生產(chǎn)實踐的基本知識.ppt

1、生產(chǎn)實踐的基本知識,主講人：謝美俊,2012年非電類電子工藝實習(xí)講座,-2012-07-10-,提綱,1.引言,電子工藝生產(chǎn)實踐,電子、電氣的基本理論，包括電子技術(shù)、電氣工程技術(shù)、計算機仿真及相關(guān)的學(xué)科。,電子、電氣的基本元件，掌握電子元器件的種類、結(jié)構(gòu)、性能、特點、應(yīng)用領(lǐng)域、技術(shù)指標(biāo)和產(chǎn)品質(zhì)量等。,電子工藝實踐的基本工具和測試儀器。主要包括電子產(chǎn)品的生產(chǎn)過程、焊接工藝以及調(diào)試技術(shù)等,本次課的主要內(nèi)容,提綱,2.電子工藝產(chǎn)品設(shè)計的基本原則,2.電子工藝產(chǎn)品設(shè)計的基本原則,2.1 電路設(shè)計,電路設(shè)計,產(chǎn)品要求,設(shè)計者技能,性能指標(biāo),技術(shù)參數(shù),電路理論,電子技術(shù),CAI,2.電子工藝產(chǎn)品設(shè)計的基本

2、原則,2.1 電路設(shè)計,電路設(shè)計流程圖,電路設(shè)計整個過程是一個不斷完善、修正、成熟、進步的過程，在滿足性能要求的條件下，力求簡單、穩(wěn)定、可靠、經(jīng)濟、耐用。,2.電子工藝產(chǎn)品設(shè)計的基本原則,2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計,結(jié)構(gòu)設(shè)計,考慮因素,空間布局,電路原理圖,元器件性能,器件,組件,構(gòu)件,尺寸參數(shù),其他因素,盡可能的合理，對產(chǎn)品影響極大。,2.電子工藝產(chǎn)品設(shè)計的基本原則,2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計,結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則,滿足電性能技術(shù)要求； 要求產(chǎn)品工作可靠、穩(wěn)定、平均無故故障時間長、使用壽命長、抗干擾能力強、一致性好； 產(chǎn)品適應(yīng)環(huán)境能力強； 工藝簡單； 滿足產(chǎn)品的總體設(shè)計要求； 滿足產(chǎn)品成本核算要求。,提綱,3.印

3、刷電路板的設(shè)計與制作,3.1 印刷電路板的優(yōu)點,3.印刷電路板的設(shè)計與制作,印刷電路板又稱為印制電路板，或印制板、或PCB板。它由絕緣基板、焊盤、印制導(dǎo)線和印制原件組成、是電子、電氣設(shè)備中的核心部分。,優(yōu)點,1,提供了電氣基礎(chǔ)和機械支撐，為元器件的安裝、調(diào)試、檢修等提供了良好的條件。,2,同一電子產(chǎn)品的印制板一致性好，可以標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計、自動化裝備和生產(chǎn)，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量和經(jīng)濟性。,3,印制板技術(shù)不斷進步，推進這電子產(chǎn)品加工工藝的進步和發(fā)展，降低了成本、提高了生產(chǎn)率。,3.2 印刷電路板的種類,3.印刷電路板的設(shè)計與制作,按基材種類,剛性印制板 撓性印制板,按布線層次,單面板 雙面板 多層板,3.3

4、 印刷電路板的制作過程,3.印刷電路板的設(shè)計與制作,制作工藝的分類,（1）減成法（也稱銅箔蝕刻法） 它是在覆銅板上用腐蝕的方法，去除不需要的銅箔，而保留需要的銅箔（即。印制導(dǎo)線等）。 （2）加成法（也稱添加法） 它是在絕緣基板上，用化學(xué)沉銅的方法，形成電路圖形。 目前應(yīng)用廣泛的是減成法 （3）金屬電路和絕緣基板同時制作,3.3 印刷電路板的制作過程,3.印刷電路板的設(shè)計與制作,印刷電路板發(fā)展的很快，不同類型和不同要求的印刷板電路板采用不同的制作工藝，但其中有一些必不可少的基本環(huán)節(jié)是類似的。下面介紹一下單面板采用“腐箔法”的步驟：,繪圖,覆銅板下料及清洗,制作原版底圖,涂膠,曝光,蝕刻,清洗,除

