电子产品生产工艺

一、电子产品机械装配工艺

    电子产品安装时，需要先将各种零件固定在底座或底板上，才能进行电气安装。零件的固定方法通常有螺钉连接、铆钉连接、焊接及胶接等几种形式。电子产品在不同的环境中，可能受到振动、冲击等机械力作用，因此装配必须牢固、可靠。

  1 、螺钉连接

    螺钉连接是指采用螺钉、螺栓、螺母及各种垫圈（平垫圈、弹簧垫圈、内齿弹性垫圈、外齿弹性垫圈、波形垫圈等），将各类元器件和零、部件紧固地安装在机器规定位置上的过程。电子装配中螺钉连接应用很多，它具有装拆简单、连接牢靠、

调节更换方便等优点。

(1) 元器件安装事项

    安装时应按工艺顺序进行，並符合图纸的规定。当安装部位全是金属件时，应使用平垫圈，其目的是保护安装表面不被螺钉或螺母擦伤，增加螺母的接触面积，减小连接件表面的压强。

    紧固成组螺钉时，必须按照一定的顺序，交叉、对称地逐个拧紧。若把某一个螺钉拧得很紧，就容易造成被紧固件倾斜或扭曲；再拧紧其他螺钉时，会使强度不高的零件（如塑料、陶瓷和胶木件等）碎裂。

    螺钉拧紧的程度和顺序对装配精度和产品寿命有很大关系，切不可忽视。

(2) 防止紧固件松动的措施

    为了防止紧固件松动或脱落，应采取相应的措施，如下图所示。其中图（ａ）是利用双螺母互锁起到止动作用，一般在机箱接线柱上用得较多；图（ｂ）是用弹簧垫圈制止螺钉松动，常用于紧固部件为金属的元器件；图（ｃ）是靠橡皮垫圈起止动作用；图（ｄ）是用开口销钉止动，多用于有特殊要求的器件的大螺母上。

(3) 常用元器件的安装

    a. 胶木件和塑料件的安装胶木件脆而易碎，安装时应在接触位置上加软垫（如橡皮垫、软木垫、铝垫、石棉垫等），以便其承受压力均匀。切不可使用弹簧垫圈。塑料件一般较软、易变形，可采用大外径钢垫圈，以减小单位面积的压力。

    b. 大功率晶体管散热片的安装大功率晶体管都应安装散热片。散热片有些出厂时即装好了，有些则要在装配时将散热片装在管子上，如下图所示。安装时，散热片与晶体管应接触良好，表面要清洁。如果在两者之间加云母片，并在云母片两面涂些硅脂，使接触面密合，可提高散热效率。

c. 屏蔽件的安装

     电子产品中有些器件需要加屏蔽罩，有些单元电路需用屏蔽盒，有些部件需要加隔离

板，有些导线要采用金属屏蔽线。采用这些屏蔽措施是为了防止电磁能量的传播或将电磁能

量限制在一定的空间范围之内。在用铆接与螺钉装配的方式安装屏蔽件时，安装位置一定要清洁，可用酒精或汽油清洗净，漆层要刮净。如果其接触不良，产生缝隙分布电容，就起不到良好屏蔽效果。

  2 、铆装和销钉连接

    用各种铆钉将零件、部件连接在一起的过程称为铆接。铆装属于不可拆卸的安装。电子产品装配用的铆钉是铜或铝制作的，其类型有半圆头铆钉、平锥头铆钉、沉头铆钉和空心铆钉等。铆件成形后不应有歪、偏、裂、不光滑、圆弧度不够等现象，更不允许出现被铆件松动的情况。

    电子产品中，铆钉连接应用十分广泛，如固定冲制焊片的冲胀铆、小型电子管固定夹与壁板的翻边铆、薄壁零件间的成形铆等等。

    销钉连接在电子产品装配中应用也较多，因为这种连接安装方便，拆卸容易。通常，按其作用分为紧固销和定位销两种，按其结构形式有圆柱销、圆锥销及开口销。

    圆柱销是靠过盈配合固定在孔中的。装配时先将两个零件压紧在一起同时钻孔，再将合适的销钉涂少许润滑油，压入孔内，操作时用力要垂直、均匀、不能过猛，以免将销钉头镦粗或变形。

