3.3 电路板的装配演示幻灯片

现,3.3电路板的装配,3.3.1过孔安装技术3.3.2表面安装技术3.3.3微组装技术,1第X章,现,3.3.1过孔安装技术,电子产品安装技术是现代发展最快的制造技术，从安装工艺特点可将安装技术的发展分为五代，如表3.1所示。,2第X章,现,3.3.1过孔安装技术,表3.1安装技术的时代划分,3第X章,现,3.3.1过孔安装技术,第二代与第三代安装技术，代表元器件特征明显，而安装方法并没有根本改变，都是以长引线元器件穿过印制板过孔的安装方式，一般称为通孔安装（THTthroughholemountingtechnology）。第四代表面安装技术则发生了根本性变革，从元器件到安装方式，从PCB设计到连接方法都以全新面貌出现，它使电子产品体积缩小，重量变轻，功能增强，可靠性提高，推动信息产业高速发展。SMT已经在很多领域取代了THT，并且这种趋势还在发展，预计将来90以上产品将采用SMT。第五代微组装技术是表面安装技术的进一步发展。从技术工艺讲它仍属于“安装范畴，但与通常所说的安装相差甚远，使用一般工具、设备和工艺是无法完成的。MPT目前还处于技术发展和个别领域应用的阶段，但它代表着当前电子系统安装技术发展的方向。,4第X章,现,3.3.1过孔安装技术,1.元器件的布局与排列元器件布局、排列是按照电子产品电路原理图，将各元器件、连接导线等有机的连接起来，并保证电子产品可靠稳定的工作。如果布局、排列的不合理，产品的电气性能、机械性能都将下降，也给装配和维修带来不便。,5第X章,现,3.3.1过孔安装技术,（1）元器件布局的原则应保证电路性能指标的实现，应有利于布线、方便于布线、应满足结构工艺的要求，有利于设备的装配、调试和维修。（2）元器件排列的方法及要求1）元器件的标志方向应按照图纸规定的要求，安装后能看清元件上的标志。若装配图上没有指明方向，则应使标记向外易于辨认，并按照从左到右、从下到上的顺序读出。2）安装元件的极性不得装错，安装前应套上相应的套管。3）安装高度应符合规定要求，同一规格的元器件应尽量安装在同一高度上。,6第X章,现,3.3.1过孔安装技术,4）安装顺序一般为先低后高，先轻后重，先易后难，先一般元器件后特殊元器件。5）元器件在印刷板上的分布应尽量均匀，疏密一致，排列整齐美观。不允许斜排、立体交叉和重叠排列。6）元器件的引线直径与印刷焊盘孔径应有0.20.4mm的合理间隙。7）一些特殊元器件的安装处理。MOS集成电路的安装应在等电位工作台上进行，以免静电损坏器件。发热元件要与印刷板面保持一定距离，不允许贴面安装，较大元器件的安装应采取固定（绑扎、粘、支架固定等）措施。,7第X章,现,3.3.1过孔安装技术,2.元件的手工安装过程在产品的样机试制阶段或小批量试生产时，印制板装配主要靠手工操作，即操作者把散装的元器件逐个装接到印制基板上。其操作顺序是：待装元件引线整形插件调整位置剪切引线固定位置焊接检验。,8第X章,现,3.3.1过孔安装技术,（1）元件引脚的成型弯曲点到元器件端面的最小距离A应不小于2mm，弯曲半径R应大于或等于引线直径的2倍，如图3-9(a)所示。图中，A2mm；R2d(d为引线直径)；在垂直安装时，h大于等于2mm，在水平安装时为02mm。半导体三极管和圆形外壳集成电路的引线成形要求如图3-9(b)所示。图中除了角度外，单位均为mm。,9第X章,现,3.3.1过孔安装技术,图3-9元件引脚成形基本要求图,10第X章,现,3.3.1过孔安装技术,（2）元件的安装元件的安装方法可分为：立式插装、卧式插装、倒立插装、横向插装和嵌入插装。1）卧式插装（如图3-10(a)所示），将元器件紧贴印制电路板的板面水平放置。2）立式插装（如图3-10(b)所示），将元器件垂直插入印制电路板。,11第X章,现,3.3.1过孔安装技术,图3-10卧式安装和立式安装,12第X章,现,3.3.1过孔安装技术,3）横向插装（如图3-11所示）将元器件先垂直插入印制电路板，然后将其朝水平方向弯曲。,图3-11横向插装,13第X章,现,3.3.1过孔安装技术,4）晶体管的插装晶体管的插装一般以立式安装最为普遍，引线不能留的太长，以保持晶体管的稳定性，如图3-12(a)所示。但对于大功率自带散热片的塑封晶体管，为提高其使用功率，往往需要再加一块散热板。倒立插装与嵌入插装，将元器件倒立或嵌入置于印制电路板上，如图3-12(b)所示。,14第X章,现,3.3.1过孔安装技术,图3-12晶体管的插装,15第X章,现,3.3.1过孔安装技术,5）集成电路的安装安装集成电路时要分清引脚的排列顺序，再插入电路板。在插装集成电路时，不能用力过猛，以防止弄断和弄偏引线。,16第X章,现,3.3.1过孔安装技术,6）变压器、电解电容器、磁棒的安装变压器的安装：装小型变压器时将变压器的固定脚插入印制电路板的相应孔位，并进行锡焊。