《电子产品装连工艺》PPT课件.ppt

本课主要内容,印制电路（PCB）板的组装工艺,面板、机壳装配工艺,散热件、屏蔽装置的装配工艺：,其他连接工艺,教学目的： 1.掌握印制电路板的组装工艺和要求。 2.了解面板、机壳装配、散热件、屏蔽装置的装配工艺。 3.了解其他连接工艺。,教学重点：印制电路板的组装工艺和要求。,教学难点：印制电路板的组装工艺和要求。,手工流水插装工艺流程,自动插装工艺流程,印制电路板组装工艺的基本要求：,1.各个工艺环节必须严格实施工艺文件的规定，认真按照工艺指导卡操作。 2.印制电路板应使用阻燃性材料，以满足安全使用性能要求。 3.组装流水线各工序的设置要均匀，防止某些工序组装件积压，确保均衡生产。 4.印制电路板元器件的插装（或贴装）要正确，不能有错装、漏装现象。 5.焊点应光滑无拉尖、无虚焊、假焊、连焊等不良现象，使组装的印制电路板的各种功能符合电路的性能指标要求，为整机总装打下良好的基础。 6.做好印制电路板组装元器件的准备工作。 1)元器件引线成形。 2)印制电路板铆孔 3)装散热片 4)印制电路板贴胶带纸。,印制电路板的手工流水线插装,1.生产时都采用流水线进行印制电路板组装，为了提高装配效率和质量。 2.插件流水线作业是把印制电路板组装分解为若干简单工序。 3.印制电路板的插件流水线分为自由节拍和强制节拍两种形式。 4.每道工序插装大约为1015个元器件。 5.印制电路板上插装元器件有两种方法：按元器件的类型、规格插装元器件和按电路流向分区块插装各种规格的元器件。,印制电路板机器自动插装,自动插装机的使用步骤及有关要求如下: （1）编辑编带程序。 （2）编带机编织插件料带。,插装形式,半导体三极管、电容器、晶体振荡器和单列直插集成电路多采用立式插装方式，而电阻、二极管、双列直插及扁平封装集成电路多采用卧式插装方式。,元器件插装的技术要求：,1.每个工位的操作人员将已检验合格的元器件按不同品种、规格装入元件盒或纸盒内，并整齐有序放置在工位插件板的前方位置，然后严格按照工位的前上方悬挂的工艺卡片操作。 2.按电路流向分区块插装各种规格的元器件。 3.元器件的插装应遵循先小后大、先轻后重、先低后高、先里后外、先一般元器件后特殊元器件的基本原则 4.电容器、半导体三极管、晶振等立式插装组件，应保留适当长的引线。引线保留太长会降低元器件的稳定性或者引起短路，太短会造成元器件焊接时因过热而损坏。一般要求距离电路板面2mm，插装过程中应注意元器件的电极极性，有时还需要在不同电极套上绝缘套管以增加电气绝缘性能、元器件的机械强度等。元器件引线加绝缘套管的方法如图。,5.安装水平插装的元器件时，标记号应向上、方向一致，便于观察。功率小于1W的元器件可贴近印制电路板平面插装，功率较大的元器件应距离印制电路板2mm，以利于元器件散热。 6.为了保证整机用电安全，插件时须注意保持元器件间的最小放电距离，插装的元器件不能有严重歪斜，以防止元器件之间因接触而引起的各种短路和高压放电现象，一般元器件安装高度和倾斜范围如图（单位：mm）。,元器件插装的技术要求(续)：,7.插装玻璃壳体的二极管时，最好先将引线绕12圈，形成螺旋形以增加留线长度如图所示，不宜紧靠根部弯折，以免受力破裂损坏。,元器件插装的技术要求(续)：,8.插装元器件要戴手套，尤其对易氧化、易生锈的金属元器件，以防止汗渍对元器件的腐蚀作用。 9.印制电路板插装元器件后，元器件的引线穿过焊盘应保留一定长度，一般应多于2mm。为使元器件在焊接过程中不浮起和脱落，同时又便于拆焊，引线弯的角度最好是在4560之间，如图。,元器件插装的技术要求(续)：,10.插件流水线上装插元器件后要注意印制电路板和元器件的保护，在卸板时要轻拿轻放，不宜多层叠放，应单层平放在专用的运输车上。,为了保证电路板插装质量，必须加强流水线的工艺管理。