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1、电子整机装配工艺 装配和焊接过程是产品质量的关键环节 因此也是训练过程的重点之一 整机装配工艺过程 整机装配工艺过程: 整机装配工艺过程即为整机的装接工序安排,就 是以设计文件为依据,按照工艺文件的工艺规程和具 体要求,把各种电子元器件、机电元件及结构件装连 在印制电路板、机壳、面板等指定位置上,构成具有 一定功能的完整的电子产品的过程。 整机装配工艺过程根据产品的复杂程度、产量大 小等方面的不同而有所区别。但总体来看,有装配准 备、部件装配、整件调试、整机检验、包装入库等几 个环节,如图所示。 流水线作业法: 通常电子整机的装配是在流水线上通过流 水作业的方式完成的。 为提高生产效率,确保流
2、水线连续均衡地 移动,应合理编制工艺流程,使每道工序的 操作时间(称节拍)相等。 流水线作业虽带有一定的强制性,但由于 工作内容简单,动作单纯,记忆方便,故能减 少差错,提高功效,保证产品质量。 元件级: 是最低的组装级别,特点是结构不可分割 。 插件级: 用于组装和互连电子元器件。 插箱板级: 用于安装和互连的插件或印制电路板部件 。 箱、柜级: 它主要通过电缆及连接器互连插件和插箱 ,并通过电源电缆送电构成独立的有一定功能 的电子仪器、设备和系统。 整机装配的一般原则是: 先轻后重,先小后大, 先铆后装,先装后焊, 先里后外,先下后上, 先平后高,易碎易损坏后装, 上道工序不得影响下道工序
3、。 电子产品生产工艺流程 电子产品的构成和形成: 电子产品有的简单,有的复杂,一般地讲 ,电子产品的组成结构可以用下图表示: 整机装配的基本要求 (1) 未经检验合格的装配件(零、部、整件)不得安装 ,已检验合格的装配件必须保持清洁。 (2) 认真阅读工艺文件和设计文件,严格遵守工艺规 程。装配完成后的整机应符合图纸和工艺文件的要求 。 (3) 严格遵守装配的一般顺序,防止前后顺序颠倒, 注意前后工序的衔接。 (4) 装配过程不要损伤元器件,避免碰坏机箱和元器 件上的涂覆层,以免损害绝缘性能。 (5) 熟练掌握操作技能,保证质量,严格执行三检( 自检、互检和专职检验)制度。 整机装配的特点及方
4、法 组装特点 : 1)、电子设备的组装在电气上是以印制电路板为支撑 主体的电子元器件的电路连接,在结构上是以组成产 品的钣金硬件和模型壳体,通过紧固件由内到外按一 定顺序的安装。电子产品属于技术密集型产品,组装 电子产品的主要特点是:1) 组装工作是由多种基本 技术构成的。 2) 、装配操作质量难以分析。在多种情况下,都难 以进行质量分析,如焊接质量的好坏通常以目测判断 ,刻度盘、旋钮等的装配质量多以手感鉴定等。 3) 、进行装配工作的人员必须进行训练和挑选,不 可随便上岗。 电子整机装配前的准备工艺 搪锡技术 : 搪锡就是预先在元器件的引线、导线端头和各类线端子上 挂上一层薄而均匀的焊锡,以
5、便整机装配时顺利进行焊接工作 。 1. 搪锡方法: 导线端头和元器件引线的搪锡方法有电烙铁搪锡、搪锡槽 搪锡和超声波搪锡,三种方法的搪锡温度和搪锡时间见表。 电烙铁搪锡: 电烙铁搪锡适用于少量元器件和导线焊接前的搪 锡,如图所示。搪锡前应先去除元器件引线和导线端 头表面的氧化层,清洁烙铁头的工作面,然后加热引 线和导线端头,在接触处加入适量有焊剂芯的焊锡丝 ,烙铁头带动融化的焊锡来回移动,完成搪锡。 电烙铁搪锡 搪锡槽搪锡: 搪锡槽搪锡如图所示。搪锡前应刮除焊料表面的 氧化层,将导线或引线沾少量焊剂,垂直插入搪锡槽 焊料中来回移动,搪锡后垂直取出。对温度敏感的元 器件引线,应采取散热措施,以防