5、膠,鉆孔,涂助焊劑,提綱,4.焊接工藝,4.焊接工藝,4.1 概述,電子裝配的核心連接技術(shù) 焊接技術(shù)的重要性 手工烙鐵焊接的作用,在電子產(chǎn)品的裝配過程中，焊接是一種主要的連接方法。焊接質(zhì)量的好壞將直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量。電子產(chǎn)品的故障除元器件的原因外，大多數(shù)是由于焊接質(zhì)量不佳而造成的，因此掌握熟練的焊接操作技能就非常必要。,4.焊接工藝,4.2 焊接工藝介紹,4.2.1 焊接的分類,熔焊：利用加熱被焊件，使其熔化產(chǎn)生合金而焊接在一起的焊接技術(shù)，如氣焊、電弧焊、超聲波焊等。 接觸焊（壓焊）：一種不用焊料與焊劑即可獲得可靠連接的焊接技術(shù)，如點焊、碰焊等。 釬焊：用加熱熔化成液態(tài)的金屬，把固體金屬連接在

6、一起的方法，在釬焊中起連接作用的金屬材料稱為焊料。作為焊料的金屬，其熔點一定要低于被焊接的金屬材料。釬焊按焊料熔點的不同可分為硬釬焊(焊料熔點高于450)和軟釬焊(焊料熔點低于450)。,4.焊接工藝,4.2 焊接工藝介紹,4.2.2焊接的方法,手工焊接：采用手工操作的傳統(tǒng)焊接方法。根據(jù)焊接接點的連接方法不同，手工焊接有繞焊、鉤焊、搭焊、插焊等不同方式。繞焊是將被焊元器件的引線或?qū)Ь€纏繞在接點上進行焊接，它的焊接強度最高，應(yīng)用最廣，高可靠整機產(chǎn)品的接點，通常采用這種方法；鉤焊是將被焊元器件的引線或?qū)Ь€鉤接在眼孔中進行焊接，適用于不便纏繞但又要求有一定機械強度和便于拆焊的接點上；搭焊是將被焊接元

7、器件的引線或?qū)Ь€，搭在接點上進行焊接，適用于易調(diào)整或改焊的臨時焊點；插焊是將導(dǎo)線插入洞孔形進行焊接，適用于插頭座帶孔的圓形插針、插孔及印制板等焊接； 機器焊接：浸焊、波峰焊、再流焊； 無錫焊接：繞接、壓接。,4.焊接工藝,4.2 焊接工藝介紹,4.2.3焊點成型的必要條件,被焊金屬材料應(yīng)具有良好的可焊性； 被焊金屬材料表面應(yīng)清潔； 助焊劑使用要適當(dāng)； 焊料的成分和性能應(yīng)適應(yīng)焊接要求； 焊接要有適當(dāng)?shù)臏囟龋?要有適當(dāng)?shù)暮附訒r間。,4.焊接工藝,4.2 焊接工藝介紹,4.2.4 錫焊的特點,采用錫鉛焊料進行的焊接稱為錫鉛焊，簡稱錫焊。 熔點低； 抗腐蝕性好； 釬焊性能好； 凝固快； 適用范圍廣；

8、易實現(xiàn)焊接自動化； 成本低,4.焊接工藝,4.2 焊接工藝介紹,4.2.4 錫焊的機理：三個階段,潤濕階段：潤濕是指熔融焊料在金屬表面上充分鋪開和被焊件的表面分子充分接觸，所以被焊件的表面一定要保持清潔； 擴散階段：焊接中，隨著熔融焊料的潤濕過程還伴有擴散現(xiàn)象，使熔融焊料的分子摻入到被焊金屬分子結(jié)構(gòu)中，這就是擴散。擴散速度和擴散量取決于焊接溫度和焊接時間； 形成合金層：焊接中，隨著焊料的潤濕和擴散，熔融焊料和被焊金屬表面上形成合金層，焊接后，焊料開始冷卻，就形成了焊點。,4.焊接工藝,4.2 焊接工藝介紹,4.2.4 錫焊的機理：三個階段擴散,分子運動,晶格點陣,擴散條件,相互距離 引力斥力

