1、- 1 - 单元4 通孔PCB组件组装工艺 部件是由两个或两个以上的零件、元器件装配组成的具有一定功能的组件,如PCB组件、机壳、液体显示器、面板等。而一个电子产品整机是由几个功能部件组装而成。电子产品的生产过程中,工作量最大的是PCB组件组装。PCB的主要内容是元器件的安装和焊接。PCB组件的组装技术分为通孔安装技术和表面安装技术。 本章主要介绍通孔PCB组件的组装工艺。内容包括通孔PCB组件的组装流程。通孔元器件的插装工艺,穿孔电子元器件安装与定位工艺标准。有关元器件定位与安装的要求与标准。 4-1通孔PCB组件的组装流程 印制电路板组装是将电子元器件按一定方向和次序装插到印制电路板规定的
2、位置上,并用紧固件或锡焊方法把元器件固定的过程。PCB组件的组装方式手工方式和自动方式两大类。 1手工组装工艺流程 1)手工插装、手工焊接 在产品的样机试制阶段或小批量试生产时,印制电路板组装主要靠手工完成。操作顺序大致如下: 准备元器件元件引脚成形插件调整位置 剪切引线固定位置手工焊接检验 这种操作方式效率低,而且容易出差错。 2)流水线插装、自动焊接 对于设计稳定,有一定批量生产的产品,印制电路板装配工作量大,宜采用流水线装配,这种方式可大大提高生产效率,减小差错,提高产品合格率。工艺流程如下: 图5-1 手工插装元器件自动焊接的工艺流程 所谓流水线操作是把一次复杂的工作分成若干道简单的工
3、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)。在划分工序的原则是每道工序所用的时间相等。这个时间就称为流水线的节拍。前一工序插装结束后,PCB移动到下一个工序。PCB在流水线上的移动,一般都是用传送带的运动方式进行的。传送带运动方式通常有两种:一种是间歇运动(即定时运动),另一种是连续匀速运动。- 2 - 这两中运动方式都要求每个操作者必须严格按照规定的节拍进行。完成一种印制电路板的操作和工位(工序)的划分,是根据其复杂程度,日产量或班产量,以及操作者人数等因素确定的。一般的工艺流程如是: 工位1(插件开始,一般6个元件)工位2工位N(全部元器件插完)
4、1次性切割引线1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。决定一条流水线设置工位的多少,要考虑到产品的复杂程度、生产量、人员情况等诸因素,少的设置20多个工位,多的可达5060个工位以至更多。有些辅助印制电路板上装插的元器件少,只有几个工位就可组成一条小流水线。在选择分配每个工位的工作量时应留有适当的余地,目的是既保证一定的劳动生产率,又保证产品质量。每个工位装插的元器件数大约为1015个,元件数过少势必增加工位,也即增加操作人员,元件过多又容易发生漏插、错插事故,降低了插件质量。 2自动化组装工艺流程 手工装配虽然可以不受各种限制,灵活方便而广泛应用
5、于各道工序或各种场合,但速度慢,易出差错,效率低,不适应现代化大批量生产的需要。尤其是对于设计稳定,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。自动化组装一般使用自动插件机插装元器件,使用波峰焊机完成元器件的焊接。先进的自动插件机每小时可装一万多个元器件,效率高,节省劳力,产品合格率也大大提高。工艺流程如下: 图5-2 自动插装元器件自动焊接的工艺流程 插件机的功能是将规定的电子元器件插入并固定在印制板的安装孔中。根据元器件插装时的方向不同,自动插件机分为水平(轴向)式和立式(径向)两类。轴向插件机适合电阻、跨接线(裸铜线)等轴向元件的水平安装。径向插件机适合插装电容器,
6、三极管等径向元器件的立式安装。下图是水平式插件机的结构图。 - 3 - 水平式插件机的结构图 1) 编辑编带程序 首先要按照印制电路板上电阻元件自动装插的路线,在编辑机上进行编带程序编辑装插路线一般按Z字型走向,编带程序就反映了各种规格的电阻器按此装插路线进行插件的顺序。 2) 编带机编织插件料带 在编带机上,将编带程序输入编带机的控制电脑,编带机根据电脑发出的指令控制编带机运行,并把编带机料架上放置的不同阻值的电阻带料自动编排成按装插路线顺序的料带。编带过程中若发生元件掉落或元件不符合程序要求时,编带机的电脑自动监测系统会自动停止编带,纠正错误后编带机继续往下运行,保证编出的料带完全符合编带
