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文檔簡介
第5章準(zhǔn)備工藝及裝配5.1元器件成形
5.2導(dǎo)線與電纜加工
5.3電子設(shè)備組裝工藝
5.4印制電路板的插裝
5.5連接工藝和整機(jī)總裝工藝
5.6整機(jī)總裝質(zhì)量的檢驗(yàn)
5.1元
器
件
成
形
1.元器件引線的成形
(1)預(yù)加工處理。元器件引線在成形前必須進(jìn)行加工處理。雖然在制造時(shí)對(duì)元器件引線的可焊性就已有技術(shù)要求,但因生產(chǎn)工藝的限制,加上包裝、儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)戎虚g環(huán)節(jié),在引線表面會(huì)產(chǎn)生氧化膜,導(dǎo)致引線的可焊性嚴(yán)重下降。引線的再處理主要包括引線的校直,表面清潔及搪錫三個(gè)步驟。要求引線處理后,不允許有傷痕,而且鍍錫層均勻,表面光滑,無毛刺和焊劑殘留物。
(2)引線成形的基本要求。引線成形工藝就是根據(jù)焊點(diǎn)之間的距離,做成需要的形狀,目的是使它能迅速而準(zhǔn)確地插入孔內(nèi)?;疽螅涸€開始彎曲處,離元件端面的最小距離應(yīng)不小于2mm;彎曲半徑不應(yīng)小于引線直徑的2倍;怕熱元件要求引線增長,成形時(shí)應(yīng)繞環(huán);元件標(biāo)稱值應(yīng)處在便于查看的位置;成形后不允許有機(jī)械損傷。引線成形的基本要求如圖5.1所示,其中A≥2mm,R≥2d。圖5.1引線成形的基本要求
(3)成形方法。為保證引線成形的質(zhì)量和一致性,應(yīng)使用專用工具和成形模具。成形工序因生產(chǎn)方式不同而不同。在自動(dòng)化程度高的工廠,成形工序是在流水線上自動(dòng)完成的,如采用電動(dòng)、氣動(dòng)等專用引線成形機(jī)。在沒有專用工具或加工少量元器件時(shí),可采用手工成形,使用尖嘴鉗或鑷子等一般工具。為保證成形工藝,可自制一些成形機(jī)械,以提高手工操作能力。
2.元器件安裝的技術(shù)要求
(1)元件器的標(biāo)志方向應(yīng)按照?qǐng)D紙規(guī)定的要求,安裝后能看清元件上的標(biāo)志。若裝配圖上沒有指明方向,則應(yīng)使標(biāo)記向外易于辨認(rèn),并按從左到右、從上到下的順序讀出。
(2)元器件的極性不得裝錯(cuò),安裝前應(yīng)套上相應(yīng)的套管。
(3)安裝高度應(yīng)符合規(guī)定要求,同一規(guī)格的元器件應(yīng)盡量安裝在同一高度上。
(4)安裝順序一般為先低后高,先輕后重,先易后難,先一般元器件后特殊元器件。
(5)元器件在印制電路板上的分布應(yīng)盡量均勻,疏密一致,排列整齊美觀。不允許斜排、立體交叉和重疊排列。元器件外殼和引線不得相碰,要保證1mm左右的安全間隙,無法避免時(shí),應(yīng)套絕緣套管。
(6)元器件的引線直徑與印制電路板焊盤孔徑應(yīng)有0.2~0.4mm的合理間隙。
(7)對(duì)一些特殊元器件的安裝處理應(yīng)格外小心,例如:MOS集成電路的安裝應(yīng)在等電位工作臺(tái)上進(jìn)行,以免產(chǎn)生靜電而損壞器件;發(fā)熱元件(如2W以上的電阻)要與印制電路板面保持一定的距離,不允許貼板安裝;較大的元器件的安裝(重量超過28g)應(yīng)采取綁扎、粘固等措施。
5.2導(dǎo)線與電纜加工
5.2.1絕緣導(dǎo)線的加工
1.裁剪導(dǎo)線裁剪前,用手或工具輕捷地拉伸,使之盡量平直,然后用尺和剪刀,將導(dǎo)線裁剪成所需尺寸。剪裁的導(dǎo)線長度允許有5%~10%的正誤差(可略長一些),不允許出現(xiàn)負(fù)誤差。
2.導(dǎo)線端頭的加工(也叫剝頭)端頭絕緣層的剝離方法有兩種:一種是刃截法,另一種是熱截法。刃截法設(shè)備簡單但容易損傷導(dǎo)線,熱截法需要一把熱剝皮器(或用電烙鐵代替),并將烙鐵加工成寬鑿形。熱截法的優(yōu)點(diǎn)是:剝頭好,不會(huì)損傷導(dǎo)線。
1)刃截法
(1)電工刀或剪刀剝頭。先在規(guī)定長度的剝頭處切割一個(gè)圓形線口,然后切深,注意不要割透絕緣層而損傷導(dǎo)線,接著在切口處多次彎曲導(dǎo)線,靠彎曲時(shí)的張力撕破殘余的絕緣層,最后輕輕地拉下絕緣層。
(2)剝線鉗剝頭。剝線鉗適用于直徑0.5~2mm的橡膠、塑料為絕緣層的導(dǎo)線、絞合線和屏蔽線。有特殊刃口的也可用于以聚四氟乙烯為絕緣層的導(dǎo)線。剝線時(shí),將規(guī)定剝頭長度的導(dǎo)線插入刃口內(nèi),壓緊剝線鉗,刀刃切入絕緣層內(nèi),隨后夾爪抓住導(dǎo)線,拉出剝下的絕緣層。
注意:一定要使刀刃口與被剝的導(dǎo)線相適應(yīng),否則會(huì)出現(xiàn)損傷芯線或拉不斷絕緣層的現(xiàn)象。遇到絕緣層受壓易損壞的導(dǎo)線時(shí),要使用有寬且光滑夾爪的剝線鉗,或在導(dǎo)線的外面包一層襯墊物。被剝芯線與最大允許損傷股數(shù)的關(guān)系如表5-1所示。
表5-1剝頭芯線與最大允許損傷股數(shù)的關(guān)系
(單位:股)
2)熱截法熱截法通常使用的熱控剝皮器外形如圖5.2(a)所示。使用時(shí),將熱控剝皮器通電預(yù)熱10分鐘,待熱阻絲呈暗紅色時(shí),將需剝頭的導(dǎo)線按剝頭所需長度放在兩個(gè)電極之間。邊加熱邊轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)線,待四周絕緣層切斷后,用手邊轉(zhuǎn)動(dòng)邊向外拉,即可剝出無損傷的端頭。加工時(shí)注意通風(fēng),并注意正確選擇剝皮器端頭合適的溫度。
3.捻頭多股導(dǎo)線剝?nèi)ソ^緣層后,要進(jìn)行捻頭以防止芯線松散。捻頭時(shí)要順著原來的合股方向,捻線時(shí)用力不宜過猛,否則易將細(xì)線捻斷。捻過之后的芯線,其螺旋角一般在30°~45°,如圖5.2(b)所示。芯線捻緊不得松散;如果芯線上有涂漆層,應(yīng)先將涂漆層去除后再捻頭。
圖5.2熱控剝皮器及多股導(dǎo)線捻頭角度
