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电子培训教材
(二)
2009年4月
电子产品生产工艺
电子产品在国民经济各个领域中的应用愈来愈广泛。一个企业在生产电子产品时,其基本任务就是把原料、材料经过各种变形和变性的工艺操作,制成合格的产品。
生产工艺是组织生产、指导生产的重要手段,也是降低成本、减轻劳动强度和提高电子产品质量的重要环节.
一、安全生产
安全是人类从事各种工作、学****和娱乐的基本保障。随着电子产品的高速发展,现代人的生活几乎离不开用电,人类也更加重视用电安全。在长期生活实践中,人类总结了安全用电的经验,积累了丰富的安全用电知识和数据,以便让后人掌握这些知识,防患于未然。
1、触电伤害
人体的体电阻是能够导电的,只要有足够(大于3mA)的电流流经人体就会对人造成伤害,这就是我们通常所说的触电。由于触电伤害事先根本无法预测,因此,一旦发生触电伤害时,后果必然十分严重。
影响触电伤害的主要因素有下列几方面:
(1)电流大小
电流流经人体的大小直接关系到生命的安全,当电流小于3mA时不会对人体造成伤害,人类利用安全电流的刺激作用制造医疗仪器就是最好的证明。电流对人体的作用见下表。
(2)人体电阻
人体电阻是一个不确定的电阻,它随皮肤的干燥程度不同而不同,皮肤干燥时电阻可呈100千欧以上,而一旦潮湿,电阻可降到1千欧以下。人体电阻还是一个非线性电阻,它随人体间的电压变化而变化。从下表中可以看出,人体电阻阻值随电压的升高而减小。
(3)电流种类
电流种类不同对人体造成的损伤也不同。交流电会造成电伤和电击的同时发生,而直流电一般只引起电伤。频率在40Hz~100Hz的交流电对人体最危险,我们日常使用的市电工频为50Hz,就在这个危险频率范围内,因此特别要注意用电安全。当交流电频率为20000Hz时对人体危害很小,一般的理疗仪器采用的就是接近20000Hz,而偏离100Hz较远的频率。
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(4)电流作用时间
,用来表示电流对人体的危害。触电保护器的一个重要技术参数就是额定断开时间与漏电电流的乘积应小于30mAS,实际使用的产品可以达到小于3mAS,因此能有效防止发生触电事故。
二、预防触电
在电的安全使用中任何一种措施或保护器都不是万无一失的,你要想预防触电最保险的方法,莫过于提高安全知识和警惕性。
1、安全制度
在各种用电场所都制订有各种各样的安全使用电器的制度,这些制度是在工作实践
中不断积累出来的,千万不可麻痹大意。
2、安全措施
.
。
,一定要加绝缘保护,并置于人不容易碰到的地方。例如输电线、电源板等。
、电线有无破损老化并及时更换。
。常用安全电压为36V或24V,特别危险的场所应使用12V。
3、安全操作
,并将电源插头拔下。
,应认为它是带电的。
.
d。尽量养成单手操作电工作业。
,方可进行检修。
。
三、电子装配安全操作
电子产品研制和电器维修的基本特点是个人制作,整个制作过程“弱电"较多,但是少不了带有“强电",因此安全是电子装配操作的重点.
1、安全用电基本措施
。
.
。
,应设置隔离变压器。
、检测较大功率电子装置时,工作人员不应少于两人。
、装接电子线路应采用单手操作。
2 、 预防烫伤
烫伤在电子装配操作中发生较为频繁,这种烫伤一般不会造成严重后果,但会给操作者带来痛苦和伤害,所以要注意以下几点操作规范:
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a。工作中应将电烙铁放置在烙铁架上,并将烙铁架置于工作台右前方。
,应用电烙铁头去熔化松香,千万不要用手触摸电烙铁头。
。
d。通电调试、维修电子产品时,要注意电路中发热电子元器件(散热片、功率器件、功耗电阻)可能造成的烫伤。
3、预防机械损伤
机械损伤在电子装配操作中发生较为少见,但违反安全操作规定仍会造成严重伤害的事故。例如:
,留长发或戴手套操作是严重违反钻床操作规程。
,可能打滑伤及自己的手。
c. 剪断印制板上元器件引线时,可能被剪断的线段飞射溅伤眼睛.
这些事故只要严格遵守安全操作规定,是完全可以避免的。
四、电气消防与触电急救
1 、电气消防
a。发现电子装置、电缆等冒烟起火,要尽快切断电源.
