现代电子产品生产工艺.ppt

1、第4章现代电子产品生产工艺,4.1常用组装工具 4.2电子装配准备工艺 4.3PCB的设技与制作 4.4焊接工艺 4.5调试技术,4.1常用组装工具,目的要求 掌握组装工具正确的使用方法、维护与检修技术。 教学节奏、方式与重点 常用的组装工具.按其用途可分为焊接工具、钳口工具、剪切工具和紧固工具等。,下一页,返回,4.1常用组装工具,4.1.1焊接工具 在电子设备、仪器仪表的装联过程中.常用的手工焊接工具就是电烙铁。一般有如下几种 (1)内热式电烙铁 内热式电烙铁的外形.如图4-1所示。 (2)内热式电烙铁的结构.如图4-2所示 内热式电烙铁的烙铁芯(发热元件)安装于烙铁头(被加热元件)内。烙

2、铁芯是采用极细的镍铬电阻丝绕在瓷管上制成的.在外面套上耐高的绝缘套管.装入连接件内.引出线与导线、插头相连。烙铁头的一端是开口且空心.它套在连接件的外面.用弹簧夹紧固。,上一页,下一页,返回,4.1常用组装工具,由于芯子装在烙铁头内.热量的损耗很小.其利用率很高.可达85%-90%C20 W的内热式电烙铁相当于25-40 W的外热式电烙铁).具有体积小、质量轻、发热快.烙铁头温度高(可高达350 C)等优点。内热式电烙铁相对来讲.烙铁头的形状较复杂.加工程序较多。为了使烙铁头的使用寿命更长一般采用在烙铁头(紫铜)表面电镀纯铁或镍.处理后的烙铁头其使用寿命比末处理的烙铁头高10-20倍。 2.外

3、热式电烙铁 (1)外热式电烙铁的外形.如图4-3所示。,上一页,下一页,返回,4.1常用组装工具,(2)外热式电烙铁的结构.如图4-4所示。 外热式电烙铁的烙铁芯(发热元件)安装于烙铁头(被加热元件)的外面。烙铁芯是采用极细的镍铬电阻丝绕在薄云母片绝缘的圆筒管上制成的。烙铁头插入烙铁芯的深度不同.其烙铁头的表面温度也有所示同.插入深些烙铁头的表面温度高.适用焊接体积较大的物体.插入浅些烙铁头的表面温度会较低.适用焊接体积较小或较薄的物体。 3.恒温电烙铁 恒温电烙铁的外形.如图4-5所示。 恒温电烙铁是指烙铁头的温度是恒定可控的。根据控制方式的不同.又可分为电控恒温电烙铁和磁控恒温电烙铁。其中

4、.电控恒温电烙铁(图4-5)采用热敏元件探测烙铁头的温度.传给恒温控制器.由控制器控制烙铁头的温度是升高还是降低.从而使烙铁头获得恒温。,上一页,下一页,返回,4.1常用组装工具,4.吸锡电烙铁 吸锡电烙铁是无损伤拆卸元器件的必备工具。吸锡电烙铁的原理是利用弹簧突然释放的弹力带动一个吸气筒内的活塞.向内吸气的同时.在吸嘴处产生强大的吸力.从而将焊盘上液态的焊锡吸走。在使用时.将吸锡电烙铁的吸嘴靠近焊点.待焊点熔化后按下按钮.即可将焊锡吸走。 吸锡电烙铁的外形如图4-6所示,上一页,下一页,返回,4.1常用组装工具,4.1.2钳口工具 1.钢丝钳 钢丝钳分为铁柄和绝缘柄两种。电专业使用带绝缘柄的

5、钢丝钳.常用的规格有150 mm,175 mm和200 mm 3种。 带绝缘柄的钢丝钳由钳头和钳柄两大部分组成.钳头由钳口、齿口、刀口和铡口四部分组成.如图4-7 (a)所示。它的用途很多.钳口用来弯、绞、钳或夹导线线头.如图4-7(b)所示;齿口用来紧固或起松螺母.如图4 - 7(c)所示;刀口用来剪切导线或剖削软导线绝缘层.如图4-7(d)所示;铡口用来铡切电线线芯、钢丝或铅丝等较硬的金属.如图4-7 (e)所示。,上一页,下一页,返回,4.1常用组装工具,2.尖嘴钳 尖嘴钳主要用于在焊点上网绕导线或元器件引线.以及元器件引线的成形等。电子装配所使用的尖嘴钳一般都带有塑料胶套手柄.使用方便

6、、防滑.且能绝缘。尖嘴钳的外形如图4-8所示。尖嘴钳的使用方法与钢丝钳的使用方法相同。 3.平嘴钳 平嘴钳主要用于拉直导线、元器件引脚.或引脚成形.也可用于焊接夹持元器件引脚.帮助散热平嘴钳的外形如图4-9所示平嘴钳的使用方法与尖嘴钳的使用方法相同。,上一页,下一页,返回,4.1常用组装工具,4.镊子 镊子的主要作用是用来夹持元器件或其他小的物件。镊子有两种.端部较宽的为医用镊子.可用于夹持较大的物件。端部细而尖的为钟表镊子(或称普通镊子).可用于夹持细小的物件。镊子的外形如图4-10所示。 5.圆嘴钳 顾名思义.其钳口部分为圆锥形。主要用来将导线的端头、元器件的引脚绕成圆环形.安装于螺钉及其

7、他部位圆嘴钳的外形如图4-11所示。,上一页,下一页,返回,4.1常用组装工具,4. 1. 3剪切工具 1.偏口钳 偏口钳又称斜日钳。主要用于剪切导线.或剪去装配后多余的元器件引脚、线尾。在使用时.要使钳头朝下.若是不易变动方向.则用另一只手遮挡住被剪切下的多余线头的运动方向.以防止剪下的线头飞出伤人.或掉入仪器设备中造成短路.损坏设备。偏口钳的外形如图4-12所示。偏口钳的使用方法与尖嘴钳的使用方法相同。,上一页,下一页,返回,4.1常用组装工具,2.剪刀 剪刀有普通剪刀和剪切金属材料的剪刀两种。剪切金属材料所使用的剪刀.因为其结构的特殊性(头部短而宽.刃口角度较大).它可以剪切金属板材.或

