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1、1,第八章 电子部件装配工艺,精品课程,2,电子部件装配工艺,电子部件是由材料、零件、元器件等装配组成的具有一定功能的可拆卸或不可拆卸的产品，部件装配质量的好坏，直接影响电子整机装配质量。因此，部件装配是电子整机装配的一个重要环节。,部件装配可分为：功能部件装配和辅助部件装配。部件装配采用的连接工艺有：插装、贴装（片式组件表面安装）、铆装、螺装、胶接、焊接和无锡焊接等工艺。,3,8.1 印制电路板的组装工艺,根据工艺设计文件和工艺规程的要求将电子元器件按一定方向和次序插装（或贴装）到印制电路板规定的位置上，并用紧固件或锡焊等方法将其固定的过程。,8.1.1 印制电路板组装工艺流程和要求,1印制
2、电路板组装工艺流程 根据电子产品生产的性质、生产批量、设备条件等情况的不同，需采用不同的印制电路板组装工艺。,4,常用的组装工艺有手工装配工艺和自动装配工艺,8.1 印制电路板的组装工艺,其工艺流程如图8.1和图8.2所示。,5,8.1 印制电路板的组装工艺,6,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、
3、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。,8.1 印制电路板的组装工艺,7,(6)做好印制电路板组装元器件的准备工作。元器件引线成形：为了保证波峰焊焊接质量，元器件装插前必须进行引线整形。印制电路板铆孔：质量比较大的电子元器件要用铜铆钉在印制电路板上的插装孔加固，防止元器件插装、焊接后，因振动等原因而发生焊盘剥脱损坏现象。装散热片：大功率的三极管、功放集成电路等需要散热的元器件，要预先做好散热片的装配准备工作。印制电路板贴胶带纸：为防止波峰焊将不焊接元器件的焊盘孔堵塞，在元器件插装前，应先用胶带纸将这些焊盘孔贴住。,8.1 印制电路板的组装
4、工艺,8,8.1.2 印制电路板元器件的插装,插件流水线作业是把印制电路板组装的整体装配分解为若干工序的简单装配，每道工序固定插装一定数量的元器件，使操作过程大大简化。,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。自由节拍形式是操作者按规定进行人工插装完成后，将印制电路板在流水线上传送到下一道工序，即由操作者控制流水线的节拍。强制节拍形式是要求每个操作者必须在规定时间范围内把所要插装的元器件准确无误地插到印制电路板上，插件板在流水线上连续运行。,8.1 印制电路板的组装工艺,9,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。前
5、一种方法因元器件的品种、规格趋于单一，不易插错，但插装范围广、速度低；后一种方法的插装范围小，工人易熟悉电路的插装位置，插件差错率低，常用于大批量、多品种且产品更换频繁的生产线。,8.1 印制电路板的组装工艺,10,印制电路板机器自动插装,为了提高元器件插件速度、改善插件质量、减轻操作人员的劳动强度、提高生产效率和产品质量，印制电路板的组装流水线采用自动装配机。自动插装过程中，印制电路板的传递、插装、检测等工序，都是由计算机按程序进行控制。,8.1 印制电路板的组装工艺,11,一般元器件的插装方法及要求 元器件的插装有卧式（水平式）、立式（垂直）、倒装式、横装式及嵌入式（伏式）等方法，,8.1
6、 印制电路板的组装工艺,12,图8.4 一般元器件的安装高度和倾斜规范,8.1 印制电路板的组装工艺,13,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。,8.1 印制电路板的组装工艺,14,（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
7、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。（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。,8.1 印制电路板的组装工艺,15,（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8.4所示（单位：mm）。,（7）插装玻璃壳体的二极
8、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8.5所示.，不宜紧靠根部弯折，以免受力破裂损坏。,8.1 印制电路板的组装工艺,16,（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8.6所示。（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。,8.1 印制电路板的组装工艺,17,8.1.3 印制
9、电路板表面贴装技术,印制电路板元器件的表面贴装技术（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。,8.1 印制电路板的组装工艺,18,它与传统的通孔插装技术相比，具有体积小、重量轻、装配密度高、可靠性高、成本低、自动化程度高等优点，目前已在军事、航空、航天、计算机、通信、工业自动、消费类电子产品等领域得了广泛的应用，并在向纵深发展。,8.1 印制电路板的组装工艺,表面安装技术的特点,19,1 表面安装技术的组成,8.1 印制电路板的组装工艺,20,2 表面安装方式及工艺流程,8.1 印制电路板的组装工艺,21
10、,8.1.4 印制电路板的清洗,焊接完成后，印制电路板组件的洗净度关系到组件的可靠性，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。正确地选择和使用清洗溶剂，并采用相应的清洗工艺，对产品的耐湿、抗腐蚀特性以及保证产品的电气性能都会带来应有的效果。清洗工艺借助于清洗设备来实现，可将清洗设备分为批量式和流水式两种。SMT电路板一般采用强力超声和共沸点溶液清洗。,8.1 印制电路板的组装工艺,22,8.1.5 印制电路板的检测,SMT组件的检测技术包括通用安装性能检测、焊点检测、在线测试和功能测试：（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