4.浸錫(又稱搪錫、預(yù)掛錫)將捻好的導(dǎo)線端頭浸錫的目的在于防止氧化,以提高焊接質(zhì)量。浸錫有錫鍋浸錫、電烙鐵上錫兩種方法。
(1)采用錫鍋(又稱搪錫缸)浸錫時(shí),錫鍋通電使鍋中焊料熔化,將捻好頭的導(dǎo)線蘸上助焊劑,然后將導(dǎo)線垂直插入錫鍋中,并且使浸漬層與絕緣層之間留有1~2mm的間隙,如圖5.3所示。待潤濕后取出,浸錫時(shí)間為1~3s。圖5.3導(dǎo)線端頭浸錫
(2)采用電烙鐵上錫時(shí),應(yīng)待電烙鐵加熱至可熔化焊錫時(shí),在烙鐵上蘸滿焊料,將導(dǎo)線端頭放在一塊松香上,烙鐵頭壓在導(dǎo)線端頭,左手邊慢慢地轉(zhuǎn)動(dòng)邊往后拉,當(dāng)導(dǎo)線端頭脫離烙鐵后導(dǎo)線端上也即上好了錫。上錫時(shí)應(yīng)該注意:松香要用新的,否則端頭會(huì)很臟;烙鐵頭不要燙傷導(dǎo)線絕緣層。
5.清潔浸(搪)好錫的導(dǎo)線端頭有時(shí)會(huì)留有焊料或焊劑的殘?jiān)瑧?yīng)及時(shí)清除,否則會(huì)給焊接帶來不良后果。清洗液可選用酒精。不允許用機(jī)械方法刮擦,以免損傷芯線。當(dāng)然,對(duì)于要求不高的產(chǎn)品可以不進(jìn)行清洗。
6.打印標(biāo)記
(1)端子標(biāo)記的要求。打印端子標(biāo)記是為了使安裝、焊接、檢修和維修時(shí)方便。標(biāo)記通常打印在導(dǎo)線端子、元器件、組件板、各種接線板、機(jī)箱分箱的面板上以及機(jī)箱分箱插座、接線柱附近。所有標(biāo)記都應(yīng)與設(shè)計(jì)圖紙的標(biāo)記一致,符合電氣文字符號(hào)國家新標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)記字體的書寫應(yīng)字體端正,筆畫清楚,排列整齊,間隔均稱。在小型元器件上加注標(biāo)記時(shí),可只標(biāo)記元器件的序號(hào)。例如R6只標(biāo)出“6”即可。當(dāng)“6”與“9”不易分清時(shí)(上看、下看不易確認(rèn)),可在“6”、“9”字的右下方打點(diǎn),成為“6.”、9.”以示讀數(shù)方向。
標(biāo)記應(yīng)放在明顯的位置,不被其他導(dǎo)線、器件所遮蓋。標(biāo)記的讀數(shù)方向要與機(jī)座或機(jī)箱的邊線平行或垂直,同一個(gè)面的標(biāo)記、讀數(shù)方向要統(tǒng)一。標(biāo)記一般不要打印在元器件上,因?yàn)闀?huì)給元器件更換帶來麻煩。在保證不更換的元器件上,打印標(biāo)記是允許的。
目前,在一般產(chǎn)品的印制電路板上,將元器件電路符號(hào)和文字符號(hào)都打印在印制電路板的背面。元器件的引線標(biāo)記對(duì)準(zhǔn)焊盤,這給安裝和修理帶來許多方便。
(2)絕緣導(dǎo)線的標(biāo)記。簡單的電子制作所用的元器件不多,所用的導(dǎo)線也很少,僅憑塑料絕緣導(dǎo)線的顏色就能分清連接線的來龍去脈,就可以不打印標(biāo)記。市場(chǎng)上導(dǎo)線的顏色大約有十幾種,同一種顏色又可憑導(dǎo)線粗細(xì)不同區(qū)分開。
復(fù)雜的電子裝置使用的絕緣導(dǎo)線通常有很多根,需要在導(dǎo)線兩端印上線號(hào)或色環(huán)標(biāo)記,或采用套管打印標(biāo)記等方法。
①
導(dǎo)線端印字標(biāo)記。導(dǎo)線標(biāo)記位置應(yīng)在離絕緣端8~15mm處,如圖5.4所示。
印字要清楚,印字方向要一致,字號(hào)應(yīng)與導(dǎo)線粗細(xì)相適應(yīng)。若機(jī)內(nèi)跨接導(dǎo)線不在線孔內(nèi),數(shù)量較少,可以不打印標(biāo)記。短導(dǎo)線數(shù)量較多時(shí),可以只在其一端打印標(biāo)記。深色導(dǎo)線可用白色油墨,淺色導(dǎo)線可用黑色油墨,以使字跡清晰可辨。
②
導(dǎo)線色環(huán)標(biāo)記。導(dǎo)線的色環(huán)位置應(yīng)根據(jù)導(dǎo)線的粗細(xì),從距導(dǎo)線絕緣端10~20mm處開始,色環(huán)寬度為2mm,色環(huán)間距為2mm。③端子筒標(biāo)記。在元器件較多,接線很多,而且機(jī)殼較大時(shí),如機(jī)柜、控制臺(tái)等,為便于識(shí)別接線端子,通常采用端子筒。端子筒亦叫“標(biāo)記筒”、“筒子”,有的干脆就叫“端子”。它常用塑料管剪成8~15mm長的筒子,在筒子上印有標(biāo)記及序號(hào),然后套在絕緣導(dǎo)線的端子上。在業(yè)余制作及產(chǎn)品數(shù)量不多的情況下,端子筒上的文字與序號(hào)(合稱為“標(biāo)記”)可用手寫。在塑料筒子上一般可用寫號(hào)筆寫標(biāo)記;也可采用藍(lán)色或紅色圓珠筆,但為了不易被手擦去,應(yīng)把寫好的標(biāo)記放在烈日下曝曬1~2小時(shí),或放在烘箱中烘烤0.5小時(shí)左右(烘烤溫度60~80℃),這樣,冷卻后油墨就不易被擦去了。圖5.4絕緣導(dǎo)線的標(biāo)記
(3)手工打印標(biāo)記。在絕緣導(dǎo)線或端子筒上,也可以用手工打印標(biāo)記。手工打印標(biāo)記一般用有彈性的字符印章,如橡皮印章、塑料印章、明膠印章等,不可用硬質(zhì)材料做成的印章,因?yàn)橐?biāo)記的位置通常本身都是硬的。打印標(biāo)記前應(yīng)先去掉需打印標(biāo)記位置上的灰塵和油污。然后將少量油墨放在油墨板上,用小油滾將油墨滾成均勻的一薄層,把字符印章蘸上油墨。打印時(shí),印章要對(duì)準(zhǔn)打印位置,先向外稍傾斜,再向里側(cè)稍傾斜壓下。操作時(shí),用力不能太大,也不能太小,可先在不需要的絕緣電線或端子筒上試一試。如果標(biāo)記印得模糊,可以立即用干凈布料(或蘸少許汽油)擦掉,再重新打印。
5.2.2屏蔽導(dǎo)線端頭的加工屏蔽導(dǎo)線是一種在絕緣導(dǎo)線外面套上一層銅編織套的特殊導(dǎo)線,其加工過程分為下面幾個(gè)步驟。
