资源简介

课题 电子产品的装配
课时 6 课型 新授课
教学目标 知识目标：了解电子产品装配的流程。 能力目标：能正确安装电子元件（插装元件、贴片元件），正确组装印制板。 素质目标：培养学生的观察、分析能力及思考能力。
教学重点 正确安装电子元件（插装元件、贴片元件），正确组装印制板。
教学难点 正确安装电子元件（插装元件、贴片元件），正确组装印制板。
教学方法 任务驱动教学法
教学准备 多媒体、电子元件（插装元件、贴片元件）、各类线、焊接工具及材料
教学过程 教师活动 教学组织
导入新课 电子产品的装配是将各种电子元器件按照设计要求装接在规定的位置上组成具有一定功能的完整的电子产品的过程。装配工艺的质量好坏，是决定电子产品质量好坏的重要因素。 任务分析 一、电子产品整机装配的基础知识 1.整机装配过程 整机装配过程即为整机的装接工序安排，就是以设计文件为依据，按照工艺文件的工艺规程和具体要求，把各种电子元器件、机电元件及结构件装连在印制电路板、机壳、面板等指定位置上，构成具有一定功能的完整的电子产品的过程。整机装配工艺过程如图所示。 配工艺过程卡（又称工艺作业指导卡）用于整机装配的准备。 2.电子产品装配方法-流水线作业法 通常电子整机的装配是在流水线上通过流水作业的方式完成的。 为提高生产效率，确保流水线连续均衡地移动，应合理编制工艺流程，使每道工序的操作时间(称节拍)相等。 流水线作业虽带有一定的强制性，但由于工作内容简单，动作单纯，记忆方便，故能减少差错，提高功效，保证产品质量。 3.整机装配顺序与原则 （1）整机装配的顺序 整机装配按元件级，插件级，插箱板级和箱、柜级顺序进行，如图所示。 （2）整机装配的一般原则： 先轻后重 先小后大 先铆后装 先装后焊 先里后外 先下后上 先平后高 易碎易损坏后装 上道工序不得影响下道工序。 4. 整机装配的基本要求 （1) 未经检验合格的装配件(零、部、整件)不得安装，已检验合格的装配件必须保持清洁。 （2) 认真阅读工艺文件和设计文件，严格遵守工艺规程。装配完成后的整机应符合图纸和工艺文件的要求。 （3) 严格遵守装配的一般顺序，防止前后顺序颠倒，注意前后工序的衔接。 （4) 装配过程不要损伤元器件，避免碰坏机箱和元器件上的涂覆层，以免损害绝缘性能。 （5) 熟练掌握操作技能，保证质量，严格执行三检(自检、互检和专职检验)制度。 二、电子产品装配特点及规范 1.电子产品装配特点 （1）装配工作是由多种基本技术构成的。 （2）装配操作质量，在很多情况下，都难以进行定量分析，如焊接质量的好坏，通常以目测判断，刻度盘子、旋钮等的装配质量多以手感鉴定等。 （3）进行装配工作的人员必须进行训练，不可随便上岗。不然的话，由于知识缺乏和技术水平不高，就可能生产出次品，一旦混进次品，就不可能百分之百地被检查出来，产品质量就没有保证。 2.电子产品装配规范 （1）元器件的标志方向应按照图纸规定的要求，安装后能看清元件上的标志。 （2）安装元件的极性不得装错，安装前应套上相应的套管（电解电容的极性等）。 （3）安装高度应符合规定要求，同一规格的元器件应尽量安装在同一高度上。 （4）安装顺序一般为先低后高，先轻后重，先易后难，先一般元器件后特殊元器件（芯片最后焊接）。 （5）元器件在印刷板上的分布应尽量均匀，疏密一致，排列整齐美观。不允许斜排、立体交叉和重叠排列。元器件外壳和引线不得相碰，要保证1mm左右的安全间隙。 （6）元器件的引线直径与印刷焊盘孔径应有0.2-0.4mm的合理间隙。 （7）一些特殊元器件的安装处理，MOS集成电路的安装应在等电位工作台上进行，以免静电损坏器件。发热元件（如2瓦以上的电阻）要与印刷板面保持一定的距离，不允许贴面安装，较大元器件的安装（重量超过28g）应采取固定（绑扎、粘、支架固定等）措施。 三、 印制电路板组装工艺流程 1.手工方式 在产品的样机试制阶段或小批量试生产时，印制板装配主要靠手工操作，即操作者把散装的元器件逐个装接到印制基板上。其操作顺序是： 待装元件→引线整形→插件→调整位置→剪切引线→固定位置→焊接→检验。 2.自动装配工艺流程 （1)自动装配工艺流程方框图 对于设计稳定、产量大和装配工作量大而元器件又无需选配的产品，宜采用自动装配方式。电路板自动装配工艺流程如图所示。 （2) 自动装配对元器件的工艺要求 自动插装是在自动装配机上完成的，对元器件装配的一系列工艺措施都必须适合于自动装配的一些特殊要求，并不是所有的元器件都可以进行自动装配，在这里最重要的是采用标准元器件和尺寸。 四、电子产品整机装配前的准备 1.元器件引线的成形 （1）元器件引线成形的概念 元器件引脚成形种类。元器件的原始安装形式分为立式安装和卧式安装元件两种。 为了便于安装和焊接，提高装配质量和效率，加强电子设备的防震性和可靠性，在安装前，根据安装位置的特点及技术方面的要求，要预先把元器件引线弯曲成一定的形状，这种技能叫做元器件引脚成形技能。 手工操作时，为了保证成形质量和成形的一致性，也可应用简便的专用工具 (a) 为模具，(b)为卡尺，(c)为元器件引线成形形状。 (2)引线成形的技术要求 1) 引线成形后，元器件本体不应产生破裂，表面封装不应损坏，引线弯曲部分不允许出现模印、压痕和裂纹。 2) 引线成形后，其直径的减小或变形不应超过10%，其表面镀层剥落长度不应大于引线直径的1/10。 3) 若引线上有熔接点，则在熔接点和元器件本体之间不允许有弯曲点，熔接点到弯曲点之间应保持2 mm的间距。 4) 引线成形尺寸应符合安装要求。 弯曲点到元器件端面的最小距离A不应小于2 mm，弯曲半径R应大于或等于2倍的引线直径，如图所示。A≥2 mm；R≥2d (d为引线直径)；h在垂直安装时大于等于2 mm，在水平安装时为0～2 mm。
半导体三极管和圆形外壳集成电路的引线成形要求如图所示。图中除角度外，单位均为mm。 三极管 圆形外壳集成电路 扁平封装集成电路的引线成形要求如图所示。W为带状引线厚度，R≥2W，带状引线弯曲点到引线根部的距离应大于等于1 mm。 5) 引线成形后的元器件应放在专门的容器中保存，元器件的型号、规格和标志应向上。 （3）元器件成形的注意事项 1）成形时不能损坏元器件； 2）成形时不能碰掉元器件上的标识，如字符、色环等； 3）成形时不能损伤元器件引脚上的焊接涂层，如涂银层、涂锡层、涂金层等。 （4）元器件成形要求。元器件引脚的延伸部分尽量与器件本体的中轴平行。安装在焊孔中的元器件引脚应尽量与板面垂直，以使元器件得到足够的压力释放要求。 2.搪锡 搪锡就是预先在元器件的引线、导线端头和各类线端子上挂上一层薄而均匀的焊锡，以便整机装配时顺利进行焊接工作。 （1）搪锡方法 导线端头和元器件引线的搪锡方法有电烙铁搪锡、搪锡槽搪锡和超声波搪锡，三种方法的搪锡温度和搪锡时间见表。 电烙铁搪锡适用于少量元器件和导线焊接前的搪锡，如图所示。