7、程序要求。元件带料的编排速度由电脑控制,编排速度1小时可达25000个。电阻器带料见图a。径向元件的带料见图b。 轴向元器件带料图 径向元器件带料图 3) 装插机自动装插元器件 编带机编织好的元件料带放置在自动装插机料带架上,印制电路板放置在装插机XY旋转工作台上,将已经编辑好的元件装插程序输入到装插机电脑中,由电脑控制装插机将一个一- 4 - 个电阻元件装插到位。电路板X轴方向的元件装插完毕,旋转工作台会按照程序指令自动旋转90角度,再完成Y轴方向元件的装插。装插过程中出现错误或元件未插到位,装插机控制盘上的指示灯会发出光亮信号并自动停机,待检查补正后,装插机继续往下运行。 有些电阻元件自动
8、装插机兼有编带机的功能,一台机器就可完成电阻元件的编带和装插。 4) 手工插装。 自动插件机一般都可以完成X、Y方向任意一个轴向元件装插,并设有保证装插质量的自动监测系统,以防止误插、漏插等缺陷。自动插件机的缺点是设备成本高,对印制板的尺寸和元器件的形状等有严格的要求,因此对不宜自动插装的元器件,仍需在自动插装后用手工插装。 5) 插件检验 在进入波峰焊之前,要对元器件的插装质量进行检验。确保无误插、漏插等缺陷后,可进入下道焊接工序。 6) 波峰焊接 参见前面有关章节 7) 焊后检查。尽管波峰焊的技术已经很成熟了,但焊接的合格率仍然做不到100%。波峰焊常见的缺陷是漏焊、虚焊、桥接。经过波峰焊
9、后,要对焊接质量进行检查。检测的方法分为目视检查、ICT(in circuit testing)两种。 目视检查:就是人肉眼或借助放大镜、显微镜对焊点质量检查。检验的依据可参照IPC-A-610C的有关章节。 ICT(在线测试):就是使用ICT检查。ICT是采用针床或专用的接触式夹具对电路加以助微量的电流信号,对电路进行通断检查。可快速测试PCB上的元器件的性能并对装配过程的失误引起的差错进行测试,包括开路、短路、错装、漏焊以及SMC/SMD的数值、电路电压值等的测试。在线测试可及时查出装配不良,可以减少生产后期才发现缺陷的昂贵修理费用,减低生产成本。 8) 返修。对于焊后出现的工艺缺陷,进行
10、手工补焊和修整。如果出现大面积的质量问题,要及时分析原因,修改制程。 9) 功能测试FT(FUNCTION TESTING):就是对PCB组件的电性能进行检测(功能测试)。目前常用的功能测试设备简称FT。它是利用针床或专用的接触探针对电路的工作点、信号流程或组件的性能进行检查。 利用自动插件机插装具有效率高的特点。但对于一个产品来说,总有一些异形元件不适合自动插装。这些元件仍然在流水线上手工装插。彩色电视机的机芯(又叫印制电路主板,是电路元器件集中的印制电路板)可以自动装插的元件数已占元件总数的34,而一些不宜自动装插的大元件、集成电路等仍在流水线上手工装插。下图是彩色电视机整机生产厂插件流水
11、线的工位设置情况。 - 5 - 电视机整机生产厂插件流水线的工位设置 4-2印制电路板元器件插装工艺 1. 元器件插装前的加工 电子元器件种类繁多,外形不同,引线也有多种形式。PCB的组装方式也有差异。组装方式,必须根据产品的结构特点、装配密度和器件的使用要求来决定。元器件在插装到PCB之前,一般要进行引线成型。另外,大功率的三级管、功放集成电路等需要散热的元器件,要预先装好散热片。这些都是元器件插装前加工任务。 (1) 元器件引整形 元件的整形要求:根据插装方法的不同,元器件引出线成形形状有两种类型,如图67所示图a为手工焊接时的形状图,图b为用机器自动焊接时的形状图。图中La为两焊盘之间的
12、距离,d为引线直径或厚度,R为弯曲半径,r为立式安装时引线弯曲半径,D为元器件外形最大直径,J为元器件外形最大长度。对元器件引线成形的要求如下。 1引线弯折处距离引线根部尺寸应大于1.5mm,以防止引线折断或被拉出。 2引线弯曲半径R应大于两倍引线直径d。,以减少弯折处的机械应力。对立式安装,引线弯曲半径r应大于元器件体的外半径。 3元器件引线成形后,其标称值的方向应处在查看方便的位置。 4两引线左右弯折要对称(对卧式安装),引出线要平行,其间的距离应与印制电路板两焊盘孔的距离相同,以便于插装。 5对于自动焊接方式,可能会出现因振动使元器件歪斜或浮起等缺陷,宜采用具有弯弧的引线。晶体管及其其他