1.導(dǎo)線的剪裁和外絕緣層的剝離用尺和剪刀(或斜口鉗)剪下規(guī)定尺寸的屏蔽線。導(dǎo)線長度只允許5%~10%的正誤差,不允許有負(fù)誤差。
2.剝?nèi)ザ瞬客饨^緣護(hù)套
(1)熱剝法。在需要?jiǎng)內(nèi)ネ庾o(hù)套的地方,用熱控剝皮器燙一圈,深度直達(dá)銅編織層,再順著斷裂圈到端口燙一條槽,深度也要達(dá)到銅編織層。再用尖嘴鉗或醫(yī)用鑷子夾持外護(hù)套,撕下外絕緣護(hù)套,如圖5.5所示。
圖5.5熱剝法去除外絕緣護(hù)套
(2)刃截法?;痉椒ㄍ瑹釀兎ǎ枰玫度?或單面刀片)代替溫控剝皮器。具體做法是:從端頭開始用刀刃劃開外絕緣層,再從根部劃一圈后用手或鑷子鉗住,即可剝離絕緣層。注意,刀刃要斜切,劃切時(shí),不要傷及屏蔽層。
3.銅編織套的加工
(1)較細(xì)、較軟屏蔽線銅編織套的加工:①
左手拿住屏蔽線的外絕緣層,用右手指向左推編織線,使之成為圖5.6(a)所示的形狀。②
用針或鑷子在銅編織套上撥開一個(gè)孔,彎曲屏蔽層,從孔中取出芯線,如圖5.6(b)所示,用手指捏住已抽出芯線的銅屏蔽編織套向端部捋一下,根據(jù)要求剪取適當(dāng)?shù)拈L度,端部擰緊。
圖5.6細(xì)軟屏蔽線的加工
(2)較粗、較硬屏蔽線銅編織套的加工:先剪去適當(dāng)長度的屏蔽層,在屏蔽層下面纏黃蠟綢布2~3層(或用適當(dāng)直徑的玻璃纖維套管),再用直徑為0.5~0.8mm的鍍銀銅線密繞在屏蔽層端頭,寬度為2~6mm,然后用電烙鐵將繞好的銅線焊在一起后,空繞一圈,并留出一定的長度,最后套上收縮套管。注意,焊接時(shí)間不宜過長,否則易將絕緣層燙壞。
(3)屏蔽層不接地時(shí)端頭的加工:將編織套推成球狀后用剪刀剪去,仔細(xì)修剪干凈即可,如圖5.7(a)所示。若是要求較高的場(chǎng)合,則在剪去編織套后,將剩余的編織線翻過來,如圖5.7(b)所示,再套上收縮性套管,如圖5.7(c)所示。
圖5.7屏蔽層不接地時(shí)端頭的加工
4.綁扎護(hù)套端頭對(duì)于多根芯線的電纜線(或屏蔽電纜線)的端口必須綁扎。
(1)棉織線套外套端部極易散開,綁扎時(shí),從護(hù)套端口沿電纜放長約15~20cm的蠟克棉線,左手拿住電纜線,拇指壓住棉線頭,右手拿起棉線從電纜線端口往里緊繞2~3圈,壓住棉線頭,然后將起頭的一段棉線折過來,繼續(xù)緊繞棉線。當(dāng)繞線寬度達(dá)到4~8mm時(shí)
,將棉線端穿進(jìn)環(huán)中繞緊。此時(shí)左手壓住線層,右手抽緊線頭。拉緊綁線后,剪去多余的棉線,涂上清漆,如圖5.8所示。
圖5.8棉織線套電纜端頭的綁扎
圖5.9防波套外套電纜端頭的加工
(2)在防波套與絕緣芯線之間墊2~3層黃蠟綢帶,再用直徑為0.5~0.8mm鍍銀線密繞6~10圈,并用烙鐵焊接(環(huán)繞焊接),如圖5.9所示。
5.芯線加工屏蔽導(dǎo)線的芯線加工過程基本同絕緣導(dǎo)線的加工方法一樣。但要注意的是屏蔽線的芯線大多是采用很細(xì)的銅絲做成的,切忌用刃截法剝頭,而應(yīng)采用熱截法。捻頭時(shí)不要用力過猛。
6.浸錫浸錫操作過程同絕緣導(dǎo)線浸錫相同。在浸錫時(shí),要用尖嘴鉗夾持離端頭5~10mm的地方,防止焊錫透滲距離過長而形成硬結(jié)。屏蔽端頭浸錫如圖5.10(a)所示,加工好的屏蔽線如圖5.10(b)所示。
圖5.10屏蔽頭浸錫(a)屏蔽端頭浸錫;(b)加工好屏蔽線各部分名稱
5.2.3加工整機(jī)的“線扎”
1.絕緣導(dǎo)線和地線的成形導(dǎo)線成形是布線工藝中的重要環(huán)節(jié)。在導(dǎo)線成形之前,要根據(jù)機(jī)殼內(nèi)部各部件、整件所處的位置,繪制布線圖(俗稱“線扎”、“線把”圖),這是布線的總體設(shè)想。有了“線扎”圖,導(dǎo)線成形就可有條不紊地進(jìn)行。圖5.11所示的是某電子裝置的線把圖。
圖5.11某電子裝置線把圖
圖5.12粗銅線制成的地線
2.線扎成形工藝在電子裝置整機(jī)的裝配工作中,應(yīng)該用線繩或線扎搭扣等把導(dǎo)線扎束成形,制成各種不同形狀的線扎(又叫“線把”、“線束”),同一種電子裝置的線扎也應(yīng)相同。
通常,線扎是按圖制作好后(尤其是產(chǎn)品,一般是先制線扎,然后打印標(biāo)記再焊接安裝),再安裝到機(jī)器上的。為了便于制作線扎,設(shè)計(jì)者先要按1∶1的比例繪制線扎圖,以便于在圖紙上直接排線。在初學(xué)排線繪制線扎圖時(shí),可采用彩筆,這樣可一目了然,不易出錯(cuò)。
制作線扎時(shí),可把線扎圖平鋪在木板上,在線扎拐彎處釘上去掉頭的鐵釘。線扎拐彎處的半徑應(yīng)比線束直徑大兩倍以上。導(dǎo)線的長短要合適,排列要整齊。線扎分支線到焊點(diǎn)應(yīng)有10~30mm的余量,不要拉得過緊,免得受振動(dòng)時(shí)將焊片或?qū)Ь€拉斷。導(dǎo)線走的路徑要盡量短一些,并避開電場(chǎng)的影響。輸入、輸出的導(dǎo)線盡量不排在一個(gè)線扎內(nèi),以防止信號(hào)回授(尤其是在設(shè)計(jì)音頻、中頻、高頻電路時(shí)要注意這個(gè)問題)。如果必須排在一起,則應(yīng)使用屏蔽線。射頻電纜不排在線扎內(nèi)。靠近高溫?zé)嵩吹木€扎影響電路的正常工作,應(yīng)采取隔熱措施,如加石棉板,石棉繩等隔熱材料。
下面介紹幾種綁扎線束的方法。
(1)線繩綁扎。綁扎線束的線繩有棉線、亞麻線、尼龍線、尼龍絲等。這些線可放在溫度不高的石蠟中浸一下,以增加綁扎線的澀性,使線扣不易松脫。線繩的綁扎方法如圖5.13所示。圖5.13(a)所示為起始線扣的結(jié)法,即先繞一圈,拉緊,再繞第二圈,第二圈與第一圈靠緊。圖5.13(b)所示為繞一圈后結(jié)扣的方法。圖5.13(c)所示為繞二圈后結(jié)扣。圖5.13(d)所示為終端線扣的繞法,即先繞一個(gè)中間線扣,再繞一圈固定扣。
圖5.13線繩的綁扎方法
起始線扣與終端線扣綁扎完畢應(yīng)涂上清漆,以防止松脫。線扎較粗或帶分支線束的綁扎方法如圖5.14所示。在分支拐彎處應(yīng)多繞幾圈線繩
,以便加固。
圖5.14帶分支線束的綁扎
