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電子產品生產工藝/電子產品生產工藝

電子產品生產工藝

 

一、電子產品機械裝配工藝

    電子產品安裝時,需要先將各種零件固定在底座或底板上,才能進行電氣安裝。零件的固定方法通常有螺釘連接、鉚釘連接、焊接及膠接等幾種形式。電子產品在不同的環境中,可能受到振動、沖擊等機械力作用,因此裝配必須牢固、可靠。

  1 、螺釘連接

    螺釘連接是指采用螺釘、螺栓、螺母及各種墊圈(平墊圈、彈簧墊圈、內齒彈性墊圈、外齒彈性墊圈、波形墊圈等),將各類元器件和零、部件緊固地安裝在機器規定位置上的過程。電子裝配中螺釘連接應用很多,它具有裝拆簡單、連接牢靠、

調節更換方便等優點。

(1) 元器件安裝事項

    安裝時應按工藝順序進行,並符合圖紙的規定。當安裝部位全是金屬件時,應使用平墊圈,其目的是保護安裝表面不被螺釘或螺母擦傷,增加螺母的接觸面積,減小連接件表面的壓強。

    緊固成組螺釘時,必須按照一定的順序,交叉、對稱地逐個擰緊。若把某一個螺釘擰得很緊,就容易造成被緊固件傾斜或扭曲;再擰緊其他螺釘時,會使強度不高的零件(如塑料、陶瓷和膠木件等)碎裂。

    螺釘擰緊的程度和順序對裝配精度和產品壽命有很大關系,切不可忽視。

(2) 防止緊固件松動的措施

    為了防止緊固件松動或脫落,應采取相應的措施,如下圖所示。其中圖(a)是利用雙螺母互鎖起到止動作用,一般在機箱接線柱上用得較多;圖(b)是用彈簧墊圈制止螺釘松動,常用于緊固部件為金屬的元器件;圖(c)是靠橡皮墊圈起止動作用;圖(d)是用開口銷釘止動,多用于有特殊要求的器件的大螺母上。

(3) 常用元器件的安裝

    a. 膠木件和塑料件的安裝膠木件脆而易碎,安裝時應在接觸位置上加軟墊(如橡皮墊、軟木墊、鋁墊、石棉墊等),以便其承受壓力均勻。切不可使用彈簧墊圈。塑料件一般較軟、易變形,可采用大外徑鋼墊圈,以減小單位面積的壓力。

    b. 大功率晶體管散熱片的安裝大功率晶體管都應安裝散熱片。散熱片有些出廠時即裝好了,有些則要在裝配時將散熱片裝在管子上,如下圖所示。安裝時,散熱片與晶體管應接觸良好,表面要清潔。如果在兩者之間加云母片,并在云母片兩面涂些硅脂,使接觸面密合,可提高散熱效率。

            

c. 屏蔽件的安裝

     電子產品中有些器件需要加屏蔽罩,有些單元電路需用屏蔽盒,有些部件需要加隔離

板,有些導線要采用金屬屏蔽線。采用這些屏蔽措施是為了防止電磁能量的傳播或將電磁能

量限制在一定的空間范圍之內。在用鉚接與螺釘裝配的方式安裝屏蔽件時,安裝位置一定要清潔,可用酒精或汽油清洗凈,漆層要刮凈。如果其接觸不良,產生縫隙分布電容,就起不到良好屏蔽效果。

  2 、鉚裝和銷釘連接

    用各種鉚釘將零件、部件連接在一起的過程稱為鉚接。鉚裝屬于不可拆卸的安裝。電子產品裝配用的鉚釘是銅或鋁制作的,其類型有半圓頭鉚釘、平錐頭鉚釘、沉頭鉚釘和空心鉚釘等。鉚件成形后不應有歪、偏、裂、不光滑、圓弧度不夠等現象,更不允許出現被鉚件松動的情況。

    電子產品中,鉚釘連接應用十分廣泛,如固定沖制焊片的沖脹鉚、小型電子管固定夾與壁板的翻邊鉚、薄壁零件間的成形鉚等等。

    銷釘連接在電子產品裝配中應用也較多,因為這種連接安裝方便,拆卸容易。通常,按其作用分為緊固銷和定位銷兩種,按其結構形式有圓柱銷、圓錐銷及開口銷。

    圓柱銷是靠過盈配合固定在孔中的。裝配時先將兩個零件壓緊在一起同時鉆孔,再將合適的銷釘涂少許潤滑油,壓入孔內,操作時用力要垂直、均勻、不能過猛,以免將銷釘頭鐓粗或變形。