6、元器件过热损坏。 搪锡槽搪锡 超声波搪锡: 超声波搪锡机发出的超声波在熔融的焊料中传播,在变 幅杆端面产生强烈的空化作用,从而破坏引线表面的氧化层, 净化引线表面。因此事先可不必刮除表面氧化层,就能使引线 被顺利地搪上锡。把待搪锡的引线沿变幅杆的端面插入焊料槽 焊料中,并在规定的时间内垂直取出即完成搪锡,如图所示。 超声波搪锡 搪锡的质量要求及操作注意事项: (1) 质量要求。经过搪锡的元器件引线和导线端头,其根 部与离搪锡处应留有一定的距离,导线留1 mm,元器件留2 mm以上。 (2) 搪锡操作应注意的事项如下: 通过搪锡操作,熟悉并严格控制搪锡的温度和时间。 当元器件引线去除氧化层且导线
7、剥去绝缘层后,应立即搪 锡,以免再次氧化或沾污。 对轴向引线的元器件搪锡时,一端引线搪锡后,要等元器 件充分冷却后才能进行另一端引线的搪锡。 部分元器件,如非密封继电器、波段开关等,一般不宜用 搪锡槽搪锡,可采用电烙铁搪锡。搪锡时严防焊料和焊剂渗入 元器件内部。 电子产品生产的基本工艺流程 从上节知道,电子产品系统是由整机整机是 由部件部件是由零件元器件等组成。由整机组 成系统的工作主要是连接和调试,生产的工作不多 ,所以我们这里讲的电子产品生产工艺是指整机的 生产工艺。 电子产品的装配过程是先将零件、元器件组装 成部件,再将部件组装成整机,其核心工作是将元 器件组装成具有一定功能的电路板部件
8、或叫组件( PCBA)。本书所指的电子工艺基本上是指电路板 组件的装配工艺。 在电路板组装中,可以划分为机器自动装配和 人工装配两类。机器装配主要指自动铁皮装配( SMT)、自动插件装配(AI)和自动焊接,人工装 配指手工插件、手工补焊、修理和检验等。电路板 生产的基本工艺流程如下图所示。 本次训练须做的装配前的准备工作 1、元器件的处理、成型、插装和连接。 上面围绕着如何焊好焊点介绍了焊点的质量要求,操作方 法。而在操作中的另一个问题是元器件的处理、成型和插装 。 元器件处理是在焊接前完成的。 1)元器件的处理: 元器件在出厂时其引脚都作过防氧化与助焊处 理,引脚上都镀银。但由于长期的商业周
9、转或库存也 会使其氧化,给焊接工作带来困难,对于这样的元器 件在上机之前一定要严格处理。 所谓元器件的处理就是将元器件引线的氧 化膜及污物去掉,然后镀上一层锡。 作法: 用钢锯条或镊子等刮元器件引线。使其露 出原金属本色,引线全刮完后涂助焊剂。一手 用镊子夹住引线,一手执烙铁镀锡。操作时用 电烙铁沾饱焊锡,并用它将被镀锡的元件引脚 压在松香块上,待松香融化后将元器件引脚从 烙铁头与松香之间慢慢抽出,抽出时引脚一定 要在融化的焊锡包裹之中。注意时间不可过长 ,并用镊子帮助散热。也可用锡锅浸锡。 2)元器件的成型、插装。 元器件的成型目的在于使其便于在电路 板或其他固定物上安装。 经过镀锡的元器件
10、 应视元器件大小和在印刷电路板上的位置为 其成型。作法是用镊子或尖嘴钳弯曲元器件 引线,使其具有一定形状。成形后的元器件 能方便的插入元器件孔内。元器件成形一般 分卧式和立式两种,可根据实际情况选择。 一般尽量选用卧式,当元件密度大时可采用 立式。 元器件引线的成形: 为了便于安装和焊接,提高装配质量和效率,加 强电子设备的防震性和可靠性,在安装前,根据安装 位置的特点及技术方面的要求,要预先把元器件引线 弯曲成一定的形状。 引线成形的技术要求: (1) 引线成形后,元器件本体不应产生破裂,表 面封装不应损坏,引线弯曲部分不允许出现模印、压 痕和裂纹。 (2) 引线成形后,其直径的减小或变形不
11、应超过 10%,其表面镀层剥落长度不应大于引线直径的 1/10。 (3) 若引线上有熔接点,则在熔接点和元器件本 体之间不允许有弯曲点,熔接点到弯曲点之间应保持 2 mm的间距。 (4) 引线成形尺寸应符合安装要求。 弯曲点到元器件端面的最小距离A不应小于2 mm,弯曲半径R应大于或等于2倍的引线直径,如 图7所示。图中,A2 mm;R2d (d为引线直径) ;h在垂直安装时大于等于2 mm,在水平安装时为0 2 mm。 半导体三极管和圆形外壳集成电路的引线成形要 求如图所示。图中除角度外,单位均为mm。 三极管及圆形外壳引线成形基本要求 (a) 三极管;(b) 圆形外壳集成电路 元器件成型应
