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1、生产实践的基本知识,主讲人：谢美俊,2012年非电类电子工艺实习讲座,-2012-07-10-,提纲,1.引言,电子工艺生产实践,电子、电气的基本理论，包括电子技术、电气工程技术、计算机仿真及相关的学科。,电子、电气的基本元件，掌握电子元器件的种类、结构、性能、特点、应用领域、技术指标和产品质量等。,电子工艺实践的基本工具和测试仪器。主要包括电子产品的生产过程、焊接工艺以及调试技术等,本次课的主要内容,提纲,2.电子工艺产品设计的基本原则,2.电子工艺产品设计的基本原则,2.1 电路设计,电路设计,产品要求,设计者技能,性能指标,技术参数,电路理论,电子技术,CAI,2.电子工艺产品设计的基本
2、原则,2.1 电路设计,电路设计流程图,电路设计整个过程是一个不断完善、修正、成熟、进步的过程，在满足性能要求的条件下，力求简单、稳定、可靠、经济、耐用。,2.电子工艺产品设计的基本原则,2.2 结构设计,结构设计,考虑因素,空间布局,电路原理图,元器件性能,器件,组件,构件,尺寸参数,其他因素,尽可能的合理，对产品影响极大。,2.电子工艺产品设计的基本原则,2.2 结构设计,结构设计的基本原则,满足电性能技术要求；要求产品工作可靠、稳定、平均无故故障时间长、使用寿命长、抗干扰能力强、一致性好；产品适应环境能力强；工艺简单；满足产品的总体设计要求；满足产品成本核算要求。,提纲,3.印刷电路板的
3、设计与制作,3.1 印刷电路板的优点,3.印刷电路板的设计与制作,印刷电路板又称为印制电路板，或印制板、或PCB板。它由绝缘基板、焊盘、印制导线和印制原件组成、是电子、电气设备中的核心部分。,优点,1,提供了电气基础和机械支撑，为元器件的安装、调试、检修等提供了良好的条件。,2,同一电子产品的印制板一致性好，可以标准设计、自动化装备和生产，保证了产品的质量和经济性。,3,印制板技术不断进步，推进这电子产品加工工艺的进步和发展，降低了成本、提高了生产率。,3.2 印刷电路板的种类,3.印刷电路板的设计与制作,按基材种类,刚性印制板挠性印制板,按布线层次,单面板双面板多层板,3.3 印刷电路板的制
4、作过程,3.印刷电路板的设计与制作,制作工艺的分类,（1）减成法（也称铜箔蚀刻法）它是在覆铜板上用腐蚀的方法，去除不需要的铜箔，而保留需要的铜箔（即。印制导线等）。（2）加成法（也称添加法）它是在绝缘基板上，用化学沉铜的方法，形成电路图形。目前应用广泛的是减成法（3）金属电路和绝缘基板同时制作,3.3 印刷电路板的制作过程,3.印刷电路板的设计与制作,印刷电路板发展的很快，不同类型和不同要求的印刷板电路板采用不同的制作工艺，但其中有一些必不可少的基本环节是类似的。下面介绍一下单面板采用“腐箔法”的步骤：,绘图,覆铜板下料及清洗,制作原版底图,涂胶,曝光,蚀刻,清洗,除胶,钻孔,涂助焊剂,提纲,
5、4.焊接工艺,4.焊接工艺,4.1 概述,电子装配的核心连接技术焊接技术的重要性 手工烙铁焊接的作用,在电子产品的装配过程中，焊接是一种主要的连接方法。焊接质量的好坏将直接影响产品的质量。电子产品的故障除元器件的原因外，大多数是由于焊接质量不佳而造成的，因此掌握熟练的焊接操作技能就非常必要。,4.焊接工艺,4.2 焊接工艺介绍,4.2.1 焊接的分类,熔焊：利用加热被焊件，使其熔化产生合金而焊接在一起的焊接技术，如气焊、电弧焊、超声波焊等。接触焊（压焊）：一种不用焊料与焊剂即可获得可靠连接的焊接技术，如点焊、碰焊等。钎焊：用加热熔化成液态的金属，把固体金属连接在一起的方法，在钎焊中起连接作用的