(2)粘合劑結(jié)扎。導(dǎo)線很少,如只有幾根至十幾根,而且這些導(dǎo)線都是塑料絕緣導(dǎo)線時(shí),可以采用四氫呋喃粘合劑粘合成線束。粘合時(shí),可將一塊平板玻璃放置在桌面上,再把待粘導(dǎo)線拉伸并列(緊靠)在玻璃上
,然后用毛筆蘸四氫呋喃涂敷在這些塑料導(dǎo)線上,經(jīng)過2~3分鐘,待粘合劑凝固以后便可獲得一束平行塑料導(dǎo)線。如果用多種顏色的導(dǎo)線來粘合則更好。
(3)線扎搭扣綁扎。用線扎搭扣綁扎十分方便,線把也很美觀,常為大中型電子裝置采用。用線扎搭扣綁扎導(dǎo)線時(shí),可用專用工具拉緊,但不可拉得太緊,以防破壞搭扣。搭扣綁扎的方法是,先把塑料導(dǎo)線按線把圖布線,在全部導(dǎo)線布完之后,可用一些短線頭臨時(shí)
綁扎幾處(如線把端頭,轉(zhuǎn)彎處),然后將線把整理成圓束,成束的導(dǎo)線應(yīng)相互平行,不允許有交叉現(xiàn)象,整理一段,用搭扣綁扎一段,從頭至尾,直至綁扎完畢。捆綁時(shí),搭扣布置力求距離相等。搭扣拉緊后,要將多余的長度剪掉。
(4)塑料線槽布線。對(duì)機(jī)柜、機(jī)箱、控制臺(tái)等大型電子裝置,一般可采用塑料線槽布線的方法。線槽固定在機(jī)殼內(nèi)部,線槽的兩側(cè)有很多出線孔,將準(zhǔn)備好的導(dǎo)線一一排在槽內(nèi),可不必綁扎。導(dǎo)線排完后蓋上線槽蓋板。
(5)塑料膠帶綁扎。目前有些電子產(chǎn)品用的線扎采用聚氯乙烯膠帶綁扎,它簡便可行,制作效率比線繩綁扎高,效果比線扎搭扣好,成本比塑料線槽低。
(6)導(dǎo)線經(jīng)過棱角處的處理。線扎或單根導(dǎo)線經(jīng)過機(jī)殼棱角處時(shí),為了避免鋼鐵棱角磨損導(dǎo)線絕緣層造成接地故障(金屬外殼按規(guī)定要接地)或短路故障,在線扎和導(dǎo)線上要纏繞聚氯乙烯絕緣帶或加塑料套管,也可使用黃蠟綢帶,還可以將經(jīng)過棱角處的導(dǎo)線纏繞兩層白布帶后,纏一層亞麻線,再涂上清漆。
(7)活動(dòng)線扎的加工。插頭等接插件,因需要拔出插進(jìn),其線扎也需經(jīng)常活動(dòng),所以這種線扎的加工和一般的不一樣,應(yīng)先把線扎擰成15°左右的角度,當(dāng)線扎彎曲時(shí),可使各導(dǎo)線受力均勻。為了防止磨損,可用聚氯乙烯膠帶或尼龍卷槽在活動(dòng)線扎外纏繞,如圖5.15所示。
圖5.15在活動(dòng)線扎外纏繞
5.2.4電纜加工
1.絕緣同軸射頻電纜的加工因流經(jīng)芯線的電流頻率很高,加工時(shí)要特別注意芯線與金屬屏蔽層的距離。如果芯線不在屏蔽層中心位置,則會(huì)造成特性阻抗不準(zhǔn)確,信號(hào)傳輸受到反射損耗故障。當(dāng)芯線焊在高頻插頭、插座上時(shí)也要與射頻電纜相匹配。焊接的芯線應(yīng)與插頭座同心,同軸電纜如圖5.16所示。
圖5.16同軸電纜
2.高頻測(cè)試電纜的加工圖5.17所示是高頻測(cè)試電纜的加工示例。先按圖樣剪裁3米長的電纜線,再按圖樣規(guī)定剪開電纜兩端的外塑膠層,然后剪開屏蔽層,剝?nèi)ソ^緣層,最后捻頭、浸錫。兩端都準(zhǔn)備完畢后,將插頭的后螺母擰下,套在電纜線上。用劃針將屏蔽線端分開,再將屏蔽層線均勻地焊接在圓形墊片上,要焊得光滑、平整、無毛刺。將芯線一端穿過插頭孔焊接,另一端焊在插頭中心線上,一定要焊在中心位置上。焊完后擰緊螺母,勿使電纜線在插頭上活動(dòng)。
圖5.17高頻測(cè)試電纜的加工
5.3電子設(shè)備組裝工藝
5.3.1電子設(shè)備組裝的內(nèi)容和方法
1.組裝內(nèi)容和組裝級(jí)別電子設(shè)備的組裝是將各種電子元器件、機(jī)電元件及結(jié)構(gòu)件,按照設(shè)計(jì)要求,裝接在規(guī)定的位置上,組成具有一定功能的完整的電子產(chǎn)品的過程。組裝內(nèi)容主要有:單元的劃分;元器件的布局;各種元件、部件、結(jié)構(gòu)件的安裝;整機(jī)聯(lián)裝等。
在組裝過程中,根據(jù)組裝單位的大小、尺寸、復(fù)雜程度和特點(diǎn)的不同,將電子設(shè)備的組裝分成不同的等級(jí),稱之為電子設(shè)備的組裝級(jí)。組裝級(jí)別分為:第一級(jí)組裝,一般稱為元件級(jí),是最低的組裝級(jí)別,其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)不可分割。通常指通用電路元件、分立元件及其按需要構(gòu)成的組件、集成電路組件等。
第二級(jí)組裝,一般稱插件級(jí),用于組裝和互連第一級(jí)元器件。例如,裝有元器件的印制電路板或插件等。第三級(jí)組裝,一般稱為底板級(jí)或插箱級(jí),用于安裝和互連第二級(jí)組裝的插件或印制電路板部件。
第四級(jí)組裝及更高級(jí)別的組裝,一般稱箱、柜級(jí)及系統(tǒng)級(jí)。主要通過電纜及連接器互連第二、三級(jí)組裝,并以電源饋線構(gòu)成獨(dú)立的有一定功能的儀器或設(shè)備。
對(duì)于系統(tǒng)級(jí),可能設(shè)備不在同一地點(diǎn),則須用傳輸線或其他方式連接。圖5.18所示為電子設(shè)備組裝級(jí)的示意圖。
這里需要說明的是:①
在不同的等級(jí)上進(jìn)行組裝時(shí),構(gòu)件的含義會(huì)改變。例如,組裝印制電路板時(shí),電阻器、電容器、晶體管等元器件是組裝構(gòu)件,而組裝設(shè)備的底板時(shí),印制電路板則為組裝構(gòu)件。②
對(duì)于某個(gè)具體的電子設(shè)備,不一定各組裝級(jí)都具備,而是要根據(jù)具體情況來考慮應(yīng)用到哪一級(jí)。
圖5.18電子設(shè)備組裝級(jí)的示意圖
2.組裝特點(diǎn)及方法
1)組裝特點(diǎn)電子設(shè)備的組裝,在電氣上是以印制電路板為支撐主體的電子元器件的電路連接,在結(jié)構(gòu)上是以組成產(chǎn)品的鈑金硬件和模型殼體,通過緊固零件或其他方法,由內(nèi)到外按一定的順序安裝。電子產(chǎn)品屬于技術(shù)密集型產(chǎn)品,組裝電子產(chǎn)品的主要特點(diǎn)是:
