電子產(chǎn)品裝配工藝規(guī)程.ppt

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第3章電子整機裝配工藝 3 1整機裝配工藝過程3 2電子整機裝配前的準備工藝3 3印制電路板的組裝3 4整機調(diào)試與老化思考題與練習題 3 1整機裝配工藝過程 3 1 1整機裝配工藝過程整機裝配工藝過程即為整機的裝接工序安排 就是以設計文件為依據(jù) 按照工藝文件的工藝規(guī)程和具體要求 把各種電子元器件 機電元件及結(jié)構(gòu)件裝連在印制電路板 機殼 面板等指定位置上 構(gòu)成具有一定功能的完整的電子產(chǎn)品的過程 整機裝配工藝過程根據(jù)產(chǎn)品的復雜程度 產(chǎn)量大小等方面的不同而有所區(qū)別 但總體來看 有裝配準備 部件裝配 整件調(diào)試 整機檢驗 包裝入庫等幾個環(huán)節(jié) 如圖3 1所示 圖3 1整機裝配工藝過程 3 1 2流水線作業(yè)法通常電子整機的裝配是在流水線上通過流水作業(yè)的方式完成的 為提高生產(chǎn)效率 確保流水線連續(xù)均衡地移動 應合理編制工藝流程 使每道工序的操作時間 稱節(jié)拍 相等 流水線作業(yè)雖帶有一定的強制性 但由于工作內(nèi)容簡單 動作單純 記憶方便 故能減少差錯 提高功效 保證產(chǎn)品質(zhì)量 3 1 3整機裝配的順序和基本要求1 整機裝配順序與原則按組裝級別來分 整機裝配按元件級 插件級 插箱板級和箱 柜級順序進行 如圖3 2所示 圖3 2整機裝配順序 元件級 是最低的組裝級別 其特點是結(jié)構(gòu)不可分割 插件級 用于組裝和互連電子元器件 插箱板級 用于安裝和互連的插件或印制電路板部件 箱 柜級 它主要通過電纜及連接器互連插件和插箱 并通過電源電纜送電構(gòu)成獨立的有一定功能的電子儀器 設備和系統(tǒng) 整機裝配的一般原則是 先輕后重 先小后大 先鉚后裝 先裝后焊 先里后外 先下后上 先平后高 易碎易損壞后裝 上道工序不得影響下道工序 2 整機裝配的基本要求 1 未經(jīng)檢驗合格的裝配件 零 部 整件 不得安裝 已檢驗合格的裝配件必須保持清潔 2 認真閱讀工藝文件和設計文件 嚴格遵守工藝規(guī)程 裝配完成后的整機應符合圖紙和工藝文件的要求 3 嚴格遵守裝配的一般順序 防止前后順序顛倒 注意前后工序的銜接 4 裝配過程不要損傷元器件 避免碰壞機箱和元器件上的涂覆層 以免損害絕緣性能 5 熟練掌握操作技能 保證質(zhì)量 嚴格執(zhí)行三檢 自檢 互檢和專職檢驗 制度 3 1 4整機裝配的特點及方法1 組裝特點電子設備的組裝在電氣上是以印制電路板為支撐主體的電子元器件的電路連接 在結(jié)構(gòu)上是以組成產(chǎn)品的鈑金硬件和模型殼體 通過緊固件由內(nèi)到外按一定順序的安裝 電子產(chǎn)品屬于技術(shù)密集型產(chǎn)品 組裝電子產(chǎn)品的主要特點是 1 組裝工作是由多種基本技術(shù)構(gòu)成的 2 裝配操作質(zhì)量難以分析 在多種情況下 都難以進行質(zhì)量分析 如焊接質(zhì)量的好壞通常以目測判斷 刻度盤 旋鈕等的裝配質(zhì)量多以手感鑒定等 3 進行裝配工作的人員必須進行訓練和挑選 不可隨便上崗 2 組裝方法組裝在生產(chǎn)過程中要占去大量時間 因為對于給定的應用和生產(chǎn)條件 必須研究幾種可能的方案 