为了确保电子产品的整机装联质量,电装人员必须掌握电子装联方面的各种工艺技术,严格按电子装联工艺规程进行整机装联。整机装联工作包括:整机的接口布局、电连接器的装联、印制电路板组装件的组合安装、面板上电子元器件及部(组)件的组合安装、导线束的敷设与绑扎、整机的防护与加固等。同时,还应充分考虑到印制电路板组装件的防振、抗冲击的能力,并有良好的散热效果。为了防止整机内、外电磁场的相互干扰,应接地良好。另外,要严格控制多余物,确保电子产品的可靠性和安全性。 整机装联的要求
一 一般要求 整机装联的原则是:先轻后重、先里后外、先铆后装、先低后高、先装后连、易碎后装,上道工序不允许影响下道工序的安装。 整机装联应牢固可靠,不损伤元器件,零、部(组)件,不降低元器件的绝缘性能。避免碰坏机箱、面板及元器件的涂复层,保证连接线的方向、位置正确。有接地要求的部位,必须确保接地良好。 整机内各零、部(组)件(含导线及导线束、屏蔽件、加固件)之间的间隔、距离应考虑到合理性。保证它们与元器件及部(组)件之间的绝缘、耐压、二次绝缘处理的有效距离与空间。 电子产品经过整机装联后,若要进行修复或改装时,不应该影响电子产品的原组合与连接状态,不影响元器件的原装联技术状态及满足整机可调试性与可测试性要求。 对于扭曲或弓曲变形的印制电路板组装件,不允许采用其它加固方式(如:安装加强筋)、高温烘烤等措施,对其扭曲或弓曲变形进行矫正。 若对它实施反变形安(插)装操作,将会产生反变形应力。这样,很可能造成元器件引线(特别是高密度集成电路、无引线芯片载体、表面贴装元器件等)、印制导线、中继孔的损伤或断裂。 当印制电路板组装件扭曲或弓曲度大于0.01mm/mm时,在确认其变形应力没有造成元器件损伤和可靠性问题,而需要继续使用的情况下,应对印制电路板组装件扭曲或弓曲变形间隙最大的部位,采取局部垫层(导电或导热材料)措施。确保翘曲变形的印制电路板组装件,在安装时不承受反变形应力。 对于多层印制电路板组装件扭曲或弓曲度大于0.01mm/mm时,应严格防止对印制电路板组装件的矫正或反变形安装。 不允许在机箱导轨(槽)内,插装扭曲或弓曲变形的印制电路板组装件,从而造成电连接器连接点上的插拔应力,产生缩针或插针(孔)的损伤。也不允许在支柱上,直接进行螺装扭曲或弓曲变形的印制电路板组装件。 当印制电路板组装件采用紧固件,将印制电路板组装件紧固在金属框架上。螺钉紧固的距离,一般为30~50mm。可以小于30mm,但不应大于50mm。 在整机装联中,印制电路板组装件的插拔,必须采用专用插拔工具。并确保印制电路板组装件在调试、维修中的插、拔方便与安全。 凡是有接触电阻值、导电性能要求的安装基板。对于表面镀层的处理,一般不宜在安装过程中,由操作人员临时进行去除表面镀层的工艺处理。 当整机中的元器件有绝缘和导热要求时,安装的绝缘垫材料尺寸,应超过元器件管壳的外形边缘为2~3mm。 用螺钉紧固后,螺钉应露出螺母的高度一般为2~3螺距。沉头螺钉紧固后,其头部应与被紧固的表面保持齐平,允许凹陷不大于0.2mm,不允许高出表面。槽口损坏的螺钉,不允许安装。 弹簧垫圈在安装前应做回弹试验,经过拆装过的弹簧垫圈不允许第二次使用。并且,不允许采用表面镀锌的弹簧垫圈,镀锌的弹簧垫圈容易发生清脆现象。 对载有大功率射频电流的器件,用紧固件安装后,不允许有毛刺,以防止尖端放电。 导线(电缆)束穿过底板孔壁时,应在孔内安装绝缘圈(如:橡胶圈、聚四氟乙烯圈),防止磨损导线的绝缘层。
二 防振要求 当电子产品处在振动的环境时,印制电路板组装件上的元器件,也会同时受到振动。若元器件的机械固有频率与振动频率发生共振,轻者造成元器件引线的扭曲和疲劳,重者造成元器件引线断裂和本体损坏。要使印制电路板组装件上的元器件避免产生共振,应要求所有组装的元器件,它的机械固有频率,必须低于或高于所使用环境的频率范围。各类电子产品所使用环境与最宽振动频率见表3-1。 表3-1