8、较小的圆形、扁形金属材料.即能承受较大的剪切力剪刀的外形如图4-13所示。 4.1.4紧固工具 紧固工具是用来紧固和拆卸螺钉螺母的。它包括螺钉旋具、螺母旋具和各类扳手等。,上一页,下一页,返回,4.1常用组装工具,1.螺钉旋具 螺钉旋具俗称螺丝刀、改锥或起子.它是一种紧固或拆卸螺钉的工具.常用的有“一”字形、“十”字形两类.并有自动、电动、风动等形式。螺回旋具的外形.“一”字形如图4-14所示;“十”字形如图4-15所示。 螺钉旋具选用:对于“一”字形螺钉旋具.应使旋具头部的长短和宽窄与螺钉槽相适应。旋具头部过宽易损坏安装件表面.过窄易损坏螺钉槽。旋具头部的厚度与螺钉槽相比.过厚或过薄都不好。

9、通常取旋具刃口厚度为螺钉槽口宽度的0. 7 50. 8。对于“十”字形螺钉旋具.应使旋具头部与螺钉槽相吻合.否则易损坏螺钉槽。,上一页,下一页,返回,4.1常用组装工具,“十”字形螺钉旋具的端头分四种槽型:l号槽型适用于22. 5 mm . 2号槽型适用于35 mm.3号槽型适用于5. 58 mm.2号槽型适用于1012 mm。 螺钉旋具的使用方法.如图4-16所示。使用旋具时不能斜插于螺钉槽内.应平且用力要平稳.压和拧要同时进行。 2.螺母旋具 螺母旋具的外形.如图4-17所示。它主要用于装卸六角螺母。其使用方法与螺钉旋具相同。,上一页,下一页,返回,4.1常用组装工具,3.机动螺钉(螺母)

10、旋具 机动螺钉(螺母)旋具有电动和风动两种。它广泛应用于生产装配工位上。小型机动螺钉(螺母)旋具外形.如图4-18所示。机动螺钉(螺母)旋具设有扭力矩限力装置.使用中超过预先设定的扭力矩.则会自动打滑。这对产品的组装是极为有利的。这类旋具的特点是体积小、质量轻、操作灵活方便。 4.扳手 扳手是用来紧固和拆卸螺母的一种专用工具。常用的有活扳手、呆扳手、梅花扳手、套筒扳手等。活扳手的结构外形.如图4-19 (a)所示。,上一页,下一页,返回,4.1常用组装工具,活扳手的使用方法.扳动较大螺母时.需较大的力矩.手应握在近尾处.如图4-19(b)所示。若扳动较小螺母时.需用的力矩较小.且螺母过小易打滑

11、.手应握在近头部的地方.如图4-19(c)所示.可随时调节蜗轮.收紧活络板唇防止打滑.活扳手的活络扳唇俗称舌头。,上一页,返回,4.2电子装配准备工艺,目的要求 熟悉元器件引出线的加工工艺要求.掌握正确的加工方法。 熟悉导线的加工工艺要求.掌握正确的加工方法。 教学节奏、方式与重点,下一页,返回,4.2电子装配准备工艺,4. 2. 1元器件引出线的加工工艺 元器件插装到印制电路板之前一般都要将元器件的引线成形。元器件引线成形的目的:一是有利于提高装配质量和可靠性;二是有利于提高生产和经济效益;三是有利于提高防振、防止变形的作用.增加美感.便于自动化焊接。 1.元器件引线的成形要求 元器件引线的

12、成形.根据插装方法的不同可分为手工焊接时的形状图.如图4-20所示;自动焊接时的形状图.如图4-21所示。根据装配方式的不同可分为立式装配图4-20(b)与卧式装配图4-20(a)两种。,上一页,下一页,返回,4.2电子装配准备工艺,图4-20中.a为引线弯折处到引线根部的距离;D为引线直径或厚度;R为弯曲半径。 对元器件引线成形的要求如下: (1)引线弯折处到引线根部的距离应大于1. 5 mm(即a1. 5 mm).以防止引线折断或拉开。 (2)引线弯曲半径R应大于两倍引线直径D(即R2D).以减小弯折处的机械应力。对于立式安装.引线弯曲半径R应大于元器件的外形半径。,上一页,下一页,返回,

13、4.2电子装配准备工艺,(3)元器件引线成形时.应注意将元器件的型号、参数等标志符号朝向方便查看的位置。 (4)对于双引脚元器件需卧式安装时.则左右弯折处到元器件外形端点的距离应相等.且引出线要平行。 (5)晶体管等对热敏感的元器件.在成形时.可将其引出线加工成环形.以达到加长焊点到元器件外形端点的距离.减小热冲击。 2.元器件引线的成形方法 元器件引线的成形方法有专用模具成形、专用设备成形和手工成形等。而常用的是模具成形和手工成形。,上一页,下一页,返回,4.2电子装配准备工艺,1)模具成形 模具成形如图4-22所示。将元器件的引出线从模具上方(即垂直方向)所开的长条形孔中插入模具内.将插杆

14、从模具侧面所开的成形孔中插入模具内.引线即成形.拔出插杆.然后把元器件沿水平方向移出即可用此种方法加工的元器件引线一致性好.装插后规范标准。 2)手工成形 手工成形如图4-23所示。用尖嘴圆弧钳夹持着需要弯折的位置.用另一只手的大拇指推动引脚的外端.推至所需角度即可。用同样方法成形另一只引肚口。用此种方法加工的元器件引线一致性较差.只适用于少量生产。,上一页,下一页,返回,4.2电子装配准备工艺,3)大于2个引脚的成形形式 图4-24为3个引脚的成形形式。 4. 2. 2导线的加工工艺 导线是电路之间、各分机之间进行电气连接和相互传递信息必不可少的材料在整机装配之前(即准备阶段).就必须对所要

15、使用导线进行加工。加工内容包括:剪切、绝缘导线端头加工、电缆线端头的加工、屏蔽导线端头的加工以及线扎的制作。 1.绝缘导线端头的加工 1)绝缘导线端头的加工要求,上一页,下一页,返回,4.2电子装配准备工艺,(1)剪裁的长度。应符合设计文件或工艺文件的要求.允许有5%-10%的正误差.不允许出现负误差。 (2)头长度。应根据芯线的横截面积与接线端子的形状来确定。表4-1列出了一般电子产品所用接线端子与接线方式的剥头长度及调整范围。然而在实际工作中.剥头长度应符合设计文件或工艺文件的要求。 (3)在整个加工过程中.不允许损伤导线的绝缘层(因绝缘层的损伤.会降低导线的绝缘性能).且芯线无锈蚀。 (