9、溫度,4.焊接工藝,4.2 焊接工藝介紹,4.2.4 錫焊的機理：三個階段濕潤,液體固體表面 表面張力附著力,定量潤濕角,4.焊接工藝,4.2 焊接工藝介紹,4.2.4 錫焊的機理：三個階段結(jié)合層,4.焊接工藝,4.2 焊接工藝介紹,4.2.5 手工焊接的方法,五步法：準(zhǔn)備加熱被焊件熔化焊料移開焊料移開烙鐵。五步法一般適用于熱容量大的焊件，對于熱容量小的焊件，一般采用三步法。 三步法：準(zhǔn)備同時加熱被焊件和焊料撤離。,糾正一種錯誤焊接方法,缺點 ： 焊劑揮發(fā) 溫差太大,焊件,揮發(fā),液態(tài)焊料和焊劑,電烙鐵,4.焊接工藝,4.2 焊接工藝介紹,4.2.5 手工焊接的方法,4.焊接工藝,4.2 焊接工

10、藝介紹,4.2.6 手工焊接的注意事項,保持烙鐵頭的清潔； 采用正確的加熱方法； 烙鐵頭的溫度要適當(dāng)； 焊接時間要適當(dāng)； 焊料、焊劑要適當(dāng)； 焊點凝固過程中不要觸動焊點； 注意烙鐵頭的撤離。,4.焊接工藝,4.3 焊接工具,1、電烙鐵的構(gòu)造、功能：電烙鐵在手工錫焊過程中擔(dān)任著加熱焊區(qū)各被焊金屬，熔化焊料、運載焊料和調(diào)節(jié)焊料用量的多重任務(wù)。 2、電烙鐵的工作原理 3、烙鐵的分類和選用,4.焊接工藝,4.4 焊料與焊劑,1、焊料的組成及性能：鉛錫混合物，具有良好的潤濕性、熔點為183、流動性好、附著性好、耐腐蝕、機械強度大、凝固區(qū)域小、凝固時間短。 2、焊劑的作用及工作機理：熔點比焊料低、比重、粘

11、度、表面張力都比焊料小，因此在焊接時，焊劑必定會先于焊料熔化，很快地流浸、覆蓋于焊料及被焊金屬的表面，起到隔絕空氣防止金屬表面氧化的作用，起到降低焊料本身和被焊金屬的表面張力、增加焊料潤濕作用，并且能在焊接的高溫下與焊錫及被焊金屬表面的氧化膜反應(yīng)，使之熔解、還原出純凈的金屬表面來，這時液態(tài)焊料的表面才得以體現(xiàn)它的表面張力和浸潤性，金屬間的擴散才得以進行。,4.焊接工藝,4.5 焊接技術(shù)要領(lǐng),焊接工具的準(zhǔn)備； 烙鐵的握法； 焊接時間； 焊點牢固、光滑，大小適中； 焊接過程中不要損壞元件； 焊料與被焊元件金屬接觸處的角度； 無虛、假、漏焊； 焊點表面應(yīng)該光潔、明亮，不得有拉尖、起皺、鼓氣泡、夾渣、

12、出現(xiàn)麻點等現(xiàn)象； 焊料到被焊金屬的過渡處應(yīng)呈現(xiàn)圓滑流暢的浸潤狀、凹曲面。,4.焊接工藝,4.6 焊點質(zhì)量檢查,1、外觀檢查法 顏色和光亮：良好的焊點應(yīng)有特殊的光澤和顏色，如果顏色和光澤發(fā)灰發(fā)白，焊點表面不平或呈渣狀和有針孔，就說明焊接質(zhì)量不好； 潤濕角度()：用熔錫與固體金屬面的接觸角度能(即潤濕角)既直觀又方便地判斷焊點的優(yōu)劣。良好焊接的角為20左右，90為界。如果超過90則稱為潤濕不足，就可能產(chǎn)生虛假焊，說明焊接質(zhì)量不好。 焊錫量：焊點的焊錫量應(yīng)當(dāng)適量，焊點以中心為界，左右形狀相似，隱約可見芯線輪廓，焊點的下部連線輪廓應(yīng)為半弓形，并非焊錫越多，焊點強度越大，如果焊錫堆積過多，有可能掩蓋焊點

