《电子产品生产工艺》第七章

机械工业出版社电子产品生产工艺主编：李宗宝第七章电子产品整机装配工艺电子产品生产工艺电子整机产品是由许多电子元器件、电路板、零部件、机壳装配而成的。一个电子整机产品质量是否合格，其功能和各项技术指标能否达到设计规定的要求，与电子产品整机装配的工艺是否达到要求是有直接关系。整机装配时必须遵循电子产品整机装配的工艺原则，符合整机装配的基本要求和工艺流程。通过DT-830B型数字万用表的整机装配工作任务，引出电子产品整机的装配工艺。通过实际DT-830B型数字万用表整机装配任务的实施完成，使学生掌握电子产品整机装配的工艺原则、基本要求和工艺流程等整机装配知识，并能够按照工艺要求对电子产品整机进行安装。7.1任务驱动：数字万用表整机装配7.1.1任务描述1．知识目标1）掌握电子产品整机装配工艺原则。2）掌握电子产品整机装配基本要求和工艺流程。3）掌握整机连接的方式。4）掌握整机的检验方法。7.1任务驱动：数字万用表整机装配7.1.2任务目标2．技能目标1）能够遵守电子产品装配安全操作规范，能识读简单电子产品装配图及其工艺文件。2）掌握电子产品整机手工装配的技能。3）能进行整机的外观检验，并对整机装配及过程作结果记录。4）能独立制作电子产品装配工艺文件。5）能够按照工艺要求对电子产品整机进行安装。7.1任务驱动：数字万用表整机装配7.1.2任务目标根据印制电路板及元件装配板图对照电原理图和材料清单，制定DT-830B型数字万用表整机装配工艺流程，进行DT-830B型数字万用表整机装配。1．DT-830B型数字万用表套件2．DT-830B型数字万用表装配文件1）DT-830B型数字万用表电原理图2）DT-830B型数字万用表装配板图3）DT-830B型数字万用表元件装配清单7.1任务驱动：数字万用表整机装配7.1.3任务要求7.2任务资讯7.2.1电子产品整机装配基础电子产品整机装配是指将组成整机的各种电子元器件、组件、机电元件以及结构件，按照设计要求，在规定的位置上进行装配、连接，组成具有一定功能的完整的电子产品的过程。随着新材料、新器件的大量涌现，新的装配工艺技术也得到广泛的应用。在电子产品生产过程中，实现电气连接的工艺也多样化，除了焊接外，压接、绕接、胶接等连接工艺在生产过程中也越来越受到重视，应用也越来越广泛。7.2任务资讯7.2.1电子产品整机装配基础1．电子产品整机组装级别（1）元件级是指通用电路元器件、分立元器件、集成电路等的装配，是装配级别中的最低级别。（2）插件级是指组装和互连装有元器件的印制电路板或插件板等。（3）系统级组装是将插件级组装件，通过连接器、电线电缆等组装成具有一定功能的完整的电子产品整机。7.2任务资讯7.2.1电子产品整机装配基础2．组装方法（1）功能法是将电子产品整机的一部分放在一个完整的结构部件内，去完成某中功能的方法。（2）组件法就是制造出一些在外形尺寸和安装尺寸声都统一的部件的方法。（3）功能组件法兼顾功能法和组件法的特点，制造出既保证功能完整性又有规范化的结构尺寸的组件。7.2任务资讯7.2.2电路板组装电子产品整机装配是以印制电路板为中心展开的，印制电路板的组装是电子产品整机装配的基础和关键，它直接影响电子产品整机的质量。印制电路板组装工艺是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，并用紧固件或锡焊的方法将其固定的过程。1．电路板组装基础7.2任务资讯7.2.2电路板组装1．电路板组装基础（1）印制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。常用的组装工艺有手工装配工艺和自动装配工艺。如图7-4和图7-5所示。7.2任务资讯7.2.2电路板组装1．电路板组装基础（1）印制电路板组装工艺流程7.2任务资讯7.2.2电路板组装1．电路板组装基础（2）印制电路板组装的要求印制电路板组装的质量好坏，直接影响到电子产品的电路性能和安全使用性能。因此，印制电路板组装过程中必须遵循以下要求：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、虚焊、假焊、桥连等不良现象，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。7.2任务资讯7.2.2电路板组装1．电路板组装基础（2）印制电路板组装的要求印制电路板组装的质量好坏，直接影响到电子产品的电路性能和安全使用性能。因此，印制电路板组装过程中必须遵循以下要求：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：为了保证波峰焊焊接质量，元器件插装前必须进行引线整形。②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。③装散热片：大功率的晶体管、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。④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。7.2任务资讯7.2.2电路板组装2．元器件安装因为电子元器件种类繁多，结构不同，引出线也多种多样，所以必须根据产品的要求、印制电路板的电路结构、装配密度、使用方法以及元器件的特点，采取不同插装形式和工艺方法来插装元器件，才能获得良好的效果。7.2任务资讯7.2.2电路板组装2．元器件安装（2）元器件安装注意事项1）引脚的弯折方向都应与铜箔走线方向相同。2）安装二极管时注意极性，外壳封装。3）为区别极性和正负端，安装时加上带颜色的套管区别。4）大功率晶体管发热量大，一般不宜装在印制电路板上。7.2任务资讯7.2.2电路板组装3．电路板组装方式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。