第5章电子产品装连工艺

1、本课主要内容本课主要内容 l印制电路（印制电路（PCBPCB）板的组装工艺）板的组装工艺 l面板、机壳装配工艺面板、机壳装配工艺 l散热件、屏蔽装置的装配工艺：散热件、屏蔽装置的装配工艺： l其他连接工艺其他连接工艺 教学目的： 1.掌握印制电路板的组装工艺和要求。 2.了解面板、机壳装配、散热件、屏蔽装置的 装配工艺。 3.了解其他连接工艺。 教学重点：印制电路板的组装工艺和要求。 教学难点：印制电路板的组装工艺和要求。 手工流水插装工艺流程 自动插装工艺流程 印制电路板组装工艺的基本要求： 1.各个工艺环节必须严格实施工艺文件的规定，认真按照工艺 指导卡操作。 2.印制电路板应使用阻燃性材

2、料，以满足安全使用性能要求。 3.组装流水线各工序的设置要均匀，防止某些工序组装件积压 ，确保均衡生产。 4.印制电路板元器件的插装（或贴装）要正确，不能有错装、 漏装现象。 5.焊点应光滑无拉尖、无虚焊、假焊、连焊等不良现象，使组 装的印制电路板的各种功能符合电路的性能指标要求，为整机 总装打下良好的基础。 6.做好印制电路板组装元器件的准备工作。 1)元器件引线成形。 2)印制电路板铆孔 3)装散热片 4)印制电路板贴胶带纸。 印制电路板的手工流水线插装 1.生产时都采用流水线进行印制电路板组装，为了提高装配 效率和质量。 2.插件流水线作业是把印制电路板组装分解为若干简单工序 。 3.印

3、制电路板的插件流水线分为自由节拍和强制节拍两种形 式。 4.每道工序插装大约为1015个元器件。 5.印制电路板上插装元器件有两种方法：按元器件的类型、 规格插装元器件和按电路流向分区块插装各种规格的元器件 。 印制电路板机器自动插装 自动插装机的使用步骤及有关要求如下: （1）编辑编带程序。 （2）编带机编织插件料带。 插装形式 半导体三极管、电容器、晶体振荡器和单列直插集 成电路多采用立式插装方式，而电阻、二极管、双 列直插及扁平封装集成电路多采用卧式插装方式。 元器件插装的技术要求： 1.每个工位的操作人员将已检验合格的元器件按不同品种、规 格装入元件盒或纸盒内，并整齐有序放置在工位插件

4、板的前方 位置，然后严格按照工位的前上方悬挂的工艺卡片操作。 2.按电路流向分区块插装各种规格的元器件。 3.元器件的插装应遵循先小后大、先轻后重、先低后高、先里 后外、先一般元器件后特殊元器件的基本原则 4.电容器、半导体三极管、晶振等立式插装组件，应保留适当 长的引线。引线保留太长会降低元器件的稳定性或者引起短路，太短会 造成元器件焊接时因过热而损坏。一般要求距离电路板面2mm，插装过程中 应注意元器件的电极极性，有时还需要在不同电极套上绝缘套管以增加电 气绝缘性能、元器件的机械强度等。元器件引线加绝缘套管的方法如图。 5.安装水平插装的元器件时，标记号应向上、方向一致，便于 观察。功率小

5、于1W的元器件可贴近印制电路板平面插装，功率 较大的元器件应距离印制电路板2mm，以利于元器件散热。 6.为了保证整机用电安全，插件时须注意保持元器件间的最小 放电距离，插装的元器件不能有严重歪斜，以防止元器件之间 因接触而引起的各种短路和高压放电现象，一般元器件安装高 度和倾斜范围如图（单位：mm）。 元器件插装的技术要求(续)： 7.插装玻璃壳体的二极管时，最好先将引线绕12圈，形成螺旋 形以增加留线长度如图所示，不宜紧靠根部弯折，以免受力破 裂损坏。 元器件插装的技术要求(续)： 8.插装元器件要戴手套，尤其对易氧化、易生锈的金属元器件 ，以防止汗渍对元器件的腐蚀作用。 9.印制电路板插

