浅谈电子生产工艺与管理

李小刚

华砺智行（武汉）科技有限公司  湖北 武汉 430000 

摘 要：电子生产工艺工作贯穿于生产的全过程，是保证产品质量、提商生产效率、安全生产、降低消耗、增加效益、发展企业的重要手段。为了稳定提高产品质量、增加应变能力、促进科技进步，企业必须加强工艺管理和提高工艺管理的水平。笔者通过参考大量文献资料和结合自身多年的实际工作经验，阐述了电子制造工艺流程、电子产品生产工艺的影响因素，就电子生产工艺管理提出了相应的措施。

关键词：电子；生产；工艺；管理。

从新中国成立之初到21世纪的今天，中国的电子工业历经了改革开放的洗礼，我国的电子工业从无到现在我国已成为“世界加工厂”，已经形成了门类齐全的电子工业体系。但是就我国电子产品制造业的整体来说，虽然不断从发达国家引进最先进的技术和设备，却一直未能形成系统的、现代化的电子产品制造工艺体系。究其原因，在于生产手段及生产过程之中，即体现在电子工艺技术和工艺管理水平的差别上。我们应该坚决贯彻ISO9001质量管理体系标准，推行3C认证，加强电子工艺学的普及教育、开展电子产品制造工艺的深入研究，对于培养具有实际工作能力的工程技术人员和工艺管理人员,对于我国电子工业赶超世界先进水平。借助《中国制造2025》中要求，响应国家政策，促进产业升级，加快我国电子信息产业发展迅速，提升产业竞争力，重视起了电子产品在生产制造及过程中的管理问题，不论是世界级的企业，还是实力较薄弱的小型企业都刻不容缓。

一、电子制造工艺流程

电子制造是以各种电子材料和电子制造技术为基础，通过将电子材料制成元器件，再组装成各种基础部件，最后将各种电子元器件或者部件组成人们所需要的各种各样的电子产品的过程。尽管电子产品种类繁多，但其制造过程基本相同。电了制造工艺流程大致分为：芯片(集成电路)制造、芯片封装、基板制造和电子组装等几大部分。

1、芯片制造

半导体产业自出现开始，其工艺就在不断地改进，以实现更小尺寸的器件和电路制造，并使器件和电路具有更高的密度、更多的数量和更高的可靠性。集成电路的尺寸、所含门电路的数里(密度)是集成电路发展的标志，目前集成度水平已发展成为极大规模集成电路(VLSI)。半导体器件的制造大致可以分为原料制作和晶体生长、晶圆制造、集成电路晶圆生产、集成电路封装和测试几个阶段。

2、封装

在封装过程中，晶圆被分为许多小芯片，合格的芯片被封装在一个保护壳内。也有一些种类的芯片无须封装而接组装到电子系统中，也就是一级封装。半导体的封装有4种基本功能：信号输入与输出l、物理性保护、环境性保护和散热。封装技术的发展也是随着芯片尺寸的缩小和集成度的提高而逐步发展的。其主要工艺包括晶圆测试、晶圆减薄、晶圆划片、芯片互连、芯片外壳封装等。

3、基板制造

基板是芯片封装和电子组装的基座，其作用是实现芯片或器件的支撑，也为芯片、器件提供互连导体。基板制造最常用的方法是减成法，即采用图形转移技术在覆铜板上形成导线区域，然后将多余的铜箔去掉。基板制造也用加成法，即在未覆铜的基材上采用丝印法、粘贴法附加上设计好的导电图形层。另一种方法是半加成法，即在未覆铜箔的基材上，使用化学法沉积金属，再使用电镀或刻蚀法，或者多种方法并用形成导电图形。其主要工艺涉及赶铜板、曝光、显影、腐蚀、电镀、外观和布线检查等。若制造多层板，还需使用压合、钻孔、孔内镀铜等工艺。

4、电子组装

电子终端产品制造的主要工序是实现器件与印制电路板(基板)之间的板级封装，也就是二级封装。目前二级封装的主要技术为通孔安装技术〔THT)和表面贴装技术。

二、电子产品生产工艺的影响因素

与其他商品相比，电子产品（如手机、计算机等）结构复杂精密，更容易发生破损。造成电子产品破损的因素很多，除了运输过程中的冲击、振动、装卸以外，电子制造工艺也是决定产品可靠性的一个重要因素。

1、模板印刷焊膏

尽管焊膏印刷是采用丝网印刷的一种模板印刷，但是它有许多独特之处。首先它采用的印刷介质不是油墨，而是导电性材料—焊膏;另外，它的目的也不是得到赏心悦目。的图像，而是精确地分配焊膏，得到最佳的焊膏沉积厚度，为下一步的再流焊接莫定基础。若焊膏沉积厚度过大，则焊接时容易造成电子元件间细小间距的短路或桥接;反之，若焊膏沉积厚度过少，则焊接时容易造成焊点强度不足，易发生破损。模板印刷焊膏的质量是影响产品可靠性的因素之一，而模板、PCB、焊膏和印刷机是焊青印刷的四项基本内容，这四方面相互联系，相互作用，共同决定着印刷质量。

