{电子公司企业管理}电子产品制造第一章概述

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1、第一章 概 述,课程教学大纲,学时：48 学分： 3 教学方式：理论教学+实验教学 考核方式：笔试+设计报告及作品 开课单位：自动化学院 适用学科或对象: 控制理论与控制工程,教学目的和要求: 电子产品制造是控制理论与控制工程硕士研究生的一门非学位课程，本课程的任务是通过学习本领域的技能培养，使学生了解电子产品制造中的技术文件设计方法、电路板设计及生产设备与工艺、SMT焊接设备与工艺、电子产品的可靠性设计和结构设计等，提高学生的实际操作能力，培养学生的工程素质。 通过本课程的学习，要求学生掌握以下基本知识和技能： 学会编写电子产品制造中的技术文件； 掌握PCB设计、电子产品结构设计和电子产品可

2、靠性设计方法； 了解PCB和SMT生产设备及工艺； 具备电子产品软、硬件联机调试的能力； 了解电子产品生产中的常用仪器设备及其使用。,教材及参考书,教材： 电子产品制造技术 主编 李雪东 北京理工大学出版社 参考书 电子产品制造技术 主编 王卫平，清华大学出版社 周德俭等，SMT组装系统，国防工业出版社 王卫平 陈粟宋 主编 电子产品制造工艺高等教育出版社 电子技术实训陈梓城主编，机械工业出版社,一、现代制造工艺的形成,战国策载：“周有砥厄，宋有结缘，梁有悬愁，楚有和璞。”和璞即和氏璧，璞是没有经过琢磨的玉。,卞和献玉,玉不琢、不成器,制造者对于材料的利用水平和加工水平,工艺 是生产者利用生产

3、设备和生产工具，对各种原材料、半成品进行加工或处理，使之最后成为符合技术要求的产品的艺术（程序、方法、技术），它是人类在生产劳动中不断积累起来并经过总结的操作经验和技术能力。,例1：万用表（AVO Meter）的组装。 （电路板和元器件+显示部分+机械部分=万用表）,例2：电脑（Personal Computer）的组装。（显示器+主机+键盘+鼠标=电脑）,不管是万用表还是电脑，都要将各组成部分按工序、方法或技术（即工艺技术）组装成。,工艺工作的出发点：提高劳动生产率、生产优质产品、增加生产利润,传统的手工业,工艺,现代化的工业生产,个人的操作经验和手工技能极其重要,经验性的、技巧性的操作劳动

4、被不断涌现出来的新型机器设备所取代,工程技术人员成了工业生产劳动的重要力量；科学的经营管理、优质的器件材料、先进的仪器设备、高效的工艺手段、严格的质量检验和低廉的生产成本成为赢得竞争的关键；对一切与商品生产有关的因素，如时间、速度、能源、方法、程序、手段、质量、环境、组织等，都变成研究和管理的主要对象-现代制造工艺学,对于现代化的工业产品来说，工艺不再仅仅是针对原材料的加工或生产的操作而言，应该是从设计到销售、包装每一个制造环节的整个生产过程。,切削工艺学，是研究用金属切削工具借助机器设备，把各种原材料或半成品加工成符合技术要求的机械零件的工艺过程。 电机工艺学，是以电磁学为理论基础，研究各种

5、发电机、电动机的制造技术。 扩散工艺学，是研究在适当的高温及杂质浓度梯度下，使存在于半导体硅片表面的杂质向硅片内部渗透并重新分布，从而制造出各种半导体器件的专门工艺技术。 还有各种化工工艺学、纺织工艺学、金属工艺学、土木工程学等。,自从工业化以来，各种工业产品的制造工艺日趋完善成熟，成为专门的学科，并在大学本科和大、中专院校作为必修课程。,电子工艺研究的范围 二十世纪新兴的行业，经过几十年的发展，已经成为世界经济最重要的支柱性产业。 与其他工业比较，电子产品的种类繁多，主要可分为电子材料、元器件、配件（整件、部件）、整机和系统。 电子技术的应用极其广泛，产品可以分为计算机、通信、仪器仪表、自动