6、金属材料称为焊料。作为焊料的金属，其熔点一定要低于被焊接的金属材料。钎焊按焊料熔点的不同可分为硬钎焊(焊料熔点高于450)和软钎焊(焊料熔点低于450)。,4.焊接工艺,4.2 焊接工艺介绍,4.2.2焊接的方法,手工焊接：采用手工操作的传统焊接方法。根据焊接接点的连接方法不同，手工焊接有绕焊、钩焊、搭焊、插焊等不同方式。绕焊是将被焊元器件的引线或导线缠绕在接点上进行焊接，它的焊接强度最高，应用最广，高可靠整机产品的接点，通常采用这种方法；钩焊是将被焊元器件的引线或导线钩接在眼孔中进行焊接，适用于不便缠绕但又要求有一定机械强度和便于拆焊的接点上；搭焊是将被焊接元器件的引线或导线，搭在接点上进行
7、焊接，适用于易调整或改焊的临时焊点；插焊是将导线插入洞孔形进行焊接，适用于插头座带孔的圆形插针、插孔及印制板等焊接；机器焊接：浸焊、波峰焊、再流焊；无锡焊接：绕接、压接。,4.焊接工艺,4.2 焊接工艺介绍,4.2.3焊点成型的必要条件,被焊金属材料应具有良好的可焊性；被焊金属材料表面应清洁；助焊剂使用要适当；焊料的成分和性能应适应焊接要求；焊接要有适当的温度；要有适当的焊接时间。,4.焊接工艺,4.2 焊接工艺介绍,4.2.4 锡焊的特点,采用锡铅焊料进行的焊接称为锡铅焊，简称锡焊。熔点低；抗腐蚀性好；钎焊性能好；凝固快；适用范围广；易实现焊接自动化；成本低,4.焊接工艺,4.2 焊接工艺介
8、绍,4.2.4 锡焊的机理：三个阶段,润湿阶段：润湿是指熔融焊料在金属表面上充分铺开和被焊件的表面分子充分接触，所以被焊件的表面一定要保持清洁；扩散阶段：焊接中，随着熔融焊料的润湿过程还伴有扩散现象，使熔融焊料的分子掺入到被焊金属分子结构中，这就是扩散。扩散速度和扩散量取决于焊接温度和焊接时间；形成合金层：焊接中，随着焊料的润湿和扩散，熔融焊料和被焊金属表面上形成合金层，焊接后，焊料开始冷却，就形成了焊点。,4.焊接工艺,4.2 焊接工艺介绍,4.2.4 锡焊的机理：三个阶段扩散,分子运动,晶格点阵,扩散条件,相互距离引力斥力温度,4.焊接工艺,4.2 焊接工艺介绍,4.2.4 锡焊的机理：三
9、个阶段湿润,液体固体表面表面张力附着力,定量润湿角,4.焊接工艺,4.2 焊接工艺介绍,4.2.4 锡焊的机理：三个阶段结合层,4.焊接工艺,4.2 焊接工艺介绍,4.2.5 手工焊接的方法,五步法：准备加热被焊件熔化焊料移开焊料移开烙铁。五步法一般适用于热容量大的焊件，对于热容量小的焊件，一般采用三步法。三步法：准备同时加热被焊件和焊料撤离。,纠正一种错误焊接方法,缺点：焊剂挥发 温差太大,焊件,挥发,液态焊料和焊剂,电烙铁,4.焊接工艺,4.2 焊接工艺介绍,4.2.5 手工焊接的方法,4.焊接工艺,4.2 焊接工艺介绍,4.2.6 手工焊接的注意事项,保持烙铁头的清洁；采用正确的加热方法
10、；烙铁头的温度要适当；焊接时间要适当；焊料、焊剂要适当；焊点凝固过程中不要触动焊点；注意烙铁头的撤离。,4.焊接工艺,4.3 焊接工具,1、电烙铁的构造、功能：电烙铁在手工锡焊过程中担任着加热焊区各被焊金属，熔化焊料、运载焊料和调节焊料用量的多重任务。2、电烙铁的工作原理3、烙铁的分类和选用,4.焊接工艺,4.4 焊料与焊剂,1、焊料的组成及性能：铅锡混合物，具有良好的润湿性、熔点为183、流动性好、附着性好、耐腐蚀、机械强度大、凝固区域小、凝固时间短。2、焊剂的作用及工作机理：熔点比焊料低、比重、粘度、表面张力都比焊料小，因此在焊接时，焊剂必定会先于焊料熔化，很快地流浸、覆盖于焊料及被焊金属
11、的表面，起到隔绝空气防止金属表面氧化的作用，起到降低焊料本身和被焊金属的表面张力、增加焊料润湿作用，并且能在焊接的高温下与焊锡及被焊金属表面的氧化膜反应，使之熔解、还原出纯净的金属表面来，这时液态焊料的表面才得以体现它的表面张力和浸润性，金属间的扩散才得以进行。,4.焊接工艺,4.5 焊接技术要领,焊接工具的准备；烙铁的握法；焊接时间；焊点牢固、光滑，大小适中；焊接过程中不要损坏元件；焊料与被焊元件金属接触处的角度；无虚、假、漏焊；焊点表面应该光洁、明亮，不得有拉尖、起皱、鼓气泡、夹渣、出现麻点等现象；焊料到被焊金属的过渡处应呈现圆滑流畅的浸润状、凹曲面。,4.焊接工艺,4.6 焊点质量检查,