(1)組裝工作是由多種基本技術(shù)構(gòu)成的,如元器件的篩選與引線成形技術(shù),線材加工處理技術(shù),焊接技術(shù),安裝技術(shù),質(zhì)量檢驗(yàn)技術(shù)等。
(2)裝配操作質(zhì)量,在很多情況下,都難以進(jìn)行定量分析。如焊接質(zhì)量的好壞,通常以目測(cè)判斷,刻度盤、旋鈕等的裝配質(zhì)量多以手感鑒定等。因此,掌握正確的安裝操作方法是十分必要的,切勿養(yǎng)成隨心所欲的操作習(xí)慣。
(3)進(jìn)行裝配工作的人員必須進(jìn)行訓(xùn)練和挑選,經(jīng)考核合格后持證上崗,否則,由于知識(shí)缺乏和技術(shù)水平不高,就可能生產(chǎn)出次品;而一旦生產(chǎn)出次品,就不可能百分之百地被檢查出來,產(chǎn)品質(zhì)量就沒有保證。
2)組裝方法
(1)功能法是將電子設(shè)備的一部分放在一個(gè)完整的結(jié)構(gòu)部件內(nèi)。該部件能完成變換或形成信號(hào)的局部任務(wù)(某種功能),從而得到在功能上和結(jié)構(gòu)上都已完整的部件,便于生產(chǎn)和維護(hù)。按照用一個(gè)部件或一個(gè)組件來完成設(shè)備的一組既定功能的規(guī)模,分別稱這種方法為部件功能法或組件功能法。不同的功能部件(接收機(jī)、發(fā)射機(jī)、存儲(chǔ)器、譯碼器、顯示器)有不同的結(jié)構(gòu)外形、體積、安裝尺寸和連接尺寸,很難做出統(tǒng)一的規(guī)定,這種方法將降低整個(gè)設(shè)備的組裝密度。此方法廣泛用在采用電真空器件的設(shè)備上,也適用于以分立元件為主的產(chǎn)品或終端功能部件上。
(2)組件法就是制造出一些在外形尺寸和安裝尺寸上都統(tǒng)一的部件,這時(shí)部件的功能完整性退居到次要地位。這種方法廣泛用于統(tǒng)一電氣安裝工作中并可大大提高安裝密度。根據(jù)實(shí)際需要組件法又可分為平面組件法和分層組件法,大多用于組裝以集成器件為主的設(shè)備。規(guī)范化所帶來的副作用是允許功能和結(jié)構(gòu)上有某些余量(因?yàn)樵某叽鐪p小了)。
(3)功能組件法兼顧了功能法和組件法的特點(diǎn),用以制造出既保證功能完整性又有規(guī)范化的結(jié)構(gòu)尺寸的組件。微型電路的發(fā)展,導(dǎo)致組裝密度進(jìn)一步增大,以及可能有更大的結(jié)構(gòu)余量和功能余量。因此,對(duì)微型電路進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),要同時(shí)遵從功能原理和組件原理的原則。
5.3.2組裝工藝技術(shù)的發(fā)展
1.發(fā)展進(jìn)程組裝工藝技術(shù)的發(fā)展與電子元器件、材料的發(fā)展密切相關(guān),每當(dāng)出現(xiàn)一種新型電子元器件并得到應(yīng)用時(shí),就必然促進(jìn)組裝工藝技術(shù)有新的進(jìn)展,其發(fā)展過程大致可分為五個(gè)階段,見表5-2所示。
表5-2組裝技術(shù)的發(fā)展階段
2.發(fā)展特點(diǎn)
(l)連接工藝的多樣化。電子設(shè)備在生產(chǎn)制造中有許多裝聯(lián)方法,實(shí)現(xiàn)電氣連接的工藝主要是焊接(手工和機(jī)器焊接)。除焊接外、壓接、繞接、膠接等連接工藝也越來越受到重視。壓接可用于高溫和大電流接點(diǎn)的連接、電纜和電連接器的連接;繞接可用于高密度接線端子的連接,印制電路板接插件的連接;膠接主要用于非電氣接點(diǎn)的連接,如金屬或非金屬零件的粘接,采用導(dǎo)電膠也可實(shí)現(xiàn)電氣連接。
(2)工裝設(shè)備的改進(jìn)。電子設(shè)備的小型化,大大促進(jìn)了組裝工具和設(shè)備的不斷改進(jìn),采用小巧、精密和專用的工具和設(shè)備,使組裝質(zhì)量有了可靠的保證。例如采用手動(dòng)、電動(dòng)、氣動(dòng)成形機(jī),集成電路引線成形模具等,可提高成形質(zhì)量和效率。進(jìn)行導(dǎo)線端頭處理時(shí),采用專用剝線鉗或自動(dòng)剝線捻線機(jī),可克服損傷線和斷線等缺陷。搪錫工具改變了過去大功率焊料槽搪錫工藝,采用結(jié)構(gòu)小巧,溫度可控的小型焊料槽及使用超聲波搪錫機(jī),不僅提高了搪錫質(zhì)量,也改變了工作環(huán)境。機(jī)械裝配工具,逐步淘汰了傳統(tǒng)的鉗工工具,向結(jié)構(gòu)小巧、鉗口精細(xì)和手感舒適的方向發(fā)展。電動(dòng)或氣動(dòng)工具在成批生產(chǎn)的流水線上已得到廣泛應(yīng)用。
(3)檢測(cè)技術(shù)的自動(dòng)化。電子設(shè)備組裝質(zhì)量的檢查和電氣性能的測(cè)試,正在向自動(dòng)化方向發(fā)展。例如,焊接質(zhì)量的檢測(cè),用可焊性測(cè)試儀,預(yù)先測(cè)定引線可焊性水平,達(dá)到要求的元器件才能安裝焊接。逐漸得到廣泛使用的潤濕秤量法就是一種先進(jìn)的自動(dòng)化測(cè)量方法。焊點(diǎn)自動(dòng)檢測(cè)的設(shè)備已經(jīng)產(chǎn)生,逐漸會(huì)在生產(chǎn)中得到應(yīng)用。檢查電氣連接是否正確,用人工檢查的方法不僅效率低,而且容易出現(xiàn)錯(cuò)檢或漏檢,特別是裝配密度高,元器件小型化的印制電路板組裝件,人工檢查越來越困難,而采用計(jì)算機(jī)控制的在線測(cè)試儀,可以根據(jù)預(yù)先設(shè)置的程序,快速正確地判斷連接的正確性和裝聯(lián)后元器件參數(shù)的變化。對(duì)于整機(jī)性能的測(cè)試,目前利用通用測(cè)試儀器進(jìn)行測(cè)試,速度慢,精度低,因此已逐步采用計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試(CAT)來進(jìn)行整機(jī)測(cè)試,測(cè)試用的儀器儀表已大量使用高精度、數(shù)字化、智能化產(chǎn)品,使測(cè)試精度和速度大大提高。