6、装元器件后，元器件的引线穿过焊盘应保留一 定长度，一般应多于2mm。为使元器件在焊接过程中不浮起和脱 落，同时又便于拆焊，引线弯的角度最好是在4560之间， 如图。 元器件插装的技术要求(续)： 10.插件流水线上装插元器件后要注意印制电路板和元器件 的保护，在卸板时要轻拿轻放，不宜多层叠放，应单层平放 在专用的运输车上。 为了保证电路板插装质量，必须加强流水线的工艺管理。 在插件流水线的最后一个工序设置检验工序，检查印制电 路板组装元器件有无错插、漏插，电解电容的极性插装是 否正确，插入件有无隆起、歪斜等现象，并及时纠正。所 示为元器件插装不良的缺陷。 特殊元器件的插装方法及要求 1.大功率

7、三极管、电源变压器、彩色电视机高压包等大型元器件，其插装孔一 般要用铜铆钉加固；体积、质量都较大的电解电容器，因其引线强度不够，在 插装时，除用铜铆钉加固外，还应用黄色硅树酯胶粘剂将其底部粘在印制电路 板上。 2.中频变压器、输入输出变压器带有固有插脚，在插装时，将脚压倒并锡焊固 定。较大的电源变压器则采用螺钉固定，并加弹簧垫圈防止螺母、螺钉松动。 3.一些开关、电位器等元器件，为了防止助焊剂中的松香浸入元器件内部的触 点而影响使用性能，因而在波峰焊前不插装，在插装部位的焊盘上贴胶带纸。 波峰焊接后，再撕下胶带纸，插装元器件，进行手工焊接。目前采用先进的免 焊工艺槽，可改变贴胶带纸的繁琐方法。

8、下图为免焊工艺槽。 4.插装CMOS集成电路、场效应管时，操作人员须戴防静电腕 套。已经插装好这类元器件的印制电路板，应在接地良好的 流水线上传递，以防止元器件被静电击穿。 5.插装集成块时应弄清引线脚排列顺序，并与插孔位置对准 ，用力要均匀，不要倾斜，以防止引线脚折断或偏斜。 6.电源变压器、伴音中放集成块、高频头、遥控红外接收器 等需要屏蔽的元器件，屏蔽装置应良好接地。 特殊元器件的插装方法及要求(续) 表面贴装技术（SMT） 是无需对印制电路板钻插装孔，直接将表面安装形式 的元器件（片式元件）贴、焊到印制电路板焊接面规 定位置上的电子电路装联技术。如图所示为片式元器 件的表面安装示意图。

9、 表面安装技术的特点： 体积小、重 量轻、装配 密度高 提高产品的 可靠性 适合自动化 生产 降低了生产 成本 SMT的基础材料： 1.表面贴装元件（SMD）:凡适合表面贴装的微小型、无 引线或短引线的元器件均称为表面贴装元件（SMD），又 称片式元件 按其功能分为: 1）片式无源元件、复合元件（电阻网络、滤波器、谐振 器）和电阻器、电感器、电容器等。 2）片式有源元件如:分立器件、集成组件。 3）片式机电元件如:片式开关、片式继电器等； 按其形状可分:为矩形、圆柱形和不规则形状等。 SMT的基础材料： 2.SMT电路基板: 1）无机材料主要为陶瓷电路基板，基板材料是96的氧化铝 ，也可用氧化

10、铍做基板材料。陶瓷电路基板主要用于厚、薄 混合集成电路、多芯片组装电路中。陶瓷基板比有机材料具 有更好的耐高温性能，表面光洁度好，化学稳定性好，耐腐 蚀。 2）有机材料电路基板有环氧玻璃纤维板、聚酰亚胺玻璃纤维 板、环氧芳族聚酰胺纤维板、聚酰亚胺芳族聚酰胺纤维板、 聚酰亚胺石英（熔融石英）板、玻璃纤维/芳族聚酰胺合成纤 维板、聚四氟乙烯玻璃纤维板、热固性塑料板等，。目前， 电子产品中应用最广泛的是环氧玻璃纤维电路板，它可用做 单面、双面和多层印制电路板。此种电路板既有良好的强度 又具有良好的延展性。但其热膨胀系数比较高，一般不在这 种板上安装大尺寸的片式元件和无引线陶瓷芯片载体。 SMT安装方