13、內(nèi)部焊接不良的現(xiàn)象；焊錫過少，在低溫環(huán)境下容易變脆而脫焊，同樣焊接質(zhì)量也不好。 除用目測檢查焊點是否合乎上述標(biāo)準(zhǔn)外，還應(yīng)檢查焊點是否有以下焊接缺陷：漏焊、焊料拉尖、焊料引起的導(dǎo)線間短路、導(dǎo)線及元器件絕緣層的損傷、焊料的飛濺。除目測外還要用手指觸、鑷子撥動、拉線等方法，檢查有無導(dǎo)線斷線、焊盤剝離等缺陷。 2、常見焊點的缺陷及分析,提綱,整機裝配工藝,5.整機裝配工藝,5.1 安裝工藝的整體要求,安裝工藝是以安全高效地生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品為目的的，應(yīng)做到以下幾點： 使生產(chǎn)效率達到最高狀態(tài)； 確保產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良穩(wěn)定； 確保每個元器件在安裝后能以其原有的性能在整機中正常工作； 制定詳細(xì)的操作規(guī)范； 工序的安排

14、要便于操作，便于保持工件之間的有序排列和傳遞； 保持工作場地整潔有序，能有效地控制多余物的產(chǎn)生和危害； 有效防止各種野蠻操作； 完備的勞動保護措施和嚴(yán)格的安全操作規(guī)程。,5.整機裝配工藝,5.2 整機裝配的準(zhǔn)備工序,元器件的引腳成型； 導(dǎo)線的加工：剪裁、剝頭、捻頭、清潔； 浸錫：芯線浸錫、裸導(dǎo)線浸錫、元器件引線及焊片的浸錫。,5.整機裝配工藝,5.3 元器件安裝的技術(shù)要求,元器件安裝應(yīng)遵循先小后大、先低后高、先里后外、先易后難、先一般器件后特殊元件、先小功率元件后大功率元件的基本原則； 對于電容器、三極管等立式插裝元件，應(yīng)保留適當(dāng)長的引線； 元器件引線、導(dǎo)線穿過焊盤后應(yīng)保留(23) mm的長度

15、，以便沿著印制導(dǎo)線方向?qū)⑵浯驈澒潭?，為使元器件在焊接過程中不浮起和脫落，同時又便于拆焊，引線彎的角度最好在4560之間； 裝載高頻電路的元件時應(yīng)注意元件盡量靠近，邊線與元件的引線盡量短，以減少分布參數(shù)； 凡諸如集成電路、集成電路插座、微型插孔、多頭插頭等多引線元件，在插入印制板前，必須用專用平口鉗或?qū)Ｓ迷O(shè)備將引線校正，不允許強力插裝，力求將引線對準(zhǔn)孔的中心，而且應(yīng)該注意芯片的方向性； 裝配中如有兩個元器件相碰，應(yīng)調(diào)整或采用絕緣材料進行隔離；,5.整機裝配工藝,5.3 元器件安裝的技術(shù)要求,電阻、電容、晶體管和集成電路的插座應(yīng)使標(biāo)記和色碼朝上朝外，易于辨認(rèn)； 功率小于1W的元器件可貼近印制電路板平面插裝，功率較大的元器件要求元件體距離印制電路板平面2mm,便于元件散熱； 印制板組裝件的每個連接盤只允許連接一根元器件引線，不允許在元器件引線上或印制導(dǎo)線上搭焊其他元器件或?qū)Ь€(高頻電路除外)； 裝連在印制板