3-1电子产品装配工艺课件

大学并不是通过背诵答案猎取高分的地方，而是培育探究精神、独立思考和创新力气的地方。大学是应用学问自我觉察自我成长的过程，大学生活最有意义的局部是学生在教师的指导下学习、工作，探究、思考和选择自己的人生道路。●生疏装配工艺技术、自动焊接技术、接触焊接技术●把握印制电路板组装和整机组装、手工焊接技术和手工焊接的工艺要求●了解微组装技术本章要点第4章装配焊接技术4.1装配工艺技术根底1.组装特点：(1)组装工作是由多种根本技术构成的。(2)装配操作质量，在很多状况下，都难以进展定量分析，如焊接质量的好坏，通常以目测推断，刻度盘、旋钮等的装配质量多以手感鉴定。(3)进展装配工作的人员必需进展训练和选择，不行任凭上岗。不然的话，由于学问缺乏和技术水平不高，就可能生产出次品，一旦混进次品，就不行能百分之百地被检查出来，产品质量就没有保证。组装特点及技术要求2.组装技术要求1〕元器件的标志方向应依据图纸规定的要求，安装后能看清元件上的标志。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。4〕安装挨次一般为先低后高，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，疏密全都，排列整齐美观。不允许斜排、立体穿插和重叠排列。元器件外壳和引线不得相碰，要保证1mm左右的安全间隙。6〕元器件的引线直径与印刷焊盘孔径应有0.2~0.4mm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展，以免静电损坏器件;发热元件〔如2瓦以上的电阻〕要与印刷板面保持确定的距离，不允许贴面安装;较大元器件的安装〔重量超过28g〕应实行固定〔绑扎、粘、支架固定等〕措施。组装在生产过程中要占去大量时间，由于对于给定的生产条件，必需争论几种可能的方案，并选取其中最正确方案。目前，电子产品的组装方法，从组装原理上可以分为：1.功能法功能法是将电子产品的一局部放在一个完整的构造部件内。该部件能完成变换或形成信号的局部任务〔某种功能〕，这种方法能得到在功能上和构造上都属完整的部件，从而便于生产、检验和维护。不同的功能部件〔接收机、放射机、存储器、译码器、显示器〕有不同的构造外形、体积、安装尺寸和连接尺寸，很难做出统一的规定，这种方法将降低整个产品的组装密度。此法适用于以分立元件为主的产品组装。4.1.2组装方法2.组件法组件法是制造一些在外形尺寸和安装尺寸上都统一的部件，这时部件的功能完整性退居到次要地位。这种方法是针对为统一电气安装工作及提高安装密度而建立起来的。依据实际需要又可分为平面组件法和分层组件法。此法大多用于组装以集成器件为主的产品。3.功能组件法功能组件法是兼顾功能法和组件法的特点，制造出既有功能完整性又有标准化的构造尺寸和组件。微型电路的进展，导致组装密度进一步增大，以及可能有更大的构造余量和功能余量。因此，对微型电路进展构造设计时，要同时遵从功能原理和组件原理。电子产品组装的电气连接，主要承受印制导线连接、导线、电缆以及其它电导体等方式进展连接。1.印制导线连接印制导线连接法是元器件间通过印制板的焊接盘把元器件焊接〔固定〕在印制板上，利用印制导线进展连接。目前，电子产品的大局部元器件都是承受这种连接方式进展连接。但对体积过大、质量过重以及有特殊要求的元器件，则不能承受这种方式，由于，印制板的支撑力有限、面积有限。为了受振动、冲击的影响，保证连接质量，对较大的元器件，有必要考虑固定措施。4.1.3连接方法2.导线、电缆连接对于印制板外的元器件与元器件、元器件与印制板、印制板与印制板之间的电气连接根本上都承受导线与电缆连接的方式。在印制板上的“飞线”和有特殊要求的信号线等也承受导线或电缆进展连接。导线、电缆的连接通常通过焊接、压接、接插件连接等方式进展连接。