由于,一般元器件的重量均比较轻,很少超过10g。引线的钢度也比较强,要使元器件的固有频率,低于使用环境振动频率的下限值(5Hz~10Hz)很难做到。因此,要设法使元器件的固有频率,高于使用环境振动频率的上限值(如:空间设备2000Hz)。 为了避免产生共振,印制电路板组装件的机械固有频率,必须高于所使用环境的频率范围。因此,要求元器件的引线应尽量短,在确保性能指标的前提下,尽量选用小型化元器件。另外,元器件组装的高度,也应尽量低。如果,能紧贴印制电路板插装,应尽量贴印制电路板插装。这样,能起到增加振动时的阻尼作用。所以,采用表面贴装元器件是防振、抗冲击最理想的元器件。 整机装联时,应采用重量平衡的安装方法。尽量使整机的质心偏低,不要上重下轻。对较重物体的固定,不但要有足够的机械强度,而且应采用缓冲阻尼材料或减震器,以减小外来的振动冲击。减震器安装时,不要去掉表面保护膜。为了不降低和破坏其抗振性能,不允许减震器超负荷使用。 印制电路板组装件安装时,应考虑增加印制电路板组装件的钢度,可采用框架式结构或采用导轨及压板将印制电路板组装件固定住。印制电路板组装件相互之间的间隙,应不小于5mm (以二者之间电子元器件最高的高度为准)。
三 散热要求 元器件工作时消耗的功率,除部分转换成有用的能量外,其余部分均被转换成热量。由于元器件的发热,电子产品整机内温度升高,使元器件失效率增大,可靠性降低,参数漂移。为了降低整机内的工作温度,应对元器件进行降额使用。对已经产生的热量,要采取一切有效的措施进行散热。 散热的方式主要有热传导、对流和热辐射。 热传导是指直接接触的物体,各部分热量进行交换的现象。为了使热传导的热量传递得快,必须选用导热系数高的材料,导热截面积要大,导热的途径要短。通常是在发热元器件上装置散热器,散热器一般用铝材料制作,并将其表面进行化学黑色氧极化处理。经过黑色氧极化处理后,可降低热阻约25﹪,同时增加了表面辐射率。在大功率三极管管壳与散热器之间涂导热硅脂,导热硅脂不但能减小交界面的热阻,而且还能防止潮湿空气的侵入,而造成接触间隙。采用导热硅脂后,可降低接触热阻25﹪~35﹪。 对流是指热源周围的空气受热后,因密度降低而上升,利用温差而形成空气的自然流动,让附近较冷空气置换到较热空气位置。整机机箱内的对流散热,是利用冷空气从下方流入,带走机箱内一部份热量后,由上方排出。当采用对流散热时,应注意防止进风口与出风口二者之间的气流发生短路现象。 热辐射是以电磁波形式向外辐射能量的过程。热辐射的换热功率与辐射的有效面积及物体表面辐射率成正比,物体表面辐射率与材料温度、表面粗糙度和涂复情况有关。常用的喷涂材料如:黑色无光漆,在温度40℃~100℃时其表面辐射率最高,辐射散热效果最好。通常是对散热器表面进行喷粗砂处理,表面粗糙后辐射率可提高3﹪。进行黑色氧极化处理后,黑体容易辐射。温度越高,辐射效果越显著。 导热、散热安装面的表面粗糙度,一般为1.6~3.2μm。金属安装面之间的接触电阻值,一般为不大于5mΩ。
四 电磁屏蔽要求 按干扰源的性质来分,有电场干扰和磁场干扰。按干扰的路径来分,有机内干扰和机外干扰。要保证电子产品的正常工作,必须消除或减小周围电场干扰和磁场干扰,一般可采用电场屏蔽和磁场屏蔽方式。 为了不受电场干扰,必须将电场干扰源或遭受此干扰源影响的部件,采用导电体旁路的隔离保护措施,这种措施通常称为电场屏蔽。对于外部屏蔽的连接,一般采用铜丝编织套进行屏蔽。对于内部屏蔽的连接,一般采用屏蔽罩来实现电场屏蔽。 在整机中某些部件距离磁性体较近时,需要考虑磁场磁化的影响。应采取将需要屏蔽的部件置于屏蔽盒内的措施,来实现低频磁场屏蔽。 屏蔽高频磁场应注意以下几点: 1.屏蔽罩要用电阻系数小的材料。因为,电阻系数越小利用涡流产生的磁场越强,更有利于抵消外界高频磁场。 2.屏蔽罩的切口或接缝,只允许沿着涡流方向。因为,此时对涡流来讲不会增加电阻。所以,一般屏蔽罩都做成无接缝的圆柱体,而用圆柱体的底作为能取下来的盖子。 3.铁磁物质不适用于屏蔽高频磁场。因为,这种材料有较大的电阻及较大的损耗。 4.为了不使电感量过分减小,一般应选择屏蔽罩的直径,等于线圈直径的一倍。这样,线圈的电感量就能减小约为15﹪~20﹪。
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