电子工艺培训教材07.ppt

第七章通孔插入安装技第七章通孔插入安装技术 7.1 7.1 印制印制电路板路板 7.2 7.2 通孔插装的工通孔插装的工艺流程流程 7.3 7.3 手工插件手工插件 7.4 7.4 机械自机械自动插件插件 课时数：数：2 2课时 n有引有引线元器件：元器件：n无引无引线、短引、短引线元器件元器件n n 什么是什么是“通孔插入安装技通孔插入安装技术”(P100P100第第2 2、3 3行行)(Through Hole TechnologyThrough Hole Technology）（简称：称：THT THT)将元器件引出脚插入印制将元器件引出脚插入印制电路板相路板相应的安装孔，的安装孔，然后与印制然后与印制电路板面的路板面的电路路焊盘焊接固定接固定,我我们称称这种种装装联技技术为“通孔插入安装技通孔插入安装技术”。随随着着“表表面面安安装装”方方式式的的广广泛泛应用用，似似乎乎有有人人认为，这种种传统的的装装联方方式式是是夕夕阳阳技技术，实际上上这是一种偏面的看法。是一种偏面的看法。优越越性性：投投资少少、工工艺相相对简单、基基板板材材料料及印制及印制线路工路工艺成本低，适成本低，适应范范围广等。广等。适用性：适用性：不苛求体不苛求体积小型化的小型化的产品。品。当当前前的的表表面面安安装装组件件大大多多属属于于两两种种装装联方方式式混混合合采采用用的的组件件。因因此此学学习并并掌掌握握这种种传统的的装装联方式是非常必要的。方式是非常必要的。7.1 7.1 印制印制电路板路板(Printed Circuit Board)Printed Circuit Board)n7.1.17.1.1印制印制电路板概述路板概述（P100P100）简称：称：PCBPCB 是采用敷是采用敷铜箔箔绝缘层压板作板作为基材，用化学基材，用化学蚀刻方法制成符合刻方法制成符合电路要求的路要求的图案，案，经机械加机械加工达到安装所需要的形状，用以装工达到安装所需要的形状，用以装联各种元器各种元器件。件。1.1.印制印制电路板基材路板基材（P100P100）2.2.印制印制电路板种路板种类（P101P101）层数数:单面、双面、多面、双面、多层 机械机械强度度:刚性、性、挠性性7.1.2 7.1.2 印制印制电路板的工路板的工艺性性1.1.设计的工的工艺性性(1)(1)元器件排列元器件排列（P101P101）整整齐、疏密均匀、恰当的、疏密均匀、恰当的间距。距。(2)(2)装配孔径装配孔径（P101P101）引引线外径与装配孔径外径与装配孔径之之间的配合的配合应保保证有恰当有恰当的的间隙隙.手插手插为0.20.20.30.3毫米毫米 机插机插为0.30.30.40.4毫米。毫米。(3)(3)引引线跨距跨距（P101P101）2.5 2.5的整数倍的整数倍(4)(4)集成集成电路的排列方向路的排列方向（P102P102）集成集成电路的路的轴向向应与印制板与印制板焊接接时的的传送方送方向垂直，可减少集成向垂直，可减少集成电路引脚的路引脚的连焊。(5)(5)专用用测试点点（P102P102）印制板上印制板上应单独独设计专用用测试点、点、作作为调试、检测时触触针的触点，而不要借用元器件引的触点，而不要借用元器件引线的的焊点来点来 测试，以免，以免 造成造成对焊点点 的的损伤。一面一面(6)(6)安装或支撑孔安装或支撑孔（P102P102）孔的四角必孔的四角必须有弧度有弧度,以免冲模的冲以免冲模的冲击引起裂引起裂缝(7)(7)拼板法拼板法（P103P103）将印制板合理的拼接，适将印制板合理的拼接，适应机械自机械自动焊的要的要求。求。