16、4)剥头时不应损伤芯线对于多股芯线.表4-2列出了允许损伤芯线的股数。,上一页,下一页,返回,4.2电子装配准备工艺,(5)对于多股芯线.剥头后捻紧再浸锡.且捻头时不能损伤芯线。 (6)浸锡后芯线表面应锡量均匀、光洁.没有毛刺.绝缘层没有起泡、烫焦、破裂等现象。 2)绝缘导线端头加工工艺 绝缘导线加工工序可分为:剪裁一剥头一捻头(对多股导线)一浸锡一清洁一印标记。 (1)剪裁。按照工艺文件中接线表(或下料清单)要求.逐一核对导线的型号、规格、颜色后.按规定的长度进行剪裁。剪裁时使用直尺、偏口钳或剪刀.将导线拉直剪切.剪裁的导线长度允许有5%-10%的正误差.不允许出现负误差。剪裁的顺序应先剪裁

17、长导线.后剪裁短导线剪裁时应不要损伤绝缘层大批量生产应采用自动剪线机剪裁。,上一页,下一页,返回,4.2电子装配准备工艺,(2)剥头。按照工艺文件中接线表(或下料清单)要求的A端剥头尺寸、B端剥头尺寸.剥去导线A,B两端的绝缘层.露出芯线的过程。常用的方法有刃截法和热截法两种。 刃截法。就是使用刀、剪刀、剥线钳等带刃的工具剥去导线的绝缘层。其特点是所需设备简单.操作简单易行缺点是易损伤芯线。,上一页,下一页,返回,4.2电子装配准备工艺,热截法。就是使用热控剥皮器.其外形如图4-25所示。使用时.将热控剥皮器通电预热.待热阻丝呈暗红色时.将需剥头的导线按剥头所需长度放在两个电极之间.边加热边转

18、动导线.待四周绝缘层均切断后.用手边转动边向外拉.即可去掉端头绝缘层。其优点是操作简单.不损伤芯线.但在切割绝缘层时.会产生有.玲气体.因此要求操作现场具有良好的通风条件。操作时应注意调节温控器的温度.温度过高易烧焦导线.温度过低则不易切断导线的绝缘层。,上一页,下一页,返回,4.2电子装配准备工艺,(3)捻头。多股导线在剥去绝缘层后.芯线很容易松散开.因此应进行捻头处理.以防止浸锡后线端直径不规则.如粗大、扁等。捻头应按原有合股方向.应均匀用力.不能过猛.且捻过之后芯线的螺旋角一般应在30o25o.如图4-26所示。芯线捻紧后不得松散。如果芯线上涂有漆层(不论是否是绝缘漆).应先将漆层去掉后

19、才能进行捻头处理。 (4)浸锡。浸锡又称上锡、搪锡、预挂锡。经过剥头、捻头的导线应及时浸锡.浸锡的目的在于防止芯线的氧化.增强可焊性.保证产品的装接质量。浸锡常用的有锡锅浸锡和电烙铁上锡两种。,上一页,下一页,返回,4.2电子装配准备工艺,锡锅(又称搪锡缸)浸锡。将锡锅通电加热后.使锡锅内焊料熔化成熔融态.将捻好的导线端头蘸上助焊剂.然后将导线垂直插入锡锅中.并且使浸锡层与绝缘层之间保留12 mm的间距.浸锡时间为13 s.如图4-27所示.待浸润后即可取出。浸锡时应注意:浸锡时间不可太长.以免导线绝缘层受热后收缩。浸锡时间为135;芯线浸锡层与绝缘层之间应留有12 mm的间隙.以便检查芯线是

20、否有伤痕和断股.并防止浸锡时的高温使绝缘层收缩或损坏;应随时清除锡锅中的锡渣.以确保浸锡的质量;如一次浸锡不成功.可稍等一会再浸锡.切不可连续浸锡。,上一页,下一页,返回,4.2电子装配准备工艺,电烙铁上锡。将电烙铁通电加热后.在烙铁头上蘸满焊料.将导线端头放在一块松香上.烙铁头压在导线端头上.拿握导线的手慢慢转动.并向后拉动.当导线端头从烙铁头下慢慢拉出后.导线端头也就上好了锡。上锡时应注意一是要求松香应是新的.否则端头会很脏;二是烙铁头不要烫伤导线绝缘层。 (5)清洁。经浸锡工序后的导线.应及时清除导线端头上多余的锡与残渣.使导线端头圆方标准、整洁光滑.具有金属光泽。 (6)印标记在导线上

21、打印标记是为了在安装、调试、检验、维修中分辨方便而采取的措施。标志的位置一般位于导线的两端.距离绝缘端815 mm处。标志的表示方法有编号、色环两种.如图4-28所示.要求印字清楚、方向一致、数字大小与导线的粗细相匹配。,上一页,下一页,返回,4.2电子装配准备工艺,(7)捆扎。经过剪裁、剥头、捻头、浸锡、清洁、印标记加工后的导线.应进行整理捆扎.捆扎应整齐.且端头顺序相同.端头不得有弯曲、折叠.每捆50根或100根.便于计数、保管、发放、领取。 2.屏蔽导线端头的加工 屏蔽导线是一种在绝缘导线外面再套上一层金属屏蔽层(如铜线编制套)的特殊导线.如同轴电缆。其加工工序为:剪裁一外绝缘层的剥离一

22、金属屏蔽层的加工一内绝缘层的剥离一芯线加工一浸锡。,上一页,下一页,返回,4.2电子装配准备工艺,1)屏蔽导线的剪裁 屏蔽导线的剪裁方法与绝缘导线的剪裁方法相同。 2)外绝缘层的剥离 (1)热剥法。在需要剥去外绝缘层的地方.用热控剥皮器烫一圈.深度直达金属屏蔽层.再顺断裂圈到屏蔽导线的端口烫一条槽.深度直达金属屏蔽层.用尖嘴钳或镊子夹持住外绝缘层.撕下即可 (2)刃截法。用带刃的工具(如电工刀、单面刀片等)划开外绝缘层.再从根部划一圈.深度直达金属屏蔽层.用尖嘴钳或镊子夹持住外绝缘层.撕下即可。操作过程中应注意不要伤及屏蔽层。,上一页,下一页,返回,4.2电子装配准备工艺,3)金属屏蔽层的加工