2、电子元件的装贴

电子元件的装贴是一个很重要的步骤，它决定着电子元件在PCB上的位置。它对精度的要求很高，一般为土0.2mm甚至更小。所以要求高速贴片机在高速运行的同时要能准确地将元件装贴至PCB上相应的位置，并且装贴力要适中，以免导致元件破裂。装贴完成后，有一定的戮性的焊膏将电子元件暂时固定住。

3、再流焊电子元件通过再流焊接与PCB上的电路形成牢固的连接

为了形成牢固的连接，首先要求用以形成连接点的焊料合金必须与被连接的材料完全兼容，它必须不溶解元件上或代B上的可焊性表面，且不致形成易脆或不稳定的金属间化合物。好的焊点在经历反复的热循环、通电循环和振动、冲击循环过程中，应具有足够的可挠性。一般电子系统基体金属的焊接采用共晶锡铅焊料。

再流焊过程中，为了避免元件与PCB之间因热膨胀系数的不同而产生过大的热应力(热应力过大会破坏元器件及其封装)，应设定合理的温度分布曲线。

4、助焊剂清除

采用焊剂的目的是有效地促进焊接时焊料的铺展润湿，但是其残渣对电子产品的长期稳定性和使用寿命构成极大威胁，所以焊接以后要严格清洗。一般采用氟化烃或抓化烃溶剂作清洗剂。必须注意到:清洗处理不完全，比不进行清洗效果更坏。如果焊剂残留物一直原封不动地留在PCB上，其活性剂被松香所包围不会造成腐蚀问题。但若清洗不完全，则这些活性剂可能释放到PCB上来。

因此，电子制造工艺对产品可靠性的影响很大。从设计上保证产品可靠性仅仅完成了一半工作，如果随后的制造工艺不当，则设计再好的产品，也容易出现故障。所以，一定要认真考虑电子制造过程中的每一个细节，保证产品的可靠性。

三、电子生产工艺管理措施

1、加强对生产线上员工的培训

注重“以人为本”，对生产车间的员工进行相关的培训工作，是保障生产工艺实现的基础。生产人员作为生产工艺中的主体，不仅具体较强的主观能动性，而且对于电子产品质量的保证也有非常积极的意义，所以，必须保障生产车间生产人员的素质。很多时候，山于生产的重复性，导致生产员工的情绪容易受到环境的影响，所以在员工参与生产前，需要加强员工对产品的认同，并且通过激励等措施让员工积极地投入到生产中。

2、建立健全电子元器件质量标准规范

电子科技行业已经成为拉动我国经济增长的一个重要动力，而电子元器件正是促进我国电子科技行业发展的重要源泉。因此，优化电子元器件质量分析和控制的方法就显得尤为重要。在这一过程中，建立健全电子元器件质量标准规范是最为重要的，只有依据这些标谁规范，才能使电子元器件的质量得到有效保证。

3、电子产品生产工艺文件制定

工艺文件是工业生产部门实施生产的技术文件，为产品的检验、装配和加工提供了一定的技术依据，并为生产计划、线路、劳动力组织、调度、工模具管理、定额管理、质量管理和原材料准备提供指导。对于成套的工艺文件，其必须是统一、清晰、完整和正确的。工艺文件的主要作用是巩固工艺纪律，建立可持续发展的生产秩序，为产品质量提供保障和合理预算，方便产品转厂生产时的资料交换和经验交流。

4、增加对升级工艺的重视

电子产品在实际生产期间，由于受到精度问题的影响，将会降低电子产品的生产质量。针对这种问题，在引进新的产品以及投入生产前，应该邀请专业的人员进行考察和车间生产人员的培训，与此同时，针对这项新的技术制定与之相适应的管理条例，并让专业人员进行生产现场的指导以及讲解，从而保证各个工序的生产质量都能得到充分的控制。

5、重视并加强产品生产过程的监管

电子产品生产期间存在的技术性问题较多，人们在生活中对其应用也更为广泛，所以加大对电子产品生产过程的有效监督与管理，能够提高电子产品的生产过程，促进车间生产效率和提高企业经济效益也有积极的作用。其主要包括：生产材料的监控、各项工艺的监控、生产环境的监控。重视并加强产品生产过程的监管的过程不仅能保证产品的基本品质、保障各项工艺按照标准的流程和方法来实施，从而提高电子产品的生产质量，还能对实际的生产状况积极优化、避免生产期间存在安全隐患。

参考文献：

[1]张琳.浅谈电子产品生产工艺与管理过程[J]. 江西建材. 2016(04)；

[2]陈媛媛.电子产品生产工艺与管理的实现过程 [J].电子制作. 2013(10)。