现在也有承受软印制线代替导线进展连接。3.其它连接方式在多层印制板之间的连接是承受金属化孔进展连接。金属封装的大功率晶体管以及其它类似器件通过焊片用螺钉压接。大局部的地线是利用底板或机壳进展连接。4.2印制电路板的组装组装工艺通常我们把没有装载元件的印制电路板叫做印制基板。印制基板的两面分别叫做元件面和焊接面。元件面安装元件，元件的引出线通过基板的通孔，在焊接面的焊盘处通过焊接把线路连接起来。电子元器件种类繁多，外形不同，引出线也多种多样，所以印制板的组装方法也就有差异，必需依据产品构造的特点，装配密度，以及产品的使用方法和要求来准备。元器件装配到基板之前，一般都要进展加工处理，然后进展插装。良好的成形及插装工艺，不但能使机器性能稳定、防震、削减损坏等好处，而且还能得到机内整齐美观的效果。1.元器件引线的成形〔1〕预加工处理元器件引线在成形前必需进展加工处理。这是由于元器件引线的可焊性虽然在制造时就有这方面的技术要求，但因生产工艺的限制，加上包装、贮存和运输等中间环节时间较长，在引线外表产生氧化膜，使引线的可焊性严峻下降。引线的再处理主要包括引线的校直，外表清洁及上锡三个步骤，要求引线处理后，不允许有伤痕，镀锡层均匀，外表光滑，无毛刺和残留物。〔2〕引线成形的根本要求引线成形工艺就是依据焊点之间的距离，做成需要的外形。目的是使它能快速而准确地插入孔内，根本要求如下：①元件引线开头弯曲处，离元件端面的最小距离应不小于2mm。②弯曲半径不应小于引线直径的两倍。③怕热元件要求引线增长，成形时应绕环。④元件标称值应处于在便于查看的位置。⑤成形后不允许有机械损伤。引线成形根本要求如图4-1所示。(a)水平安装(b)垂直安装图4-1引线成形根本要求图中A≥2mm；R≥2d；h：图4-1(a)为0~2mm，图4-1(b)h≥2mm；C=np〔p为印制电路板坐标网格尺寸，n为正整数〕。〔3〕成形方法为保证引线成形的质量和全都性，应使用专用工具和成形模具。成形工序因生产方式不同而不同。在自动化程度高的工厂，成形工序是在流水线上自动完成的。在没有专用工具或加工少量元器件时，可承受手工成形，使用平口钳、尖嘴钳、镊子等一般工具。有些元器件的引出脚需要修剪成形。由长到短按挨次对孔插入，如图4-2所示。图4-2多引脚修剪成形2.元器件的安装方法元器件的安装方法有手工安装和机械安装，前者简洁易行，但效率低，误装率高。而后者安装速度快，误装率低，但设备本钱高，引线成形要求严格，一般有以下几种安装形式：〔1〕贴板安装：安装形式如图4-3所示，它适用于防震要求高的产品。元器件贴紧印制基板面，安装间隙小于1mm。当元器件为金属外壳，安装面又有印制导线时，应加绝缘衬垫或套绝缘套管。

图4-3贴板安装图4-4悬空安装〔2〕悬空安装：安装形式如图4-4所示，它适用于发热元件的安装。元器件距印制基板面有确定高度，安装距离一般在3~8mm范围内，以利于对流散热。〔3〕垂直安装：安装形式如图4-5所示，它适用于安装密度较高的场合。元器件垂直于印制基板面，但对质量大引线细的元器件不宜承受这种形式。〔4〕埋头安装〔倒装〕：安装形式如图4-6所示。这种方式可提高元器件防震力气，降低安装高度。元器件的壳体埋于印制基板的嵌入孔内，因此又称为嵌入式安装。

图4-5垂直安装图4-6埋头安装图4-7有高度限制的安装〔5〕有高度限制时的安装：安装形式如图4-7所示。元器件安装高度的限制，一般在图纸上是标明的，通常处理的方法是垂直插入后，再朝水平方向弯曲。对大型元器件要特殊处理，以保证有足够的机械强度，经得起振动和冲击。〔6〕支架固定安装：安装形式如图4-8所示。这种方法适用于重量较大的元件，如小型继电、变压器、阻流圈等，一般用金属支架在印制基板上将元件固定。图4-8支架固定安装3.元器件安装留意事项①元器件插好后，其引线的外形处理有弯头的，有切断成形等方法，要依据要求处理好，全部弯脚的弯折方向都应与铜箔走线方向一样，如图4-9〔a〕所示。