23、 (1)较细、较软金属屏蔽层的加工。用左手握住屏蔽线的外绝缘层.用右手握住金属屏蔽层向左推金属屏蔽层.使其成为如图4-29 (a)所示的形状。然后用插针或镊子把金属屏蔽层拨开一个孔.弯曲屏蔽层.从孔中取出内层绝缘导线.如图4 -29(b)所示。 (2)较粗、较硬金属屏蔽层的加工。根据工艺文件要求.首先剥去外绝缘层.剪去适当长度的金属屏蔽层，在内绝缘层与金属屏蔽层之间缠2一3层黄蜡绸布，或采用直径适当的玻璃纤维套管套于内绝缘层上.用直径为卯. 5. 8 mm的镀银铜线紧密缠绕在金属屏蔽层的端头上.缠绕宽度在26 mm.然后将绕好的镀银铜线连同金属屏蔽层用电烙铁焊接在一起.最后再缠绕一圈.并留出一

24、定长度作引线.后套上热缩管.加热成形即成。应注意的是焊接时.控制好温度，且时间不能过长，使内、外绝缘层保持原有良好状态，如图4 - 30所示。,上一页,下一页,返回,4.2电子装配准备工艺,(3)金属屏蔽层不接地时的端头加工。将金属屏蔽层剪去适当长度.如图4-31 (a)所示。将剩余金属屏蔽层向外绝缘层方向翻转.盖在外绝缘层.如图4-31(b)所示。最后再套上热缩管.加热成形即成.如图4-31 (c)所示。 (4)金属屏蔽层接地时的端头加工。从弯曲的金属屏蔽层孔中取出内层绝缘导线.如图4-32 (a)所示。将金属屏蔽层剪去适当长度.将剩余的金属屏蔽层拧紧、浸锡.焊接上一段引出线.将内绝缘层剥去

25、适当长度.浸锡.如图4-32 (b)所示。最后.在外层绝缘导线上套上热缩管.再在金属屏蔽层上套一段较小的适合引出线的聚氯乙烯导管.加热成形即成.如图4-32(c)所示。,上一页,下一页,返回,4.2电子装配准备工艺,4)芯线的加工 屏蔽导线的芯线加工工序与绝缘导线的加工工序相同。但是应注意的是屏蔽导线的芯线大多采用很细的铜丝做成，切忌用刃截法剥头，而应采用热截法，且捻头时应用力均匀，不要用力过猛。 5)浸锡 屏蔽导线的浸锡加工工序与绝缘导线的加工工序相同。但浸锡时.应在离端头5 10 mm的地方用尖嘴钳夹住.防止锡浸透过长而形成硬结。 6)清洁 屏蔽导线的清洁工序、方法与绝缘导线的清洁工序、方

26、法相同。,上一页,下一页,返回,4.2电子装配准备工艺,7)印标记 屏蔽导线的印标记工序、方法与绝缘导线的印标记工序、方法相同。 加工好的屏蔽导线如图4-33所示 3.线扎的制作 线扎又称为线束或线把。因为在复杂电子设备中用于电气连接的导线很多.为了使配线整洁、有序.缩短配线距离.减少空间内导线的占用量.并使电气性能稳定可靠.通常会把这些导线用细绳、线扎搭扣.扎成各种不同形状的线扎。 1)对线扎的要求 (1)线扎中的导线应排列整齐、不得有交又和扭转。,上一页,下一页,返回,4.2电子装配准备工艺,(2)导线端头应打印标记或编号.以便于装配、调试、检测、维修时识别。 (3)无论是用细绳.还是线扎

27、搭扣绑扎.都不能太松或太紧。太松会失去线扎的作用.太紧又可能损伤导线的绝缘层。 (4)绑扎的结与结间距应均匀.其间距长短应视线扎直径大小而定一般间距为线扎直径的23倍。同时.还应依据分支情况适当增加或减少结点数。 (5)线扎的分支处应有足够的圆弧过渡.以防止导线受损。一般要求弯曲半径应是线扎直径的2倍以上。,上一页,下一页,返回,4.2电子装配准备工艺,(6)扎结时.所扎之结不应倾斜.也不能扎成椭圆形.目的是防止线束松动。 (7)绑扎时.应将导线理直.放匀.不要用力拉拖线扎中的任何一根导线.以防止把导线中的芯线拉断。 (8)对于需经常移动位置的线扎.应在绑扎前.将导线束顺拧15左右.并在外缠绕

28、聚氯乙烯胶带或套装绝缘导管.然后绑扎 (9)为了美观.结扣一律打在线束的背面或侧面。 2)线扎的制作方法 线扎制作的工序流程:准备一排线一扎线(或捆扎)一整形一检查。,上一页,下一页,返回,4.2电子装配准备工艺,(1)准备工序。准备工序包括导线的加工、配线板的制作、扎线或搭扣的准备及工具的准备。 配线板的制作:依据工艺文件的要求.制作一张比线扎实际尺寸略大的木板.在板面上贴一张白纸.将工艺文件提供的配线图.按实际尺寸、形状.l:l绘制于白纸上。在线扎的分支或转弯处钉上去头的铁钉.并在铁钉上套一段塑料管一是保护导线.二是便于扎线。,上一页,下一页,返回,4.2电子装配准备工艺,(2)排线工序。

29、排线前应首先核对线扎所用导线的编号、规格、长度、颜色、形状、剥头是否符合工艺要求。其次按工艺文件要求.把导线一根一根地排在扎线板的铁钉之间.放线的顺序是先排屏蔽导线后排普通导线;先排短导线后排长导线;粗硬导线排在线扎的中间.细软导线排在线扎的外围;输入线、输出线、电源线与信号线不能扎在一起.若必须扎在一起.则应使用屏蔽导线;高频导线不能扎成线扎.且不要平行放置.应尽可能地垂直走向。每一根扎好的线扎内应根据导线数的多少.预留两根以上的导线作为备用导线.备用导线应为线扎中长度最长、线径最粗的导线.以便今后更换。,上一页,下一页,返回,4.2电子装配准备工艺,排线应整齐、平直.无交又扭曲。排好线后.