13、在焊接过程中对热敏感的元件,其引线可加工成园环形,以加长引线,减少热冲击。 - 6 - 适合手工焊接元器件引线成形 自动焊接元件引脚成形 引线成形方法: 元器件引线可用专用模具、专用工具和手工弯折。手工弯折方法如图(a)所示。用带园弧的长尖嘴钳或捏子靠近元件的根部,按弯折方向转动引线即可。 图(b)为专用模具成形引线的示例。在模具的垂直方向上开有供插入元件引线的长条形孔。元件的引线从插入成形模的长孔后,插入插杆,引线即成形;然后拔出插杆,将元件从水平方向移出。 元件引脚成形工艺标准见IPC-A-610C5.3节。 (2) 装散热器: 电子器件的散热分为自然散热、强迫通风、蒸发、换热器等传递方式
14、。常用地散热方式是自然散热,自然散热地散热途径有热传导、自然对流和热辐射几种。常见的散热器的安装方法见下图。为了提高散热效果,散热器地装配要求元器件与散热器之间地接触面要平整,以增大接触面积,减少散热热阻。而且元器件与散热器之间紧固件要拧紧,使元器件紧贴散热器。 - 7 - 大功率器件散热器安装图例 散热器安装配的工艺标准见IPC-A-610C4.6节。 2. 插装元器件的技术要求 电子产品中常用的元器件有电阻器,电容器、电感、二级管,三极管、集成电路等。在流水线上装插元器件时,要根据印制电路板的电路结构和元器件特点,采取不同的工艺方法,才能获得较好的效果,满足插装质量要求。 (1) 每个工位
15、的操作人员将已经检验合格的元器件按不同品种、规格装入容器或纸盒中,并整齐放置在工位插件板的前方位置上。每个工位的上前方都悬挂有工艺指导卡,清楚地写明工位的操作内容,装插元器件的型号规格、使用的工具及其规格,装插注意事项,并图示元器件在印制电路板上的装插位置。表81是装插彩色显像管管座印制电路板的工艺指导卡实例。 (2) 元器件的装插应遵循先小后大、先轻后重、先低后高,先里后外的原则,这样有利于装插的顺利进行。 (3) CMOS集成电路、场效应管的输入阻抗很高,极易被静电击穿,所以装插这些元器件时,操作人员须带接地手环扣进行操作。已经装插好这类元器件的印制电路板在流水线上传递时,传送带的背面嵌装
16、有金属网以便于接地,可防止这些元器件被静电击穿。 (4) 为了防止助焊剂中的松香浸入元器件内部的触点而影响使用性能,一些开关、 电位位器等电子元器件,不宜进行波峰自动焊。因此,在对印制电路板插件实施波峰焊的流水线上,这些元器件在波峰焊前不装插,只是在装插部位的焊盘上贴胶带纸。波峰焊接后,再撕下胶带纸,再装插这些元器件,进行手工焊接。先进的工艺,已改变贴胶带纸的繁琐方法,在设计制作印制电路板电路焊盘时,在该器件插孔焊盘的周围设置免焊工艺槽,就可防止波峰焊焊料将元器件插孔堵塞,从而实现了波峰焊后仍能顺利地装插这些元器件。免焊工艺糟如图88所示。 - 8 - 印制电路板组装的质量好坏对产品的电路性能
17、和安全使用性能具有很大的影响。因此,印制电路板组装过程中要求做到以下几点。 1各个工艺环节要认真严格地贯彻实施工艺文件的规定。 2印制电路板应使用阻燃性材料,以满足安全使用性能要求。 3印制电路板元器件的装插要正确,不能有错插、漏插,焊点应明亮、光滑,无虚焊。 4组装流水线各工位的设置要均衡,防止某些组装件的积压,确保均衡生产。 4-3 穿孔电子元器件安装与定位工艺标准 附录:IPC-A-610C元器件定位与安装的可接受条件 5.1.1 定位-水平 目标一1,2,3级 元器件放置于两焊盘之间位置居中。 元器件的标识清晰。 无极性的元器件依据识别标记的读取方向而放置且保持一致(从左至右或从上至下
18、)。 可接受一1,2,3级 极性元件和多引腿元件的放置方向正确, 极性元件在预成形和手工组装时,极性标识符要清晰且明确。 所有元器件按照标定的位置正确安装。 无极性元件未依据识别标记的读取方向一致而放置. 缺陷一1,2,3级 未按规定选用正确的元件。 元器件没有安装在正确的孔内。 极性元件的方向安装错误。 多引腿元件放置的方向错误。 - 9 - 定位-垂直 目标一1,2,3级 无极性元件的标识从上至下读取。 极性元件的标识在元件的顶部。 可接受一1,2,3级 标有极性元件的地线较长。 极性元件的标识不可见。 无极性元件的标识从下向上读取。 缺陷一1,2,3级 极性元件的方向安装错误。 5.2.