12、1、外观检查法颜色和光亮：良好的焊点应有特殊的光泽和颜色，如果颜色和光泽发灰发白，焊点表面不平或呈渣状和有针孔，就说明焊接质量不好；润湿角度()：用熔锡与固体金属面的接触角度能(即润湿角)既直观又方便地判断焊点的优劣。良好焊接的角为20左右，90为界。如果超过90则称为润湿不足，就可能产生虚假焊，说明焊接质量不好。焊锡量：焊点的焊锡量应当适量，焊点以中心为界，左右形状相似，隐约可见芯线轮廓，焊点的下部连线轮廓应为半弓形，并非焊锡越多，焊点强度越大，如果焊锡堆积过多，有可能掩盖焊点内部焊接不良的现象；焊锡过少，在低温环境下容易变脆而脱焊，同样焊接质量也不好。除用目测检查焊点是否合乎上述标准外，还
13、应检查焊点是否有以下焊接缺陷：漏焊、焊料拉尖、焊料引起的导线间短路、导线及元器件绝缘层的损伤、焊料的飞溅。除目测外还要用手指触、镊子拨动、拉线等方法，检查有无导线断线、焊盘剥离等缺陷。2、常见焊点的缺陷及分析,提纲,整机装配工艺,5.整机装配工艺,5.1 安装工艺的整体要求,安装工艺是以安全高效地生产出优质产品为目的的，应做到以下几点：使生产效率达到最高状态；确保产品质量优良稳定；确保每个元器件在安装后能以其原有的性能在整机中正常工作；制定详细的操作规范；工序的安排要便于操作，便于保持工件之间的有序排列和传递；保持工作场地整洁有序，能有效地控制多余物的产生和危害；有效防止各种野蛮操作；完备的劳
14、动保护措施和严格的安全操作规程。,5.整机装配工艺,5.2 整机装配的准备工序,元器件的引脚成型；导线的加工：剪裁、剥头、捻头、清洁；浸锡：芯线浸锡、裸导线浸锡、元器件引线及焊片的浸锡。,5.整机装配工艺,5.3 元器件安装的技术要求,元器件安装应遵循先小后大、先低后高、先里后外、先易后难、先一般器件后特殊元件、先小功率元件后大功率元件的基本原则；对于电容器、三极管等立式插装元件，应保留适当长的引线；元器件引线、导线穿过焊盘后应保留(23)mm的长度，以便沿着印制导线方向将其打弯固定，为使元器件在焊接过程中不浮起和脱落，同时又便于拆焊，引线弯的角度最好在4560之间；装载高频电路的元件时应注意
15、元件尽量靠近，边线与元件的引线尽量短，以减少分布参数；凡诸如集成电路、集成电路插座、微型插孔、多头插头等多引线元件，在插入印制板前，必须用专用平口钳或专用设备将引线校正，不允许强力插装，力求将引线对准孔的中心，而且应该注意芯片的方向性；装配中如有两个元器件相碰，应调整或采用绝缘材料进行隔离；,5.整机装配工艺,5.3 元器件安装的技术要求,电阻、电容、晶体管和集成电路的插座应使标记和色码朝上朝外，易于辨认；功率小于1W的元器件可贴近印制电路板平面插装，功率较大的元器件要求元件体距离印制电路板平面2mm,便于元件散热；印制板组装件的每个连接盘只允许连接一根元器件引线，不允许在元器件引线上或印制导线上搭焊其他元器件或导线(高频电路除外)；装连在印制板上的元器件不允许重叠，并在不必移动其他元器件情况下就可以拆装元器件；插装体积、重量较大的大容量电解电容时，应采用胶粘剂将其底部粘在印制电路板上或用加橡胶衬垫的办法，以防止其歪斜、引线折断或焊点焊盘的损坏；,5.整机装配工艺,5.4 元器件在印制电路板上的插装方法,卧式插装法：将元器件水平地紧贴印制电路板插装，也称水平安装。其优点是稳定性好，比较牢固，受振动时不易脱落；立式插装法：其优点是安装密度大，占用印制电路板面积小，拆卸方便；其他常用元器件的安装方法。,THE END,
