电子产品装配技术

5.13　电子产品装配技术

5.13.1　装配工艺技术基础

1.整机装配内容

电子产品整机装配的主要内容包括电气装配和机械装配两大部分。电气装配部分包括元器件的布局，元器件、连接线安装前的加工处理，各种元器件的安装、焊接，单元装配，连接线的布置与固定等。机械装配部分包括机箱和面板的加工，各种电气元件固定支架的安装，各种机械连接和面板控制器件的安装，以及面板上必要的图标、文字符号的喷涂等。

2.装配技术要求

（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。若装配图上没有指明方向，则应使标记向外，易于辨认，并按照从左到右、从下到上的顺序读出。

（2）元件的极性不得装错，安装前应套上相应的套管。

（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。

（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）元器件的引线穿过焊盘后应至少保留2mm以上的长度。建议不要先把元器件的引线剪断，而应待焊接好后再剪断元件引线。

（7）对一些特殊元器件的安装处理，如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2W以上的电阻）要与印制板面保持一定的距离，不允许贴面安装。较大元器件（重量超过28g）的安装应采取固定（捆扎、粘、支架固定等）措施。

（8）装配过程中，不能将焊锡、线头、螺钉、垫圈等导电异物落在机器中。

5.13.2　电子产品装配工艺

电子元器件种类繁多，外形不同，引出线也多种多样，所以印制板的组装方法也就有差异，必须根据产品结构的特点、装配密度以及产品的使用方法和要求来决定。元器件装配到印制板之前，一般都要进行加工处理，然后进行插装。良好的成形及插装工艺，不但能使机器性能稳定、防震、减少损坏，而且还能得到机内整齐美观的效果。

1.元器件引线的成形

（1）预加工处理

元器件引线在成形前必须进行加工处理。这是由于元器件引线的可焊性虽然在制造时就有这方面的技术要求，但因生产工艺的限制，加上包装、贮存和运输等中间环节时间较长，在引线表面产生氧化膜，使引线的可焊性严重下降。引线的再处理主要包括引线的校直、表面清洁及上锡三个步骤。要求引线处理后，不允许有伤痕，镀锡层均匀，表面光滑，无毛刺和残留物。

（2）引线成形的基本要求

引线成形工艺就是根据焊点之间的距离，做成需要的形状，目的是使它能迅速而准确地插入孔内。要求元器件引线开始弯曲处，离元件端面的最小距离不小于2mm，并且成形后引线不允许有机械损伤。

（3）成形方法

为保证引线成形的质量，应使用专用工具和成形模具。在没有专用工具或加工少量元器件时，可使用平口钳、尖嘴钳、镊子等一般工具手工成形。

2.元器件的安装方式

（1）卧式安装

也称贴板安装，安装形式如图5.19所示。它适用于防震要求高的产品。元器件贴紧印制板板面，安装间隙小于1mm。当元器件为金属外壳，安装面又有印制导线时，应加垫绝缘衬垫或绝缘套管。

（2）悬空安装

安装形式如图5.20所示，它适用于发热元件的安装。元器件距印制板面有一定高度，安装距离在3mm～8mm范围内，以利于对流散热。

图5.19　卧式安装

图5.20　悬空安装

（3）立式安装

也称垂直安装，安装形式如图5.21所示。它适用于安装密度较高的场所。元器件垂直于印制板，但对质量大引线细的元器件不宜采用这种形式。

（4）埋头安装（倒装）

安装形式如图5.22所示。这种方式可提高元器件防振能力，降低安装高度。元器件的壳体埋于印制板的嵌入孔内，因此又称为嵌入式安装。

图5.21　立式安装

图5.22　埋头安装

（5）有高度限制时的安装

安装形式如图5.23所示。元器件安装高度的限制一般在图纸上标明，通常处理的方法是垂直插入后，再朝水平方向弯曲。对大型元器件要特殊处理，以保证有足够的机械强度，经得起振动和冲击。

图5.23　有高度限制的安装

（6）支架固定安装

这种方法适用于重量较大的元件，如小型继电器、变压器、阻流圈等。一般用金属支架在印制基板上将元件固定。

3.连线工艺

（1）连线方法

①固定线束应尽可能贴紧底板走，竖直方向的线束应紧沿框架或面板走，使其在结构上有依附性，也便于固定。对于必须架空通过的线束，要采用专用支架支撑固定，不能让线束在空中晃动。

②线束穿过金属孔时，应在板孔内嵌装橡皮衬套或专用塑料嵌条，也可以在穿孔部位包缠聚氯乙烯带。对屏蔽层外露的屏蔽导线在穿过元器件引线或跨接印制线路情况时，应在屏蔽导线的局部或全部加绝缘套管，以防发生短路。

③处理地线时，为方便和改善电路的接地，一般考虑用公共地线（即地母线，常用较粗的单芯镀锡的裸铜线作地母线）。用适当的接地焊片与底座接通，也能起到固定其位置的作用。地母线形状由电路和接点的实际需要确定，应使接地点最短、最方便，但一般地母线均不构成封闭的回路。

④线束内的导线应留1～2次重焊备用长度（约20mm）。连接到活动部位的导线的长度要有一定的活动余量，以便能适应修理、活动和拆卸的需要。

（2）扎线

电子设备的电气连接主要是依靠各种规格的导线来实现的，但机内导线分布纵横交错，长短不一，若不进行整理，不仅影响美观和多占空间，而且还会妨碍电子设备的检查、测试和维修。因此在整机组装中，应根据设备的结构和安全技术要求，用各种方法，预先将相同走向的导线绑扎成一定形状的导线束（也称线扎），固定在机内，这样可以使布线整洁，产品一致性好，因而大大提高了设备的商品价值。

4.整机装配工艺流程

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，操作顺序是：

待装元件→引线整形→插件→调整位置→固定位置→焊接→剪切引线→检验。

这种操作方式，每个操作者要从头装到结束，效率低，而且容易出错。

对于设计稳定，大批量生产的产品，印制板装配工作量大，宜采用流水线装配种方式，以大大提高生产效率，减小差错，提高产品合格率。

流水操作是把一次复杂的工作分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（一般限定每人约6个元器件插装的工作量）。在划分时要注意每道工序所用的时间要相等，这个时间就称为流水线的节拍。装配的印制板在流水线上的移动，一般都是用传送带方式。运动方式通常有两种：一是间歇运动（即定时运动），另一种是连续匀速运动，每个操作者必须严格按照规定的节拍进行。对印制板的操作和工位（工序）的划分，要根据其复杂程度、日产量或班产量，以及操作者人数等因素确定。一般工艺流程如下。

每节拍元件（约6个）插入→全部元器件插入→一次性切割引线→一次性锡焊→检查。

引线切割一般用专用设备（割头机），一次切割完成，锡焊通常用波峰焊机完成。

目前大多数电子产品（如电视机、收录机等）的生产大都采用印制线路板插件流水线的方式。插件形式有自由节拍形式和强制节拍形式两种。自由节拍形式分手工操作和半自动化操作两种类型。手工操作时，操作者按规定插件、剪切引线、焊接，然后在流水线上传递。半自动操作时，生产线上配备着具有铲头功能的插件台，每个操作者一台，印制板插装完成后，通过传输线送到波峰焊机上。

采用强制节拍形式时，插件板在流水线上连续运行，每个操作者必须在规定的时间内把所要求插装的元器件准确无误地插到线路板上。这种方式带有一定的强制性。在选择分配每个工位的工作量时，要留有适当的余地，以便既保证一定的劳动生产率，又保证产品质量。这种流水方式工作内容简单，动作单纯，可减少差错，提高工效。