果非常差，一般僅用于手工貼裝的物料載體[2]。

1.4 設(shè)備保養(yǎng)

設(shè)備是自動環(huán)氧粘片生產(chǎn)過程中的核心，因此設(shè)備的保養(yǎng)非常重要，其中最重要的兩個方面是氣源純凈度的保證和機(jī)械軸的保養(yǎng)。

（1）點膠機(jī)和粘片機(jī)都需要外接氣源作為設(shè)備驅(qū)動，由于耗氣量大，通常采用制氣設(shè)備進(jìn)行壓縮空氣和氮氣的制造。制氣環(huán)境、制氣設(shè)備性能和氣源輸送管道等都會影響氣源的純凈度。如果氣源的灰塵、水分和油污等雜質(zhì)過多會導(dǎo)致自動化設(shè)備內(nèi)部的氣控元件性能降低、設(shè)備運行異常。外接氣源純凈度一定要在制氣端和設(shè)備輸入端進(jìn)行有效的控制，并且在日常使用過程中需要定期更換或者清洗氣源過濾閥[3]。

（2）設(shè)備的機(jī)械軸需要定期打油保養(yǎng)，保證機(jī)械系統(tǒng)運行順滑、減少磨損，設(shè)備的機(jī)械系統(tǒng)也需要定期檢查校準(zhǔn)。由于設(shè)備的保養(yǎng)不會直接創(chuàng)造效益，且定期保養(yǎng)的成本較高，在技術(shù)管理中很容易被忽視。因此在技術(shù)管理中需要加強(qiáng)對機(jī)械設(shè)備的保養(yǎng)。

2 人員管理

在復(fù)雜多種類小批量產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，不可控因素較多，人員管理顯得尤其重要，主要體現(xiàn)在人員配置、人員相互之間的協(xié)調(diào)和工時分配3 個方面。

2.1 人員配置

人員配置非常重要，因此人員配置要科學(xué)合理。在復(fù)雜多種類小批量產(chǎn)品的生產(chǎn)中，工序多、工藝復(fù)雜、產(chǎn)品組裝難度大，復(fù)雜的自動化設(shè)備操作和精細(xì)的手工操作都是非常重要的組成部分，需要根據(jù)人員的特點進(jìn)行合理的分工安排，合適的操作人員放到合適的崗位，充分發(fā)揮其作用[4]。一般來說，男性操作人員更適合復(fù)雜自動化設(shè)備類的生產(chǎn)管理和操作，女性操作人員更加適合精細(xì)的手工操作工序，可以根據(jù)各個工序的特點和人員的實際情況進(jìn)行科學(xué)合理的人員配置。

生產(chǎn)人員的數(shù)量也要滿足實際的生產(chǎn)情況，不能脫離實際生產(chǎn)進(jìn)行簡單大批量產(chǎn)品生產(chǎn)模式下的人員數(shù)量配置。自動環(huán)氧粘片機(jī)的價格非常昂貴，理論上需要盡可能減少人工成本，但實際上在復(fù)雜多種類小批量產(chǎn)品自動環(huán)氧粘片生產(chǎn)過程中會耗費更多額外的人員，如復(fù)雜產(chǎn)品貼裝程序的頻繁反復(fù)校調(diào)、小批量多種類產(chǎn)品的頻繁換線過程適應(yīng)、來料異常品的篩選處置、產(chǎn)出品的人工檢驗和干預(yù)修正等。因此需要根據(jù)實際生產(chǎn)情況對人員數(shù)量進(jìn)行合理配置。

2.2 人員之間的協(xié)調(diào)

自動環(huán)氧粘片生產(chǎn)分為多個管控部分，設(shè)備技術(shù)、設(shè)備操作、班組管理、生產(chǎn)計劃和車間管理等相互之間的協(xié)調(diào)性非常重要。理想的狀態(tài)應(yīng)該是車間管理熟悉復(fù)雜多種類小批量產(chǎn)品生產(chǎn)的特性和自動環(huán)氧粘片的實際生產(chǎn)情況，從而制定合適的整體管理措施；生產(chǎn)計劃統(tǒng)一協(xié)調(diào)整個生產(chǎn)排布；班組管理應(yīng)熟悉設(shè)備的編程和操作，與設(shè)備操作人員一起完成計劃下達(dá)的生產(chǎn)任務(wù)；設(shè)備技術(shù)人員負(fù)責(zé)設(shè)備的巡視、技術(shù)問題解決和技術(shù)性改進(jìn)。

在復(fù)雜多種類小批量產(chǎn)品自動環(huán)氧粘片過程中需要注意以下4 個方面的人員協(xié)調(diào)問題：①車間管理人員需要充分認(rèn)識到復(fù)雜多種類小批量產(chǎn)品生產(chǎn)的難點，并進(jìn)行科學(xué)合理的人員配置。②一定要保證技術(shù)人員的素養(yǎng)和數(shù)量，防止出現(xiàn)計劃落不到實處、突發(fā)事件頻發(fā)。③確定好自動化生產(chǎn)和手工操作之間的協(xié)調(diào)問題，各工序之間做到相互配合，可以進(jìn)行人員的定期輪崗，打破各個工序之間的壁壘。④生產(chǎn)計劃和班組管理人員根據(jù)產(chǎn)品的實際生產(chǎn)情況制定合理有效的生產(chǎn)計劃安排，防止出現(xiàn)物料不齊全、不按計劃生產(chǎn)等不良現(xiàn)象，保證生產(chǎn)計劃的順暢性。

2.3 工時分配

工時分配往往是復(fù)雜多種類小批量產(chǎn)品生產(chǎn)過程中最直觀的問題。復(fù)雜多種類小批量產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的不可控因素較多，工時難以準(zhǔn)確衡量，工序之間的工時平衡性也難以準(zhǔn)確把握。單人能夠獨立完成的工序，工時問題較少發(fā)生，但對于那種需要多人配合才能完成的工序，工時問題則比較突出，處理不好會導(dǎo)致工作人員之間的矛盾激發(fā)。工時問題需要生產(chǎn)管理者跳出固有模式，以實際生產(chǎn)情況為考量，運用更加智慧的方式去解決。另外，自動化的引入也會涉及工時的降低、人員的減少和產(chǎn)能的提升改革，在技術(shù)管理和人員管理還未從根本上成熟順暢運行時，不建議過早地進(jìn)行激進(jìn)的改革，否則會影響自動化的有效推進(jìn)。

3 結(jié)論

在復(fù)雜多種類小批量產(chǎn)品自動環(huán)氧粘片生產(chǎn)過程中，自動化設(shè)備的引入降低了產(chǎn)品組裝的難度，同時也提高了生產(chǎn)管理的效率，簡單粗獷的管理模式不再適用。本文對技術(shù)管理和人員管理中常見的一些問題進(jìn)行了分析論述，并提出了相應(yīng)的借鑒性的參考建議。相較于已經(jīng)非常成熟的表面組裝技術(shù)（SMT）行業(yè)，自動環(huán)氧粘片行業(yè)的起步較晚，特別是在復(fù)雜多種類小批量產(chǎn)品生產(chǎn)應(yīng)用中的難度更大，更需要從業(yè)者充分認(rèn)識到生產(chǎn)中各方面的難點，做好精細(xì)化生產(chǎn)、技術(shù)管理和人員管理，推動自動化的深入廣泛應(yīng)用。