19、1安装-水平-轴向引脚-支撑孔 目标一1,2,3级 元器件与PCB扳平行,元件本体与PCB板面完全接触。 由于设计需要而高出板面安装的元件,距离板面最少15毫米,例如,高散热器件。 可接受一1,2级 元器件与PCB板面之间的最大距离不得违反有关元件引腿伸出长度的规定或不得超出安装元器件的高度要求(H)。(H)的尺寸由用户来定) 制程警示一3级 元件体与电路板之间的最大距离(D)大于0.7毫米0.028英寸 缺陷一1,2,3级 由于设计需要而高出板面安装的元件,与板面间距小于15毫米。 安装-水平-轴向引脚-非支撑孔 - 10 - 目标一1,2,3级 元器件本体与板面平行且与板面充分接触。 由于
20、设计需要而高出板面安装的元件,与板面间距最 小15毫米0.059英寸。如:高散热元件 由于设计需要而高出板面安装的元件,可弯曲引脚或 用其它机械支撑以防止从焊盘上翘起 缺陷一1,2,3级 由于设计需要而高出板面安装的元件,未弯曲引脚或用其它机械支撑以防止从焊盘上翘起。 装配于印刷电路板表面的元件离板面的高度小于15毫米0.059英寸。 5.2.3安装-水平-径向引脚 目标一1,2,3级 元器件本体与板面平行且与板面充 分接触。 如果需要,可以使用适当的固定方法。 可接受一1,2,3级 器件至少有一边或一面与印制板接触。 注:如组装图纸规定,则元器件可以正向或侧向放置。规则器件的正面或侧面,不规
21、则元器件的一部分要与板面完全接触(即使是小型的电容器)。元- 11 - 件体需要用粘接或其他的方法固定在板面上以防止外界振动时造成元器件的损伤 缺陷一1,2,3级 无需固定的元件本体没有与安装表面接触。 在需要固定的情况下没有使用固定材料。 5.2.4安装-垂直-轴向引脚-支撑孔 目标一1,2,3级 元器件本体到焊盘之间的距离(H)大于04毫米,小于15毫米。 元器件与板面垂直。 元器件的总高度不超过规定的范围.。 可接受一1,2,3级 元器件本体与板面的间隙符合表5l的规定。 元器件引腿的倾斜角度()满足最小电气间隙要求。 表51元器件超出极面的高度 可接受一1级 制程警示一2,3级 元器件
22、超出板面的间隙(H)大于表格51中所给的最大值。 缺陷一1,2,3级 元器件不满足最小电气间隙要求 接受一1级 制程警示一2,3级 元器件本体与板面的间隙小于表51中所给的最小值。 可接受一1级 制程警示一2级 缺陷一3级 1级 2级 3级 H(最小)0.1毫米0.0039英寸 0.4毫米 0.016英寸 0.4毫米0.016英寸 H(最大)6毫米 0.24英寸 3毫米 0.12英寸 1.5毫米0.059英寸 - 12 - 元器件引脚的弯曲内径不符合表5-3的要求。 5.2.5安装-垂直-轴向引脚-非支撑孔 目标一1,2,3级 装配于印刷电路板非支撑孔中的元件可弯曲引脚或用其它机械支撑方法以防
23、止从焊盘上翘起 缺陷一1,2,3级 安装于非支撑孔的元件引脚未弯曲。 5.2.6安装-垂直-径向引脚元件 目标一1,2,3级 元器件垂直于板面,底面与板面平行。 元器件的底面与板面之间的距离在03毫米2毫米之间。 可接受一1,2,3级 元器件倾斜但仍满足最小电气间隙的要求。 制程警示一2,3级 元器件的底面与板面之间的距离小于03毫米或大于2毫米。 缺陷一1,2,3级 不满足最小电气间隙要求。 注:安装在外罩和面板上有匹配要求的元器件不允许倾斜,例如:触点式开关,电位计,LCD,LED等。 5.2.6.1安装-垂直-径向引脚-元件安装限位装置 目标-1,2,3级 限位装置与元件和板面完全接触。
24、 引脚恰当弯曲。 - 13 - 可接受-1,2,3级 限位装置与元件和板面完全接触。 5.2.6.1安装-垂直-径向引脚-元件安装限位装置 可接受-1,2,3级 限位装置与元件和板面完全接触。 可接受(支撑孔)-1,2级 制程警示(支撑孔)-3级 缺陷(非支撑孔)-1,2,3级 限位装置与元件和板面部分接触。 可接受(支撑孔)-1级 制程警示(支撑孔)-2级 缺陷(支撑孔)-3级 缺陷(非支撑孔)-1,2,3级 A.间隔装置与元件和板面不接触。 B.引脚恰当弯曲。 接受(支撑孔)-1级 制程警示(支撑孔)-2级 缺陷(支撑孔)-3级 缺陷(非支撑孔)-1,2,3级 A.间隔装置与元件和板面不接
