第六講電子部件裝配工藝

1、 電子部件是由材料、零件、元器件等裝配組成的具有一定功能的可拆卸或不可拆卸的產(chǎn)品，部件裝配質(zhì)量的好壞，直接影響電子整機(jī)裝配質(zhì)量。因此，部件裝配是電子整機(jī)裝配的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。 部件裝配可分為：功能部件裝配和輔助部件裝配。 部件裝配采用的連接工藝有：插裝、貼裝（片式組件表面安裝）、鉚裝、螺裝、膠接、焊接和無錫焊接等工藝。 根據(jù)工藝設(shè)計(jì)文件和工藝規(guī)程的要求將電子元器件按一定方向和次序插裝（或貼裝）到印制電路板規(guī)定的位置上，并用緊固件或錫焊等方法將其固定的過程。 5.1.1 印制電路板組裝工藝流程和要求 1印制電路板組裝工藝流程 根據(jù)電子產(chǎn)品生產(chǎn)的性質(zhì)、生產(chǎn)批量、設(shè)備條件等情況的不同，需采用不同的印制

2、電路板組裝工藝。 常用的組裝工藝有手工裝配工藝和自動裝配工藝, 印制電路板的準(zhǔn)印制電路板的準(zhǔn)備備插件流水線插件流水線插件檢查插件檢查波峰自動焊波峰自動焊印制板鉚孔印制板鉚孔元器件成形元器件成形式式貼膠帶紙貼膠帶紙裝散熱器裝散熱器檢查補(bǔ)焊檢查補(bǔ)焊圖圖5.1 5.1 手工流水插裝工藝流程手工流水插裝工藝流程其工藝流程如圖5.1和圖5.2所示。 自動檢自動檢測測元器件元器件成形成形手工插件流手工插件流水線水線裝散熱裝散熱器器插件檢插件檢驗(yàn)驗(yàn)波峰自波峰自動焊動焊檢查補(bǔ)檢查補(bǔ)焊焊自動檢自動檢測測貼膠帶貼膠帶紙紙印制板鉚孔電路板元件自電路板元件自動插裝動插裝編輯編帶編輯編帶程序程序編織插件編織插件料帶料帶

3、圖圖5.2 5.2 自動插裝工藝自動插裝工藝流程流程 印制電路板組裝工藝的基本要求 （1）各個(gè)工藝環(huán)節(jié)必須嚴(yán)格實(shí)施工藝文件的規(guī)定，認(rèn)真按照工藝指導(dǎo)卡操作。 （2）印制電路板應(yīng)使用阻燃性材料，以滿足安全使用性能要求。 （3）組裝流水線各工序的設(shè)置要均勻，防止某些工序組裝件積壓，確保均衡生產(chǎn)。 （4）印制電路板元器件的插裝（或貼裝）要正確，不能有錯(cuò)裝、漏裝現(xiàn)象。 （5）焊點(diǎn)應(yīng)光滑無拉尖、無虛焊、假焊、連焊等不良現(xiàn)象，使組裝的印制電路板的各種功能符合電路的性能指標(biāo)要求，為整機(jī)總裝打下良好的基礎(chǔ)。 (6)做好印制電路板組裝元器件的準(zhǔn)備工作。 元器件引線成形：為了保證波峰焊焊接質(zhì)量，元器件裝插前必須進(jìn)行

4、引線整形。 印制電路板鉚孔：質(zhì)量比較大的電子元器件要用銅鉚釘在印制電路板上的插裝孔加固，防止元器件插裝、焊接后，因振動等原因而發(fā)生焊盤剝脫損壞現(xiàn)象。 裝散熱片：大功率的三極管、功放集成電路等需要散熱的元器件，要預(yù)先做好散熱片的裝配準(zhǔn)備工作。 印制電路板貼膠帶紙：為防止波峰焊將不焊接元器件的焊盤孔堵塞，在元器件插裝前，應(yīng)先用膠帶紙將這些焊盤孔貼住。 5.1.2 印制電路板元器件的插裝 插件流水線作業(yè)是把印制電路板組裝的整體裝配分解為若干工序的簡單裝配，每道工序固定插裝一定數(shù)量的元器件，使操作過程大大簡化。 印制電路板的插件流水線分為自由節(jié)拍和強(qiáng)制節(jié)拍兩種形式。 自由節(jié)拍形式是操作者按規(guī)定進(jìn)行人工