〔b〕、〔c〕则应依据实际状况处理。图4-9引线弯脚方向②安装二极管时，除留意极性外，还要留意外壳封装，特殊是玻璃壳体易碎，引线弯曲时易爆裂，在安装时可将引线先绕1~2圈再装，对于大电流二极管，有的则将引线体当作散热器，故必需依据二极管规格中的要求准备引线的长度，也不宜把引线套上绝缘套管。③为了区分晶体管的电极和电解电容的正负端，一般是在安装时，加带有颜色的套管区分。④大功率三极管一般不宜装在印制板上。由于它发热量大，易使印制板受热变形。组装工艺流程1.手工方式1)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，操作挨次是：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2〕对于设计稳定，大批量生产的产品，印制板装配工作量大，宜承受流水线装配。每拍元件〔约6个〕插入→全部元器件插入→1次性切割引线→一次性锡焊→检查。引线切割一般用专用设备——割头机，一次切割完成，锡焊通常用波峰焊机完成。2.自动装配工艺流程自动装配一般使用自动或半自动插件机和自动定位机等设备。自动装配和手工装配的过程根本上是一样的，通常都是从印制基板上逐一添装元器件，构成一个完整的印制线路板，所不同的是，自动装配要求限定元器件的供料形式，整个插装过程由自动装配机完成。①自动插装工艺过程框图如图4-10所示。经过处理的器件装在专用的传输带上，连续地向前移动，保证每一次有一个元器件进到自动装配机的装插头的夹具里，插装机自动完成切断引线、引线成形、移至基板、插入、弯角等动作，并发出插装完了的信号，使全部装配回到原来位置，预备装配其次个元件。印制板靠传送带自动送到另一个装配工位，装配其它元器件，当元器件全部插装完毕，即自动进入波峰焊接的传送带。图4-10自动把握插装工艺流程印制电路板的自动传送，插装，焊接，检测等工序，都是用电子计算机进展程序把握。它首先依据印制板的尺的大小，孔距，元器件尺寸和它在板上的相对位置等，确定可插装元器件和选定装配的最好途径，编写程序，然后再把这些程序送入编程机的存贮器中，由计算机自动把握完成上述工艺流程。②自动装配对元器件的工艺要求：自动插装是在自动装配机上完成的，对元器件装配的一系列工艺措施都必需适合于自动装配的一些特殊要求，并不是全部的元器件都可以进展自动装配的，在这里最重要的是承受标准元器件和尺寸。对于被装配的元器件，要求它们的外形和尺寸尽量简洁，全都，方向易于识别，有互换性等。另外，还有一个元器件的取向问题。即元器件在印制板什么方向取向，对于手工装配没有什么限制，也没有什么根本差异。但在自动装配中，则要求沿着X轴和Y轴取向，最正确设计要指定全部元器件只有一个轴上取向〔至多排列在两个方向上〕。为希望机器到达最大的有效插装速度，就要有一个最好的元器件排列。元器件的引线孔距和相邻元器件引线孔之间的距离，也都应标准化，并尽量一样。4.3整机组装4.3.1整机组装的构造形式电子产品机械构造的装配是整机装配的主要内容之一。组成整机的全部构造件，都必需用机械的方法固定起来，以满足整机在机械、电气和其它方面性能指标的要求。合理的构造及构造装配的牢固性，也是电气性牢靠性的根本保证。整机构造与装配工艺关系亲切，不同的构造要有不同的工艺与之相互适应。不同的电子产品组装级，其组装构造形式也不一样。1.插件构造形式插件构造形式是应用最广的一种构造形式，主要是由印制电路板组成。在印制板的一端备有插头，构成插件，通过插座与布线连接，有的直接将引出线与布线连接，有的则依据组装构造的需要，将元器件直接装在固定组件支架〔或板〕上，便于元器件的组合以及与其他局部协作连接。2.单元盒构造形式这种形式是适应产品内部需要屏蔽或隔离而承受的构造形式。