6、控制等几大类，根据工作方式及使用环境的不同要求，其制造工艺又有所不同。,对于现代化的工业产品来说，工艺不再仅仅是针对原材料的加工或生产的操作而言，应该是从设计到销售，包含每一个制造环节的整个生产过程。 电子工艺：电子整机（包括配件）产品的制造工艺。（设计、试验、装配、焊接、调整、检验、维修、服务） 电子整机产品的生产过程 一方面是指制造工艺的技术手段和操作技能 另一方面是指产品在生产过程中的质量控制和工艺管理 工艺工作的出发点是为了提高劳动生产率、生产优质产品以及增加生产利润。 本课程主要针对电子整机产品的制造工艺,电子工艺的组成,电子制造工艺,基础电子制造工艺,电子产品制造工艺,电子装联工艺

7、,其他零部件制造工艺,微电子制造工艺,PCB制造工艺,其他元器件制造工艺,芯片制造工艺,电子封装工艺,PCBA制造工艺,整机组装工艺,研究电子整机产品的制造过程，材料、设备、方法、操作者这几个要素是电子工艺技术的基本重点，通常用“4M+M”来简化电子产品制造过程的基本要素。, 材料（Material）, 设备（Machine）, 方法（Method）, 人力（Manpower）, 管理（Management）, 材料（Material）,包括电子元器件、导线类、金属或非金属的材料以及各种零部件和结构件。 当今世界集成电路芯片制造业有40%在美国、25%在日本、12%在韩国，中国只占1.2%。

8、以微处理器为核心的集成电路技术，向来是信息产业的两大核心技术之一。,集成电路在电子产品整机系统中的价值，已经从1987年的10%，上升到1995年的13%和1998年的16%，目前这一比重大约为23%。, 材料（Material）,不仅如此，集成电路在现代国防及未来战争中也具有重要的地位。,电子产品制造过程中所使用各种工具、工装、仪器、仪表、机器、设备等 。 我国电子产品制造企业中能够看到的生产工具和生产设备，除了部分手动工具、半自动设备是国内制造的以外，高档生产设备几乎全部是国外进口的。 电子产品工艺技术的提高，产品质量和生产效率的提高，主要依赖于生产设备技术水平和生产手段的提高。, 设备（

9、Machine）,“方法”都是至关重要的 对电子材料的利用、对工具设备的操作、对制造过程的安排。 过去，电子产品的生产方法比较简单，对于操作者来说，主要表现为个人的经验与技能，“手巧”是对他最好的评价与褒奖； 今天，电子产品的制造早已不是个人行为，而是在现代化管理体系下团队合作的产物。, 方法（Method）,电子工业是劳动密集型的产业。 我国电子工业历经三十多年的改革开放，逐渐成为“世界电子产品制造业的加工厂” 。 我国的电子产品制造业要从“来料加工型”全面转变为“设计制造型”，劳动力相对低下的平均素质就成为发展的瓶颈。, 人力（Manpower）,电子工业又是技术密集型的产业。 现代化电子

10、工业的精髓是科学的生产过程管理。, 管理（Management）,统计学、运筹学是现代管理科学的理论基础； 电脑化、网络化的过程控制成为电子产品制造企业的管理体系； 统一的、标准化的、完备的经济管理、技术管理和文件管理是现代化企业运作的基本模式。,制造过程的四个要素比较，管理可以算是“软件”，但确实又是连接这四个要素的纽带。企业对生产材料、仪器设备、制造流程和人力资源的控制，都需要通过管理体系和管理制度来实现。, 管理（Management）,电子工艺学的特点 涉及众多科学技术领域 ：应用物理学、化学工程技术、光刻工艺学、电气电子工程学、机械工程学、金属学、焊接学、工程热力学、材料科学、微电子

11、学、计算机科学、工业设计学、人机工程学等。 形成时间较晚而发展迅速 ：上世纪70年代以后，第一本系统论述电子工艺技术的书籍才面世，80年代初在高等学校中才开设相关课程 。,我国电子工业的发展历史,上世纪50年代，我国工程技术人员到国外（主要是前苏联和东欧各国）学习工业产品的制造工艺，各大专院校开始设置工艺学课程。 “成”与“败”并存。,建国初到今天，我国的电子工业从无到有。 80年代，我国的电子工业更是突飞猛进地发展，电子工业已经成为我国国民经济的重要产业。 近年来，电子产品制造业的热点从东南沿海地区转移到内地，世界各工业发达国家和港台地区的电子厂商纷纷把工厂迁往珠江三角洲和长江三角洲，这里制