2 2加工的工加工的工艺性性 (1)(1)引引线孔的加工要求孔的加工要求（P103P103）印制板上的所有孔眼及外形，必印制板上的所有孔眼及外形，必须一次冲制成型。一次冲制成型。(2)(2)引引线孔偏移量孔偏移量 （P103P103）引引线孔与孔与焊盘应该是一个同心园，是一个同心园，焊盘环宽最最窄窄处不得小于其不得小于其标称称环宽的的1/51/5，否，否则容易造成容易造成焊接缺陷。接缺陷。(3)(3)可可焊性要求性要求（P104P104）试验方方法法：采采用用中中性性助助焊剂，焊料料温温度度235235，浸浸焊时间为2 2秒秒。质量量要要求求：润湿湿在在焊盘上上的的焊料料应平平滑滑、光光亮亮、无无针孔孔及及不不润湿湿或或半半润湿湿等等现象象，缺缺陷陷的的面面积不不应超超过焊盘面面积的的5%5%并并且且这些些缺缺陷陷不不应集集中中在在一一个区域个区域内。内。(4)(4)耐耐焊性要求性要求（P104P104）因因为印印制制板板要要在在高高温温状状态下下进行行焊接接，所所以以，要要求求印印制制板板基基材材和和涂涂覆覆在在铜箔箔面面上上的的阻阻焊剂和和字型符号字型符号应具有耐高温性能。具有耐高温性能。试验方方法法：将将印印制制板板铜箔箔面面浸浸浮浮在在260260的的焊料上，浸浮料上，浸浮时间每次每次5 5秒秒,重复二次重复二次。质量量要要求求：基基板板不不应分分层，铜箔箔、阻阻焊剂和和字符不能起泡、字符不能起泡、龟裂和脱落裂和脱落。(5)(5)翘曲度要求曲度要求（P104P104）翘曲度是指印制板放在曲度是指印制板放在标准平面上板面弓准平面上板面弓起的高度与其起的高度与其长度之比度之比,通孔插装通孔插装为小于小于1%1%。7.3 7.3 手工插件手工插件(P106)P106)元器件的通孔插入方法有手工插件和机械自元器件的通孔插入方法有手工插件和机械自动插件两种，随着，装插件两种，随着，装联水平的提高，在大批量水平的提高，在大批量稳定定生生产的企的企业，普遍采用了机械自，普遍采用了机械自动插件的方式，但插件的方式，但即使采用机械自即使采用机械自动插件后，仍有一部份异形元器件插件后，仍有一部份异形元器件（如集成（如集成电路、路、电位器、插座等）需要手工插件，位器、插座等）需要手工插件，尤其在小批量多品种的尤其在小批量多品种的产品装品装联中，采用机械自中，采用机械自动插件会占用大量的插件会占用大量的转换和和调机机时间，因此，手工插，因此，手工插件件还是一种很主要的元器件插装方法。是一种很主要的元器件插装方法。7.3.1 7.3.1 元器件装元器件装联准准备1 1元器件元器件预成型成型(1)(1)预成型要求成型要求 成型跨距成型跨距(P106P106)：它是指它是指元器件引脚之元器件引脚之间的距离的距离，它，它应该等于印制板安装孔的中心距离等于印制板安装孔的中心距离，允允许公差公差为0.50.5毫米毫米。若跨距若跨距过大或大或过小小,会使元会使元器件插入印制板器件插入印制板后，在元器件的后，在元器件的根部根部间产生生应力，力，而影响元器件的而影响元器件的可靠性。可靠性。成型台成型台阶（P106P106）元器件插入印制板后的高度有两种安装要求。元器件插入印制板后的高度有两种安装要求。一种是元器件的主体一种是元器件的主体紧贴板板面，不需要控制；面，不需要控制；另一种是需要与板面保持一另一种是需要与板面保持一定的距离。定的距离。目的：目的：大功率元器件需要增加引大功率元器件需要增加引线长度以利散度以利散热；元器件引元器件引线根部的漆膜根部的漆膜过长。控制方法：控制方法：将元器件引将元器件引线的适当部位弯成台的适当部位弯成台阶。