通常将这一局部元器件装在一块印刷板上或支架上，放在一个封闭的金属盒内，通过插头座或屏蔽线与外部接通。单元盒一般插入机架相应的导轨上或固定在简洁拆卸的位置，便于修理。3.插箱构造形式一般将插件和一些机电元件放在一个独立的箱体中，该箱体有接插头，通过导轨插入机架上。插箱一般分无面板和有面板两种形式。4.底板构造形式该形式是目前电子产品中承受较多的一种构造形式，它是一切大型元器件，印制电路及机电元器件的安装根底,与面板协作，很便利地将电路与把握、调谐等局部连接。5.机体构造形式机体构造是准备产品外形并使其成为一个整体构造。它可以给内部安装件供给组装在一起并得到疼惜的根本条件，还能给产品装配，使用和修理带来便利。4.3.2整机组装的工艺要求电子产品的装配工艺在产品设计制造的整个过程中具有重要的意义，它将直接影响到各项技术指标能否实现或能否用最合理、最经济的方法实现。假设在构造设计中对工艺性考虑不周到，不仅会生产造成困难，还将直接影响到生产率的提高。1〕构造装配工艺应具有相对的独立性。整机构造安装通常是指用是紧固件和胶粘剂将产品的元器件的零、部、整件按设计要求装在规定的位置上。由于产品组装承受分级组装，整机中各分机、整件和部件的划分，不仅在电气上具有独立性，而且在组装工艺上也具有相对的独立性，这样不仅便于组织生产，也便于整机的调整和检验。2)机械构造装配应有可调整环节，以保证装配精度。3)机械构造装配中所承受的连接构造，应保证安装便利和连接牢靠。并尽可能地承受有效的新型连接构造形式。4)机械构造装配应便于设备的调整与修理。在电子产品中需要常常调整或更换的元器件，应保证装拆及更换的便利，并且在更换及调整时不应影响其它元器件或部件。此外，还应考臣在整机修理时，简洁翻开，便于观看修理。5)线束的固定和安装要有利于组织生产，并使整机装配整齐美观。6)要合理使用紧固零件。紧固件的合理使用，是构造工艺性的重要环节。一般地说，整机中使用紧固件少，工艺性就好，紧固件使用合理，工艺性就愈好，而合理使用紧固件对产品的牢靠性也有很大影响。7)提高产品耐冲击，振动的措施。电子产品在使用和运输过程中，不行避开地会受到振动、冲击等机械力的作用，使其受到损坏或无法工作。为了保证电子产品在外界机械因素影响下仍能牢靠的工作，除了安装减振器进展隔离外，还应考虑对产品中的各元器件和机械构造承受耐振措施，一般可从以下两上方面实行措施：①提高电子产品各元器件及构造件本身抗振动、冲击的力气。②实行隔振措施。隔振是防护电子产品免受振动的一种重要措施。8)应保证线路连接的牢靠性。在电路装配中，线路连接的主要方法是焊接。焊接质量直接影响产品的电性能和牢靠性，因此装配中的焊接工艺特殊得重要。9)操用调谐机构应能准确、灵敏和匀滑地工作，人工操作手感要好。1.整机联装的内容整机联装包括机械的和电气的两大局部工作，具体地说，总装的内容，包括将各零、部、整件〔如各机电元件、印制电路板、底座、面板以及装在它们上面的元件〕依据设计要求，安装在不同的位置上，组合成一个整体。总装的装配方式，从整机构造来分，有整机装配和组合件装配两种。对整机装配来说，整机是一个独立的整体，它把零、部、整件通过各种连接方法安装在一起，组成一个不行分的整体，具有独立工作的功能。如：收音机，电视机，信号发生器等等。而组合件装配，整机则是假设干个组合件的组合体，每个组合件都具有确定的功能，而且随时可以拆卸，如大型把握台，插件式仪器等等。4.3.3整机联装2.整机联装的根本原则整机联装的目标是利用合理的安装工艺，实现预定的各项技术指标。整机安装的根本原则是：先轻后重、先小后大、先铆后装、先里后外、先下后上、先平后高、易碎易损件后装，上道工序不得影响下道工序的安装。3.整机联装的工艺过程及要求过程：预备→机架→面板→组件→机芯→导线连接→传动机构→总装检验→包装。要求：①使上下道工序装配挨次合理或加工便利。②使总装过程中的元器件损耗应最小。4.