11、式： 1）单面混合安装。该安装方式采用印制 电路板和双波峰焊接工艺。 2）双面混合安装。这种安装方式采用双 面印制电路板、双波峰焊接或再流焊工艺。 3）完全表面安装。它分为单面表面安装 和双面表面安装两种安装方式。 表面安装技术的组成 表 面 安 装 技 术 表面安装元器件 封装设计 结构形状、引线形式、耐焊性等 制造技术 包装 编带式、棒式、托盘式、散装等 SMT的电路基板 单（多）层印制电路板、陶瓷基板、瓷釉基板 组装设计 电路原理设计、热设计、元器件布局布线、焊盘 图形设计 安装工艺 安装方式和工艺流程 安装材料 安装技术：顺序式、流水线式、同时式 安装设备 1.表面安装组件（SMD）

12、2.表面安装与通孔插装的比较。 SMT的焊接工艺： （1）波峰焊工艺。在SMT中的波峰焊，一般采 用双波峰焊接工艺。波峰焊接在SMT的应用中 也有一定的局限性。 （2）再流焊工艺。再流焊是先将焊料加工成 粉末，并加上液态黏合剂，使之成为有一定流 动性的糊状焊，焊膏, 用它将元器件粘在印制 板上，通过加热使焊膏中的焊料熔化而再次流 动，达到将元器件焊接到印制板的目的。 再流焊与波峰焊相比，具有如下一些特点： 1)再流焊元器件受到的热冲击小。 2)再流焊仅在需要部位施放焊料。 3)再流焊能控制焊料的施放量，避免了桥接等缺陷。 4）焊料中一般不会混入不纯物，能正确地保持焊料 的组成。 5)当SMD的

13、贴放位置有一定偏离时，只要焊料的施放位 置正确，就能自动校正偏离，使元器件固定在正在正常 位置。 再流焊的加热方法： 1)红外线加热：目前应用最普遍的再流焊加热方式，采用吸收 红外线热辐射加热，升温速度可控，具有较有较好的焊接可靠 性；缺点是材料不同，热吸收量不同，因而要求元器件外形异 不可太大，热敏元件要屏蔽起来。 2)热风循环加热：利用普通的热板隧道炉的热板传导加热。其 特点是结构简单，投资少，温度曲线可变，但传热不均匀，不 适合双面装配及大型基板、大元器件的装配。 3)激光加热：这是辐射加热的一种特殊方法，利用激光的热能 加热，焊接可局部进行，集光性良好，适用于高精度焊接，但 设备昂贵。

14、 4)加热工具（热棒）：通过各种形状加热工具的接触，利用热 传导进行加热。其特点是加热工具的形状自由变化，可持续加 热，对其他元器件的热影响小，热集中性良好，但工具的加压 易引起元器件位置偏离，且温度均匀性差。 表面安装方式及工艺流程 单面表面安装工艺流程 双面表面安装工艺流程 先贴法工艺流程 后贴法工艺流程 固定 基板 电路 板A面 涂焊 膏 贴装 SMD 焊膏 烘干 再流 焊 溶剂 清洗 电路 板A面 插入 THC 波峰 焊接 清洗检测 SMD和THC都在A面 固定基板 电路板A面 涂焊膏 贴装SMD焊膏烘干 再流焊溶剂清洗插装THC翻板 电路板B面 涂粘接剂 贴装SMD 粘接剂固 化 翻

15、板 双波峰焊 接 清洗检测 THC都在A面,SMD在A面和B面 1.为了消除焊接面的各种残留物，必须对印制电路板进行清 洗。 2.正确地选择和使用清洗溶剂，并采用相应的清洗工艺 3.由于SMT电路板组件与底板之间的间隙小，目前一般采用强 力超声和共沸点溶液清洗。 4.电子清洗及其他清洗行业取得了可喜的成果，尤其是免清 洗焊接技术的逐步实施越来越受到人们的重视，成为表面安 装技术的重要发展方向，以保证产品符合ISO 9000质量体系 的要求。免清洗焊接技术有两种，一种采用低固体成分的免 洗焊剂（或焊膏），另一种是采用惰性气体保护的免洗焊接 设备。 印制电路板的清洗 印制电路板的检测 1.通用安装