25、触。 B.引脚恰当弯曲。 5.2.6.2安装-垂直-径向引脚-元件-元件弯月形涂层 目标-1,2,3级 元器件的弯月形涂层与焊接区之间有明显的距离。 (见6.3.4.3节有关焊接的规定) 可接受-1,2级 - 14 - 只要符合6.3.4.3节的规定,元器件的半月形涂层可以被安装到焊接孔内。 制程警示-3级 元器件的弯月形涂层可以被安装到焊接孔内。 (必须符合6.3.4.3节的规定) 5.2.7安装-导线/引脚末端-印制板 5.2.7.1安装-导线/引脚末端-印制板-引脚突出-直型和局部钉式 元器件引腿伸出焊盘的部分不能导致出现以下情况:减小电气间隙、由于引腿的偏移而产生焊接缺陷、在后序的手工
26、操作时致使静电防护封装被击穿。 注:高频情况时要对元器件管腿的长度有更加明确的要求以免影响产品的功能。 表5-2 引脚突出长度 1级 2级 3级 (L)最小1 焊锡中的引脚末端可辨识2 (L)最大 无短路的危险 2.5毫米 0.0984英寸 1.5毫米 0.0591英寸 注1.对于单面板的引脚或导线延伸(L), l级和2级标推为至少0.5毫米0.020英寸。3级标准为必须有足够的引脚延伸用以固定。 注2对于板厚超过23毫米的导通孔,如果用引腿长度已定的器件如DIP、标装等,可允许引腿不在导通孔中凸出。 5.2.7安装-导线/引脚末端-印制板 目标一1,2,3级 元器件引腿或导线伸出焊盘的长度为
27、(L)或依照作业指导书和图纸的要求而定。 ( L)=1.0毫米0.0394英寸)(引脚的凸出长度) 制程警示一2级(支撑孔) 缺陷一3级(支撑孔) 元器件引脚伸出焊盘的长度不符合表52的要求.缺陷一1,2,3级(支撑孔) 引脚伸出焊盘长度减小最小电气绝缘距离。 制程警示一2级(非支撑孔) 缺陷一3级(非支撑孔) 元器件引脚伸出焊盘的长度不足,允许弯成至少450的弯脚。以进行固定。 缺陷一1,2,3级(非支撑孔) 元器件引脚伸出焊盘的长度不足 0.5毫米0.02英寸 引脚伸出焊盘长度减小最小电气间隙。 5.2.7.2安装-导线/引脚末端-印制板-弯折成型 通孔元件引腿可通过垂直插入、部分弯折的结
28、构进行固定。这种弯折必须能完全防- 15 - 止在焊接过程中松动。弯折的方向可以是任选的导线。DIP引脚需由元件的纵轴向外弯曲。 焊接后的引脚应至少可辨认。当由板面垂直测量时需满足表52的要求且不影响最小电气间隙。 非支撑孔中引脚弯折至少45”、引腿伸出孔面至少0.5毫米0.020英寸且不影响最小电气间隙。 本节叙述通孔引脚弯折的要求。其它要求可在相应的文件或图纸中说明。部分弯折的引腿可认为是一般穿孔引腿并遵循相应要求。 目标一1, 2, 3级 引腿末端与板面平行,弯折的方向沿着与焊盘相连的导线。 可接受一1,2,3级 引腿不减小与周围导线的最小电气间隙(C)。 引腿伸出焊盘的长度(L)不大于
29、相同直插脚的长度。见图5-33与表5-2。 缺陷一1,2,3级 引腿弯折后减小了与临近非相同电位导线的最小电气间隙(C)。(1.非相同电位导线) 缺陷一3级 非支撑孔中的引腿未弯折。 5.2安装 - 16 - 5.2.8安装-双列直插(DIP)/单列直插(SIP)元件的引脚与插座 注:若元器件与板面之间有散热片,装配标准可另外制定. 目标-1,2,3级 所有引腿台肩紧靠焊盘。 引腿伸出长度符合要求。见5.2.7.1 可接受-1,2,3级 引腿伸出长度符合要求,元件倾斜不超过元件高度的上限。 缺陷-1,2,3级 元件倾斜超出元件高度的上限,或引腿伸出长度不符合要求。 可接受-1,2,3级 符合引
30、脚伸出长度及元件高度的要求。 5.2.9 安装-连接器 目标一1,2,3级 连接器与板面紧贴手齐。 - 17 - 连接器引脚的针肩支撑于焊盘上,管腿伸出焊盘的长度符合标准的规定。 如果需要,定位销要完全的插入/扣住PCB板。 可接受一1,2,3级 连接器件的高度和引脚伸出的长度符合标准的规定。见 5.2.4和 5.2.7.1节。 如果需要,定位销要插入/扣住PCB板。 当只有一边与板面接触时,连接器的另一边与PCB板的距离不大于0.5毫米。连接器倾斜度、其引脚伸出的长度和器件的高度要符合标准的规定。 缺陷一1,2,3级 由于连接器件的倾斜,与之匹配的 连接器无法插入。 元件的高度不符合标准的规