30、应依据工艺文件的要求.再一次核对线扎所用导线的编号、规格、长度、颜色、形状、剥头是否符合工艺要求。 (3)扎线方法。一般来讲扎线的方法有线绳绑扎、黏结、线扎搭扣、套管4种。 线绳绑扎。用上蜡的棉线、亚麻线、尼龙线等作为扎线材料.进行捆扎导线.捆扎的结与结之间的距离应均匀.其距离的长短应视线扎直径大小而定一般距离为线扎直径的23倍。同时.还应依据分支情况适当增加或减少结点数。用线绳制作线扎的方法有连续结(起始结、中间结、终端结)和点结两种。,上一页,下一页,返回,4.2电子装配准备工艺,连续结是用一根扎线先扎一个起始结.再扎若干个中间结.最后扎一个终端结.这种方法称为连续结。点结是用扎线扎成不连

31、续的结。对于分支线的捆扎.有单分支线的捆扎、多分支线的捆扎、两分支线合并成一分支线的捆扎3种方法。应注意的是在分支拐弯处应多绕几圈.以利于稳固。 黏结。若所配导线需平面型布置.且导线的数量不是很多.则可采用钻合剂将导线钻结成形。其方法是:将待钻合的导线拉直排齐.然后用毛笔蘸四氢吠喃溶液涂在导线束上.经过23 min后.待钻合剂凝固后便可获得一束黏合成形的线扎。,上一页,下一页,返回,4.2电子装配准备工艺,线扎搭扣。线扎搭扣又叫线卡子、卡箍等。在许多的工业产品和民用产品中都使用线扎搭扣对导线进行捆扎.其式样很多一般采用尼龙或其他较柔软的塑料制成。具体操作方法:首先应根据线束的大小.选择合适的线

32、扎搭扣;其次捆扎时既可用手拉紧.也可以用专用工具拉紧.但不能拉得太紧.以免损伤线扎搭扣或导线.且应扎扣整体均匀.结扣点应在线束的背面;最后在线扎捆扎完毕后.应将线扎搭扣多余部分剪去。 套管。套管是将导线成束穿管而成.不需绑扎。具体操作方法:首先应根据线束的大小.选择合适的热缩套管;其次按需要剪切一定长度.将导线一一穿过套管;最后整理、检查每一根导线.完毕后.对热缩管加热.即可获得另一种形式的线扎。,上一页,返回,4.3PCB的设技与制作,目的要求 培养学生的工程意识.提高综合运用知识的能力.启发学生的创新思维;熟悉PCB的设计要求与生产工艺流程;掌握手工制作PCB的基本方法。 教学节奏、方式与

33、重点。,下一页,返回,4.3PCB的设技与制作,PCB几乎存在于所有类型的电子设备中.是现代电子设备不可缺少的关键部件。而将一个电路原理图转化为一个能工作的具体电路.这不是科学.更多的是一门艺术一门严格遵循一定规律.且技巧性和技术性都很强的艺术性技术。在PCB的设计过程中.通常.有一件事情也是实实在在存在的.那就是不能按照电路原理图的样子制作实际的PCB。因为.电路原理图是画在纸上的.为了看起来方便易懂、美观漂亮.它遵守其制图的习惯和规律.而这个习惯和规律与电路的工作方式关系很小。实际上许多应用于电子设备中PCB的设计、布局是不会出现于原理图上的。而PCB的设计和布局中的技巧大多来源于实践和工

34、作经验。,上一页,下一页,返回,4.3PCB的设技与制作,4. 3. 1相关知识 1.几个概念 (1)印制线路:在绝缘基材上.提供元器件之间电气连接的导电图形.称为印制线路.而这些印制线路被称作导线。 (2)印制电路:在绝缘基材上.按预定设计.制成印制线路、印制元件或由两者结合而成的导电图形.称为印制电路。 (3) PCB:印制线路或印制电路的成品板.称为PCB.或简称为印制板 (4)PCB组件:已完成全部元器件、零部件的安装、焊接、涂覆等全部工艺过程的印制电路板.称为PCB组件。,上一页,下一页,返回,4.3PCB的设技与制作,(5)焊盘:在PCB上.用于固定元器件、零部件、引入端、引出端、

35、测试端等的焊接点.称为焊盘。焊盘的形状有圆形、方形等。 (6)元件面:在单面PCB上.用于安装元器件、零部件的一面.称为元件面.或称为PCB的正面。 (7)焊接面:在单面PCB上.用于焊接元器件、零部件的一面.称为焊接面.或称为PCB的反面。,上一页,下一页,返回,4.3PCB的设技与制作,2. YCB的作用 PCB具有为元器件、零部件、引入端、引出端、测试端等提供固定和装配的机械支撑点;实现元器件、零部件、引入端、引出端、测试端等之间.满足电气特性的、良好的电气连接;为电子设备的装配、维修提供了一个良好的工作平台;为电子设备的集成化、微型化、生产的自动化等提供了良好的发展空间。 3.电路图等

36、值变换的五个法则 电路图等值变换法则.是指在保证电路基本功能的完整性的先决条件下电路结构的种种变化。即.电路表现形式的灵活性.或同一电路的不同表达方式。,上一页,下一页,返回,4.3PCB的设技与制作,同一电路.常可画出多种截然不同的形态.看起来变化莫测.实际上是严格遵循着以下5条规则(即电路图等值变换的五个法则)。而印制电路板线条的走向变化也同样严格遵循着这5条规则。下面以3只电阻的连接画法为例来说明这5条规则的应用。 (1)跳跃。R1,R2,R3三只电阻元件接在同一条电路上.电路O,P,Q称为与元件R,Rz,R相关联的“相关电路”。O,P,Q各点则称为相关电路上的“相关点”。在相关电路上的