16、性能检测。 根据通用安装性能的标准规定，安装性能包括可焊性、耐热性、抗挠强度、 端子粘合度和可清洗性。 2.焊点检测。 印制板焊点检测就是非接触式检测，能检测接触式测试探针探测不到的部位 。激光红外检测、超声检测、自动视觉检测等技术在SMT印制电路板焊点质 量检测中得到应用。 3.在线测试。 在线测试是在没有其它元器件的影响下对元器件逐点提供测试（输入）信号 ，在该元器件的输出端检测其输出信号。 4.功能测试。 功能测试是在模拟操作环境下，将电路板组件上的被测单元作为一个功能体 ，对其提供输入信号，按照功能体的设计要求检测输出信号。在线测试和功 能测试都属于接触式检测技术。 喷涂喷涂 装饰性喷

17、 涂 填补性喷 涂 （1）修补 平整 （2）去油 污 （3）静电 除尘 （4）喷涂()干燥 ()涂膜 质量检验 喷涂喷涂 在面板、机壳上印刷出产品设计需要 的文字、符号及标记。漏印漏印 为了保证漏印质量，漏印前对面板、机壳和丝网有如下要求：面板、 机壳需要漏印的表面应无划痕损伤等缺陷；面板、机壳要经除尘处理 ；网上的文字、符号和标记等图样不走形，网孔要干净，易漏油墨。 漏印 图形 文字 的丝 网制 板 漏印套色干燥 1.将要漏印的文字、符号和标记等图样照 相制成11大小的负片。 2.负片再次爆光制成正片。 3.正片放在涂有感光胶的丝网上，在曝光 灯下曝光12min。应掌握好曝光时间，曝 光时间

18、短，未感光部分不易冲洗掉，造成 丝网漏孔不干净，已感光部分的感光胶也 容易脱落，致使文图不清晰，影响漏印质 量；曝光时间过长，则使文字、符号和标 记等图样的边缘产生毛刺。 4.丝网冲洗显影。 漏印流程： 烫印烫印 (1)塑料面板和机壳表面烫印木纹箔、铝 或铜箔，以装饰面板和机壳的表面。 (2)烫印使用的材料是烫印纸。 (3)烫印是在烫印机上进行的。 注塑成型后的面板、机壳，经过喷涂、 漏印、烫印等工艺后，成为电子整机的 一个主要部件。为了满足电子整机产品 的质量要求，塑料面板、机壳在生产流 水线上装配时要求注意下面几点： （）由于面板、机壳对内部装配的 元器件有防护作用，从安全性能考虑 ，彩色

19、电视接收机等家用电子产品的 机壳、面板应用阻燃性材料制成。 （）机壳带有排热气通风孔或其他 孔洞时，应避免金属物进入机内与带 电元器件接触。 （）机壳、后盖打开后，当触摸外 露的可触及元件时，应无触电危险。 （）机壳、后盖上的安全标记应清 晰。 （）面板、机壳外观要整洁，表面 不应有明显的划伤、裂缝、变形，表 面涂覆层不应起泡、龟裂和脱落。 （）在面板上装配各种可动件时， 应使可动件的操作灵活、可靠，位置 要适当，无明显的缝隙，零部件应紧 固无松动，具有足够的机械强度和机 械稳定性。 面板、机壳的装配要求: 面板、机壳的装配工艺要求如下： （）装配前应进行面板、机壳质量检查，将外观检查不合格的