常用的组装方式有手工装配方式和自动装配方式。（1）手工装配方式在产品的样机试制阶段或小批量试生产阶段，以致电路板装配主要靠手工操作，既操作者把散装的元器件逐个依次装接到应知电路板上。手工装配方式根据生产阶段和生产批量不同分为手工独立插装和流水线手工插装两种方式。7.2任务资讯7.2.2电路板组装3．电路板组装方式（1）手工装配方式1）手工独立插装。手工独立插装是操作者一人完成一块印制电路板上全部元器件的插装及焊接等工序的装配方式。手工独立插装方式可以不受各种限制而广泛应用于各种场合，但速度慢，效率低，而且容易出差错，只适于产品样机试制阶段和小批量试生产时，不适于大批量生产的需要。待装元件→引线整形→插件→调整、固定位置→焊接→剪切引线→检验其操作的顺序是：7.2任务资讯7.2.2电路板组装3．电路板组装方式（1）手工装配方式2）流水线手工插装。流水线手工插装是把印制电路板的整体装配分解成若干道简单的工序，每个操作者在规定的时间内，完成指定的工作量的插装过程。流水线装配的一般工艺流程是：每节拍元件插入→全部元器件插入→1次性剪切引线→1次性锡焊→检查7.2任务资讯7.2.2电路板组装3．电路板组装方式（1）手工装配方式流水线手工插装适于大批量生产流水线装配。目前，多数电子产品的生产大都采用印制电路板插件流水线的方式。插件分为自由节拍和强制节拍两种形式。①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。每个工序插装元器件的时间限制不够严格，生产效率低。②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。2）流水线手工插装。7.2任务资讯7.2.2电路板组装3．电路板组装方式（1）手工装配方式强制节拍形式带有一定的强制性，生产中以链带匀速传送的流水线属于该种形式的流水线。一条流水线设置工序数的多少，由产品的复杂程度、生产量、工人技能水平等因素决定。在分配每道工序的工作量时，应留有适当的余量，以保证插件质量，每道工序插装大约为10～15个元器件。手工装配方式的特点是设备简单，操作方便，使用灵活；但装配效率低，差错率高，不适用现代化大批量生产的需要。2）流水线手工插装。7.2任务资讯7.2.2电路板组装3．电路板组装方式（2）自动装配工艺流程在产品设计已经定型，需大批量生产而元器件又无需选配时，宜采用自动装配方式。自动装配一般使用自动或半自动插件机、自动定位机等设备。自动插装和手工插装的过程基本相同，都是将元器件逐一插入印制电路板上。自动装配设备对元器件要求高，一般用于自动插装的元器件的外形和尺寸要求尽量简单一致，方向易于识别，并对元器件的供料形式有一定的限制。一块印制电路板大部分元器件是由自动插件机完成插装的，但在自动插装后对不能自动插装的元器件仍需手工插装。7.2任务资讯7.2.2电路板组装3．电路板组装方式（2）自动装配工艺流程1）自动插装工艺①编辑编带程序。元器件自动插装前，首先要按照印制电路板上元器件自动插装路线模式，在编辑机上进行编带程序编辑。插装路线一般按“Z”字形走向，编带程序应反映元器件按此插装路线进行插件的顺序。7.2任务资讯7.2.2电路板组装3．电路板组装方式（2）自动装配工艺流程1）自动插装工艺②编带机编排插件料带。在编带机上，将编带程序输入编带机的控制计算机，编带机根据计算机发出的指令运行，并把编带机料架上放置的不同规格的元器件自动编排成以插装路线为顺序的料带。7.2任务资讯7.2.2电路板组装3．电路板组装方式（2）自动装配工艺流程1）自动插装工艺②编带机编排插件料带。编带过程中若发生组件掉落或不符合程序要求时，编带机的计算机自动监测系统会自动停止编带，纠正错误后编带机再继续运行，保证编出的料带质量完全符合编带程序要求。组件料带的编排速度由计算机控制，编排速度每小时可达25000个。电阻器料带如图7-6所示。7.2任务资讯7.2.2电路板组装3．电路板组装方式（2）自动装配工艺流程1）自动插装工艺③自动插装过程。插件料带装在专用的传送带上，间歇地向前移动，每移动一次有一个元器件进到自动插装机装插头的夹具里，插装机自动完成切断引线、引线成型、移至基板、插入、弯角等动作，随后发出插装完毕的信号，回到原来位置，准备装配第二个元件。印制基板由计算机控制自动传送到另一个装配工位，插装机完成第二个元器件的插装。当所有元器件插装完毕，印制电路板由传送带自动传送到下一个工序。7.2任务资讯7.2.2电路板组装3．电路板组装方式（2）自动装配工艺流程1）自动插装工艺③自动插装过程。自动装配过程中，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的。自动装配工艺过程如图7-7所示。7.2任务资讯7.2.2电路板组装3．电路板组装方式（2）自动装配工艺流程2）自动装配对元器件的工艺要求①在进行自动插装时，最重要的是采用标准化元器件和尺寸。被装配的元器件的外形和尺寸尽量简单、一致。②元器件的方向应易于识别，有互换性。③被装配的元器件的最佳方向应能确定。在自动装配中，为了使机器达到最大的有效插装速度，就要有一个最好的元器件排列，即要求元器件的排列沿着x轴或y轴取向，最佳设计要指定所有元器件只有一个轴上取向，至多排列在两个方向上。④对于非标准化的元器件，或不适合自动装配的元器件，仍需要手工进行补插。7.2任务资讯7.2.3电子产品整机组装整机组装是在各部件和组件安装检验合格的基础上进行整机装联，也称整机总装。整机装联包括机械装联和电气装联两部分。具体地说，就是将各零件、部件、整件（如各机电元件、印制电路板、底座、面板以及在它们上面的元件），按照设计要求，安装在整机不同的位置上，在结构上组合成一个整体，再用导线、插拔件等将元器件、部件、整件进行电气连接，形成一个具有一定功能的整机，以便进行整机调整和测试。整机总装的装配方式以整机结