    圆锥销通常采用1／40的锥度将两个零件、部件连接为一整体。如果能用手将圆锥销塞进孔深的80～85％，则说明配合正常，剩下长度用力压入，即完成了锥销连接。

二、电气安装的工艺

    电气的安装准备工艺与装配，以及元器件、导线、电缆装配前的加工处理统称为电气安装的准备工艺。准备工艺是产品安装的重要工序，有了良好的准备工艺，才可能有优质、可靠的电气连接质量。电气安装的准备工艺主要包括有导线加工、浸锡、元器件引线成形、屏蔽线及同轴射频电缆加工等内容。

  1 、 焊料与焊剂

    (1) 焊料

      凡是用来熔合两种或两种以上的金属面，使之成为一个整体的金属或合金都叫焊料。按焊料的组成成份可分为锡铅焊料、银焊料和铜焊料，在锡铅焊料中，熔点在450℃以上为的称硬焊料，熔点在450℃以下的称为软焊料。在电子装配中多用锡铅焊料(简称焊锡)。

焊锡由二元或多元合金组成。通常所说的焊锡是指锡和铅的二元合金，即锡铅合金。它是种软焊料。上图给出了锡铅合金熔化温度随着锡的含量而变化的情况，称为锡铅合金状态图。从图中可以看出：Ｂ点合金可由固体直接变成液体或从液体直接冷却成固体，中间不经过半液体状态，因此称Ｂ点为共晶点。按共晶点配比的合金称为共晶合金。共晶合金是合金焊料中较好的一种，其优点是熔点最低、结晶间隔很短、流动性好、机械强度高，所以，在电子产品的焊接中都采用这种比例的焊锡。  共晶锡铅合金的含锡量为63％，含铅量为37％，按此配比的焊锡叫共晶焊锡，其熔化温度为183℃。   

焊料的形状有膏状、管状、扁带状、球状、饼状、圆片等几种。常用的焊锡丝，在其内部夹有固体焊剂松香。常用焊锡丝直径有1.2、1.5、2.0、2.5、3.0ｍｍ等多种规格。

   (2) 助焊剂

     焊接时，为了使熔化的焊锡能粘结在被焊金属表面上，就必须借助化学的方法将金属表面的氧化物除去，使金属表面能显露出来，凡是具有这种作用的化学品，称为助焊剂。电子装配时常用焊接方法实施电的连接，而助焊剂便成为获得优质焊接点的必要工艺措施。

a. 助焊剂的作用

       • 除去氧化膜与杂质。助焊剂中的氯化物、酸类同氧化物发生还原反映，从而除去氧化膜，反映后的生成物变成悬浮的渣，漂浮在焊料表面。

       • 防止氧化。由于焊接时必须把被焊金属加热到使焊料发生润湿并发生扩散的温度，

        但是随着温度的升高，金属表面的氧化就会加热，而助焊剂此时就在整个金属表面上形成一层薄膜，包住金属使其同空气隔绝，从而起到加热过程中防止氧化的作用。

      • 减少表面张力，增加焊锡流动性，有助于焊锡润湿焊件。当焊料熔化后，将贴附于

       金属表面，但由于焊料本身表面张力的作用，力图变成球状，从而减少了焊料的附着力，而焊 剂 则有减少表面张力，增加流动的功能，故使焊料附着力增强，使焊接质量得到提高。

    b. 对助焊剂的要求

      • 熔化温度必须低于锡的熔化温度，并在焊接温度范围内具有足够的热稳定性。

      • 应有很强的去金属表面氧化物的能力，并有防止再氧化的作用。

      • 在焊接温度下能降低焊锡的表面张力，增强浸润性，提高焊锡的流动性能。

      • 残余物易清除，并无腐蚀性。

      • 焊接时，助焊剂不宜产生过多的挥发性气体，尤其不应产生有毒或刺激性的气体。

      • 助焊剂的配制过程应简单。

     (3) 阻焊剂

      在进行浸焊、波峰焊时，往往会发生焊锡桥连，造成短路的现象，尤其是高密度的印制板更为明显。阻焊剂是一种耐高温的涂料，它可使焊接只在需要焊接的点上进行，而将不需要焊接的部分保护起来。应用阻焊剂可以防止桥连、短路等现象发生，减少返修，提高劳动生产率，节约焊料，并可使焊点饱满，减少虚焊发生，提高了焊接质量。印制板板面部分由于受到阻焊膜的覆盖，热冲击小，使板面不易起泡、分层，焊接成品合格率上升。

