通訊用環(huán)行器批生產(chǎn)技術分析論文

　　環(huán)行器是非互易的多端口器件，其工作原理如圖1所示,當電磁波從端口1輸入時，通過調(diào)節(jié)適當?shù)膮��?shù)，其能量就能幾乎無損耗從2端口輸出，端口3則無能量輸出。環(huán)行器在移動通信系統(tǒng)中用量巨大，但由于目前市場上環(huán)行器供應商在產(chǎn)品批量生產(chǎn)管理能力、生產(chǎn)過程控制能力、產(chǎn)品容差設計能力等方面的不足，產(chǎn)品合格率低，生產(chǎn)效率低，導致產(chǎn)品價格昂貴并且周期較長。因此，本文在環(huán)行器生產(chǎn)的制約因素方面提出解決方案。

　　1研究目標和主要考核指標

　　1.1研究目標

　　本文通過對通訊用L波段環(huán)行器批生產(chǎn)技術研究，突破批量生產(chǎn)管理技術、生產(chǎn)過程控制技術、容差設計技術，完善環(huán)行器批生產(chǎn)管理質量控制體系，使產(chǎn)品一次裝配合格率達到99.73%，產(chǎn)品生產(chǎn)能力達到每天300只/人。

　　1.2研究內(nèi)容

　　“L波段環(huán)行器”批生產(chǎn)技術研究內(nèi)容如下：

　�。�1）容差設計技術；

　�。�2）一致性裝配工藝技術；

　　（3）批生產(chǎn)管理技術；

　　（4）統(tǒng)計過程控制技術。

　　1.3主要考核指標

　　批生產(chǎn)能力主要考核指標：

　�。�1）產(chǎn)品一次裝配合格率達到99.73%；

　�。�2）產(chǎn)品生產(chǎn)能力達到每天300只/人。

　　2技術可行性分析

　　2.1研究方案

　　項目分為三個階段：樣品階段、小批量試制階段和批生產(chǎn)階段。樣品階段包括電路設計、結構設計和工藝設計，解決容差設計問題，進行三批次生產(chǎn)，每批不小于10只，一次裝配合格率大于95%。小批量試制階段包括PID（過程識別文件）編制，工藝文件細化為操作文件，過程檢測規(guī)范制訂，工裝夾具設計及制作；解決產(chǎn)品一致性問題，進行三個批次生產(chǎn)，每批不小于100只，一次裝配合格率不低于99.73%。效率達到每天150只/人。批生產(chǎn)驗證階段包括質量保證大綱、生產(chǎn)過程控制文件編制，工藝優(yōu)化，SPC，缺陷分析及其糾正及預防措施方法研究，建立批生產(chǎn)體系；解決批生產(chǎn)工藝及管理問題，進行三個批次生產(chǎn)，每批不小于1000只，一次裝配合格率不低于99.73%。效率達到每天300只/人。

　　2.2技術途徑

　　2.2.1容差設計技術

　　容差設計包含結構及電路的尺寸容差設計和材料性能的容差設計，尺寸容差主要有永磁體、中心導體、鐵氧體基片的尺寸誤差。材料性能主要指鐵氧體基片的電磁性能和永磁體的磁性能。采用以下方法開展容差設計技術研究：

　�。�1）確定永磁體、中心導體、鐵氧體基片的尺寸誤差和鐵氧體基片的電磁性能及永磁體的磁性能偏差的一般水平；

　　（2）采用仿真分析方法，找出關鍵尺寸偏差和材料關鍵參數(shù)偏差；

　�。�3）建立環(huán)行器的參數(shù)化仿真模型，通過仿真分析找出關鍵尺寸偏差和材料關鍵參數(shù)偏差。

　　2.2.2一致性裝配工藝技術

　　一致性裝配工藝技術包含裝配工藝技術和裝配一致性控制技術�！癓波段環(huán)行器”結構相對簡單，中心導體通過器件端口引腳固定。本項目的裝配工藝技術主要是引腳的裝配和蓋板的裝配。引腳裝配包括介質套與腔體裝配，引腳與介質套的裝配，引腳、介質套、腔體均為緊配合。通過研究裝配的方法，設計適宜的工裝夾具，保證引腳、介質套、腔體過孔同心，引腳底面與腔體底面之間平整，保證引腳裝配一致性。蓋板裝配主要存在兩個問題：其一是旋擰蓋板時，中心導體受力，產(chǎn)生轉動；其二是永磁體已經(jīng)充磁，蓋板是良好導磁體，裝配時蓋板與永磁體相吸，導致蓋板螺紋與腔體螺紋難以正確卡合而失效。輕微時，蓋板不正，嚴重時損壞螺紋。為了解決蓋板裝配問題，采取以下措施：