5、插裝完成后，將印制電路板在流水線上傳送到下一道工序，即由操作者控制流水線的節(jié)拍。 強(qiáng)制節(jié)拍形式是要求每個(gè)操作者必須在規(guī)定時(shí)間范圍內(nèi)把所要插裝的元器件準(zhǔn)確無誤地插到印制電路板上，插件板在流水線上連續(xù)運(yùn)行。 印制電路板上插裝元器件有兩種方法：按元器件的類型、規(guī)格插裝元器件和按電路流向分區(qū)塊插裝各種規(guī)格的元器件。 前一種方法因元器件的品種、規(guī)格趨于單一，不易插錯(cuò)，但插裝范圍廣、速度低；后一種方法的插裝范圍小，工人易熟悉電路的插裝位置，插件差錯(cuò)率低，常用于大批量、多品種且產(chǎn)品更換頻繁的生產(chǎn)線。 印制電路板機(jī)器自動插裝 為了提高元器件插件速度、改善插件質(zhì)量、減輕操作人員的勞動強(qiáng)度、提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量

6、，印制電路板的組裝流水線采用自動裝配機(jī)。 自動插裝過程中，印制電路板的傳遞、插裝、檢測等工序，都是由計(jì)算機(jī)按程序進(jìn)行控制。 一般元器件的插裝方法及要求 元器件的插裝有臥式（水平式）、立式（元器件的插裝有臥式（水平式）、立式（垂直）、倒裝式、橫裝式及嵌入式（伏式垂直）、倒裝式、橫裝式及嵌入式（伏式）等方法，）等方法， 臥式立式倒裝式橫裝式嵌入式圖5.3 元器件的插裝形式 圖5.4 一般元器件的安裝高度和傾斜規(guī)范 圖圖5.5 5.5 玻璃殼二極管的插裝玻璃殼二極管的插裝圖圖5.65.6元器件引線穿過焊盤后的成形元器件引線穿過焊盤后的成形彎折引線留余量 元器件插裝的技術(shù)要求：（1）每個(gè)工位的操作人員

7、將已檢驗(yàn)合格的元器件按不同品種、規(guī)格裝入元件盒或紙盒內(nèi)，并整齊有序放置在工位插件板的前方位置，然后嚴(yán)格按照工位的前上方懸掛的工藝卡片操作。（2）按電路流向分區(qū)塊插裝各種規(guī)格的元器件。（3）元器件的插裝應(yīng)遵循先小后大、先輕后重、先低后高、先里后外、先一般元器件后特殊元器件的基本原則。 （4）電容器、半導(dǎo)體三極管、晶振等立式插裝組件，應(yīng)保留適當(dāng)長的引線。引線保留太長會降低元器件的穩(wěn)定性或者引起短路，太短會造成元器件焊接時(shí)因過熱而損壞。一般要求距離電路板面2mm，插裝過程中應(yīng)注意元器件的電極極性，有時(shí)還需要在不同電極套上絕緣套管以增加電氣絕緣性能、元器件的機(jī)械強(qiáng)度等。（5）安裝水平插裝的元器件時(shí)，標(biāo)