并在其中選取最佳方案 目前 電子設備的組裝方法從組裝原理上可以分為 1 功能法 這種方法是將電子設備的一部分放在一個完整的結(jié)構(gòu)部件內(nèi) 該部件能完成變換或形成信號的局部任務 某種功能 2 組件法 這種方法是制造出一些外形尺寸和安裝尺寸上都統(tǒng)一的部件 這時部件的功能完整退居次要地位 3 功能組件法 這是兼顧功能法和組件法的特點 制造出既有功能完整性又有規(guī)范化的結(jié)構(gòu)尺寸和組件 3 2電子整機裝配前的準備工藝 3 2 1搪錫技術(shù)搪錫就是預先在元器件的引線 導線端頭和各類線端子上掛上一層薄而均勻的焊錫 以便整機裝配時順利進行焊接工作 1 搪錫方法導線端頭和元器件引線的搪錫方法有電烙鐵搪錫 搪錫槽搪錫和超聲波搪錫 三種方法的搪錫溫度和搪錫時間見表3 1 表3 1搪錫溫度和時間 1 電烙鐵搪錫電烙鐵搪錫適用于少量元器件和導線焊接前的搪錫 如圖3 3所示 搪錫前應先去除元器件引線和導線端頭表面的氧化層 清潔烙鐵頭的工作面 然后加熱引線和導線端頭 在接觸處加入適量有焊劑芯的焊錫絲 烙鐵頭帶動融化的焊錫來回移動 完成搪錫 圖3 3電烙鐵搪錫 2 搪錫槽搪錫搪錫槽搪錫如圖3 4所示 搪錫前應刮除焊料表面的氧化層 將導線或引線沾少量焊劑 垂直插入搪錫槽焊料中來回移動 搪錫后垂直取出 對溫度敏感的元器件引線 應采取散熱措施 以防元器件過熱損壞 圖3 4搪錫槽搪錫 3 超聲波搪錫超聲波搪錫機發(fā)出的超聲波在熔融的焊料中傳播 在變幅桿端面產(chǎn)生強烈的空化作用 從而破壞引線表面的氧化層 凈化引線表面 因此事先可不必刮除表面氧化層 就能使引線被順利地搪上錫 把待搪錫的引線沿變幅桿的端面插入焊料槽焊料中 并在規(guī)定的時間內(nèi)垂直取出即完成搪錫 如圖3 5所示 圖3 5超聲波搪錫 2 搪錫的質(zhì)量要求及操作注意事項 1 質(zhì)量要求 經(jīng)過搪錫的元器件引線和導線端頭 其根部與離搪錫處應留有一定的距離 導線留1mm 元器件留2mm以上 2 搪錫操作應注意的事項如下 通過搪錫操作 熟悉并嚴格控制搪錫的溫度和時間 當元器件引線去除氧化層且導線剝?nèi)ソ^緣層后 應立即搪錫 以免再次氧化或沾污 對軸向引線的元器件搪錫時 一端引線搪錫后 要等元器件充分冷卻后才能進行另一端引線的搪錫 部分元器件 如非密封繼電器 波段開關(guān)等 一般不宜用搪錫槽搪錫 可采用電烙鐵搪錫 搪錫時嚴防焊料和焊劑滲入元器件內(nèi)部 在規(guī)定的時間內(nèi)若搪錫質(zhì)量不好 可待搪錫件冷卻后 再進行第二次搪錫 若質(zhì)量依舊不好 應立即停止操作并找出原因 經(jīng)搪錫處理的元器件和導線要及時使用 一般不得超過三天 并需妥善保存 搪錫場地應通風良好 及時排除污染氣體 3 2 2元器件引線的成形和屏蔽導線的端頭處理1 元器件引線的成形為了便于安裝和焊接 提高裝配質(zhì)量和效率 加強電子設備的防震性和可靠性 在安裝前 根據(jù)安裝位置的特點及技術(shù)方面的要求 要預先把元器件引線彎曲成一定的形狀 手工操作時 為了保證成形質(zhì)量和成形的一致性 也可應用簡便的專用工具 如圖3 6所示 圖3 6 a 為模具 圖3 6 b 為卡尺 它們均可方便地把元器件引線成形為圖3 6 c 的形狀 圖3 6引線成形重要工具 2 引線成形的技術(shù)要求 1 引線成形后 元器件本體不應產(chǎn)生破裂 表面封裝不應損壞 引線彎曲部分不允許出現(xiàn)模印 