(4)新工藝新技術(shù)的應(yīng)用。為提高產(chǎn)品質(zhì)量,在組裝過程中,新工藝、新技術(shù)、新材料正在不斷地被采用。例如,焊接材料采用活性氫化松香焊錫絲代替?zhèn)鹘y(tǒng)使用的普通松香焊錫絲,抗氧化焊料在波峰焊和搪錫中也得到應(yīng)用。表面防護(hù)處理,采用噴涂501-3聚膠脂絕緣清漆及其他絕緣清漆工藝,提高了產(chǎn)品防潮、防鹽霧、防霉菌等能力。新型連接導(dǎo)線,如氟塑料絕緣導(dǎo)線,鍍膜導(dǎo)線在產(chǎn)品中得到越來越多的應(yīng)用,對(duì)提高連接可靠性、減輕重量和縮小體積起到一定作用。
5.3.3整機(jī)裝配工藝過程整機(jī)裝配的工序因設(shè)備的種類、規(guī)模不同,其構(gòu)成也有所不同,但基本工序并沒有什么變化,據(jù)此就可以制定出制造電子設(shè)備最有效的工序來。一般整機(jī)裝配工藝過程如圖5.19所示。由于產(chǎn)品的復(fù)雜程度、設(shè)備場(chǎng)地條件、生產(chǎn)數(shù)量、技術(shù)力量及工人操作技術(shù)水平等情況的不同,生產(chǎn)的組織形式和工序也要根據(jù)實(shí)際情況有所變化。例如,樣機(jī)生產(chǎn)可按圖5.19所示的主要工序直接進(jìn)行。若大批量生產(chǎn),印制板裝配、機(jī)座裝配及線束加工等幾個(gè)工序,可并列進(jìn)行,后幾道工序則可直列進(jìn)行,重要的是要根據(jù)生產(chǎn)人數(shù),裝配人員的技術(shù)水平來編制最有利于現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)的工序。
圖5.19整機(jī)裝配的工藝過程
5.3.4電子元器件的布局電子設(shè)備的組裝過程就是按照工藝圖紙把所有的元器件連接起來的過程。一般電子設(shè)備都有成百上千個(gè)元器件,這些元器件在安裝時(shí)如何布置,放在什么位置,它們之間有什么關(guān)系等等,都是布局所需解決的問題。電子設(shè)備中元器件的布局是否合理,將直接影響組裝工藝和設(shè)備的技術(shù)性能。電子設(shè)備中元器件布局應(yīng)遵循下列原則:
(1)應(yīng)保證電路性能指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。電路性能一般指電路的頻率特性、波形參數(shù)、電路增益和工作穩(wěn)定性等有關(guān)指標(biāo),具體指標(biāo)隨電路的不同而異。例如:對(duì)于高頻電路,在元器件布局時(shí),解決的主要問題是減小分布參數(shù)的影響。布局不當(dāng),將會(huì)使分布電容、接線電感、接地電阻等的分布參數(shù)增大,直接改變高頻電路的參數(shù),從而影響電路基本指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。在高增益放大電路中,尤其是多級(jí)放大器,元器件布局不合理就可能引起輸出對(duì)輸入或后級(jí)對(duì)前級(jí)的寄生反饋,容易造成信號(hào)失真,電路工作不穩(wěn)定,甚至產(chǎn)生自激,破壞電路的正常工作狀態(tài)。在脈沖電路中,傳輸、放大的信號(hào)是陡峭的窄脈沖,其上升沿或下降沿的時(shí)間很短,諧波成分比較豐富,如果元器件布局不當(dāng),就會(huì)使脈沖信號(hào)在傳輸中產(chǎn)生波形畸變,前后沿變壞,電路達(dá)不到規(guī)定的要求。不論什么電路,使用的元器件,特別是半導(dǎo)體元器件,對(duì)溫度非常敏感,元器件布局應(yīng)采取有利于機(jī)內(nèi)的散熱和防熱的措施,以保證電路性能指標(biāo)不受或減少溫度的影響。此外,元器件的布局應(yīng)使電磁場(chǎng)的影響減小到最低限度,采取措施避免電路之間形成干擾,以及防止外來的干擾,以保證電路正常穩(wěn)定地工作。
(2)應(yīng)有利于布線。元器件布設(shè)的位置,直接決定著連線長度和敷設(shè)路徑,布線長度和走線方向不合理會(huì)增加分布參數(shù)和產(chǎn)生寄生耦合,而且不合理的走線還會(huì)給裝接工藝帶來麻煩。
(3)應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)工藝的要求。電子設(shè)備的組裝不論是整機(jī)還是分機(jī),都要求結(jié)構(gòu)緊湊,外觀性好,重量平衡,防振等,因此元器件布局時(shí)要考慮重量大的元器件及部件的位置應(yīng)分布合理,使整機(jī)重心降低,機(jī)內(nèi)重量分布均衡。元器件布局時(shí),應(yīng)考慮排列的美觀性。盡管導(dǎo)線縱橫交叉,長短不一,但外觀要力求平直、整齊、對(duì)稱,使電路層次分明。信號(hào)的進(jìn)出,電源的供給,主要元器件和回路的安排順序要妥當(dāng),使眾多的元器件排列得繁而不亂,雜而有章。目前,電子設(shè)備向多功能小型化方向發(fā)展,這就要求在布局時(shí),必須精心設(shè)計(jì),巧妙安排,在各方面要求兼容的條件下,力求提高組裝密度,以縮小整機(jī)尺寸。
(4)應(yīng)有利于設(shè)備的裝配、調(diào)試和維修。現(xiàn)代電子設(shè)備由于功能齊全、結(jié)構(gòu)復(fù)雜,往往將整機(jī)分為若干功能單元(分機(jī)),每個(gè)單元在安裝、調(diào)試方面都是獨(dú)立的,因此元器件的布局要有利于生產(chǎn)時(shí)裝調(diào)的方便和使用維修時(shí)的方便,如便于調(diào)整、觀察、更換元器件等。 5.4印制電路板的插裝
印制電路板在整機(jī)結(jié)構(gòu)中由于具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)而被大量的使用,因此在當(dāng)前電子設(shè)備組裝中,是以印制電路板為中心而展開的,印制電路板的組裝是整機(jī)組裝的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通常我們把不裝載元件的印制電路板叫做印制基板,它的主要作用是作為元器件的支撐體,利用基板上的印制電路,通過焊接把元器件連接起來。同時(shí)它還有利于板上元器件的散熱。印制基板的兩側(cè)分別叫做元件面和焊接面。元件面安裝元件,元件的引出線通過基板的插孔,在焊接面的焊盤處通過焊接把線路連接起來。5.4.1印制電路板裝配工藝