31、定。 定位销没有完全插入/扣住PCB板。 元件引脚伸出焊盘的长度不符合要求。 注:连接器需要满足外形、装配和功能的要求。如果需要,可采用连接器间匹配试验作最终接收条件。 5.2.10 安装-引脚跨越导线 当文件或图纸中要求时,与导线交叉的引腿必须加绝缘套管 可接受一1,2,3级 A绝缘套管不能接触焊点。 B绝缘套管覆盖需保护的区域。 可接受一1级 与不同电位导线交叉的引线绝缘封套应满足最小电气间隙的要求。 缺陷一2,3级 A.绝缘封套裂口或断裂。 B.与不同电位导线交叉的引腿与导线间距小于0.5毫米0.020英寸且无绝缘体隔离。(绝缘- 18 - 封套或表面涂敷) 缺陷一1,2,3级 与导线交
32、叉的引腿未按规定加绝缘封套。 绝缘封套裂口或断裂,起不到防止短路的作用。 5.3.1 引脚的成形-弯曲 可接受一1,2,3级 安装在镀通孔中的元件,从器件的本体、球状连接部分或引脚焊接部分到器件引脚折弯处的距离,至少相当于一个引脚的直径或厚度或0.8毫米中的较大者。 1.焊锡珠 2.焊缝 可接受一1级 - 19 - 制程警示一2级 缺陷一3级 元件引脚弯折处距元件体的距离,小于引脚的直径或 0.8毫米0.031英寸中的其较小者。 缺陷一1,2,3级 元器件的本体、球状连接部分或引脚焊接部分有裂缝。 5.3.1 引脚的成形-弯曲 可接受一1,2,3级 元器件引脚没有扭曲和裂缝。 元器件引脚内侧的
33、弯曲半径符合表5-3的要求。 1.距形引脚使用厚度(T)作为引脚直径(D) 引脚的直径(D)或厚度(T) 引脚内侧的弯曲半径(R) 小于0.8毫米 1*直径/厚度 0.8毫米1.2毫米 1.5*直径/厚度 大于1.2毫米 2*直径/厚度 可接受一1级 制程警示一2级 缺陷一3级 元器件引脚内侧的弯曲半径不符合表5-3的要求。 5.3.2 引脚的成形-应力释放 - 20 - 元器件应按照以下任一情况安装或组合安装; 通常情况下引腿垂直弯曲900插入装配孔内。 双驼峰弯曲结构。若是单驼峰结构,会使元器件本体偏移中心位置。 其他类型的弯曲在使用前必须经由用户同意,或者是由于设计局限性的需要而使用。
34、缺陷一1,2,3级 没有应力释放。 可接受一1,2,3级 元器件的管脚成形后要有足够的应力释放。 5.3.2.1 引脚的成形-应力释放-支撑孔 注:如图所示,经过预成形的竖直径向引脚元件不能满足最大距离的要求,见5.2.6节。元器件与板面之间的最大距离要考虑到设计要求和产品的使用环境。元器件预成形的设备、制造商推荐的的规范及制造能力决定了它的局限性。这时就要改进工具以满足最终使用要求。 可接受一1级 制程警示一2级 缺陷一3级 从元器件本体的封装部分到引脚弯曲处的长度小于元件管脚的直径。 缺陷一1,2,3级 元器件的本体或引脚封装处有损伤或裂缝。 5.3.2.2 引脚的成形-应力释放-非支撑孔
35、 可接受一1,2,3级 伸出元件体的元件引脚应大致与元件体的主轴平行。 进人插孔的元件引脚应大致和板面垂直。 注:在正常弯折插装不方便的地方,可采用环形弯折插装。必须确保元件- 21 - 引脚不会与临近元件或导线发生短路,且必须得到设计工程师的许可。 注:1.最小4倍引线直径,最大8倍引线直径 2.最小1倍引线直径 3.最小2倍引线直径 5.4 损伤 5.4.1 损伤-元件引脚 可接收一1,2,3级 无论是利用手工、机器或模具对元件进行预成型,元件引脚上的刻痕、损伤或形变不能超过引腿直径的宽度或厚度的10。如果引脚的镀层受到破坏,暴露出元件管引脚的金属基材,参看6.5.2。 缺陷一1,2,3级