壓痕和裂紋 2 引線成形后 其直徑的減小或變形不應超過10 其表面鍍層剝落長度不應大于引線直徑的1 10 3 若引線上有熔接點 則在熔接點和元器件本體之間不允許有彎曲點 熔接點到彎曲點之間應保持2mm的間距 4 引線成形尺寸應符合安裝要求 彎曲點到元器件端面的最小距離A不應小于2mm 彎曲半徑R應大于或等于2倍的引線直徑 如圖3 7所示 圖中 A 2mm R 2d d為引線直徑 h在垂直安裝時大于等于2mm 在水平安裝時為0 2mm 圖3 7引線成形基本要求 半導體三極管和圓形外殼集成電路的引線成形要求如圖3 8所示 圖中除角度外 單位均為mm 圖3 8三極管及圓形外殼引線成形基本要求 a 三極管 b 圓形外殼集成電路 扁平封裝集成電路的引線成形要求如圖3 9所示 圖中W為帶狀引線厚度 R 2W 帶狀引線彎曲點到引線根部的距離應大于等于1mm 5 引線成形后的元器件應放在專門的容器中保存 元器件的型號 規(guī)格和標志應向上 圖3 9扁平集成電路引線成形基本要求 3 屏蔽導線的端頭處理為了防止導線周圍的電場或磁場干擾電路正常工作而在導線外加上金屬屏蔽層 即構(gòu)成了屏蔽導線 在對屏蔽導線進行端頭處理時應注意去除的屏蔽層不宜太多 否則會影響屏蔽效果 屏蔽線是兩端接地還是一端接地要根據(jù)設計要求來定 一般短的屏蔽線均采用一端接地 屏蔽導線端頭去除屏蔽層的長度如圖3 10所示 具體長度應根據(jù)導線的工作電壓而定 通常可按表3 2中的數(shù)據(jù)選取 圖3 10屏蔽導線去屏蔽層的長度 表3 2去除屏蔽層的長度 通常應在屏蔽導線線端處剝落一段屏蔽層 并做好接地焊接的準備 有時還要加接導線及進行其他的處理 現(xiàn)分述于下 1 剝落屏蔽層并整形搪錫 如圖3 11 a 所示 在屏蔽導線端部附近把屏蔽層開個小孔 挑出絕緣導線 并按圖3 10 b 所示 把剝落的屏蔽層編織線整形并搪好一段錫 圖3 11剝落屏蔽層并整形搪錫 a 挑出導線 b 整形搪錫 2 在屏蔽層上加接導線 有時剝落的屏蔽層長度不夠 需加焊接地導線 可按圖3 12所示 把一段直徑為0 5 0 8mm的鍍銀銅線的一端繞在已剝落的并經(jīng)過整形搪錫處理的屏蔽層上 繞約2 3圈并焊牢 圖3 12加焊接地導線 有時也可不剝落屏蔽層 而在剪除一段金屬屏蔽層后 選取一段適當長度的導電良好的導線焊牢在金屬屏蔽層上 再用絕緣套管或熱縮性套管 從如圖3 13所示的方向套住焊接處 以起到保護焊接點的作用 圖3 13加套管的接地線焊接 3 2 3電纜的加工1 棉織線套低頻電纜的端頭綁扎棉織線套多股電纜一般用作經(jīng)常移動的器件的連線 如電話線 航空帽上的耳機線及送話器線等 綁扎端頭時 根據(jù)工藝要求 先剪去適當長度的棉織線套 然后用棉線綁扎線套端 纏繞寬度4 8mm 纏繞方法見圖3 14 拉緊綁線后 將多余綁線剪掉 在綁線上涂以清漆Q98 1膠 圖3 14棉織線套低頻電纜的端頭綁扎 2 絕緣同軸射頻電纜的加工對絕緣同軸射頻電纜進行加工時 應特別注意芯線與金屬屏蔽層間的徑向距離 如圖3 15所示 圖3 15同軸射頻電纜 如果芯線不在屏蔽層的中心位置 則會造成特性阻抗不準確 信號傳輸受到損耗 焊接在射頻電纜上的插頭或插座要與射頻電纜相匹配 如50 的射頻電纜應焊接在50 的射頻插頭上 焊接處芯線應與插頭同心 射頻同軸電纜特性阻抗計算公式如下 其中 Z為特性阻抗 D為金屬屏蔽層直徑 d為芯線直徑 為介質(zhì)損耗 3 扁電纜的加工扁電纜又稱帶狀電纜 是由許多根導線結(jié)合在一起 