——2mm红胶线解决工艺难题，最小问题、最小改变、最低成本解决问题的经典案例。

【作者注：该案例由国内知名TRIZ实战专家李军研究员亲自解决、总结并提供给本书。这是一个流分析与矛盾分析结合较好的案例。】

某企业大量生产各种型号充电电源。充电电源的线路板生产出来之后，均釆用“超声熔接工艺”对电源外壳进行封装。某种型号充电电源在封装前测试，线路板工作良好，但是在封装后测试，就会检测出5%产品无电流输出，拆开后发现贴片电容击穿。该产品属于大规模批产，5%的废品率对企业来说是较高的损失。电路板的照片如图10-5所示。

该企业已经做过的检测及故障分析结果如下。

初步原因分析：超声封装前电路板是好的，超声封装后电路板无电流输出。判断：超声封装工艺导致5%的废品率。

进一步原因分析：在检测废品时发现，PCBA上C₂位置的贴片电容4.7μf/25V坏掉，换一个新的贴片电容，电源线路板恢复正常输出。贴片电容4.7μf/25V在整个PCB线路中是起到启动IC的作用，因此判断是贴片电容的可靠性不佳导致IC无法启动，从而造成电路无输出。

在没有接触到TRIZ发明方法之前，分析过程和结果至此而止。企业考虑的两个解决方案是：

1）重新设计电路板；

2）选择可靠性更高的贴片电容。

由于重新设计电路板和更换贴片电容涉及成本较高，因此企业不得不以5%不合格率维持生产一年多。

该企业参加了由TRIZ专家带题培训的高阶实战课程，在专家指导下，运用学习到TRIZ知识按解题流程对该工程技术问题进行了诊断分析。

由于是对电子线路板进行工艺分析，所以采用了针对性比较强的流分析工具。在本书第三章已经介绍过，流分析是一种识别技术系统（产品）内外部的物质、能量（场）和信息流动缺陷的分析工具。流分析的目的就是要找出产品中的有益流和有害流，最终识别出产品中的各种有缺陷流，然后对其采取有针对性的改进措施予以消除，如图10-6所示。

该线路板的流分析结果显示在封装工艺中同时存在着有益流和有害流，如图10-7所示。

图10-5 某型充电电源的线路板（正面）

图10-6 流分析的一般过程和结果

图10-7 该线路板的流分析结果

根本原因分析结果：贴片电容4.7μf/25V为层积陶瓷工艺，本身由多层极薄的陶瓷细片组成，判断是超声熔接外壳时，超声波将电容内的少量陶瓷细片层振断，导致电容性能不稳定。超声波对贴片电容形成了有害作用，是问题情境中的有害流。

综上所述，在有益流和有害流共存的情况下，往往存在物理矛盾。在该问题中，物理矛盾体现在熔接工艺的超声波上，其能量：

既要强，封装电源外壳【A】；又要弱，避免将电容内的陶瓷细片层振断【非A】。

既然有物理矛盾存在，解决问题的方法一定是在某个时空条件下，对问题中的某个关键要素进行分离。这个关键要素要在后续的分析中继续寻找，找到问题发生区域中微观层面的最小问题的物理矛盾，是彻底解决问题的要点。最小问题分析：经反复仔细检查PCB的贴片部分，发现在电路设计布局中，插脚变压器的两个引脚与贴片电容相隔较近，在过锡时，锡将变压器的一个引脚和贴片电容连在一起，形成连锡面。因此，连锡面及附近的区域就是最小问题区域，是发生问题的微观界面，由此分析出另一个物理矛盾，即最小问题区域连锡面的通导性：

即要通，电流通过【A】；又不要通，超声能量波不能通【非A】

解决该问题的方法是条件分离，即A能通过，非A不能通过。(www.daowen.com)

在生产工艺上，釆用“空间分离”减少连锡面通导面积的方法，以达到用“条件分离”解决电路板工作过程产生的物理矛盾问题（A能通过，非A不能通过）。

最小问题的有害流通道分析：

超声波通过最小问题区域连锡面这个“桥梁”通向了贴片电容，如图10-8所示，该图右侧从上往下为有害流通道。

对于技术系统中存在有害流并且弄清楚了有害流通道的情况下，可以根据流进化法则的42条改进措施来设法消除有害流。消除有害流有7条推荐改进措施。经过分析对比，该问题情境可以使用“引入瓶颈”和“减少通道部分的导通性”的两条改进措施，以阻断有害流（超声波）的通道，如图10-9所示。

图10-8 最小问题的有害流通道分析

图10-9 对该问题采用第“4”和第“6”条改进措施

应用“引入瓶颈”和“减少通道部分的导通性”的改进措施，目的在于形成一个让有害流不易通过的区域，结合此前所分析出的物理矛盾，流分析与矛盾分析结果均指向一点——要选择性地导通电流同时阻隔超声波。于是我们确定了采用空间分离和条件分离作为概念解决方案。

解决该问题的IFR可以定为：连锡面只通电流，不通超声波。

“空间分离和条件分离”只是一个启发性的概念性方案，如果要转化成可实施的技术方案，需要做什么？在何处做？怎么做？成本是多少？等等，一系列的问题都是需要考虑和研究的内容。经过对实际产品的仔细研究，以及与企业的沟通与协商，最后确定了改进线路板的具体技术方案：

•做什么：用专用红胶线笔在线路板上画一条2mm宽的红胶线，红胶线处的线路板在过锡时不会连锡，这样原来较宽的连锡面就变成了较窄的连锡面。较窄的连锡面可以通过电流，但是超声波的通路狭窄，相当于形成了一个瓶颈，阻隔了绝大部分超声波的通过；

•在何处做：变压器引脚和贴片电容之间的缝隙；

•怎么做：在做贴片钢网时增加这个要求即可；

•成本：基本上可忽略不计，红胶线笔是生产线上的常用涂改设备，价格低廉，画红胶线工序无需十分精确，人人会操作。

在线路板上最小问题区域中，画2mm红胶线缩窄连锡面的操作工序，如图10-10所示。

图10-10 在线路板上画2mm红胶线示意图

在上图中的竖线，即2mm的红胶线，恰好画在线路板的变压器引脚和贴片电容之间。画了红胶线后线路板再过锡，红胶线不挂锡，缩窄了连锡面，超声波不易通过，但连锡面并未切断，可以通过电流。

按照如上方法改进过锡工艺，经检验，产品超声封装后，检验合格率100%。在几个月的持续观察期中，连续生产几十万个充电电源，一直保持质量稳定。

解决该工程技术问题的流程如图10-11所示：

该工程技术问题是通过“流分析和物理矛盾分析相结合”，找到最小问题，以系统的最小改变解决问题的经典案例。实现了该解题流程和本书共同提倡的“三个最小”的解题策略：“最小问题，最小改动，最小成本”，并让问题得到了彻底解决。

图10-11 解决该问题的解题流程