高度：高度：卧式元器件卧式元器件5 51010毫米，毫米，立式元器件立式元器件3 35 5毫米毫米,其中其中电解解电容器容器约2.52.5毫米毫米。引引线长度度（P107P107）是指元器件主体底部至引是指元器件主体底部至引线端端头的的长度。度。引引线不平行度不平行度（P107P107）是指两引是指两引线不不处在同一平面内，会影响插件，在同一平面内，会影响插件，并使元件受到并使元件受到应力。力。不平行度不平行度应小于小于1.51.5毫米毫米折弯弧度折弯弧度（P107P107）是指引是指引线弯曲弯曲处的弧度。的弧度。为避免加工避免加工时引引线受受损，折弯，折弯处应有一定的弧度，有一定的弧度，折弯折弯处的的伤痕痕应不大于引不大于引线直径的直径的1/101/10。(2)(2)预成型方法成型方法（P107P107）：）：元器件成型方法：手工、机元器件成型方法：手工、机动两种方式。两种方式。手工成型手工成型：最：最简易的手工成型工具是成型捧易的手工成型工具是成型捧 宽度决定成型跨距度决定成型跨距 高度决定引高度决定引线长度度 机机动成型：成型：有半自有半自动与全自与全自动成型两种。成型两种。为适适应元器件不同的引出方式，成型机又分元器件不同的引出方式，成型机又分轴向元件成型机和径向元件成型机。向元件成型机和径向元件成型机。半半自自动轴向向成成型型机机半半自自动径径向向成成型型机机全全自自动电阻阻成成型型机机全全自自动电阻阻成成型型机机全全自自动电容容成成型型机机 2 2搪搪 锡 (P109)P109)什么是什么是“搪搪 锡”？在在装装联之之前前对元元器器件件的的引引线进行行重重新新浸浸锡处理理，通常称通常称为“搪搪锡”，为什么要搪什么要搪锡？元器件存放元器件存放时间较长，表面有氧化，表面有氧化层，导致可致可焊性不良。性不良。搪搪锡处理理虽然解决了可然解决了可焊性性问题，但若不按一定，但若不按一定的的规范操作，有可能范操作，有可能带来很多副作用，如：元器件来很多副作用，如：元器件过热损坏；残留坏；残留焊剂的腐的腐蚀；元器件引；元器件引线的机械的机械损伤等。所以，等。所以，对搪搪锡操作的操作的严格控制是非常必要的。格控制是非常必要的。(1)(1)搪搪锡工工艺要求要求(P109)P109)助助焊剂要求要求 搪搪锡时为了清除表面的氧化了清除表面的氧化层，需浸沾助，需浸沾助焊剂，必必须选用中性用中性焊剂（弱活性的松香助（弱活性的松香助焊剂，简称：称：RAMRAM）。）。绝对不允不允许使用具有腐使用具有腐蚀性的酸性助性的酸性助焊剂，以免，以免残余在引残余在引线上的上的ClCl离子、离子、SOSO2 2离子离子带入整机，使引入整机，使引线逐逐渐腐腐蚀而折断。而折断。操作步操作步骤及要及要领(P109)P109)浸沾助浸沾助焊剂：浸入深度浸入深度元器件引元器件引线根部离助根部离助焊剂平面平面2 23 3mmmm。浸浸锡：锡槽温度槽温度在在260260270270，停留停留时间2 23 3秒秒，浸入深度浸入深度元器件引元器件引线根部离根部离锡平面平面2 25 5mmmm。特特别注意：元器件引注意：元器件引线从从锡槽内提起的槽内提起的动作要作要缓慢慢 清洗清洗：从从锡槽内取出后槽内取出后应立即浸入酒精内立即浸入酒精内。(2)(2)质量要求量要求(P109)P109)锡层应光亮、均匀，没有剥落、光亮、均匀，没有剥落、针孔、不孔、不润湿等缺陷。湿等缺陷。镀层离主体根部的距离：离主体根部的距离：轴向引出的元器件向引出的元器件为2-32-3mmmm，径向引出的元器件径向引出的元器件为4-54-5mmmm，类似插似插座形式元件座形式元件为1-21-2mmmm。