相互之間絕緣 整體對外絕緣的一種扁平帶狀多路導線的軟電纜 這種電纜造價低 重量輕 韌性強 使用范圍廣 可用作插座間的連接線 印制電路板之間的連接線及各種信息傳遞的輸入 輸出柔性連接 剝?nèi)ケ怆娎|絕緣層需要專門的工具和技術(shù) 最普通的方法是使用摩擦輪剝皮器的剝離法 如圖3 16所示 兩個膠木輪向相反方向旋轉(zhuǎn) 對電纜的絕緣層產(chǎn)生摩擦而熔化絕緣層 然后絕緣層熔化物被拋光刷刷掉 如果摩擦輪的間距正確 就能整齊 清潔地剝?nèi)バ枰獎冸x的絕緣層 圖3 16用摩擦輪剝皮器剝?nèi)ケ怆娎|絕緣層 圖3 17是一種用刨刀片去除扁電纜絕緣層的方法 刨刀片可用電加熱 當刨刀片被加熱到足以熔化絕緣層時 將刨刀片壓緊在扁電纜上 按圖示方向拉動扁電纜 絕緣層即被刮去 剝?nèi)チ私^緣層的端頭可用拋光的方法或用合適的溶劑清理干凈 扁電纜與電路板的連接常用焊接或?qū)Ｓ霉潭▕A具完成 圖3 17用刨刀片剝扁電纜絕緣層 3 3印制電路板的組裝 3 3 1印制電路板裝配工藝1 元器件在印制板上的安裝方法元器件在印制板上的安裝方法有手工安裝和機械安裝兩種 前者簡單易行 但效率低 誤裝率高 后者安裝速度快 誤裝率低 但設備成本高 引線成形要求嚴格 一般有以下幾種安裝形式 1 貼板安裝 其安裝形式如圖3 18所示 它適用于防震要求高的產(chǎn)品 元器件貼緊印制基板面 安裝間隙小于1mm 當元器件為金屬外殼 安裝面又有印制導線時 應加墊絕緣襯墊或絕緣套管 圖3 18貼板安裝 2 懸空安裝 其安裝形式如圖3 19所示 它適用于發(fā)熱元件的安裝 元器件距印制基板面要有一定的距離 安裝距離一般為3 8mm 圖3 19懸空安裝 3 垂直安裝 其安裝形式如圖3 20所示 它適用于安裝密度較高的場合 元器件垂直于印制基板面 但大質(zhì)量細引線的元器件不宜采用這種形式 4 埋頭安裝 其安裝形式如圖3 21所示 這種方式可提高元器件防震能力 降低安裝高度 由于元器件的殼體埋于印制基板的嵌入孔內(nèi) 因此又稱為嵌入式安裝 圖3 20垂直安裝 圖3 21埋頭安裝 5 有高度限制時的安裝 其安裝形式如圖3 22所示 元器件安裝高度的限制一般在圖紙上是標明的 通常處理的方法是垂直插入后 再朝水平方向彎曲 對大型元器件要特殊處理 以保證有足夠的機械強度 經(jīng)得起振動和沖擊 圖3 22有高度限制時的安裝 6 支架固定安裝 其安裝形式如圖3 23所示 這種方式適用于重量較大的元件 如小型繼電器 變壓器 扼流圈等 一般用金屬支架在印制基板上將元件固定 圖3 23有固定支架的安裝 2 元器件安裝注意事項 1 元器件插好后 其引線的外形有彎頭時 要根據(jù)要求處理好 所有彎腳的彎折方向都應與銅箔走線方向相同 如圖3 24 a 所示 圖3 24 b c 所示的走線方向則應根據(jù)實際情況處理 圖3 24引線彎腳方向 2 安裝二極管時 除注意極性外 還要注意外殼封裝 特別是在玻璃殼體易碎 引線彎曲時易爆裂的情況下 在安裝時可將引線先繞1 2圈再裝 3 為了區(qū)別晶體管和電解電容等器件的正負端 一般是在安裝時 加帶有顏色的套管以示區(qū)別 4 大功率三極管一般不宜裝在印制板上 因為它發(fā)熱量大 易使印制板受熱變形 3 3 2印制電路板組裝工藝流程1 手工方式在產(chǎn)品的樣機試制階段或小批量試生產(chǎn)時 印制板裝配主要靠手工操作 即操作者把散裝的元器件逐個裝接到印制基板上 其操作順序是 待裝元件 引線整形 插件 調(diào)整位置 