1.元器件的安裝方法安裝方法有手工安裝和機(jī)械安裝兩種。前者簡單易行,但效率低、誤裝率高;后者安裝速度快,誤裝率低,但設(shè)備成本高,引線成形要求嚴(yán)格。一般有以下幾種安裝形式:
(1)貼板安裝。安裝形式如圖5.20所示,適用于防振要求高的產(chǎn)品。元器件緊貼印制基板面,安裝間隙小于1mm。當(dāng)元器件為金屬外殼,安裝面又有印制導(dǎo)線時(shí),應(yīng)加絕緣襯墊或絕緣套管。圖5.20貼板安裝
(2)懸空安裝。安裝形式如圖5.21所示,適用于發(fā)熱元件的安裝。元器件距印制基板面有一定高度,安裝距離一般在3~8mm范圍內(nèi)。圖5.21懸空安裝
(3)垂直安裝。安裝形式如圖5.22所示,適用于安裝密度較高的場(chǎng)合。元器件垂直于印制基板面,但對(duì)重量大且引線細(xì)的元器件不宜采用這種形式。
(4)埋頭安裝。安裝形式如圖5.23所示。這種方式可提高元器件防振能力,降低安裝高度。元器件的殼體埋于印制基板的嵌入孔內(nèi),因此又稱為嵌入式安裝。圖5.22垂直安裝圖5.23埋頭安裝
(5)有高度限制時(shí)的安裝。安裝形式如圖5.24所示。元器件安裝高度的限制一般在圖紙上是標(biāo)明的,通常的處理方法是垂直插入后,再朝水平方向彎曲。對(duì)大型元器件要做特殊處理,以保證有足夠的機(jī)械強(qiáng)度,經(jīng)得起振動(dòng)和沖擊。圖5.24有高度限制時(shí)的安裝(a)三極管;(b)電容器
(6)支架固定安裝。安裝形式如圖5.25所示。這種方式適用于重量較大的元件,如小型繼電器、變壓器、扼流圈等,一般用金屬支架在印制基板上將元件固定。圖5.25支架固定安裝
2.元器件安裝注意事項(xiàng)
元器件安裝要注意以下幾點(diǎn):
(1)元器件插好后,其引線的外形處理有彎頭的,有切斷成形等方法,要根據(jù)要求處理好,所有彎腳的彎折方向都應(yīng)與銅箔走線方向相同。
(2)安裝二極管時(shí),除注意極性外,還要注意外殼封裝,特別是玻璃殼體易碎,引線彎曲時(shí)易爆裂,在安裝時(shí)可將引線先繞1~2圈再裝,對(duì)于大電流二極管,有的則將引線體當(dāng)做散熱器,故必須根據(jù)二極管規(guī)格中的要求決定引線的長度,也不宜把引線套上絕緣套管。
(3)為了區(qū)別晶體管的電極和電解電容的正負(fù)端,一般在安裝時(shí),加帶有顏色的套管以示區(qū)別。
(4)大功率三極管一般不宜裝在印制電路板上,因?yàn)樗l(fā)熱量大,易使印制電路板受熱變形。5.4.2印制電路板組裝工藝流程
1.手工方式
(1)在產(chǎn)品的樣機(jī)試制階段或小批量試生產(chǎn)時(shí),印制電路板裝配主要靠手工操作,即操作者把散裝的元器件逐個(gè)裝接到印制電路板上,操作順序是:待裝元件→引線整形→插件→調(diào)整位置→焊接→固定位置→剪切引線→檢驗(yàn)這種操作方式,每個(gè)操作者要從頭裝到結(jié)束,效率低,而且容易出差錯(cuò)。
(2)對(duì)于設(shè)計(jì)穩(wěn)定、大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品,印制電路板裝配工作量大,宜采用流水線裝配,這種方式可大大提高生產(chǎn)效率,減小差錯(cuò),提高產(chǎn)品合格率。流水線操作是把一次復(fù)雜的工作分成若干道簡單的工序,每個(gè)操作者在規(guī)定的時(shí)間內(nèi),完成指定的工作量(一般限定每人約6個(gè)元器件插裝的工作量)。在劃分工序時(shí)要注意每道工序所用的時(shí)間要相等,這個(gè)時(shí)間就稱為流水線的節(jié)拍。裝配的印制電路板在流水線上的移動(dòng),一般都是用傳送帶的運(yùn)動(dòng)方式進(jìn)行的。傳送帶運(yùn)動(dòng)方式通常有兩種:一種是間歇運(yùn)動(dòng)(即定時(shí)運(yùn)動(dòng)),另一種是連續(xù)勻速運(yùn)動(dòng),每個(gè)操作者必須嚴(yán)格按照規(guī)定的節(jié)拍進(jìn)行。完成一種印制電路板的操作和工位(工序)的劃分,要根據(jù)其復(fù)雜程度,日產(chǎn)量或班產(chǎn)量,以及操作者人數(shù)等因素確定。一般工藝流程如下:每拍元件(約6個(gè))插入→全部元器件插入→一次性錫焊→一次性切割引線→檢查。引線切割一般用專用設(shè)備——割頭機(jī),一次切割完成,錫焊通常用波峰焊機(jī)完成。目前大多數(shù)電子產(chǎn)品(如電視機(jī)、收錄機(jī)等)的生產(chǎn)大都采用印制電路板插件流水線的方式。插件形式有自由節(jié)拍形式和強(qiáng)制節(jié)拍形式兩種。自由節(jié)拍形式分手工操作和半自動(dòng)化操作兩種類型。手工操作時(shí),操作者按規(guī)定插件、焊接、剪切引線,然后在流水線上傳遞。半自動(dòng)化操作時(shí),生產(chǎn)線上配備著具有鏟頭功能的插件臺(tái),每個(gè)操作者一臺(tái),印制電路板插裝完成后,通過傳輸線送到波峰焊機(jī)上。采用強(qiáng)制節(jié)拍形式時(shí),插件板在流水線上連續(xù)運(yùn)行,每個(gè)操作者必須在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)把所要求插裝的元器件準(zhǔn)確無誤地插到電路板上。這種方式帶有一定的強(qiáng)制性。在選擇分配每個(gè)工位的工作量時(shí),要留有適當(dāng)?shù)挠嗟?,以便既保證一定的勞動(dòng)生產(chǎn)率,又保證產(chǎn)品質(zhì)量。這種流水線方式,工作內(nèi)容簡單,動(dòng)作單純,可減少差錯(cuò),提高工效。