元器件表面元器件表面 保持清保持清洁，无残，无残 留助留助焊剂，表面，表面 不允不允许出出现烧焦、焦、烫伤等等现象。象。7.3.2 7.3.2 手工插件的工手工插件的工艺要求要求(P109)P109)2.2.插件工插件工艺规范范(1)(1)插件前准插件前准备 核核对元器件型号、元器件型号、规格格 核核对元器件元器件预成型成型(2)(2)装插要求装插要求 卧式安装元器件卧式安装元器件 图a a：贴紧板面板面 图b b：插到台插到台阶处 立式安装元器件立式安装元器件 要求插正，不允要求插正，不允许明明显歪斜歪斜 图a:m=5-7mma:m=5-7mm 图c:c:m=2-5mmm=2-5mm 图b b：插到台插到台阶处 图d d：直径直径 1010mmmm 贴紧板面板面 中周、中周、线圈、集成圈、集成电路、各种插座路、各种插座紧贴板面。板面。塑料塑料导线 ：外塑料：外塑料层紧贴板面。板面。有极性元器件有极性元器件(晶体管、晶体管、电解、集成解、集成电路路)极性方向极性方向不能插反。不能插反。2.2.插件工的素插件工的素质 操操作作工工的的素素质对插插件件质量量起起着着主主导作作用用，应该做好下列工作做好下列工作:对插插件件工工必必须加加强质量量教教育育及及技技术培培训，总结推推广先广先进的操作法；的操作法；要制要制订明确的工明确的工艺规范；范；对插插件件工工的的工工作作质量量应该有有明明确确的的考考核核指指标，一一般插件差般插件差错率率应控制在控制在6565PPMPPM之内。之内。（插入（插入1 1万万个元件，平均插个元件，平均插错不超不超过0.650.65个）个）7.3.37.3.3不良插件及其不良插件及其纠正正(P111)P111)插插错和漏插和漏插 这是指插入印制板的元器件是指插入印制板的元器件规格、型号、格、型号、标称称值、极性等与工、极性等与工艺文件不符，文件不符，产生原因生原因：它是由人：它是由人为的的误插及来料中有混插及来料中有混料造成的。料造成的。纠正方法正方法：加：加强上上岗前的培前的培训，加，加强材料材料发放放前的核前的核对工作，并建立工作，并建立严格的格的质量量责任制。任制。歪斜不正歪斜不正 歪斜不正一般是指元器件歪斜度超歪斜不正一般是指元器件歪斜度超过了了规定定值。危害性：危害性：歪斜不正的元器件会造成引歪斜不正的元器件会造成引线互碰而短路，互碰而短路，还会因两脚受力不均，在震会因两脚受力不均，在震动后后产生生焊点脱落、点脱落、铜箔断裂的箔断裂的现象。象。过深或浮起深或浮起 插入插入过深深，使元器件根部漆膜穿过印制板，造成虚焊；插入插入过浅浅，使引线未穿过安装孔，而造成元器件脱落。7.4 7.4 机械自机械自动插件插件(P112)P112)机械自机械自动插件（插件（简称：称：AIAI）是当代是当代电子子产品装品装联中中较先先进的自的自动化生化生产技技术，优越性：越性：提高了生提高了生产效率；效率；提高插件正确性；提高插件正确性；提高可靠性，机械自提高可靠性，机械自动插件插件设备具有将元器件引具有将元器件引线剪断和弯曲固定的机构，剪断和弯曲固定的机构，这样使引使引线焊接后与接后与焊点点 的接触面的接触面积明明显增大（是增大（是 直脚直脚焊3 3倍）。倍）。1.1.人人员 应挑挑选质量量意意识强，工工作作认真真的的工工人人操操作作自自动插件机，并插件机，并对他他们的工作的工作质量量进行行严格的考核。格的考核。上上机机操操作作前前必必须经过严格格的的技技术培培训，符符合合下下列要求方可上机操作。列要求方可上机操作。按工按工艺文件要求，能正确操作自文件要求，能正确操作自动插件机；插件机；按按设备点点检要求，能正确要求，能正确对设备进行点行点检；按按设备提示内容，提示内容，能正确排除一般性故障。