剪切引線 固定位置 焊接 檢驗 對于這種操作方式 每個操作者都要從頭裝到結(jié)束 效率低 而且容易出差錯 對于設計穩(wěn)定 大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品 印制板裝配工作量大 宜采用流水線裝配 這種方式可大大提高生產(chǎn)效率 減少差錯 提高產(chǎn)品合格率 流水操作是把一次復雜的工作分成若干道簡單的工序 每個操作者在規(guī)定的時間內(nèi)完成指定的工作量 一般限定每人約6個元器件插件的工作量 每拍元件 約6個 插入 全部元器件插入 一次性切割引線 一次性錫焊 檢查 引線切割一般用專用設備 割頭機一次切割完成 錫焊通常用波峰焊機完成 2 自動裝配工藝流程手工裝配使用靈活方便 廣泛應用于各道工序或各種場合 但速度慢 易出差錯 效率低 不適應現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要 尤其是對于設計穩(wěn)定 產(chǎn)量大和裝配工作量大而元器件又無需選配的產(chǎn)品 宜采用自動裝配方式 1 自動裝配工藝過程 自動裝配工藝過程框圖如圖3 25所示 經(jīng)過處理的元器件裝在專用的傳輸帶上 間斷地向前移動 保證每一次有一個元器件進到自動裝配機的裝插頭的夾具里 圖3 25電路板自動裝配工藝流程 2 自動裝配對元器件的工藝要求 自動插裝是在自動裝配機上完成的 對元器件裝配的一系列工藝措施都必須適合于自動裝配的一些特殊要求 并不是所有的元器件都可以進行自動裝配 在這里最重要的是采用標準元器件和尺寸 3 4整機調(diào)試與老化 3 4 1整機調(diào)試的內(nèi)容和程序1 調(diào)試工作的主要內(nèi)容調(diào)試一般包括調(diào)整和測試兩部分工作 整機內(nèi)有電感線圈磁心 電位器 微調(diào)可變電容器等可調(diào)元件 也有與電氣指標有關(guān)的機械傳動部分 調(diào)諧系統(tǒng)部分等可調(diào)部件 調(diào)試的主要內(nèi)容如下 1 熟悉產(chǎn)品的調(diào)試目的和要求 2 正確合理地選擇和使用測試所需要的儀器儀表 3 嚴格按照調(diào)試工藝指導卡 對單元電路板或整機進行調(diào)試和測試 調(diào)試完畢 用封蠟 點漆的方法固定元器件的調(diào)整部位 4 運用電路和元器件的基礎理論知識分析和排除調(diào)試中出現(xiàn)的故障 對調(diào)試數(shù)據(jù)進行正確處理和分析 2 整機調(diào)試的一般程序電子整機因為各自的單元電路的種類和數(shù)量不同 所以在具體的測試程序上也不盡相同 通常調(diào)試的一般程序是 接線通電 調(diào)試電源 調(diào)試電路 全參數(shù)測量 溫度環(huán)境試驗 整機參數(shù)復調(diào) 1 接線通電 按調(diào)試工藝規(guī)定的接線圖正確接線 檢查測試設備 測試儀器儀表和被調(diào)試設備的功能選擇開關(guān) 量程擋位及有關(guān)附件是否處于正確的位置 經(jīng)檢查無誤后 方可開始通電調(diào)試 2 調(diào)試電源 調(diào)試電源分三個步驟進行 電源的空載初調(diào) 等效負載下的細調(diào) 真實負載下的精調(diào) 3 電路的調(diào)試 電路的調(diào)試通常按各單元電路的順序進行 4 