《电子产品生产工艺》第七章.ppt
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机械工业出版社电子产品生产工艺电子产品生产工艺主编:
李宗宝第七章第七章第七章第七章电子产品整机装配工艺电子产品整机装配工艺电子产品整机装配工艺电子产品整机装配工艺电子产品生产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。
7.17.17.17.1任务驱动:
数字万用表整机装配任务驱动:
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数字万用表整机装配任务驱动:
数字万用表整机装配7.1.17.1.17.1.17.1.1任务描述任务描述任务描述任务描述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。
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数字万用表整机装配7.1.27.1.27.1.27.1.2任务目标任务目标任务目标任务目标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。
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数字万用表整机装配7.1.27.1.27.1.27.1.2任务目标任务目标任务目标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。
1DT-830B型数字万用表套件2DT-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7.17.17.17.1任务驱动:
数字万用表整机装配任务驱动:
数字万用表整机装配任务驱动:
数字万用表整机装配任务驱动:
数字万用表整机装配7.1.37.1.37.1.37.1.3任务要求任务要求任务要求任务要求7.27.27.27.2任务资讯任务资讯任务资讯任务资讯7.2.17.2.17.2.17.2.1电子产品整机装配基础电子产品整机装配基础电子产品整机装配基础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。
7.27.27.27.2任务资讯任务资讯任务资讯任务资讯7.2.17.2.17.2.17.2.1电子产品整机装配基础电子产品整机装配基础电子产品整机装配基础电子产品整机装配基础11电子产品整机组装级别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。
7.27.27.27.2任务资讯任务资讯任务资讯任务资讯7.2.17.2.17.2.17.2.1电子产品整机装配基础电子产品整机装配基础电子产品整机装配基础电子产品整机装配基础22组装方法组装方法
(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。
7.27.27.27.2任务资讯任务资讯任务资讯任务资讯7.2.27.2.27.2.27.2.2电路板组装电路板组装电路板组装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。
11电路板组装基础电路板组装基础7.27.27.27.2任务资讯任务资讯任务资讯任务资讯7.2.27.2.27.2.27.2.2电路板组装电路板组装电路板组装电路板组装11电路板组装基础电路板组装基础(11)印制电路板组装工艺流程)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。
7.27.27.27.2任务资讯任务资讯任务资讯任务资讯7.2.27.2.27.2.27.2.2电路板组装电路板组装电路板组装电路板组装11电路板组装基础电路板组装基础(11)印制电路板组装工艺流程)印制电路板组装工艺流程7.27.27.27.2任务资讯任务资讯任务资讯任务资讯7.2.27.2.27.2.27.2.2电路板组装电路板组装电路板组装电路板组装11电路板组装基础电路板组装基础(22)印制电路板组装的要求)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。
7.27.27.27.2任务资讯任务资讯任务资讯任务资讯7.2.27.2.27.2.27.2.2电路板组装电路板组装电路板组装电路板组装11电路板组装基础电路板组装基础(22)印制电路板组装的要求)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:
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。
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。
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。
7.27.27.27.2任务资讯任务资讯任务资讯任务资讯7.2.27.2.27.2.27.2.2电路板组装电路板组装电路板组装电路板组装22元器件安装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。
7.27.27.27.2任务资讯任务资讯任务资讯任务资讯7.2.27.2.27.2.27.2.2电路板组装电路板组装电路板组装电路板组装22元器件安装元器件安装
(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。
7.27.27.27.2任务资讯任务资讯任务资讯任务资讯7.2.27.2.27.2.27.2.2电路板组装电路板组装电路板组装电路板组装33电路板组装方式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。