8、記號應(yīng)向上、方向一致，便于觀察。功率小于1W的元器件可貼近印制電路板平面插裝，功率較大的元器件應(yīng)距離印制電路板2mm，以利于元器件散熱。 （6）為了保證整機(jī)用電安全，插件時(shí)須注意保持元器件間的最小放電距離，插裝的元器件不能有嚴(yán)重歪斜，以防止元器件之間因接觸而引起的各種短路和高壓放電現(xiàn)象，一般元器件安裝高度和傾斜范圍如圖5.4所示（單位：mm）。（7）插裝玻璃殼體的二極管時(shí)，最好先將引線繞12圈，形成螺旋形以增加留線長度如圖5.5所示.，不宜緊靠根部彎折，以免受力破裂損壞。 （5）插裝元器件要戴手套，尤其對易氧化、易生銹的金屬元器件，以防止汗?jié)n對元器件的腐蝕作用。（9）印制電路板插裝元器件后，元

9、器件的引線穿過焊盤應(yīng)保留一定長度，一般應(yīng)多于2mm。為使元器件在焊接過程中不浮起和脫落，同時(shí)又便于拆焊，引線彎的角度最好是在4560之間，如圖5.6所示。（10）插件流水線上裝插元器件后要注意印制電路板和元器件的保護(hù)，在卸板時(shí)要輕拿輕放，不宜多層疊放，應(yīng)單層平放在專用的運(yùn)輸車上。 5.1.3 印制電路板表面貼裝技術(shù)印制電路板元器件的表面貼裝技術(shù)（SMT），是無需對印制電路板鉆插裝孔，直接將表面安裝形式的元器件（片式元件）貼、焊到印制電路板焊接面規(guī)定位置上的電子電路裝聯(lián)技術(shù)。 膠粘劑金屬化端子焊料片式元器件短引線印制電路板圖5.7 片式元器件的表面安裝 它與傳統(tǒng)的通孔插裝技術(shù)相比，具有體積小、重

10、量輕、裝配密度高、可靠性高、成本低、自動化程度高等優(yōu)點(diǎn)，目前已在軍事、航空、航天、計(jì)算機(jī)、通信、工業(yè)自動、消費(fèi)類電子產(chǎn)品等領(lǐng)域得了廣泛的應(yīng)用，并在向縱深發(fā)展。 表面安裝技術(shù)的特點(diǎn)1 表面安裝技術(shù)的組成 2 表面安裝方式及工藝流程 5.1.4 印制電路板的清洗 焊接完成后，印制電路板組件的洗凈度關(guān)系到組件的可靠性，為了消除焊接面的各種殘留物，必須對印制電路板進(jìn)行清洗。 正確地選擇和使用清洗溶劑，并采用相應(yīng)的清洗工藝，對產(chǎn)品的耐濕、抗腐蝕特性以及保證產(chǎn)品的電氣性能都會帶來應(yīng)有的效果。 清洗工藝借助于清洗設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，可將清洗設(shè)備分為批量式和流水式兩種。 SMT電路板一般采用強(qiáng)力超聲和共沸點(diǎn)溶液清洗。

11、 5.1.5 印制電路板的檢測 SMT組件的檢測技術(shù)包括通用安裝性能檢測、焊點(diǎn)檢測、在線測試和功能測試： （1）通用安裝性能檢測。根據(jù)通用安裝性能的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，安裝性能包括可焊性、耐熱性、抗撓強(qiáng)度、端子粘合度和可清洗性。 （2）焊點(diǎn)檢測。印制板焊點(diǎn)檢測就是非接觸式檢測，能檢測接觸式測試探針探測不到的部位。激光紅外檢測、超聲檢測、自動視覺檢測等技術(shù)在SMT印制電路板焊點(diǎn)質(zhì)量檢測中得到應(yīng)用。 （3）在線測試。在線測試是在沒有其它元器件的影響下對元器件逐點(diǎn)提供測試（輸入）信號，在該元器件的輸出端檢測其輸出信號。 （4）功能測試。功能測試是在模擬操作環(huán)境下，將電路板組件上的被測單元作為一個(gè)功能體，對其提