全參數(shù)測試 經(jīng)過單元電路的調(diào)試并鎖定各可調(diào)元件后 應對產(chǎn)品進行全參數(shù)的測試 5 溫度環(huán)境試驗 溫度環(huán)境試驗用來考驗電子整機在指定的環(huán)境下正常工作的能力 通常分低溫試驗和高溫試驗兩類 6 整機參數(shù)復調(diào) 在整機調(diào)試的全過程中 設備的各項技術(shù)參數(shù)還會有一定程度的變化 通常在交付使用前應對整機參數(shù)再進行復核調(diào)整 以保證整機設備處于最佳的技術(shù)狀態(tài) 3 4 2整機的加電老化1 加電老化的目的整機產(chǎn)品總裝調(diào)試完畢后 通常要按一定的技術(shù)規(guī)定對整機實施較長時間的連續(xù)通電考驗 即加電老化試驗 加電老化的目的是通過老化發(fā)現(xiàn)并剔除早期失效的電子元器件 提高電子設備工作可靠性及使用壽命 同時穩(wěn)定整機參數(shù) 保證調(diào)試質(zhì)量 2 加電老化的技術(shù)要求整機加電老化的技術(shù)要求有 溫度 循環(huán)周期 積累時間 測試次數(shù)和測試間隔時間等幾個方面 1 溫度 整機加電老化通常在常溫下進行 有時需對整機中的單板 組合件進行部分的高溫加電老化試驗 一般分三級 40 2 55 2 和70 2 2 循環(huán)周期 每個循環(huán)連續(xù)加電時間一般為4小時 斷電時間通常為0 5小時 3 積累時間 加電老化時間累計計算 積累時間通常為200小時 也可根據(jù)電子整機設備的特殊需要適當縮短或加長 4 測試次數(shù) 加電老化期間 要進行全參數(shù)或部分參數(shù)的測試 老化期間的測試次數(shù)應根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)設計要求來確定 5 測試間隔時間 測試間隔時間通常設定為8小時 12小時和24小時幾種 也可根據(jù)需要另定 3 加電老化試驗大綱整機加電老化前應擬制老化試驗大綱作為試驗依據(jù) 老化試驗大綱必須明確以下主要內(nèi)容 1 老化試驗的電路連接框圖 2 試驗環(huán)境條件 工作循環(huán)周期和累積時間 3 試驗需用的設備和測試儀器儀表 4 測試次數(shù) 測試時間和檢測項目 5 數(shù)據(jù)采集的方法和要求 6 加電老化應注意的事項 4 加電老化試驗的一般程序 1 按試驗電路連接框圖接線并通電 2 在常溫條件下對整機進行全參數(shù)測試 掌握整機老化試驗前的數(shù)據(jù) 3 在試驗環(huán)境條件下開始通電老化試驗 4 按循環(huán)周期進行老化和測試 5 老化試驗結(jié)束前再進行一次全參數(shù)測試 以作為老化試驗的最終數(shù)據(jù) 6 停電后 打開設備外殼 檢查機內(nèi)是否正常 7 按技術(shù)要求重新調(diào)整和測試 思考題與練習題 1 試說明電子整機裝配的內(nèi)容 特點和方法 2 常見的搪錫方法有哪幾種 簡述搪錫槽搪錫的操作要領 3 簡述元器件引線成形的意義及引線成形的方法 4 元器件引線成形有哪些技術(shù)要求 5 簡述屏蔽導線端頭有哪些常見的處理方法 6 什么是扁電纜 剝離扁電纜線端的絕緣層有哪些方法 7 簡述手工焊接的幾個基本步驟 8 試述印制電路板上元器件的插裝方法及插裝技術(shù)要求 9 試述整機調(diào)試的步驟及要領