37、各“相关点”可以相互任意交换位置.即相关点具有“跳跃”的能力。但相关点只允许在原有的相关电路上跳跃如图4-34 (a)所示 (2)凝聚。相关电路上各相关点的距离可以按需要缩短、靠近.直至几个相关点互相挨在一起。如图4-34(b)所示。,上一页,下一页,返回,4.3PCB的设技与制作,(3)延伸。相关电路上各相关点的距离也可以按需要延长.拉伸。如图4-34(c)所示。 (4)弯曲。相关电路可以弯曲。这种弯曲在绘制电路图时表现为.为美观而作连接线的直角转弯;也表现为在设计并绘制PCB时线条的弧度与缠绕。如图4-34(d)所示。 (5)分支。为绘制及设计印制电路板的方便.相关电路还可以长出原来没有的

38、分支来.目的在于将元器件安排在美观而合理的位置上。如图4-34(e)所示。,上一页,下一页,返回,4.3PCB的设技与制作,掌握同一电路的多种不同表达方式的规律.有两个目的:一是使我们能读懂形态不同.而实质相同的电路.使我们能更加方便地分析和理解电路;二是使我们设计或者绘制的电路图、PCB图更加简洁清楚、合理明晰。 4. 3. 2 YCB的设计 PCB质量的好坏.设计是否合理.对整机性能的影响很大。因此在PCB的设计过程中.首先应认真仔细地分析电路图.收集了解各种元器件的外形尺寸.再依据电子设备的功能、技术指标要求.设计出合理适用的PCB。PCB的设计包括手工设计和计算机辅助设计两种.下面以手

39、工设计为例来说明PCB的设计步骤。,上一页,下一页,返回,4.3PCB的设技与制作,1.设计YCB应考虑的几个问题 1)依据原理图以及元器件的尺寸、形状.综合考虑元器件的安排。 元器件的排列对设备的性能影响很大。因此首先应仔细分析原理图.依据电路的要求.将元器件科学合理地安排在PCB上。安排的顺序如下: (1)合理安排各种可调元器件的位置。力求做到使用、调整方便安全。可调元器件包括:电位器可变电容、电源开关、波段开关、功能选择开关、按钮及各种接口(信号输入、输出插座、接线柱)等。,上一页,下一页,返回,4.3PCB的设技与制作,(2)变压器及整流电路应尽量远离放大电路、接收天线等.避免产生交流

40、感应。 (3)各级之间的连线应尽可能短。 (4)在不影响散热的情况下.元器件应尽可能地靠拢。 (5)输入、输出端走线不能平行.应尽可能地远离。目的在于防止产生正反馈而引起寄生振荡。 (6)若是两个电路完全对称(如双声道、推挽电路、桥式电路等)应尽可能让元器件对称排列.这样可以只设计一半.而另一半由镜像原理而获得。,上一页,下一页,返回,4.3PCB的设技与制作,(7)元器件的排列顺序:应从弱信号到强信号.从高电位到低电位.左为输入、右为输出.上为输入、下为输出.轻在上、重在下。 (8) PCB的设计.依据放置电路板的空间尺寸.空间形状.来确定电路板的尺寸、形状、层数、块数。 2) PCB尺寸与

41、元器件连接方式的确定 (1)考虑PCB大小、形状和层数。PCB尺寸的大小、形状、层数.因受设备内置空间限制.以能恰好安放入内置空间内为官,上一页,下一页,返回,4.3PCB的设技与制作,(2)考虑PCB与外接元器件的连接关系。外接元器件一般包括电位器、开关、指不灯、指不仪表、插口等。PCB与外接元器件的连接一般采用塑料导线或金属隔离线连接。连接方式有两种一是采用焊接的方法直接焊上。二是采用插座形式.即在PCB上设计一个插座.将外接元器件的引线焊于插头上.将插头插入插座即可。或在设备内的某一空间安装一个插座.将外接元器件的引线焊于插座上.而将PCB设计成可插式.插入插座即可。这种插入式PCB要留

42、出充当插口的接触。,上一页,下一页,返回,4.3PCB的设技与制作,(3)考虑较大(15 g以上)元器件在PCB上的安装。对于质量超过15 g的元器件.在PCB上安装.应加装金属附件固定.固定的方法有焊接固定和螺栓固定两种。目的在于提高耐振动、耐冲击的性能。 3)考虑焊盘的形状和大小 焊盘是一个与印制导线相连接的一个环.是印制导线与元器件的连接点。焊盘的形状、大小与元器件引线的形状、大小有关。焊盘的形状如图4-35所示。 焊盘形状的选择.主要是依据频率、受力(元器件的质量)、通过的电流以及元器件的安装形式、排列方式以及疏密度来确定。,上一页,下一页,返回,4.3PCB的设技与制作,焊盘直径的确

43、定:假设元器件引线的直径为D引线，焊盘直径为D焊盘。 D=D引线+(0.20.3)+2X(0.51.5)mm 4)考虑印制导线布置 印制导线是指电路中各元器件之间的连接线。印制导线布置是否科学合理.会对整机的电气性能产生重要影响特别是高频电路.则更为重要、明显印制电路中各元器件之间的连接线安排方式有如下要求: (1)处理印制导线中导线的交又问题。在电子电路中元器件之间的连接线.是必会有交又的。而印制导线是不允许交又的。对可能交又的连接线.可采用“钻”、“绕”、“跨”三种方法解决。,上一页,下一页,返回,4.3PCB的设技与制作,“钻”:即让某一条或多条连接线从某元器件管脚间的空隙中“钻”过去。

44、如图4-36 (a)所示。 “绕”:即让某一条或多条连接线从某元器件的旁边.或从某可能交又导线的一端“绕”过去。如图4-36(b)所示。 “跨”:如果一个较为复杂的电子电路.采用上述“钻”和“绕”的方法都不能很好地解决。 导线之间的交又问题.则为了简化设计可采用导线跨接。如图4-36(c)所示。,上一页,下一页,返回,4.3PCB的设技与制作,(2)处理电路图表现形式的5个等值变换法则。在4. 3. 1节中电路图等值变换的5个法则.也同样适用于PCB上线条的变化。这5个法则是设计PCB的重要工具。 (3)元器件的安装方式与安装孔距、几何尺寸的确定。电阻器、二极管以及管状电容器等柱形元器件有“立