36、 元件引脚的损伤超过了引脚直径的10。 元件管脚由于多次成形或粗心操作造成的引脚形变。 缺陷一1,2,3级 引脚上留有夹具造成的夹痕,管脚的损伤超过了引脚直径的10。 5.4.2 损伤-双列直插DIP和小型IC封装SOIC 目标一1,2,3级 元件上没有任何缺口,破裂或表面损伤 - 22 - 5.4.3 损伤-轴向引脚和玻璃体封装的元件 可接受一1级 制程警示一2,3级 元件表面有损伤,但是末暴露出元件内部的金属材质。元件管脚的密封完好。 缺陷一1,2,3级 元件表面的绝缘涂层受到损伤,造成元件内部的金属材质暴露在外,或元件严重形变。 缺陷一1,2,3级 玻璃封装上的破裂超出元件的规范。 玻璃
37、封装上的残缺引起的裂痕延伸到管脚的密封处。 玻璃体破裂(无图示)。 5.4.4 损伤-径向双引脚 - 23 - 可接收一1,2,3级 元件体有轻微的刮痕、残缺,但元件的基材或功能部位没有暴露在外。 元件的结构完整性没有受到破坏。 4-4电子产品中的机械装配工艺 紧固件连接工艺 一、螺接 用螺纹连接件(如螺钉、螺栓、螺母)及各种垫圈将各种元器件,零、部件紧固地连接起来,称为螺纹连接,简称螺接。这种连接方式的优点是结构简单、便于调试、装卸方便,工作可靠,因此在电子产品装配中得到广泛应用。 1.紧固件的选用 (1)十字槽螺钉紧固强度高,外形美观,有利于采用自动化装配。 (2)面板应尽量少采用螺钉紧固
38、,必要时可采用半沉头螺钉,以保持平面整齐。 (3)当要求结构紧凑、连接强度高、外形平滑时,应尽量采用内六角螺钉。 (4)安装部位全是金属件时采用钢性垫圈。对瓷件、胶木件等易碎零件应使用软垫圈。 2拧紧方法 拧紧长方形工件的螺钉组时,须从中央开始逐渐向两边对称扩展。拧紧方形工件和圆形工件的螺钉组时,应按交叉顺序进行。无论装配哪一种螺钉组,都应先按顺序装上螺钉,然后分步逐渐拧紧,以免发生结构件变形和接触不良的现象。 3螺纹连接的质量标准 (1)螺钉、螺栓紧固后,螺尾外露长度一般不得少于15扣。螺纹连接有效长度一般不得少于3扣。 (2)沉头螺钉紧固后,其头部应与被紧固的表面保持平整,允许略微偏低,但
39、不应超过0.2mm。 (3)螺纹连接要求拧紧,不能松动。但对非金属件拧紧要适度。 (4)弹簧垫圈四周要均被螺帽压住,并要压平。 (5)螺纹连接要牢固、耐久、防震和不易退扣。 (6)被装元器件上的标志应尽量露在看得见的一面。 (7)为便于检修拆卸,应无滑帽现象。 (8)装配紧固后的螺钉,必须在螺钉末端涂上紧固漆,以防止螺钉松动和表示产品屑原装配。 4螺纹连接时应注意的事项 (1)要根据不同情况合理使用螺母、平垫圈和弹簧垫圈。弹簧垫圈应装在螺母与平垫圈之间。 - 24 - (2)装配时,螺钉旋具的规格要选择适当。操作时应始终保持垂直于安装孔表面的方位旋转,避免摇摆。 (3)拧紧或拧松螺钉、螺帽或螺
40、栓时,应尽量用扳手或套筒使螺母旋转,不要用尖嘴钳松紧螺母。 (4)最后用力拧紧螺钉时,切勿用力过猛,以防止滑帽。 5螺纹连接的防松 螺纹连接一般都具有自锁性,在受静载荷和工作温度变化不大时,不会自行松脱。但当受到振动,冲击和变载荷作用时,或在工作温度变化很大时,螺纹间的摩擦力就会出现瞬时减小的现象,如果这种现象多次重复,就会使连接逐渐松脱, 为了防止紧固件松动和脱落,可采用如图51所示的几种措施。图51a所示为双螺母防松动。它是利用两个螺母互锁起到山:动作用的,一般在机箱接线板二用得较多。 图b所示为弹簧垫圈防松动。它利用弹簧垫圈的弹性变形,使螺纹间轴向张紧而起到防松动作用。其特点是结构简单,
41、使用方便,常用于紧固部位为金属的元器件。 图c所示为蘸漆防松动。在安装紧固螺钉时,先将螺纹连接处蘸上硝基磁漆再拧紧螺纹,通过漆的粘合作用,增加螺纹问的摩擦阻力,防止螺纹松动。 图d所示为点漆防松动。它是靠露出的螺钉尾上点紧固漆来动的。涂漆处不少于螺钉半周及两个螺纹高度。这种方法常用于电子产品的一般安装件上。 图e所示为开口销防松动。所用的螺母是带槽螺对母,在螺杆末端钻有小孔,螺母拧紧后槽应与小孔相对,然后在小孔中穿入开口销,并将其尾部分开,使螺母不能转动。这种方法多用于有特殊要求元器件的大螺母上。 4-5机械装配工艺标准 4.1机械组装的可接受条件 机械组装: 指用螺钉、螺母、垫片、夹子等紧固