装电源变压器时则要采用螺钉固定。电解电容器的安装：一般采用弹性夹固定。磁棒的安装：一般采用塑料支架给以固定。,17第X章,现,3.3.1过孔安装技术,（3）元器件安装注意事项1）元器件插好后，其引线的外形有弯头的，所有弯脚的弯折方向都应与铜箔走线方向相同。2）安装二极管时，除注意极性外，还要注意外壳封装，特别是玻璃壳体易碎，引线弯曲时易爆裂；对于大电流二极管，有的则将引线体当作散热器，故必须根据二极管规格中的要求决定引线长度。3）为了区分晶体管的电极和电解电容的正负端，一般在安装时，加带有颜色的套管区别。4）大功率三极管一般不宜装在印制板上。因为它发热量大，易使印制板受热变形。,18第X章,现,3.3.2表面安装技术,表面安装技术（STM）又称表面贴装技术、表面组装技术，是将电子元器件直接安装在印制电路板或其他基板导电表面的装接技术。在电子工业生产中SMT实际是包括表面安装元件（SMC）、表面安装器件（SMD）、表面安装印制电路板（SMB）、普通混装印制电路板（PCB）、点黏合剂、涂焊锡膏、元器件安装设备、焊接以及测试等技术在内的一整套完整的工艺技术的统称。SMT涉及材料、化工、机械电子等多学科、多领域，是一种综合性高新技术。,19第X章,现,3.3.2表面安装技术,1.SMT技术的主要优点（1）高密度：SMC，SMD的体积只有传统元器件的1/31/10左右，可以装在PCB的两面，有效利用了印制板的面积，减轻了电路板的重量。一般采用SMT后可使电子产品的体积缩小4060，重量减轻6080。,20第X章,现,3.3.2表面安装技术,（2）高可靠性：SMC和SMD无引线或引线很短，重量轻，因而抗震能力强，焊点失效率可比THT至少降低一个数量级。大大提高产品可靠性。SMT密集安装减小了电磁干扰和射频干扰。尤其高频电路中减小了分布参数的影响，提高了信号传输速度，改善了高频特性，提高了整个产品的性能。,21第X章,现,3.3.2表面安装技术,（3）高效率：SMT更适合自动化大规模生产，采用自动控制系统可使整个生产过程实现高度自动化，大大提高了生产效率。（4）低成本：SMT使PCB面积减小，成本降低；无引线和短引线使SMD、SMC成本降低，安装中省去引线成型、打弯，剪线的工序；频率特性提高，减少调试费用；焊点可靠性提高，减小调试和维修成本。一般情况下采用SMT后可使产品总成本下降30以上。,22第X章,现,3.3.2表面安装技术,2.SMT存在的主要问题（1）元器件不统一：表面安装元器件目前尚无统一标准，给使用带来不便。品种不齐全，价格高于普通器件也是发展中的问题。,23第X章,现,3.3.2表面安装技术,（2）技术要求高：如元器件吸湿引起装配时元器件裂损，结构件热膨胀系数差异导致焊接开裂，组装密度大而产生的散热问题复杂等。（3）初始投资大：生产设备结构复杂，涉及技术面宽，费用昂贵。,24第X章,现,3.3.2表面安装技术,3.表面贴装技术的装配过程表面贴装包括印刷、点胶、贴装、固化、回流焊接、清洗、检测、返修等几个步骤。（1）印刷：其作用是将焊膏或贴片胶漏印到PCB的焊盘上，为元器件的焊接做准备。所用设备为印刷机（锡膏印刷机），位于SMT生产线的最前端。,25第X章,现,3.3.2表面安装技术,（2）点胶：因现在所用的电路板大多是双面贴片，为防止二次回炉时投入面的元件因锡膏再次熔化而脱落，故在投入面加装点胶机，它是将胶水滴到PCB的固定位置上，其主要作用是将元器件固定到PCB板上。所用设备为点胶机，位于SMT生产线的最前端或检测设备的后面。有时由于客户要求产出面也需要点胶，而现在很多小工厂都不用点胶机，若投入面元件较大时用人工点胶。（3）贴装：其作用是将表面组装元器件准确安装到PCB的固定位置上。所用设备为贴片机，位于SMT生产线中印刷机的后面。,26第X章,现,3.3.2表面安装技术,（4）固化：其作用是将贴片胶融化，从而使表面组装元器件与PCB板牢固粘接在一起。所用设备为固化炉，位于SMT生产线中贴片机的后面。（5）回流焊接：其作用是将焊膏融化，使表面组装元器件与PCB板牢固粘接在一起。所用设备为回流焊炉，位于SMT生产线中贴片机的后面。（6）清洗：其作用是将组装好的PCB板上对人体有害的焊接残留物如助焊剂等去除。所用设备为清洗机，位置可以不固定，可以在线，也可不在线。,27第X章,现,3.3.2表面安装技术,（7）检测：其作用是对组装好的PCB板进行焊接质量和装配质量的检测。所用设备有放大镜、显微镜、在线测试仪（ICT）、飞针测试仪、自动光学检测（AOI）、X-RAY检测系统、功能测试仪等。位置根据检测的需要，可以配置在生产线合适的地方。（8）返修：其作用是对检测出现故障的PCB板进行返工。所用工具为烙铁、返修工作站等。配置在生产线中任意位置。,28第X