常用零部件装配工艺从装配工艺程序看，零部件装配内容主要包括安装和紧固两局部。安装是指将安装配件放置在规定部件的全部过程。装配件的构造组成不外乎有电子元件、机械构造、帮助构件和紧固零件等，安装的内容是指对装配件的安放，应满足其位置、方向和次序的要求，直到紧固零件全部套上入扣为止，才算安装过程完毕。紧固是在安装之后用工具紧固零件拧紧的工艺过程。在操作中，安装与紧固是严密相联的，有时难以截然分开。当主要元件放上后，帮助构件，紧固件边套装边紧固，但是一般都不拧得很紧，待元件位置初步得到固定后，稍加调整拔正再作最终的固定。下面介绍几种常用零部件的装配。〔1〕电位器的安装电位器的安装依据其使用的要求一般应留意两点：1)有锁紧装置时的安装。这里指对电位器芯轴的锁紧。芯轴位置是可变的，能影响电阻值。在安装时由固定螺母将电位器固定在装置板上，用紧锁螺母将芯轴锁定。图4.11为带锁紧装置的电位器安装。利用锁紧螺母内锥面对弹性夹锥面施加的夹合力将调整芯轴夹紧，在振动冲击中不发生角位移，拧动锁紧螺母不直接遇到芯轴，施加的是渐近力，不影响已调好的轴位，简洁锁定在最正确点上，且便于调试。装配中拧动锁紧螺母检查其锁定性能，拧紧时用2寸起子应拧不动芯轴，拧松时芯轴应能被轻松地转动。图4-11有紧锁装置的电位器安装2)有定位要求时的安装。定位是指元件本身的定位和元件转轴的定位。装配件必需具有两个以上的紧固点才可能得到位置上的固定，因此在元件上往往设置定位圈，定位销和定位凸缘与装置板上相应的定位孔，定位槽相嵌套，当轴向得到固定后，不致产生经向角位移，在安装中必需使定位装置准确入位。转轴定位表现在把握轴的装配效果上，如图4-12所示，电位器安装中，要求旋钮相对于面板刻度标志配制对零标志点〔常用配钻点漆的方法〕应保证旋钮拧到左极端位置时标志点对准面板刻度的零位。

图4-12有定位要求的电位器安装(2)散热器的安装电子产品中大功率元器件的散热通常承受自然散热形式，它包括热传导、对流、辐射等几种。功率半导体器件一般都安装在散热器上，如图4-13所示为集成电路散热器安装构造。图4-13散热器安装在安装时，器件与散热器之间的接触面要平坦，清洁，装配孔距要准确，防止装紧后安装件变形，减小实际接触面积，人为地增加界面热阻。散热器上的紧固件要拧紧，保证良好的接触，以有利于散热。为使接触面密合，往往在安装接触面上涂些硅脂，以提高散热效率，但涂的数量和范围要适当，否则将失去实际效果。散热器的安装部位应放在机器的边沿，风道等简洁散热的地方，有利于提高散热效果。叉指型散热器放置方向会影响散热效果，在一样功耗下因放置方向不同而温升较大，如方形叉指型散热器平放〔叉指向上〕比侧放〔叉指向水平方向〕的温升稍低，长方形和菱形叉指型散热器平放比横侧放〔长轴在水平方向〕散热效果要好。牢靠和安全是制造电子产品的两个重要因素，零件的安装对保证产品的安全牢靠至关重要。安装技术要求：1、保证导通与绝缘的电气性能2、保证机械强度3、保证传热要求4、充分考虑接地与屏蔽习题1.导线、电缆的连接通常通过哪些方式进展连接？2.元器件引线成形的留意事项？3.元器件安装留意事项？4.电子产品安装的根本要求有哪些？4.4外表安装技术〔SMT〕介绍外表安装技术〔SurfaceMountingTechnology〕是一种包括电子元器件、装配设备、焊接方法和装配帮助材料等内容的系统性综合技术；是把无引线或短引线的外表安装元件〔SMC〕和外表安装器件〔SMD〕，直接贴装在印制电路板的外表上的装配焊接技术。元器件的外表安装的图片图4-14元器件的外表安装1．外表安装技术的特点〔优点〕微型化程度高高频特性好有利于自动化生产简化了生产工序，降低了本钱2．外表安装技术的安装方式〔1〕完全外表安装：指所需安装的元器件全部承受外表安装元器件〔SMC和SMD〕，印制电路板上没有通孔插装元器件。〔2〕混合安装：指在同一块印制电路板上，既装有贴片元器件，又装有通孔