搪锡前应先去除元器件引线和导线端头表面的氧化层，清洁烙铁头的工作面，然后加热引线和导线端头，在接触处加入适量有焊剂芯的焊锡丝，烙铁头带动融化的焊锡来回移动，完成搪锡。 2) 搪锡槽搪锡 搪锡前应刮除焊料表面的氧化层，将导线或引线沾少量焊剂，垂直插入搪锡槽焊料中来回移动，搪锡后垂直取出。对温度敏感的元器件引线，应采取散热措施，以防元器件过热损坏。 3) 超声波搪锡 超声波搪锡机发出的超声波在熔融的焊料中传播，在变幅杆端面产生强烈的空化作用，从而破坏引线表面的氧化层，净化引线表面。因此事先可不必刮除表面氧化层，就能使引线被顺利地搪上锡。把待搪锡的引线沿变幅杆的端面插入焊料槽焊料中，并在规定的时间内垂直取出即完成搪锡，如图所示。 （2） 搪锡的质量要求 经过搪锡的元器件引线和导线端头，其根部与离搪锡处应留有一定的距离，导线留1mm，元器件留2mm以上。 （3) 搪锡操作应注意的事项如下： ① 通过搪锡操作，熟悉并严格控制搪锡的温度和时间。 ② 当元器件引线去除氧化层且导线剥去绝缘层后，应立即搪锡，以免再次氧化或沾污。 ③ 对轴向引线的元器件搪锡时，一端引线搪锡后，要等元器件充分冷却后才能进行另一端引线的搪锡。 ④ 部分元器件，如非密封继电器、波段开关等，一般不宜用搪锡槽搪锡，可采用电烙铁搪锡。搪锡时严防焊料和焊剂渗入元器件内部。 ⑤ 在规定的时间内若搪锡质量不好，可待搪锡件冷却后，再进行第二次搪锡。若质量依旧不好，应立即停止操作并找出原因。 ⑥ 经搪锡处理的元器件和导线要及时使用，一般不得超过三天，并需妥善保存。 ⑦ 搪锡场地应通风良好，及时排除污染气体。 幻灯片56 3. 屏蔽导线的端头处理 在对屏蔽导线进行端头处理时应注意去除的屏蔽层不宜太多，否则会影响屏蔽效果。 屏蔽导线端头去除屏蔽层的长度如图所示。具体长度应根据导线的工作电压而定，通常可按表中的数据选取。 通常应在屏蔽导线线端处剥落一段屏蔽层，并做好接地焊接的准备，有时还要加接导线及进行其他的处理。现分述于下： (1) 剥落屏蔽层并整形搪锡。如图 (a)所示，在屏蔽导线端部附近把屏蔽层开个小孔，挑出绝缘导线，并按图 (b)所示，把剥落的屏蔽层编织线整形并搪好一段锡。 （a）挑出导线 (b) 整形搪锡 (2) 在屏蔽层上加接导线。有时剥落的屏蔽层长度不够，需加焊接地导线，可按图所示，把一段直径为0.5～0.8 mm的镀银铜线的一端绕在已剥落的并经过整形搪锡处理的屏蔽层上，绕约2～3圈并焊牢。 有时也可不剥落屏蔽层，而在剪除一段金属屏蔽层后，选取一段适当长度的导电良好的导线焊牢在金属屏蔽层上，再用绝缘套管或热缩性套管，从如图所示的方向套住焊接处，以起到保护焊接点的作用。 4.电缆的加工 (1)棉织线套低频电缆的端头绑 棉织线套多股电缆一般用作经常移动的器件的连线，如电话线、航空帽上的耳机线及送话器线等。绑扎端头时，根据工艺要求，先剪去适当长度的棉织线套，然后用棉线绑扎线套端，缠绕宽度4～8 mm，缠绕方法见图。拉紧绑线后，将多余绑线剪掉，在绑线上涂以清漆Q98-1胶。 (2) 绝缘同轴射频电缆的加工 对绝缘同轴射频电缆进行加工时，应特别注意芯线与金属屏蔽层间的径向距离，如图所示。 (3) 扁电缆的加工 剥去扁电缆绝缘层需要专门的工具和技术。最普通的方法是使用摩擦轮剥皮器的剥离法。如图所示，两个胶木轮向相反方向旋转，对电缆的绝缘层产生摩擦而熔化绝缘层，然后绝缘层熔化物被抛光刷刷掉。如果摩擦轮的间距正确，就能整齐、清洁地剥去需要剥离的绝缘层。 下图是一种用刨刀片去除扁电缆绝缘层的方法。