在插件流水线的最后一个工序设置检验工序，检查印制电路板组装元器件有无错插、漏插，电解电容的极性插装是否正确，插入件有无隆起、歪斜等现象，并及时纠正。所示为元器件插装不良的缺陷。,特殊元器件的插装方法及要求,1.大功率三极管、电源变压器、彩色电视机高压包等大型元器件，其插装孔一般要用铜铆钉加固；体积、质量都较大的电解电容器，因其引线强度不够，在插装时，除用铜铆钉加固外，还应用黄色硅树酯胶粘剂将其底部粘在印制电路板上。 2.中频变压器、输入输出变压器带有固有插脚，在插装时，将脚压倒并锡焊固定。较大的电源变压器则采用螺钉固定，并加弹簧垫圈防止螺母、螺钉松动。 3.一些开关、电位器等元器件，为了防止助焊剂中的松香浸入元器件内部的触点而影响使用性能，因而在波峰焊前不插装，在插装部位的焊盘上贴胶带纸。波峰焊接后，再撕下胶带纸，插装元器件，进行手工焊接。目前采用先进的免焊工艺槽，可改变贴胶带纸的繁琐方法。下图为免焊工艺槽。,4.插装CMOS集成电路、场效应管时，操作人员须戴防静电腕套。已经插装好这类元器件的印制电路板，应在接地良好的流水线上传递，以防止元器件被静电击穿。 5.插装集成块时应弄清引线脚排列顺序，并与插孔位置对准，用力要均匀，不要倾斜，以防止引线脚折断或偏斜。 6.电源变压器、伴音中放集成块、高频头、遥控红外接收器等需要屏蔽的元器件，屏蔽装置应良好接地。,特殊元器件的插装方法及要求(续),表面贴装技术（SMT） 是无需对印制电路板钻插装孔，直接将表面安装形式的元器件（片式元件）贴、焊到印制电路板焊接面规定位置上的电子电路装联技术。如图所示为片式元器件的表面安装示意图。,表面安装技术的特点：,体积小、重量轻、装配密度高,提高产品的可靠性,适合自动化生产,降低了生产成本,SMT的基础材料： 1.表面贴装元件（SMD）:凡适合表面贴装的微小型、无引线或短引线的元器件均称为表面贴装元件（SMD），又称片式元件 按其功能分为: 1）片式无源元件、复合元件（电阻网络、滤波器、谐振器）和电阻器、电感器、电容器等。 2）片式有源元件如:分立器件、集成组件。 3）片式机电元件如:片式开关、片式继电器等； 按其形状可分:为矩形、圆柱形和不规则形状等。,SMT的基础材料： 2.SMT电路基板: 1）无机材料主要为陶瓷电路基板，基板材料是96的氧化铝，也可用氧化铍做基板材料。陶瓷电路基板主要用于厚、薄混合集成电路、多芯片组装电路中。陶瓷基板比有机材料具有更好的耐高温性能，表面光洁度好，化学稳定性好，耐腐蚀。 2）有机材料电路基板有环氧玻璃纤维板、聚酰亚胺玻璃纤维板、环氧芳族聚酰胺纤维板、聚酰亚胺芳族聚酰胺纤维板、聚酰亚胺石英（熔融石英）板、玻璃纤维/芳族聚酰胺合成纤维板、聚四氟乙烯玻璃纤维板、热固性塑料板等，。目前，电子产品中应用最广泛的是环氧玻璃纤维电路板，它可用做单面、双面和多层印制电路板。此种电路板既有良好的强度又具有良好的延展性。但其热膨胀系数比较高，一般不在这种板上安装大尺寸的片式元件和无引线陶瓷芯片载体。,SMT安装方式： 1）单面混合安装。该安装方式采用印制电路板和双波峰焊接工艺。 2）双面混合安装。这种安装方式采用双面印制电路板、双波峰焊接或再流焊工艺。 3）完全表面安装。它分为单面表面安装和双面表面安装两种安装方式。,表面安装技术的组成,1.表面安装组件（SMD） 2.表面安装与通孔插装的比较。,SMT的焊接工艺： （1）波峰焊工艺。在SMT中的波峰焊，一般采用双波峰焊接工艺。波峰焊接在SMT的应用中也有一定的局限性。 （2）再流焊工艺。再流焊是先将焊料加工成粉末，并加上液态黏合剂，使之成为有一定流动性的糊状焊，焊膏, 用它将元器件粘在印制板上，通过加热使焊膏中的焊料熔化而再次流动，达到将元器件焊接到印制板的目的。,再流焊与波峰焊相比，具有如下一些特点： 1)再流焊元器件受到的热冲击小。 2)再流焊仅在需要部位施放焊料。 3)再流焊能控制焊料的施放量，避免了桥接等缺陷。 