12、造的电子产品行销全世界。,成就,中国成为世界电子工业的加工厂,未能形成系统的、现代化的电子产品制造工艺体系。我国电子行业的工艺现状 “两个并存”相当突出：,有些企业已经具备了世界上最好的生产条件、购买了最先进的设备，也有些企业还在简陋条件下使用陈旧的装备维持生产； 先进的工艺与陈旧的工艺并存，引进的技术与落后的管理并存。,问题,二、电子工艺技术的发展 整机装配工艺的发展经历了五个时代： 第一代：电子管-底座框架式时代（1950- ） 第二代：晶体管-通孔插装（THT）时代（1960- ） 第三代：集成电路-通孔插装时代（1970- ） 第四代：大规模集成电路-表面安装（SMT）时代(1980-

13、 ） 第五代：超大规模集成电路-多层复合贴装（MPT）时代（1985- ）,电子管时代,应用导线直连技术的 电子管时代虽然很原始， 但却开电子工艺之先河， 在人类社会发展中具有 划时代的意义。,晶体管时代,1947年，世界著名的贝尔实验室研制出了第一个半导体三极管，也就是晶体管。晶体管既能代替电子管工作，又能消除电子管的所有缺点，它没有玻璃管壳，不需要真空，体积很小，生产成本很低，它的寿命比电子管长得多。因此，晶体管问世后，立即得到了迅速发展并且代替了电子管的位置。现在，我们日常生活中已经到处可见它的踪影。,沃特布拉顿（Walter Brattain）成功地在贝尔实验室制造出第一个晶体管。,就

14、在基尔比发明集成电路四个月后，仙童公司的罗伯特诺伊斯（Robert Noyce）在不知道基尔比工作的情况下，独立发明了类似的技术。,1958年9月12日，基尔比研制出世界上第一块集成电路，42年之后，他因为当年伟大的发明登上了诺贝尔物理学奖的领奖台。,其实，无论是晶体管还是集成电路，他们都属于在印制电路板上通孔安装方式，然而表面组装技术却将人类带入了数字时代。,而现在 我们处在一个三代技术交汇的时代，即第三代表面安装技术（SMT）已经成熟，成为电子制造的主流技术，第四代微组装技术（MPT）正在发展，已经部分进入实际应用，而第二代技术（THT）仍然还有部分应用。,HTT,SMT,MPT,电子工艺

15、的发展趋势,技术的融合与交汇,电子封装,微组装,电子组装,电子设备追求高性能、多功能，向轻薄短小方向发展永无止境，不断推动着电子封装技术和组装技术“高密度化、精细化”发展。 1.精细化： 随着1005元件、高密度CSP封装的广泛使用，元件的安装间距将从目前的0.15mm向0.1mm发展，工艺上对焊膏的印刷精度、图形质量以及贴片精度提出了更高要求。SMT从设备到工艺都将向着适应精细化组装的要求发展。 2.微组装化： 元器件复合化和半导体封装的三维化和微小型化，驱动着板级系统安装设计的高密度化。电子组装技术必须加快自身的技术进步，适应其发展。将无源元件及IC 等全部埋置在基板内部的终极三维封装以及

16、芯片堆叠封装（SDP）、多芯片封装（MCP）和堆叠芯片尺寸封装（SCSP）的大量应用，将迫使电子组装技术跨进微组装时代。引线键合、CSP超声焊接、DCA、PoP(堆叠装配技术)等将进入板级组装工艺范围。,绿色化,无铅 欧盟于 1998 年通过法案，明确规定从2004 年1 月起，任何电子产品中不可使用含铅焊料。 欧洲电子电气设备指导法令（WEEE Directive）则规定到2006 年7 月1 日，部分含铅电子设备的生产和进口将属非法，同时含铅电子产品也不允许在欧盟区域生产和销售。 日本通过了“家用电子产品回收法案”提出限制铅的使用，电子封装协会（JIEP，Japan Institute of Electronics Packaging）在2002年的最新无铅路线图中已经要求到2004年底，所有电子元器件均不含铅，而到2005年底彻底废除电子产品中铅的使用。 美国政府早在上世纪90年代初的一些法案就已经提出限制电子产品中铅的使用。 中国政府也已于2003年3 月由信息产业部拟定电子信息产品