能正确排除一般性故障。刘刘奕奕:2.2.设备 机机械械自自动插插件件机机结构构复复杂、精精度度高高，无无论哪哪一一部部份份发生生故故障障都都会会使使机机器器不不能能正正常常工工作作，因因此此，必必须对设备进行行认真的真的维护保养。保养。建建立立班班点点检制制，每每个个班班都都应对设备的的气气路路、润滑滑面面、传感感器器、控控制制部部份份、传动部部份份进行行全全面面的点的点检。定定期期检查程程序序软件件，每每月月一一次次对所所使使用用的的程程序序软件件进行行删除除-恢复恢复-校校验的的维护工作。工作。每台每台设备专人人专用。用。配配备专职的的设备员，负责设备的的维修和保养。修和保养。3.3.材料材料 应对元元器器件件及及印印制制电路路板板进行行严格格的的检查,符符合合质量要求方可上机使用。量要求方可上机使用。n元器件元器件：编带元元器器件件的的外外形形尺尺寸寸、相相邻元元器器件件间隔隔距离、中心偏离距离、中心偏离值等都等都应符合技符合技术要求；要求；元元器器件件引引线及及跨跨接接线的的可可焊性性应符符合合可可焊性性标准；准；用用于于自自动插插件件的的元元器器件件引引线直直径径取取 0.60.6毫毫米米为宜宜，其其硬硬度度用用剪剪切切力力表表示示，一一般般取取150150200200克。克。n印制印制电路板路板:用于自用于自动插件的印制插件的印制电路板路板,除了要求达到手除了要求达到手工插件印制板的技工插件印制板的技术条件外条件外,还需需满足下列特殊足下列特殊要求：要求：每每组引引线的插入孔与的插入孔与x x、y y轴不平行度不平行度应小小于于0.050.05毫米；毫米；印制板的厚度一般印制板的厚度一般应取取1.41.41.61.6毫米；毫米；必必须具具备定定位位孔孔,作作为机机插插的的基基准准孔孔及及计算算机基准点。机基准点。4.4.工工艺 工工艺是是指指导自自动插插件件正正常常进行行的的依依据据，工工艺安安排排应掌握以下几点：掌握以下几点：编程程完完成成后后应安安排排2 23 3块试插插，以以判判断断程程序序是是否正确；否正确；在在轴向向、径径向向插插件件后后都都应安安排排严格格的的全全数数检查和精密和精密检查(抽抽检)，以确保插件成品的，以确保插件成品的质量；量；插插件件完完成成后后应将将印印制制板板插插入入专用用存存放放箱箱 (每每格格一一块)妥妥善善存存放放，存存放放周周期期越越短短越越好好，最最多多不不得得超超过三三天天，以以免免造造成成可可焊性性下下降降及及印印制制板板变形形，而而影影响响焊接接质量。量。5.5.环境境 温温度度及及湿湿度度：机机房房内内的的温温度度应保保持持在在2020 55，才才能能保保证插插件件机机正正常常工工作作。机机房房内内的的相相对湿湿度度应控控制制在在707080%80%，以以免免因因湿湿度度太太大大而而引引起起纸带粘粘合，不易切断；湿度太小而造成合，不易切断；湿度太小而造成编带脱落。脱落。气气压：机机房房内内的的气气压一一般般应保保持持在在5.55.56.56.5kg/mkg/m2 2，气气压太太低低会会影影响响控控制制的的时序序，而而导致致插插件件机机工工作作不不正正常常，严重重的的甚甚至至造造成成机机头及及台台面面的的损坏。坏。干干扰：机机房房附附近近不不得得进行行电焊、电割割等等操操作作，以免造成插件机的以免造成插件机的误动作。作。总之之，先先进的的自自动化化手手段段只只有有在在优质的的管管理理下下，才能真正的才能真正的发挥其其优越性。越性。n本章本章习题：nP114 P114 第第1 1、3 3、4 4、6 6题