刨刀片可用电加热，当刨刀片被加热到足以熔化绝缘层时，将刨刀片压紧在扁电缆上，按图示方向拉动扁电缆，绝缘层即被刮去。剥去了绝缘层的端头可用抛光的方法或用合适的溶剂清理干净. 扁电缆与电路板的连接常用焊接或专用固定夹具完成 五、 印制电路板的组装 1. 印制电路板装配工艺 元器件在印制板上的安装方法 手工安装 机械安装 元器件在印制板上的安装形式 2.电子元器件的插装 （1）插装与插装技能 插装就是把各种元器件根据印刷电路板的装配要求插到印刷电路板指定的位置、指定的焊孔中。稳、准、快、好的插装方法就是插装技能。 （2）插装技能的基本动作要领 ①取元器件。用单手或双手同时从元件盒中取出元件，切不能拿错或拿后又丢掉。 ②插元器件。将元器件迅速、准确地插入指定的焊孔中，并应根据元器件的成形特点，确定其插入的高度。连接线和卧式安装的电阻器应紧贴印刷电路板，发热元器件应与印刷电路板有一定距离，以利于发热元器件的散热。 （3）插装技能要求 取件稳、插件准、速度快，无损坏（不损坏元器件）；准中求快，快而不乱。 （4）插装的注意事项 ①不能将元器件插错； ②插装时不能用力过大，以免损坏元器件； ③插装时不能碰掉元器件上的标识，如字符、色环等； ④不能把元器件的引脚压弯，以免影响下道工序（焊接工序）的质量。 （5）插装技术要求 ①卧式元器件的卧式插装标准。元器件的两端应与印刷电路板平行，以使元器件获得支撑强度。元器件的底部与印刷电路板之间的距离h在0.1～2mm之间；距离过大则为不合格。 如元器件插装与电路板不平行，但有一侧符合要求仍有一定的支撑力度，可视为合格。 ②立式元器件的立式插装标准。立式元器件插装时，其引脚的金属部分与印刷电路板之间的高度h在1.5 ～ 4mm为合格（可接受）；低于1.5mm或高于4mm均为不合格。更不能将引脚的端部插入焊孔中而造成虚焊。 ③立式元器件的卧式插装标准。立式元器件进行卧式插时，元器件应尽量靠近印刷电路板，以使元器件稳固。 3. 元器件安装注意事项 (1)元器件插好后，其引线的外形处理有弯头的，有切断成形等方法，要根据要求处理好，所有弯脚的弯折方向都应与铜箔走线方向相同，如图（a）所示。（b）、（c）则应根据实际情况处理。 (2)安装二极管时，除注意极性外，还要注意外壳封装，特别是玻璃壳体易碎，引线弯曲时易爆裂，在安装时可将引线先绕1-2圈再装，对于大电流二极管，有的则将引线体当作散热器，故必须根据二极管规格中的要求决定引线的长度，也不宜把引线套上绝缘套管。 (3)为了区别晶体管的电极和电解电容的正负端，一般是在安装时，加带有颜色的套管区别。 (4)大功率三极管一般不宜装在印制板上。因为它发热量大，易使印制板受热变形。 六、整机连接 整机的连接方式可归纳为可拆卸的连接和不可拆连接等两类。 整机的连接方法 思考回答 1.整机装配的顺序和基本要求是什么？ 2.在整机装配前我们需要做哪些准备工作？印制板插装有哪些方法？ PPT展示装配的图片，引出教学目标 PPT展示整机装配工艺过程图，引导性分析 播放流水线过程 通过PPT展示整机装配的图片进行引导性分析 熟记 熟记 引导性讲解 引导性进行讲解 展示实物 演示操作 演示操作 演示操作 演示操作 分组练习 PPT展示图片 熟记 演示操作 演示操作 演示操作 演示操作 PPT展示图片 PPT展示图片进行分析 分组练习 熟记相关数据 PPT展示图片
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