(11)手工装配方式)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。
7.27.27.27.2任务资讯任务资讯任务资讯任务资讯7.2.27.2.27.2.27.2.2电路板组装电路板组装电路板组装电路板组装33电路板组装方式电路板组装方式(11)手工装配方式)手工装配方式11)手工独立插装。
)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:
7.27.27.27.2任务资讯任务资讯任务资讯任务资讯7.2.27.2.27.2.27.2.2电路板组装电路板组装电路板组装电路板组装33电路板组装方式电路板组装方式(11)手工装配方式)手工装配方式22)流流水水线线手手工工插插装装。
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7.27.27.27.2任务资讯任务资讯任务资讯任务资讯7.2.27.2.27.2.27.2.2电路板组装电路板组装电路板组装电路板组装33电路板组装方式电路板组装方式(11)手工装配方式)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。
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。
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。
22)流水线手工插装。
)流水线手工插装。
7.27.27.27.2任务资讯任务资讯任务资讯任务资讯7.2.27.2.27.2.27.2.2电路板组装电路板组装电路板组装电路板组装33电路板组装方式电路板组装方式(11)手工装配方式)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1015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。
22)流水线手工插装。
)流水线手工插装。
7.27.27.27.2任务资讯任务资讯任务资讯任务资讯7.2.27.2.27.2.27.2.2电路板组装电路板组装电路板组装电路板组装33电路板组装方式电路板组装方式(22)自动装配工艺流程)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。
7.27.27.27.2任务资讯任务资讯任务资讯任务资讯7.2.27.2.27.2.27.2.2电路板组装电路板组装电路板组装电路板组装33电路板组装方式电路板组装方式(22)自动装配工艺流程)自动装配工艺流程1)自动插装工艺编辑编带程序。
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。
7.27.27.27.2任务资讯任务资讯任务资讯任务资讯7.2.27.2.27.2.27.2.2电路板组装电路板组装电路板组装电路板组装33电路板组装方式电路板组装方式(22)自动装配工艺流程)自动装配工艺流程1)自动插装工艺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。
7.27.27.27.2任务资讯任务资讯任务资讯任务资讯7.2.27.2.27.2.27.2.2电路板组装电路板组装电路板组装电路板组装33电路板组装方式电路板组装方式(22)自动装配工艺流程)自动装配工艺流程1)自动插装工艺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。
7.27.27.27.2任务资讯任务资讯任务资讯任务资讯7.2.27.2.27.2.27.2.2电路板组装电路板组装电路板组装电路板组装33电路板组装方式电路板组装方式(22)自动装配工艺流程)自动装配工艺流程1)自动插装工艺自动插装过程。
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。
7.27.27.27.2任务资讯任务资讯任务资讯任务资讯7.2.27.2.27.2.27.2.2电路板组装电路板组装电路板组装电路板组装33电路板组装方式电路板组装方式(22)自动装配工艺流程)自动装配工艺流程1)自动插装工艺自动插装过程。
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。
7.27.27.27.2任务资讯任务资讯任务资讯任务资讯7.2.27.2.27.2.27.2.2电路板组装电路板组装电路板组装电路板组装33电路板组装方式电路板组装方式(22)自动装配工艺流程)自动装配工艺流程2)自动装配对元器件的工艺要求在进行自动插装时,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。
元器件的方向应易于识别,有互换性。
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。
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。
7.27.27.27.2任务资讯任务资讯任务资讯任务资讯7.2.37.2.37.2.37.2.3电子产品整机组装电子产品整机组装电子产品整机组装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构来分,可分为整机装配和组合件装配两种。
整机是一个独立的整体,对整机装配来说,是把零件、部件、整件通过各种连接方法安装在一起,组成一个不可分割的整体,具有独立工作的功能。
如电视机、DVD机、示波器等。
电子产品整机组装是生产过程中极为重要的的环节,若组装工艺、工序不合理,就可能达不到产品的功能要求或预定的技术指标。