45、式”、“卧式”两种安装方式。立式安装是指元器件体垂直于PCB安装、焊接或固定。其优点是节约空间;缺点是抗振动和机械强度都较差。卧式安装是指元器件体平行放置且平行于PCB安装、焊接或固定。其优点是元器件的安装机械强度高.抗振动性能好;缺点是所占PCB的面积较大。,上一页,下一页,返回,4.3PCB的设技与制作,元器件在PCB上的安装孔距、几何尺寸是不一样的.如:可变电容、中频变压器、线圈、行输出变压器等.不仅引脚几何尺寸固定.而且还有极性的区别.因此.在设计PCB时.必须严格 按照元器件手册提供的几何尺寸、引脚排列和极性来设计安装位置。 (4)地线的处理。 同一级电路内地线的处理。同一级电路的接

46、地点应尽量靠近.并且本级电路的电源滤波电容也应接在该级接地点上。特别是放大电路中晶体三极管的基极、发射极的接地点更不能离得太远.因两个接地点间的铜箔太长会引起干扰与自激。采用“一点接地法”的电路.工作起来较稳定.不易自激。,上一页,下一页,返回,4.3PCB的设技与制作,整板地线的处理。通常地线面积较大.线条较宽.且安排在PCB的边缘.但地线不能形成闭合回路.以免地线环流对电路产生噪声干扰。另外.地线面积大.则地线阻抗小.将会减少对电路的寄生反馈对于甚高频电路.常采用大面积包围式地线 双声道或多声道音响地线的处理。对于双声道(如立体声收音机、收录机)或多声道(如调音台)音响设备的地线必须分开、

47、各自成一路一直到功放末端再合起来。如果地线在相互声道中连来连去.极易产生串音.使声道相互间的分离度下降。,上一页,下一页,返回,4.3PCB的设技与制作,(5)信号传输线的处理。强电流引线应尽可能宽些(如公共地线、功放电流引线)。因为敷铜板(敷铜板的厚度为12 mm)上的铜箔很薄.大约为35 lcm。一段宽度为1 mm的印制导线比同样长度的卯. 2 mm的铜导线的电阻还要大。 阻抗高的印制导线应尽可能地短.阻抗低的印制导线则可以长一些。因为阻抗高的印制导线.在空间中容易发射和吸收信号.引起电路不稳。高阻抗的印制导线.如射极跟随器的基极走线、中高频放大器的集电极走线、带反馈元器件的基极印制导线等

48、中高频电子电路。低阻抗的印制导线有电源线、地线、无反馈元件的基极印制导线、发射极印制导线等。,上一页,下一页,返回,4.3PCB的设技与制作,(6)总线布置。总线布置必须严格按照高频一中频一低频一级一级按弱信号一强信号的顺序编制。决不可随意翻来覆去乱接.级与级之间宁可让印制导线长些.也要遵守这一规律。 (7)测试点的设置。为便于检测、调试和维修.在需要检测的部位科学而合理地设置测试点.是简化工序的重要一步。 5)印制导线的处理 (1)印制导线的间距。印制导线之间的距离大小受频率和线间电压的影响。即使线间距离相同.而频率不同.其绝缘强度也是不同的.频率越高.相对绝缘强度就会下降。导线之间的距离越

49、小.分布电容越大.祸合越强(C I高频电路影响更大).电路的稳定性越差。印制导线之间的电压越高.导线之间的距离则应越宽。当线间电压在300 V以上时.则线间距应大于1. 5 mm。印制导线之间的最小间距应大于或等于0. 5 mm。,上一页,下一页,返回,4.3PCB的设技与制作,(2)印制导线的宽度。印制导线的宽度与允许通过的电流成正比。常用的印制导线的宽度有0. 5 mm,1. 0 mm,l. 5 mm等几种.它们允许通过的电流见表4-3。 PCB上的铜箔都很薄.约为35 um。一段宽为1 mm的印制导线比同样长度的卯. 2 mm的铜导线的电阻还要大。一般来讲.实际制作出来的印制导线宽度会约

50、大于规定的印制导线宽度。设计时通常选用1. 52. 0 mm.最窄处不小于0. 5 mm。对通过大电流的印制导线宽度可增大到2 5 m m。若仍不能承载电流.则可在印制导线上镀锡.增大印制导线的厚度。对于电源线和公共地线.在布线允许的条件下可增大到25 mm.或更宽些。,上一页,下一页,返回,4.3PCB的设技与制作,(3)印制导线的形状。印制导线的形状可以是任意形状.然而应遵循下列四点要求一是焊点与印制导线的连接应平滑.如图4-37 (a)所示;二是印制导线的拐弯应圆滑.如图4-37(b)所示;三是印制导线不能有多余的分支.如图4-37(c)所示;四是印制导线在不产生干扰的情况下.应尽量地短

51、.如图4-37(d)所示 2. YCB的设计步骤 PCB的设计是依据电路原理图、设备空间尺寸以及元器件的外形尺寸进行的。设计的方法一般有两种:一是手工设计;二是计算机辅助设计。而计算机辅助设计在电路CAD课程中已讲述过.在这里就不再讲述。现以手工设计为例.介绍PCB的设计步骤。,上一页,下一页,返回,4.3PCB的设技与制作,1)确定电路板 PCB的确定.主要依据电路原理图、元器件的外形尺寸以及放置电路板的空间尺寸、空间形状.来确定电路板的尺寸、形状、层数、块数。 2)确定信号的流向 信号的流向应从左到右.从上到下排列.且尽可能地使信号流的方向保持一致。正确地确定信号输入、输出端口的位置。,上

52、一页,下一页,返回,4.3PCB的设技与制作,3)确定元器件的位置 确定元器件的位置是PCB设计中一个非常重要的环节。确定元器件的位置原则为:以核心元器件为中心.优先确定特殊元器件的位置.再次确定较大元器件的位置.最后安排其他元器件的位置.微小元器件可插缝放置。 在确定元器件的位置时.应尽量避免可能产生干扰的因索.并采取措施.尽可能最大限度地抑制PCB上可能产生的干扰。,上一页,下一页,返回,4.3PCB的设技与制作,4)确定元器件之间的连线 元器件之间的连线是PCB设计的另一个非常重要的环节。元器件之间的连线就是在PCB设计图上.按原理图的电连接形式.用线条将元器件各引脚连接起来.完成电路预