　�。�1）在結構設計中，增加防轉片，防止中心導體隨蓋板裝配轉動；

　�。�2）設計工裝夾具，確保蓋板螺紋與腔體螺紋正確卡合。

　　2.2.3批生產(chǎn)管理技術

　　批生產(chǎn)管理技術包含物料管理、工裝夾具管理、儀器設備管理、產(chǎn)品批次管理、各工位工時分配、生產(chǎn)進度管理、不合格品管理、外包管理等內(nèi)容。本文結合“L波段環(huán)行器”開展批生產(chǎn)管理技術研究，建立批生產(chǎn)管理體系，實現(xiàn)生產(chǎn)高效有序、過程可控、產(chǎn)品可追溯。為此采取以下措施：

　�。�1）編制PID文件、工藝操作文件、過程檢測規(guī)范、過程控制文件等，細化生產(chǎn)操作流程和管理流程；

　　（2）提取過程數(shù)據(jù)對生產(chǎn)過程進行分析和控制。

　　2.2.4統(tǒng)計過程控制技術

　　結合“L波段環(huán)行器”開展統(tǒng)計過程控制研究，采用以下途徑：

　�。�1）確定關鍵工序節(jié)點和關鍵工藝參數(shù)；

　�。�2）確定關鍵工藝參數(shù)的控制量；

　�。�3）確定已確定的工藝參數(shù)的采集、檢測、統(tǒng)計方法（計數(shù)、計量）；

　�。�4）確定采用的控制技術；

　　（5）根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，利用控制圖進行受控狀態(tài)分析；

　�。�6）對失控狀態(tài)運用直方圖、因果圖等方式分析失控原因；

　�。�7）根據(jù)分析結果，采取糾正或預防措施，優(yōu)化工藝參數(shù)；

　�。�8）再確認工藝參數(shù)的控制量，達到過程統(tǒng)計受控，維持過程的穩(wěn)定和減少過程的波動，不斷提高產(chǎn)品質量和可靠性；

　　（9）計算Cpk，并進行分析；

　�。�10）修訂工藝和操作文件。

　　3應用方向及成果形式

　　3.1應用方向

　　隨著通信行業(yè)的快速發(fā)展，通信產(chǎn)業(yè)有望突破萬億，而環(huán)行器直接用于基臺(站)和移動臺系統(tǒng)中，需求量巨大，預計未來10年環(huán)行器年需求量至少在上億萬只。L波段環(huán)行器批生產(chǎn)技術攻關后，所得到的過程管理方法可應用于其它民用鐵氧體器件的生產(chǎn)，軍用鐵氧體器件的批生產(chǎn)也可借鑒該技術。

　　3.2最終成果形式

　　（1）PID文件

　�。�2）工藝操作文件

　�。�3）過程檢測規(guī)范

　�。�4）質量保證大綱

　�。�5）生產(chǎn)過程控制文件

　　4結束語

　　環(huán)行器具有體積小、重量輕、功率容量大、可靠性高等系列優(yōu)點，是通訊微波電路中必不可少的重要元器件之一，市場需求量巨大，如何控制產(chǎn)品成本、提高生產(chǎn)效率是環(huán)行器生產(chǎn)廠商面臨的一個重大挑戰(zhàn)，通過對環(huán)行器批生產(chǎn)技術研究，使得我們在容差設計技術、裝配工藝技術、過程控制技術以及管理等方面可得到較大提升。

　　參考文獻:

　　[1]沈維福.帶線環(huán)行器_隔離器生產(chǎn)技術[J].磁性材料及器件，2009，40（4）：4-19.

　　[2]劉力,賈建華.射頻結環(huán)行器的設計流程與仿真[J].現(xiàn)代電子技術,2007,19:101-106.

　　[3]蔣仁培.帶線環(huán)行器的設計綜述[J].微波學報,1982,6-15.

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