7.27.27.27.2任务资讯任务资讯任务资讯任务资讯7.2.37.2.37.2.37.2.3电子产品整机组装电子产品整机组装电子产品整机组装电子产品整机组装11整机组装的过程整机组装的过程电子产品整机组装包括电气装配和结构安装两大步,电气装配为主,是以印制电路板组件为中心进行焊接和装配。
整机组装的过程应根据产品的性能、用途和总装数量决定。
工业化生产条件下,产品数量较大的总装过程是在流水线上进行的,以取得高效低耗、一致性好的结果。
因设备的种类、规模不同,总装过程的构成也有所不同,但基本过程大同小异。
电子产品的整机组装工艺过程一般包括:
零、部件的配套准备零部件的装联整机调试总装检验包装入库或出厂。
7.27.27.27.2任务资讯任务资讯任务资讯任务资讯7.2.37.2.37.2.37.2.3电子产品整机组装电子产品整机组装电子产品整机组装电子产品整机组装11整机组装的过程整机组装的过程整机装配一般工艺过程如图7-8所示。
7.27.27.27.2任务资讯任务资讯任务资讯任务资讯7.2.37.2.37.2.37.2.3电子产品整机组装电子产品整机组装电子产品整机组装电子产品整机组装11整机组装的过程整机组装的过程
(1)零、部件的配套准备在总装之前,应对装配过程中所有装配件(包括单元电路板)和紧固件等从配套数量和质量两个方面进行检查和准备,并准备好整机装配与调试中的各种工艺文件、技术文件,以及装配所需的仪器设备。
(2)整机装联整机装联是将单元功能电路板及其他零件、部件,通过各种连接工艺,安装在规定的位置上。
在整机装联过程中,注意各工序的检查,分段把好装配质量关,提高整机生产的一次合格率。
(3)整机调试整机调试包括调整和测试两部分工作,各类电子整机在装配完成后,都要进行电路性能指标的初步调试,调试合格后再用面板、机壳等部件进行合拢总装。
7.27.27.27.2任务资讯任务资讯任务资讯任务资讯7.2.37.2.37.2.37.2.3电子产品整机组装电子产品整机组装电子产品整机组装电子产品整机组装11整机组装的过程整机组装的过程(4)整机检验整机检验应按照产品的技术文件要求进行,检验整机的各种电气性能、机械性能和外观等。
通常有专职人员对总装的各种零、部件的检验、生产车间的工人进行工序间的互检和由专职检验员按比例对电子产品进行抽样综合检验。
全部产品检验合格后,电子整机产品才能进行包装和入库。
(5)包装包装是电子整机产品总装过程中,对产品起保护和美化及促进销售的环节。
电子总装产品的包装,通常着重于方便运输和储存两个方面。
(6)入库或出厂合格的电子整机产品经过包装,就可以入库储存或直接运输出厂到订购部门,完成整个总装过程。
7.27.27.27.2任务资讯任务资讯任务资讯任务资讯7.2.37.2.37.2.37.2.3电子产品整机组装电子产品整机组装电子产品整机组装电子产品整机组装11整机组装的过程整机组装的过程彩色电视机总装一般工艺流程如图7-9所示。
7.27.27.27.2任务资讯任务资讯任务资讯任务资讯7.2.37.2.37.2.37.2.3电子产品整机组装电子产品整机组装电子产品整机组装电子产品整机组装22整机连接方式整机连接方式整机装配的连接方式按能否拆卸分可拆卸连接和不可拆卸连接两类。
可拆卸连接,即拆散时不会损坏任何零部件或材料,如螺接、销接、夹紧和卡扣连接等。
不可拆卸连接,即拆散时会损坏零部件或材料,如铆接、胶接等。
整机连接的基本要求是:
牢固可靠,有足够的机械强度;不损伤元器件、零部件或材料;不碰伤面板、机壳表面的涂敷层;不破环元器件和整机的绝缘性;安装件的方向、位置、极性正确;产品各项性能指标稳定。
除了焊接之外,电子整机装配过程中,还有压接、绕接、胶接、螺纹连接等连接方式。
这些连接中,有的是可拆卸的,有的是不可拆卸的。
7.27.27.27.2任务资讯任务资讯任务资讯任务资讯7.2.37.2.37.2.37.2.3电子产品整机组装电子产品整机组装电子产品整机组装电子产品整机组装22整机连接方式整机连接方式
(1)压接压接是使用专用工具,在常温下对导线和接线端子施加足够的压力,使导线和接线端子产生塑性变形,从而达到可靠电气连接的方法。
压接技术主要特点:
1)工艺简单,操作方便,无人员的限制。
2)连接点的接触面积较大,使用寿命长。
3)耐高温和低温,适应各种环境场合,且维修方便。
4)成本低,无污染,无公害。
5)缺点是压接点的接触电阻较大,因而压接处的电气损耗大;再是因施力不同而造成质量不够稳定。
7.27.27.27.2任务资讯任务资讯任务资讯任务资讯7.2.37.2.37.2.37.2.3电子产品整机组装电子产品整机组装电子产品整机组装电子产品整机组装22整机连接方式整机连接方式
(1)压接压接工具有手动压接工具、气动式压接工具和电动压接工具等自动压接工具。
常用的手动压接工具是压接钳。
手动压接如图7-10所示。
a)b)a)手动压接钳外形图b)导线与压接端子压接图7.27.27.27.2任务资讯任务资讯任务资讯任务资讯7.2.37.2.37.2.37.2.3电子产品整机组装电子产品整机组装电子产品整机组装电子产品整机组装22整机连接方式整机连接方式
(1)压接c)c)压接过程图7-10手动压接示意图7.27.27.27.2任务资讯任务资讯任务资讯任务资讯7.2.37.2.37.2.37.2.3电子产品整机组装电子产品整机组装电子产品整机组装电子产品整机组装22整机连接方式整机连接方式
(2)绕接绕接是用绕接器,将一定长度的单股芯线高速地绕到带棱角的接线柱上,形成牢固的电气连接的方法。
绕接属于压力连接。
绕接时,导线以一定的压力同接线柱的棱边相互摩擦挤压,使两个金属接触面的氧化层被破坏,金属间的温度升高,从而使金属导线和接线柱之间紧密的结合,形成连接的合金层。
绕接点要求导线紧密排列,不得有重绕、断绕的现象。
如图7-11所示。
7.27.27.27.2任务资讯任务资讯任务资讯任务资讯7.2.37.2.37.2.37.2.3电子产品整机组装电子产品整机组装电
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