11、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。,8.1 印制电路板的组装工艺,23,8.2 面板、机壳装配工艺,电子产品的面板和机壳：骨架主体，外观造型,面板、机壳的
12、材料已向全塑型发展，在其内部注塑预留有成型孔及各种台阶，便于电子部件的安装和防护。,面板、机壳经过喷涂、漏印和烫金等工艺，可明显地改善产品的外观，从而增强产品的竞争力。,24,8.2.1 塑料面板、机壳的加工工艺 1喷涂,喷涂就是满足人们对塑料面板、机壳的 色彩需求的加工工艺。,喷涂按其作用可分为装饰性和填补性喷涂两类。,8.2 面板、机壳装配工艺,25,塑料面板、机壳的喷涂工艺过程如下：,（1）修补平整。当面板、机壳的注塑成型 品存在划痕、砂眼等缺陷时，首先要用胶 粘填料修补平整。,（2）去油污。面板、机壳在注塑成型时，因使用的油性脱模剂可能残留在塑料件 外表面上，会影响喷涂料在塑料件外表
13、面上的附着力，所以在喷涂前需对面板、机壳外表面进行清洁处理，用软布蘸酒 精或清洁剂擦拭，去掉油污。,8.2 面板、机壳装配工艺,26,(3)静电除尘。,利用静电除尘装置产生正、负离子将塑料件表面的静电去除，用轴流式抽风机吸走塑料件表面的灰尘，从而达到除尘的目的。,（4）喷涂。喷涂有三种方法：手工喷涂、机械手自动喷涂和流水线式自动喷涂。,8.2 面板、机壳装配工艺,27,（）干燥 一般采用加温强制干燥方法。面板、机壳由悬 挂式传送带送入烘房，烘房内用电热管恒温至5060，面板、机壳在烘房内停留时间为15min左右。,（）涂膜质量检验 塑料面板、机壳喷涂后，要进行外观检查和喷涂质量的检验以及耐磨、
14、耐汽油、耐清洁剂和老化等试验项目。,8.2 面板、机壳装配工艺,28,2漏印,（）丝网制板。,（）漏印。,（）套色。,（）干燥。,8.2 面板、机壳装配工艺,29,3烫印,烫印使用的材料是烫印纸,烫印是在烫印机上进行的,8.2.2 面板、机壳的装配,面板、机壳的装配要求,8.2 面板、机壳装配工艺,30,在生产流水线上装配时要注意：（）从安全性能考虑，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。
15、,（）面板上各种可动件，应使可动件的操作 灵活、可靠。,8.2 面板、机壳装配工艺,31,面板、机壳的装配工艺要求,（）装配前应进行面板、机壳质量检查；,（）在生产流水线工位上，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。,8.2 面板、机壳装配工艺,32,（）在面板上贴铭牌、装饰、控制指示片等，
16、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。,8.2 面板、机壳装配工艺,33,8.3散热件、屏蔽装置的装配工艺,8.3.1 散热件的装配,大功率元器件在工作过程中发出热量而产生较高的温度，要采取散热措施，保证元器件和电路能在允许的温度范围内正常工作。,散热分为自然散热、强迫通
17、风、蒸发、换热器传递等方式。,电子元器件的散热一般使用铝合金材料制成的散热器。,34,8.3.2 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。而且元器件与散热器之间的紧固件要拧紧，使元器件外壳紧贴散热器，保证有良好的接触。（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）。散热板的结构较简单，其面积和形状由散热元件的功率大小、元件在印制电路板中的位置及周围空间的大小决定。在保证散热的前提下，应尽量减少散热板的面积。（）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
18、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。将螺母、散热板、晶体管（或集成块）、垫片、螺钉依次放入模具内，使用风动旋具使晶体管（或集成块）紧固于散热器上，不能松动。,8.3散热件、屏蔽装置的装配工艺,35,如图8.8 大功率晶体管和集成电路的散热器装配,8.3散热件、屏蔽装置的装配工艺,36,8.3.3 屏蔽装置的装配,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，即将干扰源与受感物隔离开来，减少干扰源对受感物的干扰，从而使寄生耦合减少到允许的程度。一般凡是“场”的干扰都可以用屏蔽方法来削弱。屏蔽效果用屏蔽
19、的有效性来度量，它表示干扰辐射能量经屏蔽后被衰减的程度，用分贝（dB）表示。屏蔽有效性愈大，表示屏蔽效果愈好。,8.3散热件、屏蔽装置的装配工艺,37,噪声干扰超过一定值时，会使电子产品的性能降低，甚至不能工作。前两种方法与电路设计有关，后一种方法与整机结构和装配工艺有关。,抑制干扰有三种方法：一是减少干扰源的噪声电平 二是提高受感物的信号电平三是减少寄生耦合。,8.3散热件、屏蔽装置的装配工艺,38,屏蔽的目的是阻止干扰传播，并将其限制在一定的空间范围内，减少干扰源对受感物的干扰，,屏蔽的种类（1）电屏蔽。（2）磁屏蔽。（3）电磁屏蔽,8.3散热件、屏蔽装置的装配工艺,39,屏蔽的结构,（1
20、）屏蔽板（2）屏蔽盒（3）屏蔽格（4）双层屏蔽（5）屏蔽盖,8.3散热件、屏蔽装置的装配工艺,40,屏蔽件的装配（1）螺装或铆装 屏蔽件用螺装或铆装方式时，装配前要求接触面平整；装配时使用的螺钉、铆钉要紧固好，不能松动，以减小接触电阻。这种装配方式比较简便，但连接点易产生松紧不均，造成屏蔽效果不稳定，所以只适用于频率低于100kHz的低频场合。（2）锡焊装配 这种装配方式是将屏蔽板或屏蔽围框直接焊接在印制电路板地线上，缝隙也用焊料焊接，因而屏蔽效果较好，干扰电磁场的泄漏小，适合于300MHz以上的高频场合。装配时要注意焊点、焊缝应光滑无毛刺。（3）屏蔽盒盖弹性嵌装 屏蔽盒盖之间嵌装时，用力要均匀，防止因硬性撬开或掰开屏蔽盖、弹簧片而造成永久变形，降低紧密配合的效果，影响屏蔽性能。,8.3散热件、屏蔽装置的装配工艺,