12、考虑以下几点: 1)造型精致、美观。 2)元器件引线开始弯曲处距元件体至少3mm。 3)元器件的弯曲半径应为引线直径的二倍。 如 图所示: 这几种在元器件引线的弯曲形状中, 图(a)比较简单,适合于手工装配; 图(b)适合于机械整形和自动装焊,特别是可 以避免元器件在机械焊接过程中从印制板上脱 落; 图(c)虽然对某些怕热的元器件在焊接时散热 有利,但因为加工比较麻烦,现在已经很少采 用。 成型后的元器件便可以在印制板上插装了。 成型后的元器件便可以在印制板上插装了 。插装应遵循以下原则: 1)插装到印制板上的元器件,标记应朝外向上 侧。 2)插装高度视元器件而定,阻容件、二极管距 板面约l3
13、mm。 3)不论元器件采用哪种插装方式,其引线穿过 印制板焊盘小孔后应留2mm长度。 各种元器件的安装,应该尽量使它们的标 记(用色码或字符标注的数值、精度等)朝上 或朝着易于辨认的方向,并注意标记的读数方 向一致(从左到右或从上到下),这样有利于 检验人员直观检查; 卧式安装的元器件,尽量使两端引线的长 度相等对称,把元器件放在两孔中央,排列要 整齐;立式安装的色环电阻应该高度一致,最 好让起始色环向上以便检查安装错误,上端的 引线不要留得太长以免与其他元器件短路,如 图所示。有极性的元器件,插装时要保证方向 正确。 当元器件在印制电路板上立式装配时,单 位面积上容纳元器件的数量较多,适合于
14、机壳内 空间较小、元器件紧凑密集的产品。但立式装配 的机械性能较差,抗振能力弱,如果元器件倾斜 ,就有可能接触临近的元器件而造成短路。为使 引线相互隔离,往往采用加套绝缘塑料管的方法 。 在同一个电子产品中,元器件各条引线所加 套管的颜色应该一致,便于区别不同的电极。因 为这种装配方式需要手工操作,除了那些成本非 常低廉的民用小产品之外,在档次较高的电子产 品中不会采用。 印制电电路板的组组装 印制电路板装配工艺: 1. 元器件在印制板上的安装方法 元器件在印制板上的安装方法有手工安装 和机械安装两种,前者简单易行,但效率低, 误装率高;后者安装速度快,误装率低,但设 备成本高,引线成形要求严
15、格。一般有以下几 种安装形式: 贴板安装:其安装形式如图所示,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1 mm。当元器件为金属外壳,安装面又有印制导 线时,应加垫绝缘衬垫或绝缘套管。 贴板安装 悬空安装:其安装形式如图所示,它适用于发热 元件的安装。元器件距印制基板面要有一定的距离, 安装距离一般为38 mm。 悬空安装 垂直安装:其安装形式如图所示,它适用于安装密度较 高的场合。元器件垂直于印制基板面,但大质量细引线的元器 件不宜采用这种形式。 埋头安装:其安装形式如图所示。这种方式可提高元器件 防震能力,降低安装高度。由于元器件的壳体埋于印制基板的 嵌入孔内,因此又
16、称为嵌入式安装。 有高度限制时的安装 支架固定安装:其安装形式如图所示。这种方式 适用于重量较大的元件,如小型继电器、变压器、扼 流圈等,一般用金属支架在印制基板上将元件固定。 手工方式: 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。 对于这种操作方式,每个操作者都要从头 装到结束,效率低,而且容易出差错。 对于设计稳定,大批量生产的产品,印制 板装配工作量大,宜采用流水线装配。这种方 式可大大提高生产效率,减少差错,提高产品 合格率。 流水操作是把一次复杂的工作分成若干道 简单的工序,每个操作者在规定的时间内完成 指定的工作量(一般限定每人约6个元器件插件 的工作量)。 每拍元件(约6个)插入全部元器件插入 一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。