53、定的设计功能。元器件之间连线的好坏.将直接对电路、特别是高频和甚高频电路的性能产生明显的影响.以致影响整机的性能质量 5)确定PCB图 确定PCB图是整个设计过程中最为关键的一步。在这一步骤中要确定:焊盘的形状、大小;印制导线的形状、宽度;印制导线之间的间距;测试点的位置;电源线、地线。,上一页,下一页,返回,4.3PCB的设技与制作,6)确定元器件安装图 根据确定的PCB图.确定元器件的安装图。 7)制作样板 根据确定的PCB图.制作一张PCB的实物样板。根据确定的元器件安装图.将元器件安装于PCB上.制作成PCB组件。 8)实验 实验是检验该PCB设计是否符合技术要求的最后一步。通过实验发

54、现问题.改进设计方案.优化设计方案.最终达到或超过技术要求的指标。,上一页,下一页,返回,4.3PCB的设技与制作,9)整理资料 整理资料包括:元器件安装图的整理;PCB图的整理;工艺的修整;实验资料的整理。 4. 3. 3 PCB的制作 PCB的制作分为手工制作与工厂制作两大类。工厂制作PCB的工艺方法很多.主要有加成法和减成法两种。手工制作PCB的方法常用的有刀刻法、腐蚀法。下面介绍手工制作法中的腐蚀法制作PCB。其制作一般按以下步骤进行。,上一页,下一页,返回,4.3PCB的设技与制作,1.落料 落料(也称下料)就是依据设计的PCB图.确定选用哪一种电路板以及PCB几何尺寸。 制作方法:

55、先按设计的PCB图.剪裁下形状、大小正好的板料.将边沿用细锉刀或0号砂纸打磨光滑 2.铜箔抛光 铜箔抛光就是把铜箔面上所有氧化物和污物清理掉。 制作方法:一般采用0号细砂纸打磨.或用文具橡皮擦拭。 注意:铜箔很薄.不能多磨.表面擦亮露出末被氧化的铜箔即可。,上一页,下一页,返回,4.3PCB的设技与制作,3.描图 描图用复写纸将1:1的印制电路图复写在敷铜板上。 制作方法:一般是从上到下、从左至右、先点后线、最后填充面。 注意:绘制的点、线、面的边沿应光滑、均匀.图形清晰。板面无污物。 4.上保护漆 保护漆可采用一般油漆.加入20%30%的松节油或是香蕉水、甲苯、丙酮等稀释剂.否则会因油漆太粘

56、画不出细线条。,上一页,下一页,返回,4.3PCB的设技与制作,制作方法:小号毛笔、绘图用的鸭嘴笔等工具.沾上油漆.将需要留下的铜箔部分用漆盖住。待油漆干透后.用小刀仔细修整.刮去多余的、不平整的漆迹.即可。 注意:焊点的形状尺寸、导线形状宽度应符合PCB图;绘制的点、线、面的边沿力求均匀、平滑.图形清晰板面无污物。 5.腐蚀 敷铜板采用三氯化铁(FeCl3)溶液腐蚀。溶液的配比: FeCl3+H2O=35%+65%=(1:2)(按质量计算),上一页,下一页,返回,4.3PCB的设技与制作,制作方法:将FeCl3和H2O按比例配好.倒入一瓷盘内.液体的体积够淹没敷铜板即可;再将溶液加温到30o

57、C50oC。放入PCB图的敷铜板.用竹夹子夹住敷铜板边缘来PCB轻轻晃动.以加快腐蚀速度。若是还要加快腐蚀的速度.则可在三氯化铁(FeCl3)溶液中加入5%左右的双氧水。一般1530 min即可完成腐蚀。 注意:配液时做好自身防护.即穿戴好耐酸工作服和耐酸手套等;注意掌握腐蚀的时间.新配溶液腐蚀时间快一些.陈旧溶液腐蚀时间长一些;若三氯化铁(FeCl3)溶液变成绿色.则必须更换新液。,上一页,下一页,返回,4.3PCB的设技与制作,6.清洗 制作方法:当敷铜板上没有上保护漆部分的铜箔都被腐蚀掉时.应立即取出敷铜板(否则腐蚀液将继续保护漆膜下的铜箔.使线条边沿毛糙.影响质量).马上用清水反复冲洗

58、。冲洗干净后.擦干水迹.用细砂纸磨去保护漆膜.或者用香蕉水洗去保护漆膜。 注意:应采用清水反复冲洗干净。铜箔很薄.在用细砂纸磨去保护漆膜时.不能多磨.表面擦漆膜露出铜箔即可。,上一页,下一页,返回,4.3PCB的设技与制作,7.钻孔 钻孔工具:尖冲子、锤子、电钻、钻头( 0. 83. 0 mm)。 制作方法:用尖冲子、锤子轻轻地在每个焊盘的中间位置.即孔位处打一个定孔眼选用合适的钻头.采用电钻、手电钻或微型电钻钻孔。 注意:使用工具的安全;定位一定要准确.否则会影响安装质量;所用的钻头应与元器件的引脚尺寸相符合;凡孔径在2 mm以下.需采用高速钻孔。,上一页,下一页,返回,4.3PCB的设技与

59、制作,8.刷保护膜 刷保护膜的目的在于保护PCB的敷铜箔面不再被氧化。 制作方法:首先仔细吹拂去钻孔后留下的粉尘;在敷铜箔面上刷一层保护膜;待保护膜干后.用棉球蘸上无水酒精.将钻好孔周围的保护漆擦净.清洗吹干后.均匀地刷一层松香液(或助焊剂)。松香液的配方为松香粉25%和纯酒精75%混合液.使得焊点处易于焊接。 注意:在刷保护膜之前一定要将粉尘污物等清理干净;插入式印制电路板的插口位置不能用助焊剂(如松香液).以免接触不良;在清理焊盘时应将保护膜清理干净;清洗干净后.应及时均匀地刷一层助焊剂(如松香液)。,上一页,下一页,返回,4.3PCB的设技与制作,9.质量检查 对照PCB图.认真检查是否有断线、连点、漏钻的情况。 此时一张合格的PCB就制作完成。 4. 3. 4举例 制作如图4-38所示直流稳压电源的PCB图。 解:第一步:确定PCB的形状、大小.如图4-39所示。 第二步:确定元器件的位置(图4-40) 第三步:确定元器件引脚之间的连线(图4-41) 第四步:确定元器