42、件以及采用胶粘、扎线、铆接、连接器插接等机械手段在印制电路板上固定安装元器件。 - 25 - 本章主要介绍机械组装的正确紧固方式,以及对由组装导致的零部件及安装表面损伤的检查方法。 本节主要介绍机械组装的几种紧固方式。 工艺文件中将给出组装所需要的图纸、图片、装配件清单、组装过程的说明。当组装要求变动时,应预先经过用户认可。 检查项目及标准: a零部件选用是否恰当。 b组装顺序是否正确。 c零部件是否紧固、牢靠。 d没有肉眼可见的缺陷。 e零部件放置方向是否正确。 4.2紧固件的安装 4.2.1 紧固件的安装电气绝缘距离 可接受一1,2,3级 满足指定的最小电气绝缘距离。如图中1和2及和5之间
43、的距离 缺陷一1,2,3级 紧固件安装后导致指定的最小电气绝缘距离减小 1.金属紧固件 2.导电图形 3.指定的最小电气绝缘距离 4.元件 5.导体 - 26 - 4.2.2 紧固件的安装焊锡过多 缺陷一1,2,3级 安装孔上过多的焊锡(不平)影响机械组装。 4.2.3 紧固件的安装螺纹紧固件 螺纹伸出长度 除另有工程图纸说明外,对螺纹紧固件,露出螺帽的最小规定为一个或一个半螺纹。如紧固以后,露出的丝扣会接触到导线和元件,或者采用了锁紧机制,螺钉或螺栓末端才可以与螺帽齐平。 在伸出部分不影响相邻部件,且最小电气绝缘距离得到满足的条件下,对于小于25毫米的螺钉,伸出部分的长度不应大于3.0毫米加
44、一个或一个半螺纹;对于大于25毫米的螺钉,伸出部分的长度不应大于6.3毫米加一个或一个半螺纹。 可接受一1, 2, 3级 紧固件组装顺序正确 注:1.防松垫圈 2.平垫圈 3.非导电材料(层压板等) 4.金属(非导电图形或箔) 缺陷一1,2,3级 - 27 - 锁紧垫片直接靠着非金属介质层或层压板。 缺少扁平垫片 1.锁紧垫片 2.非金属 4.金属箔(非导电用图形) 可接受一1, 2, 3级 对于印制电路板上过大的穿孔和槽形孔,允许用扁平垫片进行过渡 1.槽形孔 2.锁紧垫片 3.扁平垫片 缺陷一1,2,3级 缺少扁平垫片。 1.槽形孔 2.锁紧垫片 4.2.3.1 紧固件的安装螺纹紧固件-保
45、证电气连接所需的最小扭矩 用于提供电气连接的螺纹紧固件必须拧紧,以确保可靠的电气连接。当使用开口的环形锁紧垫片时,螺纹紧固件紧至压平锁紧垫片。如有要求,紧固件应拧紧至指定的最小扭矩。 可接受一1,2,3级 紧固件已拧紧,且开口的环形锁紧垫片被压平。 如有要求,使用正确的扭矩。 - 28 - 缺陷一1,2,3级 没压平锁紧垫片。 4.2.3.2 紧固件的安装螺纹紧固件-绕线型接头 当没有必要使用终端接线片时,螺丝绕线型接头在螺丝紧固时应无松散,线头应短以防止与接地端或邻近导线短路。 如使用垫片,线头引脚应装配在垫片下面。 除非另外注明,所有标准对股线与实心线都适用。 目标一1,2,3级 每一股线
46、都应紧密绕接在一起(股线)。 线头围绕螺丝体至少达到2700。 线头完全在螺丝头的下面。 线头的围绕方向正确,沿螺丝拧紧的方向。 每一股线均在螺钉头的下面。 - 29 - 可接受一1,2,3级 线头应沿正确的方向围绕螺丝,但有小部分的股在螺丝固定的过程中松开。 线头由螺丝头底部突出不超过线直径的1/3 线头由螺丝头底部突出不影响最小电气间隙。 线头的机械连接处与螺钉头之间有接触,线头围绕螺丝体至少达到 1800。 接触区域无绝缘层。 线头不与本身交迭。 缺陷一1,2,3级 A.线头没有围绕螺钉。 B.线头与本身交迭。 C.实心线头围绕螺丝方向错误。 D.股线线头围绕螺丝方向错误(锁紧螺钉时会松开绞在一起的线头)。 E.接触区域有绝缘层。 4.2.3.2 紧固件的安装螺纹紧固件-高压应用 - 30 - 这部分主要介绍高压元器件机械组装的要求。见68。 可接受一1, 2, 3级 紧固件无毛刺或边缘磨损 缺陷-1,2,3级 紧固件毛刺或边缘磨损。 4.2.4.1 紧固件的安装元件安装-功率元器件 可接受一1,2,3级 安装次序正确。 元件的引脚被紧固件固定且无弯折。(未图示) 注意:在需要放置导热片的地方,导热片一定要放在功率管装配面和散热器中间。导热片可以是绝缘和导热复合材料制成的垫圈。 1.金属 2.终端接线片 3.元件体 4.螺帽 5.自锁垫片 6.螺钉 7.非金属