12、供輸入信號，按照功能體的設(shè)計(jì)要求檢測輸出信號。在線測試和功能測試都屬于接觸式檢測技術(shù)。 5.2 面板、機(jī)殼裝配工藝 電子產(chǎn)品的面板和機(jī)殼：骨架主體，外觀造型 面板、機(jī)殼的材料已向全塑型發(fā)展，在其內(nèi)部注塑預(yù)留有成型孔及各種臺階，便于電子部件的安裝和防護(hù)。 面板、機(jī)殼經(jīng)過噴涂、漏印和燙金等工藝，可明顯地改善產(chǎn)品的外觀，從而增強(qiáng)產(chǎn)品的競爭力。5.2.1 塑料面板、機(jī)殼的加工工藝 1噴涂 噴涂就是滿足人們對塑料面板、機(jī)殼的 色彩需求的加工工藝。 噴涂按其作用可分為裝飾性和填補(bǔ)性噴涂兩類。5.2 面板、機(jī)殼裝配工藝 塑料面板、機(jī)殼的噴涂工藝過程如下： （1）修補(bǔ)平整。當(dāng)面板、機(jī)殼的注塑成型 品存在劃痕、

13、砂眼等缺陷時(shí)，首先要用膠 粘填料修補(bǔ)平整。 （2）去油污。面板、機(jī)殼在注塑成型時(shí)， 因使用的油性脫模劑可能殘留在塑料件 外表面上，會影響噴涂料在塑料件外表 面上的附著力，所以在噴涂前需對面板、 機(jī)殼外表面進(jìn)行清潔處理，用軟布蘸酒 精或清潔劑擦拭，去掉油污。5.2 面板、機(jī)殼裝配工藝 (3)靜電除塵。 利用靜電除塵裝置產(chǎn)生正、負(fù)離子將塑料件表面的靜電去除，用軸流式抽風(fēng)機(jī)吸走塑料件表面的灰塵，從而達(dá)到除塵的目的。 （4）噴涂。 噴涂有三種方法：手工噴涂、機(jī)械手自動噴涂和流水線式自動噴涂。5.2 面板、機(jī)殼裝配工藝 （）干燥 一般采用加溫強(qiáng)制干燥方法。面板、機(jī)殼由懸 掛式傳送帶送入烘房，烘房內(nèi)用電熱

14、管恒溫至5060，面板、機(jī)殼在烘房內(nèi)停留時(shí)間為15min左右。 （）涂膜質(zhì)量檢驗(yàn) 塑料面板、機(jī)殼噴涂后，要進(jìn)行外觀檢查和噴涂質(zhì)量的檢驗(yàn)以及耐磨、耐汽油、耐清潔劑和老化等試驗(yàn)項(xiàng)目。5.2 面板、機(jī)殼裝配工藝 2漏?。ǎ┙z網(wǎng)制板。 （）漏印。 （）套色。 （）干燥。 5.2 面板、機(jī)殼裝配工藝 3燙印燙印使用的材料是燙印紙 燙印是在燙印機(jī)上進(jìn)行的5.2.2 面板、機(jī)殼的裝配面板、機(jī)殼的裝配要求5.2 面板、機(jī)殼裝配工藝 在生產(chǎn)流水線上裝配時(shí)要注意： （）從安全性能考慮，家用電子產(chǎn)品的機(jī)殼、面板應(yīng)用阻燃性材料制成。 （）機(jī)殼帶有排熱氣通風(fēng)孔或其他孔洞時(shí)，應(yīng)避免金屬物進(jìn)入機(jī)內(nèi)與帶電元器件接觸。 （）機(jī)

15、殼、后蓋打開后，當(dāng)觸摸外露的可觸及元件時(shí)，應(yīng)無觸電危險(xiǎn)。 （）機(jī)殼、后蓋上的安全標(biāo)記應(yīng)清晰。 （）面板、機(jī)殼外觀要整潔。 （）面板上各種可動件，應(yīng)使可動件的操作 靈活、可靠。5.2 面板、機(jī)殼裝配工藝 面板、機(jī)殼的裝配工藝要求（）裝配前應(yīng)進(jìn)行面板、機(jī)殼質(zhì)量檢查； （）在生產(chǎn)流水線工位上，防止裝配過程中劃損工件外表面。 （）面板、機(jī)殼的內(nèi)部注塑有各種凸臺和預(yù)留孔，用來裝配機(jī)芯、印制電路板及其部件。裝配面板、機(jī)殼時(shí)，一般是先里后外，先小后大。搬運(yùn)面板、機(jī)殼要輕拿輕放，不能碰壓。 （）面板、機(jī)殼上使用風(fēng)動旋具緊固自攻螺釘時(shí)，風(fēng)動旋具與工件應(yīng)有互相垂直，不能發(fā)生偏斜。扭力矩大小要合適，力度太大時(shí)，容易