4）焊料中一般不会混入不纯物，能正确地保持焊料的组成。 5)当SMD的贴放位置有一定偏离时，只要焊料的施放位置正确，就能自动校正偏离，使元器件固定在正在正常位置。,再流焊的加热方法： 1)红外线加热：目前应用最普遍的再流焊加热方式，采用吸收红外线热辐射加热，升温速度可控，具有较有较好的焊接可靠性；缺点是材料不同，热吸收量不同，因而要求元器件外形异不可太大，热敏元件要屏蔽起来。 2)热风循环加热：利用普通的热板隧道炉的热板传导加热。其特点是结构简单，投资少，温度曲线可变，但传热不均匀，不适合双面装配及大型基板、大元器件的装配。 3)激光加热：这是辐射加热的一种特殊方法，利用激光的热能加热，焊接可局部进行，集光性良好，适用于高精度焊接，但设备昂贵。 4)加热工具（热棒）：通过各种形状加热工具的接触，利用热传导进行加热。其特点是加热工具的形状自由变化，可持续加热，对其他元器件的热影响小，热集中性良好，但工具的加压易引起元器件位置偏离，且温度均匀性差。,表面安装方式及工艺流程,单面表面安装工艺流程,双面表面安装工艺流程,先贴法工艺流程,后贴法工艺流程,固定基板,SMD和THC都在A面,固定基板,THC都在A面,SMD在A面和B面,1.为了消除焊接面的各种残留物，必须对印制电路板进行清洗。 2.正确地选择和使用清洗溶剂，并采用相应的清洗工艺 3.由于SMT电路板组件与底板之间的间隙小，目前一般采用强力超声和共沸点溶液清洗。 4.电子清洗及其他清洗行业取得了可喜的成果，尤其是免清洗焊接技术的逐步实施越来越受到人们的重视，成为表面安装技术的重要发展方向，以保证产品符合ISO 9000质量体系的要求。免清洗焊接技术有两种，一种采用低固体成分的免洗焊剂（或焊膏），另一种是采用惰性气体保护的免洗焊接设备。,印制电路板的清洗,印制电路板的检测,1.通用安装性能检测。 根据通用安装性能的标准规定，安装性能包括可焊性、耐热性、抗挠强度、端子粘合度和可清洗性。 2.焊点检测。 印制板焊点检测就是非接触式检测，能检测接触式测试探针探测不到的部位。激光红外检测、超声检测、自动视觉检测等技术在SMT印制电路板焊点质量检测中得到应用。 3.在线测试。 在线测试是在没有其它元器件的影响下对元器件逐点提供测试（输入）信号，在该元器件的输出端检测其输出信号。 4.功能测试。 功能测试是在模拟操作环境下，将电路板组件上的被测单元作为一个功能体，对其提供输入信号，按照功能体的设计要求检测输出信号。在线测试和功能测试都属于接触式检测技术。,喷涂,装饰性喷涂,填补性喷涂,（1）修补平整,喷涂,在面板、机壳上印刷出产品设计需要的文字、符号及标记。,漏印,为了保证漏印质量，漏印前对面板、机壳和丝网有如下要求：面板、机壳需要漏印的表面应无划痕损伤等缺陷；面板、机壳要经除尘处理；网上的文字、符号和标记等图样不走形，网孔要干净，易漏油墨。,漏印图形文字的丝网制板,漏印,套色,干燥,1.将要漏印的文字、符号和标记等图样照相制成11大小的负片。 2.负片再次爆光制成正片。 3.正片放在涂有感光胶的丝网上，在曝光灯下曝光12min。应掌握好曝光时间，曝光时间短，未感光部分不易冲洗掉，造成丝网漏孔不干净，已感光部分的感光胶也容易脱落，致使文图不清晰，影响漏印质量；曝光时间过长，则使文字、符号和标记等图样的边缘产生毛刺。 4.丝网冲洗显影。,漏印流程：,烫印,(1)塑料面板和机壳表面烫印木纹箔、铝或铜箔，以装饰面板和机壳的表面。 (2)烫印使用的材料是烫印纸。 (3)烫印是在烫印机上进行的。,注塑成型后的面板、机壳，经过喷涂、漏印、烫印等工艺后，成为电子整机的一个主要部件。为了满足电子整机产品的质量要求，塑料面板、机壳在生产流水线上装配时要求注意下面几点：,（）由于面板、机壳对内部装配的元器件有防护作用，从安全性能考虑，彩色电视接收机等家用电子产品的机壳、面板应用阻燃性材料制成。 （）机壳带有排热气通风孔或其他孔洞时，应避免金属物进入机内与带电元器件接触。 （）机壳、后盖打开后，当触摸外露的可触及元件时，应无触电危险。 （）机壳、后盖上的安全标记应清晰。 （）面板、机壳外观要整洁，表面不应有明显的划伤、裂缝、变形，表面涂覆层不应起泡、龟裂和脱落。 （）在面板上装配各种可动件时，应使可动件的操作灵活、可靠，位置要适当，无明显的缝隙，零部件应紧固无松动，具有足够的机械强度和机械稳定性。,面板、机壳的装配要求:,面板、机壳的装配工艺要求如下：,（）装配前应进行面板、机壳质量检查，将外观检查不合格的工件隔离存放，做好记录。 （）在生产流水线工位上，凡是面板、机壳接触的工作台面上，均应放置塑料泡沫垫或橡胶软垫，防止装配过程中划损工件外表面。 （）面板、机壳的内部注塑有各种凸台和预留孔，用来装配机芯、印制电路板及其部件。装配面板、机壳时，一般是先里后外，先小后大。搬运面板、机壳要轻拿轻放，不能碰压。 （）面板、机壳上使用风动旋具紧固自攻螺钉时，风动旋具与工件应有互相垂直，不能发生偏斜。扭力矩大小要合适，力度太大时，容易产生滑牙甚至出现穿透现象，将损坏面板。 （）在面板上贴铭牌、装饰、控制指示片等，应按要求贴在指定位置，并要端正牢固。 （）面板与外壳合拢装配时，用自攻螺钉紧固应无偏斜、松动、并准确装配到位。装配完毕，用“风枪”清洁面板、机壳表面，然后装塑料袋封口，并加塑料泡沫衬垫后装箱。 （）电子产品盒式结构由前、后盖组成，前、后盖采用卡扣嵌装连接，依靠塑料自身的形变弹性，使凸缘镶嵌在凹槽内相互卡住，这种镶嵌结构可以少用或免用自攻螺钉紧固前、后盖，简化装配过程。,散热件的装配,电子元器件的散热一般使用铝合金材料制成的散热器。为了提高晶体管的散热效果，可以采取以下方法。,(1) 为了增大散热器的散热面积，可以把散热器设计成分叉形、层状等形状，但受电子元器件安装密度和产品小型化的限制。 (2) 增加管子外壳与散热器的接触面积，并在接触面上涂硅酯以减小热阻。 (3) 一些晶体管外壳不允许与散热器直接接触（防止集电极接地）时，一般选用热阻小的薄绝缘片垫在中间，并且涂上硅酯，减小绝缘衬垫的传导热阻。,大功率晶体管和集成电路的散热器装配,散热器的装配要求,（1）元器件与散热器之间的接触面要平整，以增大接触面，减小散热热阻。 （2）彩色电视机等电子产品，大功率管多数采用板状散热器（称散热板） （）散热器在印制电路板上的安装位置由电路设计决定，一般应放在印制电路板的边沿易散热的地方，而且在散热器的周围不要布置对热敏感的元器件，尽量减小散热器的热量对周围元器件的影响，从而提高电路的热稳定性。 （4）元器件装配散热器可在装配模具内进行,屏蔽的目的是阻止电磁能量的传播，并将其限制在一定的空间范围内。,屏蔽的种类,（1）电屏蔽。 电屏蔽指电场屏蔽，其作用是抑制干扰源与受感物之间的寄生分布电容耦合。 屏蔽时，屏蔽金属必须有良好的接地，这样可使分布电容泄漏出来的电能经屏蔽罩传导入地，而不会窜入其它电路中。由于干扰源与受感物之间大部分的寄生电容短接接地，使分布电容大大降低，故能有效地抑制寄生电容的耦合。 （2）磁屏蔽。 磁屏蔽用于抑制寄生电感产生的磁场（指恒定磁场或4kHz以下的低频磁场）耦合。 （3）电磁屏蔽,屏蔽的结构,（1）屏蔽板。 （2）屏蔽盒。 （3）屏蔽格。 （4）双层屏蔽。 （5）屏蔽盖。,屏蔽件的装配,螺装或铆装,锡焊装配,对安装的总要求是牢固可靠，不损伤元器件，不损伤涂覆层，不破坏元器件的绝缘性能，安装件的位置、方向正确。具体要求如下：,（1）应保证实物与装配图一致。 （2）提交装配的所有材料和零、部件（包括外购件）均应符合现行标准和设计文件要求，经检验合格方可安装。 （3）一般不允许对外购件进行补充加工（图纸有规定时例外）。 （4）装配前应对机械零、部件进行清洁处理，清除附着的杂物，以防止先期磨损而造成额外偏差。 （5）机械零件在装配过程中不允许产生裂纹、凹陷、压伤和可能影响设备性能的其他损伤。 （6）相同的机械零、部件应具有互换性。必要时可按工艺文件的规定进行修配调整。 （7）固定连接的零部件，不允许有间隙和松动。活动连接的零部件应能在正常间隙下，在规定的方向灵活均匀地运动。 （8）必须仔细检查配套的产品并保持清洁，否则使用时会造成机械和电气故障。 安装中的连接方法可分为两大类：一类是可拆连接，即拆散时不会损伤任何装配件，包括螺钉连接、柱销连接、夹紧连接等；另一类是不可拆连接，即拆散时会损伤装配件和材料，包括胶粘、铆钉连接等。,胶接与铆接、焊接及螺接相比，具有如下优点。,（1）应用范围广。 （2）胶接变形小。 （3）胶接处应力分布均匀，避免了其他连接存在的应力集中现象，因此具有较高的抗剪、抗拉强度。 （4）具有良好的密封、绝缘、耐腐蚀的特性。 （5）用胶粘剂对设备和零部件进行修复，工艺简便，成本低。,尽管胶接方法有这样多的优点，但性能脆；胶接接头抗剥离和抗冲击能力差等。,用胶粘剂将各种材料粘接在一起的安装方法称为胶接。,胶接工艺,防止紧固件松动的措施,优点是结构简单，便于调试，装卸方便，工作可靠，,（1）紧固件的选用。,（2）拧紧方法。,（3）螺纹连接的质量标准。,（4）螺纹连接时应注意的事项,（5）自动连接的防松动。,螺纹连接,用螺纹连接件（如螺钉、螺栓、螺母）及垫圈将元器件和零、部件紧固地连接起来。简称螺接,压紧冲头,半圆头冲头,通过机械方法，用铆钉将两个以上的零、部件连接起来的操作叫做铆接。它有冷铆和热铆两种方法。,在电子产品装配中，通常是用铜或铝制作铆钉，采用冷铆法进行铆接。,（1）对铆接的要求：,（2）铆钉长度和铆钉直径。,（3）铆装工具：,铆接,销接是利用销钉将零件或部件连接在一起，使它们之间不能互相转动或移动，其优点是便于安装和拆卸，并能重复使用。,按用途分销钉有紧固销和定位销两种；按结构形式不同可分为圆柱销、圆锥销和开口销。在电子产品装配中，圆柱销和圆锥销较常使用。,销钉连接时应注意以下几方面,（1）销钉的直径应根据强度确定，不得随意改变。 （2）销钉孔配做前，应将连接件的位置精确地调整好，保证性能可靠，然后再一起钻铰。 （3）销钉多是靠过盈配合装入销孔中的，但不宜过松或过紧。圆锥销通常采用1：50的锥度，装配时如能用手将圆锥销塞进孔深80%85%，可获得正常过盈。 （4）装配前应将销孔清洗干净，涂油后再将销钉塞入，注意用力要垂直、均匀，不能过猛，防止头部镦粗或变形。 （5）对于定位要求较高或较常装卸的连接，宜选用圆锥销连接。,销接,压接有冷压接和热压接两种，目前冷压接使用较多。,其优点是：,（1）操作简便。 将导线端头放入压接触脚或端头焊片，用压接钳或其他工具用力夹紧即可。 （2）适宜在任何场合进行操作。 （3）生产效率高、成本低、无污染。 压接与锡焊相比，省去了浸锡、清洗等工序，既提高了生产效率，又节省了材料。降低了成本，且无有害气体和助焊剂残留物的污染。 （4）维护简便。压接点损坏后，只要剪断导线重新脱头后再压接即可,压接的缺点是接触电阻比较大；手工压接时，难于保证压接力一致，因而造成质量不够稳定。此外，很多接点不能采用压接方法。,压接,绕线器的结构 1-芯线孔 2-套筒 3-绕线轴 4缠绕柱孔5-凹槽,绕接的基本原理是对两个金属表面施加足够的压力，使之产生塑性变形，因而在两金属表面引起金属扩散作用，像焊接一样也产生合金层，使两金属间完全结合。,（1）绕接用的材料,绕接用的接线端子（又称缠绕柱、缠绕杆）是用铜或铜合金制成的，其截面一般为正方形、矩形和梯形等带棱角的形状。,（）绕接器的构造,绕接通常是在绕接器上进行的。绕接器按动力分有气动和电动两种；。,（3）绕接器的操作,绕接器的操作十分简便。在绕接前，只要将导线的芯线插入芯线孔，绕线轴套在接线端子上（但不要套到底），转动绕接器即可，如下图,绕 接,绕接器的操作,绕接的具体操作步骤及注意事项如下:,准备导线。 插入芯线。