    圓錐銷通常采用140的錐度將兩個零件、部件連接為一整體。如果能用手將圓錐銷塞進孔深的8085%,則說明配合正常,剩下長度用力壓入,即完成了錐銷連接。

二、電氣安裝的工藝

    電氣的安裝準備工藝與裝配,以及元器件、導線、電纜裝配前的加工處理統稱為電氣安裝的準備工藝。準備工藝是產品安裝的重要工序,有了良好的準備工藝,才可能有優質、可靠的電氣連接質量。電氣安裝的準備工藝主要包括有導線加工、浸錫、元器件引線成形、屏蔽線及同軸射頻電纜加工等內容。

  1 焊料與焊劑

    (1) 焊料

      凡是用來熔合兩種或兩種以上的金屬面,使之成為一個整體的金屬或合金都叫焊料。按焊料的組成成份可分為錫鉛焊料、銀焊料和銅焊料,在錫鉛焊料中,熔點在450以上為的稱硬焊料,熔點在450以下的稱為軟焊料。在電子裝配中多用錫鉛焊料(簡稱焊錫)

焊錫由二元或多元合金組成。通常所說的焊錫是指錫和鉛的二元合金,即錫鉛合金。它是種軟焊料。上圖給出了錫鉛合金熔化溫度隨著錫的含量而變化的情況,稱為錫鉛合金狀態圖。從圖中可以看出:B點合金可由固體直接變成液體或從液體直接冷卻成固體,中間不經過半液體狀態,因此稱B點為共晶點。按共晶點配比的合金稱為共晶合金。共晶合金是合金焊料中較好的一種,其優點是熔點最低、結晶間隔很短、流動性好、機械強度高,所以,在電子產品的焊接中都采用這種比例的焊錫。  共晶錫鉛合金的含錫量為63%,含鉛量為37%,按此配比的焊錫叫共晶焊錫,其熔化溫度為183   

焊料的形狀有膏狀、管狀、扁帶狀、球狀、餅狀、圓片等幾種。常用的焊錫絲,在其內部夾有固體焊劑松香。常用焊錫絲直徑有1.21.52.02.53.0mm等多種規格。

   (2) 助焊劑

     焊接時,為了使熔化的焊錫能粘結在被焊金屬表面上,就必須借助化學的方法將金屬表面的氧化物除去,使金屬表面能顯露出來,凡是具有這種作用的化學品,稱為助焊劑。電子裝配時常用焊接方法實施電的連接,而助焊劑便成為獲得優質焊接點的必要工藝措施。

a. 助焊劑的作用

       ? 除去氧化膜與雜質。助焊劑中的氯化物、酸類同氧化物發生還原反映,從而除去氧化膜,反映后的生成物變成懸浮的渣,漂浮在焊料表面。

       ? 防止氧化。由于焊接時必須把被焊金屬加熱到使焊料發生潤濕并發生擴散的溫度,

        但是隨著溫度的升高,金屬表面的氧化就會加熱,而助焊劑此時就在整個金屬表面上形成一層薄膜,包住金屬使其同空氣隔絕,從而起到加熱過程中防止氧化的作用。

      ? 減少表面張力,增加焊錫流動性,有助于焊錫潤濕焊件。當焊料熔化后,將貼附于

       金屬表面,但由于焊料本身表面張力的作用,力圖變成球狀,從而減少了焊料的附著力,而焊 則有減少表面張力,增加流動的功能,故使焊料附著力增強,使焊接質量得到提高。

    b. 對助焊劑的要求

      ? 熔化溫度必須低于錫的熔化溫度,并在焊接溫度范圍內具有足夠的熱穩定性。

      ? 應有很強的去金屬表面氧化物的能力,并有防止再氧化的作用。

      ? 在焊接溫度下能降低焊錫的表面張力,增強浸潤性,提高焊錫的流動性能。

      ? 殘余物易清除,并無腐蝕性。

      ? 焊接時,助焊劑不宜產生過多的揮發性氣體,尤其不應產生有毒或刺激性的氣體。

      ? 助焊劑的配制過程應簡單。

     (3) 阻焊劑

      在進行浸焊、波峰焊時,往往會發生焊錫橋連,造成短路的現象,尤其是高密度的印制板更為明顯。阻焊劑是一種耐高溫的涂料,它可使焊接只在需要焊接的點上進行,而將不需要焊接的部分保護起來。應用阻焊劑可以防止橋連、短路等現象發生,減少返修,提高勞動生產率,節約焊料,并可使焊點飽滿,減少虛焊發生,提高了焊接質量。印制板板面部分由于受到阻焊膜的覆蓋,熱沖擊小,使板面不易起泡、分層,焊接成品合格率上升。