2.自動(dòng)裝配工藝流程手工裝配雖然可以不受各種限制,靈活方便而廣泛應(yīng)用于各道工序或各種場(chǎng)合,但速度慢,易出差錯(cuò),效率低,不適應(yīng)現(xiàn)代化大批量生產(chǎn)的需要。對(duì)于設(shè)計(jì)穩(wěn)定,產(chǎn)量大和裝配工作量大的產(chǎn)品,宜采用自動(dòng)裝配方式。自動(dòng)裝配一般使用自動(dòng)或半自動(dòng)插件機(jī)和自動(dòng)定位機(jī)等設(shè)備。先進(jìn)的自動(dòng)裝配機(jī)每小時(shí)可裝一萬多個(gè)元器件,效率高,節(jié)省勞力,產(chǎn)品合格率也大大提高。自動(dòng)裝配和手工裝配的過程基本上是一樣的,通常都是從印制基板上逐一添裝元器件,構(gòu)成一個(gè)完整的印制電路板。所不同的是,自動(dòng)裝配要求限定元器件的供料形式,整個(gè)插裝過程由自動(dòng)裝配機(jī)完成。
(1)自動(dòng)插裝工藝。過程框圖如圖5.26所示。經(jīng)過處理的元器件裝在專用的傳輸帶上,間斷地向前移動(dòng),保證每一次有一個(gè)元器件進(jìn)到自動(dòng)裝配機(jī)的裝插頭的夾具里,插裝機(jī)自動(dòng)完成切斷引線、引線成形、移至基板、插入、彎角等動(dòng)作,并發(fā)出插裝完畢的信號(hào),之后準(zhǔn)備裝配第二個(gè)元件。印制基板靠傳送帶自動(dòng)送到另一個(gè)裝配工位,裝配其他元器件,當(dāng)元器件全部插裝完畢,即自動(dòng)進(jìn)入波峰焊接的傳送帶。圖5.26自動(dòng)插裝工藝過程框圖印制電路板的自動(dòng)傳送,插裝、焊接、檢測(cè)等工序,都是用電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行程序控制的。首先根據(jù)印制電路板的尺寸、孔距、元器件尺寸和在板上的相對(duì)位置等,確定可插裝元器件和選定裝配的最好途徑,編寫程序,然后再把這些程序送入編程機(jī)的存儲(chǔ)器中,由計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制完成上述工藝流程。
(2)自動(dòng)裝配對(duì)元器件的工藝要求。自動(dòng)插裝是在自動(dòng)裝配機(jī)上完成的,對(duì)元器件裝配的一系列工藝措施都必須適合于自動(dòng)裝配機(jī)的一些特殊要求,并不是所有的元器件都可以進(jìn)行自動(dòng)裝配,在這里最重要的是采用標(biāo)準(zhǔn)元器件和尺寸。對(duì)于被裝配的元器件,要求它們的形狀和尺寸盡量簡單、一致、方向易于識(shí)別、有互換性等。有些元器件,如金屬圓殼形集成電路,雖然在手工裝配時(shí)具有容易固定,可把引線準(zhǔn)確地成形等優(yōu)點(diǎn),但自動(dòng)裝配很困難,而雙列直插式集成電路卻適用于自動(dòng)裝配。另外,還有一個(gè)元器件的取向問題,即元器件在印制電路板什么方向取向,對(duì)于手工裝配沒有什么限制,也沒有什么根本差別。但在自動(dòng)裝配中,則要求沿著x軸或y軸取向,最佳設(shè)計(jì)要指定所有元器件只在一個(gè)軸上取向(至多排列在兩個(gè)方向上)。若想要機(jī)器達(dá)到最大的有效插裝速度,就要有一個(gè)最好的元器件排列方式。元器件引線的孔距和相鄰元器件引線孔之間的距離,也都應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)化,并盡量相同。
5.5連接工藝和整機(jī)總裝工藝
5.5.1連接工藝電子整機(jī)裝配過程中,需要把有關(guān)的元器件、零部件等按設(shè)計(jì)要求連接在規(guī)定的位置上。連接方式是多樣的,有焊接、壓接、繞接、螺紋連接、膠接等。在這些連接中,有的是可拆的,即拆散時(shí)不會(huì)損傷任何零部件,有的是不可拆的。連接的基本要求是:牢固可靠,不損傷元器件、零部件或材料,避免碰壞元器件或零部件涂覆層,不破壞元器件的絕緣性能,連接的位置要正確。
1.膠接用膠粘劑將零部件粘在一起的安裝方法稱為膠接。膠接屬于不可拆卸連接,其優(yōu)點(diǎn)是工藝簡單,不需專用的工藝設(shè)備,生產(chǎn)效率高,成本低。它能取代機(jī)械緊固方法,從而減輕重量。在電子設(shè)備的裝聯(lián)中,膠接廣泛用于小型元器件的固定和不便于螺紋裝配、鉚接裝配的零件的裝配,以及防止螺紋松動(dòng)和有氣密性要求的場(chǎng)合。膠接質(zhì)量的好壞,主要取決于膠粘劑的性能和工藝操作規(guī)程是否正確。以下是幾種常用的膠粘劑:
(1)聚氯乙烯膠又稱呋喃化西林膠,是用四氫呋喃作溶劑,加聚氯乙烯材料配制而成的,有毒、易燃。用于塑料與金屬、塑料與木材、塑料與塑料的膠接。聚氯乙烯膠在電子設(shè)備的生產(chǎn)中,主要用于將塑料絕緣導(dǎo)線粘接成線扎和粘接產(chǎn)品包裝箱內(nèi)的泡沫塑料。其膠接工藝特點(diǎn)是固化快,不需加壓加熱。
(2)環(huán)氧樹脂膠是以環(huán)氧樹脂為主,加入填充劑配制而成的膠粘劑。
(3)厭氧性密封膠是以甲基丙烯酯為主的膠粘劑,是低強(qiáng)度膠,用于需拆卸零部件的鎖緊和密封。它具有定位固連速度快,滲透性好,有一定的膠接力和密封性,拆除后不影響膠接件原有性能等特點(diǎn)。除了以上介紹的幾種膠粘劑外,還有其他各種性能的膠粘劑,如導(dǎo)電膠、導(dǎo)磁膠、導(dǎo)熱膠、熱熔膠、壓敏膠等,此處不再詳述。
2.螺紋連接在電子設(shè)備的裝配中,廣泛采用可拆卸式螺紋連接。這種連接一般是用螺釘、螺栓、螺母等緊固件,把各種零、部件或元器件連接起來。其優(yōu)點(diǎn)是連接可靠,裝拆方便,可方便地調(diào)整零部件的相對(duì)位置。其缺點(diǎn)是應(yīng)力集中,安裝薄板或易損件時(shí)容易產(chǎn)生形變或壓裂。在振動(dòng)或沖擊嚴(yán)重的情況下,螺紋容易松動(dòng),裝配時(shí)要采取防松動(dòng)措施。5.5.2整機(jī)總裝電子整機(jī)的總裝是將組成整機(jī)的各部分裝配件,經(jīng)檢驗(yàn)合格后,連接成完整的電子設(shè)備的過程。
1.總裝的一般順序及對(duì)裝配件的質(zhì)量要求
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