第二章 电子产品装配工艺设计 电子整机装配工艺是将电子元器件等按设计要求按装在规定的位置上，并实现电气连接和机械连接一、常用的装配工艺〔一〕焊接装配：应用于与印制板之间的连接〔包括元器件、导线、印制板之间〕熔焊：将焊件接头加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法称为熔焊常用的熔焊方法有电弧焊、气焊、电渣焊、电子束焊、超声波焊等钎焊：在加热的工件金属之间，熔入低于工件金属熔点的焊料，借助焊剂的作用，依靠毛细现象，使焊料浸润工件金属外表，并发生化学反响，生成合金层，使工件金属与焊料结合为一体接触焊〔压力焊〕：焊接时不用焊料，被连接金属间是化学或物理结合焊缝窄，影响区域小电阻〔点、缝〕闪光，摩擦，冷压1、常用的焊接工艺 〔1〕手工焊接：五步焊接法：准备、加热焊件、熔化焊料、移开焊锡丝、移开电烙铁时间的控制、焊料的控制、温度的控制图2-1手工焊接〔2〕浸焊：将插接好元器件的印制板在融化后的锡槽内浸锡，一次完成印制板众多的焊点的焊接 工序：插接元器件、浸润松香助焊剂、浸焊、撤离印刷电路板、冷却、检验、剪腿浸焊比手工焊接优势：焊接效率高、设备简单浸焊缺点：锡槽内的焊锡外表的氧化物易粘在焊接点上。
温度高易烫坏元器件、易使印刷电路板变形图2-2浸焊〔3〕波峰焊：波峰焊机一次完成印刷电路板上全部焊点的焊接，易于自动焊接生产 波峰焊种类：单波峰焊、双波峰焊、多波峰焊、宽波峰焊 工序：插接元器件、涂敷松香助焊剂、预热印刷电路板、波峰焊、撤离印刷电路板、冷却、检验、剪腿图2-3波峰焊双波峰焊：第一波：窄波峰：〔焊料波、乱波、振动波或紊流波)，将焊料用高速喷嘴打到印制板的底面所有的焊盘、元器件焊端和引脚上；熔融的焊料在经过焊剂净化的金属外表上进行浸润和扩散特点：流速快、强大的垂直压力、渗透性第二波：平滑波，平滑波将引脚及焊端之间的连桥分开，并去除拉尖(冰柱)等焊接缺陷 特点：流速慢、形成焊点、修正焊接面、确保焊接质量 当印制板继续向前运行离开第二个焊料波后，自然降温冷却形成焊点，即完成焊接波峰焊结构：温度能控制的熔锡缸、机械泵及喷嘴、助焊剂喷雾系统、印制板机械传送系统、气动系统、印制板预热系统等波峰焊工艺文件简介：作业前的准备工作、作业顺序〔操作、焊接条件、测试〕考前须知、使用设备、工具、图示波峰焊的焊接条件：预热温度：120±15C° 焊接温度：270±5C° 助焊剂比重：〔20度〕 喷雾气压～0.3mPa 传送带速度1～1.4M/分钟 DIP时间：～5秒焊接后冷却速度确保10～15 C°/秒 测试：每班DIP测试仪测试一次 每班焊接时PCB外表温度测试一次187 C°以内 每天测试焊接时波峰的高度～9mm 均匀度3～5cm每天测试助焊剂喷涂均匀度。
〔4〕手插生产线组成：由多个工人按照不同的分工，共同完成一个电子产品的过程1、人员：手插人员、波峰焊操作工、剪腿工、检修工、测试工、组装工、检验工、包装工等2、手插工：依据工艺文件进行手插操作，识别元器件、手插位置、保证手插位置正确、元件极性正确3、波峰焊操作工：操作波峰焊机器4、剪腿工：按要求剪断多余管脚、元件的整形5、检修工：目检焊点，对不合格焊点进行检测、补焊，元件的整形6、测试工：运用软件进行测试，剔出不合格产品7、组装工：进行电子产品的组装8、检验工：目测电子产品的外观9、包装工：进行电子产品的外包装一般根据电子产品的组装元器件的多少进行安排人员多名手插人员、1名波峰焊操作工、2到3名剪腿工、2到3名检修工、2到3名测试工、2到3名组装工、2到3名检验工、2到3名包装工等10、手插生产线锻炼学生的团队合作意识电子产品的质量由每名人员的质量的组合很容易找到废品的责任人 