20、工件隔离存 放，做好记录。 （）在生产流水线工位上，凡是面板、机壳接触的工作台面上，均应放置 塑料泡沫垫或橡胶软垫，防止装配过程中划损工件外表面。 （）面板、机壳的内部注塑有各种凸台和预留孔，用来装配机芯、印制电 路板及其部件。装配面板、机壳时，一般是先里后外，先小后大。搬运面板 、机壳要轻拿轻放，不能碰压。 （）面板、机壳上使用风动旋具紧固自攻螺钉时，风动旋具与工件应有互 相垂直，不能发生偏斜。扭力矩大小要合适，力度太大时，容易产生滑牙甚 至出现穿透现象，将损坏面板。 （）在面板上贴铭牌、装饰、控制指示片等，应按要求贴在指定位置，并 要端正牢固。 （）面板与外壳合拢装配时，用自攻螺钉紧固应无

21、偏斜、松动、并准确装 配到位。装配完毕，用“风枪”清洁面板、机壳表面，然后装塑料袋封口， 并加塑料泡沫衬垫后装箱。 （）电子产品盒式结构由前、后盖组成，前、后盖采用卡扣嵌装连接，依 靠塑料自身的形变弹性，使凸缘镶嵌在凹槽内相互卡住，这种镶嵌结构可以 少用或免用自攻螺钉紧固前、后盖，简化装配过程。 散热件的装配散热件的装配 电子元器件的散热一般使用铝合金材料制成的散热器 。为了提高晶体管的散热效果，可以采取以下方法。 (1) 为了增大散热器的散热面积，可以把散热器设计 成分叉形、层状等形状，但受电子元器件安装密度和 产品小型化的限制。 (2) 增加管子外壳与散热器的接触面积，并在接触面 上涂硅酯

22、以减小热阻。 (3) 一些晶体管外壳不允许与散热器直接接触（防止 集电极接地）时，一般选用热阻小的薄绝缘片垫在中 间，并且涂上硅酯，减小绝缘衬垫的传导热阻。 大功率晶体管和集成电路的散热器装配 散热器的装配要求散热器的装配要求 （1）元器件与散热器之间的接触面要平整，以增大接触面，减小散热热阻 。 （2）彩色电视机等电子产品，大功率管多数采用板状散热器（称散热板） （）散热器在印制电路板上的安装位置由电路设计决定，一般应放在印 制电路板的边沿易散热的地方，而且在散热器的周围不要布置对热敏感的 元器件，尽量减小散热器的热量对周围元器件的影响，从而提高电路的热 稳定性。 （4）元器件装配散热器可在

23、装配模具内进行 屏蔽的目的是阻止电磁能量的传播，并将其限 制在一定的空间范围内。 屏蔽的种类屏蔽的种类 （1）电屏蔽。 电屏蔽指电场屏蔽，其作用是抑制干扰源与受感物之间的寄生分布电容耦 合。 屏蔽时，屏蔽金属必须有良好的接地，这样可使分布电容泄漏出来的电能 经屏蔽罩传导入地，而不会窜入其它电路中。由于干扰源与受感物之间大 部分的寄生电容短接接地，使分布电容大大降低，故能有效地抑制寄生电 容的耦合。 （2）磁屏蔽。 磁屏蔽用于抑制寄生电感产生的磁场（指恒定磁场或4kHz以下的低频磁场 ）耦合。 （3）电磁屏蔽 屏蔽的结构屏蔽的结构 （1）屏蔽板。 （2）屏蔽盒。 （3）屏蔽格。 （4）双层屏蔽。

24、 （5）屏蔽盖。 屏蔽件的屏蔽件的 装配装配 螺装或铆 装 锡焊装配 对安装的总要求是牢固可靠，不损伤元器件，不损伤涂覆层，不破 坏元器件的绝缘性能，安装件的位置、方向正确。具体要求如下： （1）应保证实物与装配图一致。 （2）提交装配的所有材料和零、部件（包括外购件）均应符合现行标准和设计 文件要求，经检验合格方可安装。 （3）一般不允许对外购件进行补充加工（图纸有规定时例外）。 （4）装配前应对机械零、部件进行清洁处理，清除附着的杂物，以防止先期磨 损而造成额外偏差。 （5）机械零件在装配过程中不允许产生裂纹、凹陷、压伤和可能影响设备性能 的其他损伤。 （6）相同的机械零、部件应具有互换性