16、產(chǎn)生滑牙甚至出現(xiàn)穿透現(xiàn)象，將損壞面板。 5.2 面板、機(jī)殼裝配工藝 5.2 面板、機(jī)殼裝配工藝 5.3.1 散熱件的裝配大功率元器件在工作過程中發(fā)出熱量而產(chǎn)生較高的溫度，要采取散熱措施，保證元器件和電路能在允許的溫度范圍內(nèi)正常工作。 散熱分為自然散熱、強(qiáng)迫通風(fēng)、蒸發(fā)、換熱器傳遞等方式。 電子元器件的散熱一般使用鋁合金材料制成的散熱器。5.3.2 散熱器的裝配要求 (1)元器件與散熱器之間的接觸面要平整，以增大接觸面，減小散熱熱阻。而且元器件與散熱器之間的緊固件要擰緊，使元器件外殼緊貼散熱器，保證有良好的接觸。（2）彩色電視機(jī)等電子產(chǎn)品，大功率管多數(shù)采用板狀散熱器（稱散熱板）。散熱板的結(jié)構(gòu)較簡單

17、，其面積和形狀由散熱元件的功率大小、元件在印制電路板中的位置及周圍空間的大小決定。在保證散熱的前提下，應(yīng)盡量減少散熱板的面積。（）散熱器在印制電路板上的安裝位置由電路設(shè)計(jì)決定，一般應(yīng)放在印制電路板的邊沿易散熱的地方，而且在散熱器的周圍不要布置對熱敏感的元器件，盡量減小散熱器的熱量對周圍元器件的影響，從而提高電路的熱穩(wěn)定性。（4）元器件裝配散熱器可在裝配模具內(nèi)進(jìn)行。將螺母、散熱板、晶體管（或集成塊）、墊片、螺釘依次放入模具內(nèi)，使用風(fēng)動旋具使晶體管（或集成塊）緊固于散熱器上，不能松動。 如圖5.5 大功率晶體管和集成電路的散熱器裝配5.3.3 屏蔽裝置的裝配屏蔽的目的是阻止電磁能量的傳播，并將其限

18、制在一定的空間范圍內(nèi)，即將干擾源與受感物隔離開來，減少干擾源對受感物的干擾，從而使寄生耦合減少到允許的程度。一般凡是“場”的干擾都可以用屏蔽方法來削弱。屏蔽效果用屏蔽的有效性來度量，它表示干擾輻射能量經(jīng)屏蔽后被衰減的程度，用分貝（dB）表示。屏蔽有效性愈大，表示屏蔽效果愈好。噪聲干擾超過一定值時(shí)，會使電子產(chǎn)品的性能降低，甚至不能工作。前兩種方法與電路設(shè)計(jì)有關(guān)，后一種方法與整機(jī)結(jié)構(gòu)和裝配工藝有關(guān)。抑制干擾有三種方法： 一是減少干擾源的噪聲電平 二是提高受感物的信號電平三是減少寄生耦合。屏蔽的目的是阻止干擾傳播，并將其限制在一定的空間范圍內(nèi)，減少干擾源對受感物的干擾， 屏蔽的種類（1）電屏蔽。（2）磁屏蔽。（3）電磁屏蔽屏蔽的結(jié)構(gòu) （1）屏蔽板 （2）屏蔽盒 （3）屏蔽格 （4）雙層屏蔽 （5）屏蔽蓋屏蔽件的裝配（