〔4〕再流焊：将无引线的片状元件〔外表组装元器件〕安放在基板的外表上，通过融化预先分配到印制板的焊膏，实现外表组装元器件的焊接易于自动焊接生产 再流焊优势：元器件受到的热冲击小、高温受损的几率低、很好的控制焊料的多少。
再流焊分来：气相再流焊、红外再流焊、热风循环再流焊、激光再流焊、工具再流焊、热气对流再流焊 〔5〕电子束焊接：利用定向高速运行的电子束，在撞击工件后，将局部动能转化为热能，从而使被撞击工件工件外表熔化，到达焊接的目的电子束焊接技术是高能量密度和优良的焊缝质量 电子束焊接技术的优点是：焊缝质量好、穿透深度深；热源稳定性、易控制适用于大批量生产，可作为最后加工工序或仅留精加工余量目前电子束焊接铝合金厚度可达450mm，焊缝深宽可达比70:1〔6〕超声波焊：超声振荡转换成焊件之间的机械振荡，从而在焊件之间产生交变的摩擦力，使被焊零件的接触处可引起一种导致塑性变形的切向应力，随着温度的升高，原子间结合力的鼓励增大，接触面间的相互晶化，到达焊接的目的 超声波焊实现金属与塑料的焊接2、常用焊接材料助焊剂的作用：清洁、防氧化、增加焊料的流动性松香酒精助焊剂：松香溶于酒精重量比为1：3阻焊剂：是一种耐高温的涂料阻焊剂作用：涂在不需要焊接的局部防止连焊助焊剂的主要功能有： 1〕、去除焊接金属外表的氧化膜； 2〕、在焊接物外表形成一液态的保护膜隔绝高温时四周的空气，防 止金属外表的再氧化 3〕、降低焊锡的外表张力，增加其扩散能力； 4〕、焊接的瞬间，可以让熔融状的焊锡取代，顺利完成焊接。
• 当助焊剂在去除氧化物反响的同时，必须还要形成一个保护膜，防止被焊物外表再度氧化，直到接触焊锡为止• 所以助焊剂必须能承受高温，在焊锡作业的温度下不会分解或蒸发，如果分解那么会形成溶剂不溶物，难以用溶剂清洗• 纯松香在280℃左右会分解，此应特别注意好的助焊剂不只是要求热稳定性，在不同温度下的活性亦应考虑助焊剂的功能即是去除氧化物，通常在某一温度下效果较佳 当温度过高时，亦可能降低其活性，如松香在超过600℉〔315℃〕时，几乎无任何反响，如果无法防止高温时，可将预热时间延长，使其充分发挥活性后再进入锡炉 也可以利用此一特性，将助焊剂活性纯化以防止腐蚀现象，但在应用上要特别注意受热时间与温度，以确保活性纯化• 润湿能力〔Wetting Power〕 为了能清理材外表的氧化层，助焊剂要能对基层金属有很好的润湿能力，同时亦应对焊锡有很好的润湿能力以取代空气，降低焊锡外表张力，增加其扩散性扩散率〔Spreading Activity〕 • 助焊剂在焊接过程中有帮助焊锡扩散的能力，扩散与润湿都是帮助焊点的角度改变，通常“扩散率〞可用来作助焊剂强弱的指标3、焊接质量检测：焊点质量要求：• (1) 园、光、齐、饱满〔园滑、光亮、整齐〕• (2) 导电性好、不虚焊、假焊、不连焊、不漏焊。
