提高pH計檢定儀合格率

任萬杰，拓 銳，胡國星，陳湘棟，辛宗偉，蔡 晨，趙曉剛

（山東非金屬材料研究所，山東濟南 250031）

0 引言

pH 計檢定儀是一種標準直流電壓信號輸出裝置，該產品主要用于檢定各種實驗室pH 計、便攜式pH 計和實驗室通用離子計的電計部分，pH 計檢定儀的生產過程包括了機械加工、電路設計、電路板制作、組裝、調試等步驟。

該產品生產制作過程較為復雜，零部件較多，任何一個細節出現問題，就會導致產品的不合格，造成了人、財、物的浪費，甚至會出現拖延產品交付日期的情況。經調查本單位pH 計檢定儀年均生成169 臺，年均有22 臺不合格產品，通過對不合格產品的分析和對比后，發現電路板不合格占不合格產品的比例最大。不合格品的缺陷分類統計見表1，從表1 中可以看出，電路板不合格占到pH 計檢定儀不合格的68.18%，是造成pH 計檢定儀不合格的主要問題，因此將解決電路板不合格確定為需要解決的主要問題。

表1 pH 檢定儀不合格品缺陷分類統計

1 設定目標

目標：合格率由原來的87%提高到95%以上。

圖1 電路板問題分析因果圖

2 原因分析

在分析原因時，運用頭腦風暴法，根據排列圖中所找到的電路板出現問題這一主要問題，應用因果圖對造成這一問題的原因進行了分析，如圖1 所示。

3 確定主要原因

（1）要因確認計劃。對因果圖中的末端原因進行確認，確認計劃如表2 所示。

表2 要因確認計劃

（2）要因確認過程。對因果圖上的末端原因進行了逐一確認，過全面分析和研究，最后確定了造成電路板故障率高的主要原因有以下兩個方面：①精密電阻距離電路板距離過大；②焊接IC 時溫度過高時間過長。

4 對策實施

（1）實施1——制作特殊工裝。該要因確定后，負責人根據焊接時候的難點，積極尋找解決方案，以前焊接的時候，在將精密電阻插入到焊接孔后，翻轉過來焊接的時候，由于重力的原因，就容易出現精密電阻脫離電路板的情況，如圖2 所示，針對這一點，決定采用特殊的工裝，在電路板翻轉過來之后能夠牢固的壓住精密電阻，然后再進行焊接。

圖2 精密電阻脫離電路板

由于精密電阻易損壞，所以工裝的材料選取為柔性塑料，并且工裝的外形為梯形，工裝的外形最大尺寸為1.6 cm×3.3 cm×2.0 cm，如圖3 所示。

圖3 制作的工裝以及壓住電阻

采用工裝后，就能恰好在焊接的過程中牢牢地將精密電阻壓住，電阻就不會出現距離電路板較遠的情況，并且能夠牢牢地壓在電路板上，如圖4 所示。

電阻的熱量就能夠及時的散去，電阻阻值的穩定性大大提高。在對采取該方式焊接的36 個電路板的測試中，共有3 個電路板不合格，合格率提高到了91.7%，效果顯著。

（2）實施2——控制焊接集成電路的溫度與焊接時間。需要焊接的集成電路主要有電源檢測電路LM385、TLC393；穩壓電源模塊TPS7350、TPS6735；精密放大電路模塊TLC2652。

查閱這5 個集成電路的數據手冊，得到的焊接溫度與焊接時間見表3。由表3 可以看出，焊接溫度與焊接時間與封裝形式存在關系，pH 計檢定儀所用的集成電路封裝形式都為DIP（雙列直插）封裝，所以不同的芯片最高焊接溫度應控制在260 ℃與300 ℃，焊接時間每個管腳不超過10 s。

表3 焊接溫度與焊接時間

圖4 使用工裝后焊接示意圖

5 效果檢查

pH 計檢定儀的合格率由原來的87%提高到96.5%，達到并超出了預期的目標。

6 總結

給出pH 計檢定儀合格率低的原因，給出了解決辦法，制定了相應的對策，并實施。

經過一段時間的驗證實驗，達到并超過了預期的效果，提高了pH 計檢定儀的合格率，給相關的設備管理與維修人員提供了參考。