    (4) 烙铁头温度

     电烙铁头的温度应为233℃，这样能使焊接质量最好。

　2 、导线加工及引出线处理

    绝缘导线的加工过程可分为：剪裁、剥头、捻头（指多股芯线）、浸锡和清洁等。正确的导线线头加工，可提高安装工作的生产效率，并改善产品焊接质量。

    (1) 剪线

    绝缘导线在加工时，应先剪长导线，后剪短导线，这样可不浪费线材。手工剪切绝缘导线时要先拉直再剪，细裸铜导线可用人工拉直再剪。剪线要按工艺文件的导线加工表所规定的要求进行，长度要符合公差要求，而且不允许损坏绝缘层。如无特殊公差要求，则可按下表选择长度公差。

  (2) 剥头

     剥头是把绝缘线两端各去掉一段绝缘层，而露出芯线的过程。使用剥头钳时要对准所需要的剥头距离，选择与芯线粗细相配的钳口。蜡克线、塑胶线可用电剥头器剥头。剥头长度应符合工艺文件（导线加工表）的要求。无特殊要求时，可按照下表选择剥头长度，如下图(a)所示。

(3) 捻头

    多股芯线经过剥头以后，芯线有松散现象，必须再一次捻紧，以便浸锡及焊接。捻线时用力不宜过猛以免细线捻断。捻线角度一般在300～450之间，如下图(b)所示。捻线可采用捻头机，或用手工捻头。

图（a）　绝缘导线剥头长度  　               　图（b）　多股芯线的捻线角度

　  3 、屏蔽线的加工

    为了防止因导线电场或磁场的干扰而影响电路正常工作，可在导线外加上金属屏蔽层，这样就构成了屏蔽导线。屏蔽导线端头外露长度直接影响到屏蔽效果，因此对屏蔽导线加工必须按工艺文件执行。

　 (1) 屏蔽导线端头去屏蔽层长度

    屏蔽导线的屏蔽层到绝缘层端头的距离应根据导线工作电压而定，一般可按下表选用。

(2) 屏蔽导线端头处理方法

　   a. 屏蔽导线的端头处理方法见右图所示。   

如其绝缘层有棉织蜡克层或塑胶层的，应先

剪去适当长度的屏蔽层以后，在屏蔽层内套

一黄蜡管或缠黄绸布２～３层，再在它上面

用φ0.5～φ0.3ｍｍ的镀银铜线密绕数圈，

长度为２～６ｍｍ。然后将密绕的铜线焊在

一起（应焊一周），焊接时间要快，以免烫

伤绝缘层。最后留出一定长度作接地线。

b. 屏蔽层中间抽头方法　　

如右图所示。即应先用划针在屏蔽层的

适当位置拨开一小槽，用镊子（或穿针）抽出

绝缘线，把屏蔽层拧紧，并在屏蔽层端部浸锡。

注意浸锡时应用尖嘴钳夹持，不让锡渗冷却而

形成硬结。

　4 、导线的走线及安装

    　生产电子产品时，为得到有一定强度和焊接

　质量的焊接点，在焊接前都要进行可靠的连接。

　由于各类产品的结构形式与使用要求的不同，焊

　接前各种连接点的结构及外形又有很大的差异，

　所以被焊接在这些接点上的元器件安装方法是不相同的。

　(1) 走线　a. 走线原则：

　　　              ① 以最短距离连线；

　　　             ② 直角连线；

　　　             ③ 平面连线；

　　　             ④ 导线的根部不能受力，并且要顺着接线端子的方向走线；焊接后再改变走线方向会使导线从根部折弯，造成导线断线。

这些原则有相互矛盾的地方，在坚持原则的情况下，可根据具体的情况灵活掌握。另外，对于走线来说，并不是光靠连线就可以解决的，必须把它同元器件的排列一起考虑。以最短距离连线，是解决交流声和躁声的重要手段，但在连线时则需要松一些，以免在拉动端子时导线的细弱处受力被扯断。此外，导线要留有充分的余量，以便在组装检验及维修时备用。

b. 走线要领:

① 沿接地线走；

　　　       ② 电源(交流电源)线和信号线不要平行；

　　　       ③ 接地点集中在一起；

　　　       ④ 不要形成环路；

　　　       ⑤ 离开发热体；

　　　       ⑥ 不能在元器件上走线。

(2) 扎线

　　　所谓扎线，就是把导线捆扎起来，这样做一方面可以将连线整齐地归纳在一起，少占空间；另一方面也有利于稳定质量。

　　a. 扎线要领：导线的确认；不能将力量集中在一根线上；不能扎得太松。

　　b. 扎线用品: 捆扎线、扎线带、线卡。

c. 制造要领：要求线端留有一定的长度，应从线端开始扎线；

重点在于走线和外观应排列整齐，而且有棱有角；防止连线错误时，按各分支扎线；扎线的间距标准为50mm,可根据连线密度及分支数量改变。如下图所示。

①       要求线端留有一定的长度，应从线端开始线。

② 重点在于走线和外观时，应排列整齐，而且要有棱有角。

③ 要求防止连线错误时，按各分支扎线。

④ 扎线的间距标准为50mm，可根据连线密度及分支数量改变。

(3) 导线的安装

　   a. 导线同接线端子的连接

　　  • 绕焊：把经过上锡的导线端头在接线端子上缠上一圈，用钳子拉紧缠牢后进行焊接。如下图（a ）、（b）所示。注意导线一定要紧贴端子，一般L=1~3mm为宜。该连接可靠性好。

　　 • 钩焊：把经过上锡的导线端头弯成钩形，钩在接线端子上并用钳子夹紧后施焊，如下图（ c ）所示。端头处理与绕焊相同，这种方法强度低于绕焊，但操作简便。

　　 • 搭焊：把经过上锡的导线端头搭在接线端子上施焊，如下图（d ），这种连接最方便，但强度可靠性最差，仅用于临时连接或不便于缠与钩的地方及某些接插件上。

　  b. 导线与导线的连接导线之间的连接以绕为主，如下图所示。

5 、元器件装配工艺

　(1) 引线成型

   　 元器件引线成型是指小型元器件而言，它可用跨接、立、卧等方法焊接，并要求受振动时器件原位置不变动。如果是大型元器件，必须用支架、卡子等固定在安装位置上，不可能像小型元器件悬浮跨接，单独立放。

    　引线折弯成型要根据焊点之间的距离做成需要的形状，下图为引线成型后的各种形状，引线折弯时要在离其根部２ｍｍ外进行。

(2) 元器件装配的主要技术要求

    a. 标记安装时，字体应向上或向外，便于目视。

    b. 中频变压器要与底板吻合。

    c. 位置上下、水平、垂直、对称，要做到美观、整齐，同一类元器件高低应一致。

　　d. 元器件、导线绕头一般一圈到底，并用尖嘴钳夹紧。

    e. 元器件的放置要平稳，支承力尽可能相等，弯脚应成圆弧形，并不可齐根弯。

    f. 晶体管、集成电路焊接速度要快，要注意脚的极性。

(3) 接点的焊接

　　　焊点的几种情况如下图所示。

a. 对焊接点的技术要求

    • 焊接点要牢固，具有一定的强度。

    • 接触电阻要小，吃锡透彻，无虚焊、假焊及漏焊。

    • 焊点大小均匀，圆滑、满焊、无生焊。

    • 焊接点表面要整洁、无杂物残留。

　  • 焊点之间不应搭焊、碰焊，以防短路。

    • 焊点表面应有良好的光泽，无毛刺、无拖锡，防止尖端放电。

 　b. 焊接注意事项

    • 烙铁头温度（233℃）掌握要适当。

    • 焊接时间要适当。

    • 焊料与焊剂使用要适量。

    • 焊点未冷却前不准摇动焊接物，以防焊点表面粗糙及虚焊。

    • 不应烫伤周围的元器件及导线。

　 c. 焊接MOS集成电路应注意事项

    • 使用的仪器和工具都必须接地良好。

　　• 焊接时宜使用20W内热式电烙铁；若用普通电烙铁，则烙铁头应接地。

• 焊接时间不要超过5秒钟，不允许在一个焊点上连续焊多次。

　　• 焊接线路板时，插头应全部短路，并一次将整个电路板焊完。如有困难时，可将焊不完的板子包上屏蔽层放入金属盒内。