• (3) 要有良好的机械强度〔二〕压接装配：借助较高的压力和金属位移，使连接接触脚或端子与导线实现连接 图2—4 压接端子压接原理 ：压接是指使用压接工具，对金属外表施加一定的压力，使接合局部产生恰当的塑性变形，而形成可靠的电气连接压接方法：冷压接、热压接 目前以冷压接使用最多，即在常温下进行压接在各种连接方式中，压接使用的压力最高，产生的温度最低压接工具：按其动力分类，有手动式压按钳、油压式压接机、气动压按钳压接工艺：压接时，首先应根据导线的截面积和截面形状,正确选择压接模和工具,这是保证压接质量的关键压接的质量要求： (1)压接端子材料应具有较大的塑性，在低温下塑性较大的金属均适合压接，压接端子的机械强度必须大于导线的机械强度 (2) 压接接头压痕必须清晰可见，并且位于端子的轴心线上(或与轴心线完全对称)导线伸入端头的尺寸应符合要求 (3)压接接头的最小拉力值应符合规定值 特点：简单、本钱低 缺点：接触电阻大、质量不稳定压接与绕接一样是一种用机械手段实现电路连接的方法,它的优越性与绕接相仿，压接技术的应用范围也在不断的扩大。
〔三〕绕接装配：将一端削去绝缘皮的单股实心导线，插入绕接枪的导线槽中，翻开开关，绕接枪高速旋转，将导线绕到带棱角的接线柱上绕接是一种采用机械的手段实现电路连接的方法,虽然它的应用没有锡焊那么普遍,但这种装联方法具有一定的优越性,所以,绕接技术的应用范围在不断的扩大绕接原理 ：使用绕接工具对裸导线施加一定的拉力，并按规定的圈数紧密的绕在带有棱边的接线柱上 绕接绝对不是简单的将裸导线绕在接线柱上，获得良好的绕接点的要求是在绕接过程中必须产生两种效应： 1〕导线在拉力的作用下，与接线柱棱边紧密接触处温度升高，使接触点外表产生两种金属间的扩散； 2〕由于拉力，导线与接线柱接触处形成刻痕，产生塑性变形及外表原子层的强力结合而形成气密区主要优点： 1〕 绕接时不需使用任何辅助材料，不需加温，因此不产生有害气体，无污染，节约原材料、降低本钱； 2〕绕接点可靠性高、有很强的抗腐蚀能力，接触电阻比锡焊小，绕接电阻只有1毫欧左右，而锡焊接点的接触电阻有10毫欧左右，而且抗震能力比锡焊大40倍无虚、假焊、接触电阻小，无热损伤、本钱低 缺点：导线必须是单股实心导线，接线柱必须是带棱角的特殊形状。
绕接方法 ：绕接必须使用专用的绕接工具，按动力可分为电动、气动、手动三类绕接工具的关键部件是一个能旋转的绕接工具头绕头是在静止的绕套内旋转，把导线绕在接线柱上, 绕头内有一个孔，用来套入接线柱 绕头上有一条入线槽，目的是要把绕在接线柱上的那一局部导线插入绕头槽内， 而导线的另一局部保持不动导线从槽口经过一个光滑的半径被拉引而产生控制的张力 要求：芯线直径为0.25mm-1.3mm 绕接匝数大于5圈 匝线紧密排列，匝线与匝线之间无间隙图2—5 绕接示意图绕接点的质量要求： (1)最少绕接圈数：4-8圈(不同线径，不同材料有不同规定)； (2)绕接间隙：相邻两圈间隙不得大于导线直径的一半,所有间隙的总和不得大于导线的直径(第一圈和最后一圈除); (3)绕接点数量:一个接线柱上以不超过三个绕接点为宜; (4)绕接头外观:不得有明显的损伤和撕裂; (5)强度要求:绕接点应能承受规定检测手段的负荷 不良绕接：叠绕、匝数过少、绕线之间有间隙、留尾〔四〕螺纹连接：用螺钉、螺栓、螺母等紧固件，把各种零部件、元件连接的方式，属于可拆卸连接。
优点：连接可靠、拆卸方便 缺点：抗振动或冲击能力差、易于松动分类：螺柱连接、螺钉连接、螺钉连接1、螺柱和螺钉连接多用于受结构限制而不能用螺栓的场合2、螺钉连接不用螺母，且有光整的外露外表，但不宜用于时常装拆的场合，以免损坏被连接件的螺纹孔3、紧定螺钉连接，紧定螺钉旋入被连接件之一的螺纹孔中，其末端顶住另一被连接件，以固定两个零件。