25、。必要时可按工艺文件的规定进行修配 调整。 （7）固定连接的零部件，不允许有间隙和松动。活动连接的零部件应能在正常 间隙下，在规定的方向灵活均匀地运动。 （8）必须仔细检查配套的产品并保持清洁，否则使用时会造成机械和电气故障 。 安装中的连接方法可分为两大类：一类是可拆连接，即拆散时不会损伤任何装配 件，包括螺钉连接、柱销连接、夹紧连接等；另一类是不可拆连接，即拆散时会 损伤装配件和材料，包括胶粘、铆钉连接等。 胶接与铆接、焊接及螺接相比，具有如下优点。 （1）应用范围广。 （2）胶接变形小。 （3）胶接处应力分布均匀，避免了其他连接存在的应力集中现象， 因此具有较高的抗剪、抗拉强度。 （4）

26、具有良好的密封、绝缘、耐腐蚀的特性。 （5）用胶粘剂对设备和零部件进行修复，工艺简便，成本低。 尽管胶接方法有这样多的优点，但性能脆；胶接接头 抗剥离和抗冲击能力差等。 用胶粘剂将各种材料粘接在一起的安装方法称为胶接。 胶接工艺胶接工艺 防止紧固件松动的措施 优点是结构简单，便于调试，装卸方便，工作可靠， （1）紧固件的选用。 （2）拧紧方法。 （3）螺纹连接的质量标准。 （4）螺纹连接时应注意的事项 （5）自动连接的防松动。 螺纹连接 用螺纹连接件（如螺钉、螺栓、螺母）及垫圈将元 器件和零、部件紧固地连接起来。简称螺接 压紧冲头 半圆头冲头 （1）对铆接的要求： （2）铆钉长度和铆钉直径。

27、（3）铆装工具： 铆接 销接是利用销钉将零件或部件连接在一起，使它们之间不能互相转动 或移动，其优点是便于安装和拆卸，并能重复使用。 按用途分销钉有紧固销和定位销两种；按结构形式不同可分为圆柱销 、圆锥销和开口销。在电子产品装配中，圆柱销和圆锥销较常使用。 销钉连接时应注意以下几方面 （1）销钉的直径应根据强度确定，不得随意改变。 （2）销钉孔配做前，应将连接件的位置精确地调整好，保证性能可靠， 然后再一起钻铰。 （3）销钉多是靠过盈配合装入销孔中的，但不宜过松或过紧。圆锥销通 常采用1：50的锥度，装配时如能用手将圆锥销塞进孔深80%85%，可获 得正常过盈。 （4）装配前应将销孔清洗干净，

28、涂油后再将销钉塞入，注意用力要垂直 、均匀，不能过猛，防止头部镦粗或变形。 （5）对于定位要求较高或较常装卸的连接，宜选用圆锥销连接。 销接 压接有冷压接和热压接两种，目前冷压接使用较多。 其优点是： （1）操作简便。 将导线端头放入压接触脚或端头焊片，用压接钳或其他工具用力夹 紧即可。 （2）适宜在任何场合进行操作。 （3）生产效率高、成本低、无污染。 压接与锡焊相比，省去了浸锡、清洗等工序，既提高了生产效率， 又节省了材料。降低了成本，且无有害气体和助焊剂残留物的污染 。 （4）维护简便。压接点损坏后，只要剪断导线重新脱头后再压接即 可 压接的缺点是接触电阻比较大；手工压接时，难于保证压 接力一致，因而造成质量不够稳定。此外，很多接点不能 采用压接方法。 压接 绕线器的结构绕线器的结构 1-芯线孔 2-套筒 3-绕线轴 4缠绕柱孔5-凹槽 绕接的基本原理是对两个金属表面施加足够的压力，使之产生塑性 变形，因而在两金属表面引起金属扩散作用，像焊接一样也产生合 金层，使两金属间完全结合。 （1）绕接用的材料 绕接用的接线端子（又称缠绕柱、缠绕杆）是用铜或铜合金制成的，其截面一般为正方形 、矩形