    (4) 烙鐵頭溫度

     電烙鐵頭的溫度應為233,這樣能使焊接質量最好。

 2 、導線加工及引出線處理

    絕緣導線的加工過程可分為:剪裁、剝頭、捻頭(指多股芯線)、浸錫和清潔等。正確的導線線頭加工,可提高安裝工作的生產效率,并改善產品焊接質量。

    (1) 剪線

    絕緣導線在加工時,應先剪長導線,后剪短導線,這樣可不浪費線材。手工剪切絕緣導線時要先拉直再剪,細裸銅導線可用人工拉直再剪。剪線要按工藝文件的導線加工表所規定的要求進行,長度要符合公差要求,而且不允許損壞絕緣層。如無特殊公差要求,則可按下表選擇長度公差。

         

  (2) 剝頭

     剝頭是把絕緣線兩端各去掉一段絕緣層,而露出芯線的過程。使用剝頭鉗時要對準所需要的剝頭距離,選擇與芯線粗細相配的鉗口。蠟克線、塑膠線可用電剝頭器剝頭。剝頭長度應符合工藝文件(導線加工表)的要求。無特殊要求時,可按照下表選擇剝頭長度,如下圖(a)所示。

(3) 捻頭

    多股芯線經過剝頭以后,芯線有松散現象,必須再一次捻緊,以便浸錫及焊接。捻線時用力不宜過猛以免細線捻斷。捻線角度一般在300450之間,如下圖(b)所示。捻線可采用捻頭機,或用手工捻頭。

圖(a) 絕緣導線剝頭長度                   圖(b) 多股芯線的捻線角度

   3 、屏蔽線的加工

    為了防止因導線電場或磁場的干擾而影響電路正常工作,可在導線外加上金屬屏蔽層,這樣就構成了屏蔽導線。屏蔽導線端頭外露長度直接影響到屏蔽效果,因此對屏蔽導線加工必須按工藝文件執行。

  (1) 屏蔽導線端頭去屏蔽層長度

    屏蔽導線的屏蔽層到絕緣層端頭的距離應根據導線工作電壓而定,一般可按下表選用。

        

 

(2) 屏蔽導線端頭處理方法

    a. 屏蔽導線的端頭處理方法見右圖所示。   

如其絕緣層有棉織蠟克層或塑膠層的,應先

剪去適當長度的屏蔽層以后,在屏蔽層內套

一黃蠟管或纏黃綢布2~3層,再在它上面

用φ0.5~φ0.3mm的鍍銀銅線密繞數圈,

長度為2~6mm。然后將密繞的銅線焊在

一起(應焊一周),焊接時間要快,以免燙

傷絕緣層。最后留出一定長度作接地線。

   

b. 屏蔽層中間抽頭方法  

如右圖所示。即應先用劃針在屏蔽層的

適當位置撥開一小槽,用鑷子(或穿針)抽出

絕緣線,把屏蔽層擰緊,并在屏蔽層端部浸錫。

注意浸錫時應用尖嘴鉗夾持,不讓錫滲冷卻而

形成硬結。

 4 、導線的走線及安裝

     生產電子產品時,為得到有一定強度和焊接

 質量的焊接點,在焊接前都要進行可靠的連接。

 由于各類產品的結構形式與使用要求的不同,焊

 接前各種連接點的結構及外形又有很大的差異,

 所以被焊接在這些接點上的元器件安裝方法是不相同的。

 (1) 走線 a. 走線原則:

                 以最短距離連線;

                直角連線;

                平面連線;

                導線的根部不能受力,并且要順著接線端子的方向走線;焊接后再改變走線方向會使導線從根部折彎,造成導線斷線。

這些原則有相互矛盾的地方,在堅持原則的情況下,可根據具體的情況靈活掌握。另外,對于走線來說,并不是光靠連線就可以解決的,必須把它同元器件的排列一起考慮。以最短距離連線,是解決交流聲和躁聲的重要手段,但在連線時則需要松一些,以免在拉動端子時導線的細弱處受力被扯斷。此外,導線要留有充分的余量,以便在組裝檢驗及維修時備用。

b. 走線要領:

沿接地線走;

           電源(交流電源)線和信號線不要平行;

           接地點集中在一起;

           不要形成環路;

           離開發熱體;

           不能在元器件上走線。

(2) 扎線

   所謂扎線,就是把導線捆扎起來,這樣做一方面可以將連線整齊地歸納在一起,少占空間;另一方面也有利于穩定質量。

  a. 扎線要領:導線的確認;不能將力量集中在一根線上;不能扎得太松。

  b. 扎線用品: 捆扎線、扎線帶、線卡。

c. 制造要領:要求線端留有一定的長度,應從線端開始扎線;

重點在于走線和外觀應排列整齊,而且有棱有角;防止連線錯誤時,按各分支扎線;扎線的間距標準為50mm,可根據連線密度及分支數量改變。如下圖所示。

       要求線端留有一定的長度,應從線端開始線。

重點在于走線和外觀時,應排列整齊,而且要有棱有角。

要求防止連線錯誤時,按各分支扎線。

扎線的間距標準為50mm,可根據連線密度及分支數量改變。

(3) 導線的安裝

    a. 導線同接線端子的連接

    ? 繞焊:把經過上錫的導線端頭在接線端子上纏上一圈,用鉗子拉緊纏牢后進行焊接。如下圖(a )、(b)所示。注意導線一定要緊貼端子,一般L=1~3mm為宜。該連接可靠性好。

   ? 鉤焊:把經過上錫的導線端頭彎成鉤形,鉤在接線端子上并用鉗子夾緊后施焊,如下圖( c )所示。端頭處理與繞焊相同,這種方法強度低于繞焊,但操作簡便。

   ? 搭焊:把經過上錫的導線端頭搭在接線端子上施焊,如下圖(d ),這種連接最方便,但強度可靠性最差,僅用于臨時連接或不便于纏與鉤的地方及某些接插件上。

 

   b. 導線與導線的連接導線之間的連接以繞為主,如下圖所示。

5 、元器件裝配工藝

 (1) 引線成型

     元器件引線成型是指小型元器件而言,它可用跨接、立、臥等方法焊接,并要求受振動時器件原位置不變動。如果是大型元器件,必須用支架、卡子等固定在安裝位置上,不可能像小型元器件懸浮跨接,單獨立放。

     引線折彎成型要根據焊點之間的距離做成需要的形狀,下圖為引線成型后的各種形狀,引線折彎時要在離其根部2mm外進行。

(2) 元器件裝配的主要技術要求

    a. 標記安裝時,字體應向上或向外,便于目視。

    b. 中頻變壓器要與底板吻合。

    c. 位置上下、水平、垂直、對稱,要做到美觀、整齊,同一類元器件高低應一致。

  d. 元器件、導線繞頭一般一圈到底,并用尖嘴鉗夾緊。

    e. 元器件的放置要平穩,支承力盡可能相等,彎腳應成圓弧形,并不可齊根彎。

    f. 晶體管、集成電路焊接速度要快,要注意腳的極性。

(3) 接點的焊接

   焊點的幾種情況如下圖所示。

a. 對焊接點的技術要求

    ? 焊接點要牢固,具有一定的強度。

    ? 接觸電阻要小,吃錫透徹,無虛焊、假焊及漏焊。

    ? 焊點大小均勻,圓滑、滿焊、無生焊。

    ? 焊接點表面要整潔、無雜物殘留。

   ? 焊點之間不應搭焊、碰焊,以防短路。

    ? 焊點表面應有良好的光澤,無毛刺、無拖錫,防止尖端放電。

  b. 焊接注意事項

    ? 烙鐵頭溫度(233)掌握要適當。

    ? 焊接時間要適當。

    ? 焊料與焊劑使用要適量。

    ? 焊點未冷卻前不準搖動焊接物,以防焊點表面粗糙及虛焊。

    ? 不應燙傷周圍的元器件及導線。

  c. 焊接MOS集成電路應注意事項

    ? 使用的儀器和工具都必須接地良好。

  ? 焊接時宜使用20W內熱式電烙鐵;若用普通電烙鐵,則烙鐵頭應接地。

? 焊接時間不要超過5秒鐘,不允許在一個焊點上連續焊多次。

  ? 焊接線路板時,插頭應全部短路,并一次將整個電路板焊完。如有困難時,可將焊不完的板子包上屏蔽層放入金屬盒內。


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