。
,应使用砂土、二氧化碳或四***化碳等不导电的灭火介质。绝对不能使用泡沫或水进行灭火。
2、触电急救
,千万不要惊慌失措,必须以最快的速度使触电者脱离电源。这时最有效的措施是切断电源。在一时无法或来不及找寻电源的情况下,可用绝缘物(竹竿、木棒或者塑料制品等)移开带电体。
,其本身是一个带电体,抢救时会造成抢救者触电伤亡,所以要在保证自己不会触电的前提下做到尽可能的快。
,还有心跳、呼吸的应尽快送医院进行抢救。
,使患者维持血液循环。如果呼吸已停止的应立即采用口对口人工呼吸方法。
、呼吸全停止时,应该同时采用上述两种方法,并且边急救边送医院作更进一
步的抢救。
第二章电子产品生产的基本知识
一、生产工艺的重要性
电子产品的内涵极为广泛,既包括电子材料、电子元器件,又包括将它们按照既定的装配工艺程序、设计装配图和接线图,按一定的精度标准、技术要求、装配顺序安装在指定的位置上,再用导线把电路的各部分相互连接起来,组成具有独立性能的整体。
一台完善、优质、使用可靠的电子产品(整机),除了要有先进的线路设计、合理的结构设计、采用优质可靠的电子元器件及材料之外,如何制定合理、正确、先进的装配工艺,及操作人员根据预定的装配程序,认真细致地完成装配工作都是非常重要的。
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二、电子产品装配步骤
电子产品装配工作主要是指钳装、电气安装和装配后质量检验。生产实践证明,良好的电接触是保证电子产品质量和可靠性的重要因素,电子产品发生故障跟电气安装的质量有密切关系。例如,焊接时若出现假焊、虚焊、错焊和漏焊,将会造成接线松脱、接点短路或开路;高频装置中如果接线过长、布线不合理,将会造成高频电路工作不稳定或不正常。因此,要使装配出来的产品达到预期的设计目的,务必十分注重装配质量,生产操作人员必须严肃认真做好每一道细小的生产环节。
装配工作是一项复杂而细致的工作。电子产品装配原则是先轻后重、先铆后装、先里后外、先平后高,上道工序不得影响下道工序。
1、装配前的技术准备和生产准备
(1)技术准备工作
技术准备工作主要是指阅读、了解产品的图纸资料和工艺文件,熟悉部件、整机的设计图纸、技术条件及工艺要求等。
(2)生产准备工作
a。 工具、夹具和量具的准备。
,备好全部材料、零部件和各种辅助用料。
2、装配操作的基本要求
(1) 零件和部件应清洗干净,妥善保管待用。
(2)备用的元器件、导线、电缆及其它加工件,应满足装配时的要求。例如,元器件
引出线校直、弯脚等.
(3)采用螺钉连接、铆接等机械装配的工作应按质按量完成好,防止松动。
(4)采用锡焊方法安装电气时,应将已备好的元器件、引线及其它部件焊接在安装底板
所规定的位置上,然后清除一切多余的杂物和污物,送交下道工序.
3、电子产品装配工艺的技术总要求
技术要求包括两个方面:一是机械装配;
二、电气安装。
(1)机械装配的工艺要求
a。螺钉连接
根据安装图纸及说明选用规定的螺钉、垫圈,采用合适工具把它拧紧在指定的位置上。
b. 铆钉连接
装配图纸上一些需要连接并不再拆动的地方常采用铆钉连接。在铆接前应按图纸要求选用铆钉,铆接时应符合铆加工的质量标准。
c。胶接及其他
对需要胶接的部件,要选用符合胶接的粘合剂,并按粘合剂工艺要求胶接好连接件
d. 元器件引出线、裸导线不应有切痕或钳伤。如需要套绝缘套管,应在引线上套上适
当长度和大小的套管。多股导线的芯线加工后不应有断股现象存在。
三、工具的使用及维护
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使用合适的工具,可以大大提高装配工作的效率和产品质量。
电子产品装配常用的工具有:电烙铁、尖嘴钳、斜口钳、镊子、剪子、改锥(大中小各一件)、钢皮尺、扳手等普通工具。专用工具有导线剥头钳、开口螺钉旋具等。
电烙铁是手工施焊的主要工具,是电子产品装配人员常用工具之一,选择合适的电烙铁,合理地使用它,是保证焊接质量的基础.
1、电烙铁的种类
(1)内热式电烙铁
内热式电烙铁具有发热快(通电2分钟后即可使用)、体积小、重量轻和耗电省,热效率高等优点,因此获得广泛使用。由于它的发热器件装在烙铁头内部,热量利用率可达到85~90%、50W等几种,由于它的热效率高,,其电阻约为2。5kΩ左右(20W),烙铁的温度一般可达350℃左右。
(2)恒温电烙铁
恒温电烙铁升温时间快,只需40~60秒。它是借助于电烙铁内部的磁性开关而达到恒温的目的,由于是断续加热,可比普通电烙铁省电二分之一左右。它的烙铁头始终保持在适于焊接的温度范围内,焊料不易氧化,可减少虚焊,提高焊接产品质量。又由于它的温度变化范围很小,电烙铁不会发生过热现象,从而延长了使用寿命,同时也能防止被焊接的元器件因温度过高而损坏。恒温烙铁头采用镀铁镍新工艺,使用寿命长,节约铜材,节省修整烙铁头的工时。此外,恒温电烙铁还有体积小、重量轻的优点,可以减轻操作者的劳动强度。
2、电烙铁使用的注意事项
(1)烙铁头初次通电升温时,应先浸上松香,再把焊锡均匀溶化在烙铁头上,即进行上锡。
(2)电烙铁内的加热芯在加热状态下应避免震动,使用时应轻拿轻放,不能用来敲击.
(3)使用电烙铁时应握持其手柄部位,常用的握持方法有三种:
a。握笔型:此法适用于小功率的电烙铁,焊接散热量小的被焊件,如焊接收音机、电视机的印刷电路板及其维修.
b。反握型:就是手心朝上握住手柄,此法适用于大功率电烙铁,焊接散热量较大的被焊件。这种握法需要一段时间才能适应,但是动作稳定,不易疲劳。
c。正握型:就是手心朝下握住手柄,此法使用的电烙铁也比较大,且多为弯形烙铁头,使用弯把烙铁时一般用此种握法.
(4)电烙铁金属管的温度很高,一般大于200℃,因此千万不可用手触摸。
(5)停止使用时,应拔出电源插头.
(6) 电烙铁头要经常保持清洁,间隔一定的时间应将烙铁头取出,倒去氧化物,重新插入拧紧,防止烙铁头与加热芯烧结在一起.
(7)不可将烙铁头上多余的锡乱甩,而应注意左右他人安全.
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(8)烙铁头应经常保持清洁,可以沾一些松香清洁,也可用耐高温的湿海绵檫除烙铁头上的脏物。
第三章 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、,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,,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、,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。
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,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、、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。
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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,。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。、1。5、、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***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,
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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,,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,,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、(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.
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(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