电路板焊接技术论文
电路板焊接是电子技术的重要组成部分。进行正确的焊点设计和良好的加工工艺,是获得可靠焊接的关键因素。小编为大家整理的电路板焊接技术论文，希望你们喜欢。
电路板焊接技术论文篇一
对印制电路板焊接及布线的几点认识
摘 要: 电路板焊接是电子技术的重要组成部分。进行正确的焊点设计和良好的加工工艺,是获得可靠焊接的关键因素。所谓“可靠”是指焊点不仅在产品刚生产出来时具有所要求的一切性质,而且在电子产品的整个使用寿命中都保证工作无误。
关键词: 电路板焊接 布线 原则
焊接是制造电子产品的重要环节之一,如果没有相应的工艺质量保证,任何一个设计精良的电子产品都难以达到设计要求。电子产品的功能取决于电子元器件正确的相互连接,这些元器件的相互连接大都依据于电路板焊接。电路板焊接在电子产品的装配中,一直起着重要的作用。即使当前有许多连接技术,但电路板焊接仍然保持着主导地位。
尽管所有焊接过程的物理一化学原理是相同的,但电子电路的焊接又具有它自身的特点,即高可靠与微型化,这是与电子产品的特点相一致的。电路板的焊接质量是受多方面因素影响的。例如基金属材料的种类及其表层、镀层的种类和厚度、加工工艺和方式,焊接前的表面状态,焊剂成分,焊接方式,焊接温度和时间,被焊接基金属的间隙大小,助焊剂种类与性能,焊接工具,等等。不仅被焊元器件引线表面的氧化物及引线内部结构的金属间化合物状况是影响引线可焊性的重要原因,而且印制板表面的氧化物也是影响焊盘可焊性的主要原因。
锡焊的质量主要取决于焊料润湿焊件表面的能力,即两种金属材料的可润性,即可焊性。如果焊件的可焊性差,就不可能焊出合格的焊点。可焊性是指焊件与焊锡在适当的温度和焊剂的作用下,形成良好结合的性能。不是所有的材料都可以用锡焊实现连接的,只有部分金属有较好可焊性,一般铜及其合金、金、银、锌、镍等具有较好可焊性,而铝、不锈钢、铸铁等可焊性很差。一般需要特殊焊剂与方法才能锡焊。
为了使焊锡和焊件达到良好的结合,焊件表面一定要保持清洁。即便是可焊性良好的焊件,如果焊件表面存在氧化层、灰尘和油污,在焊接前务必清除干净,否则影响焊件周围合金层的形成,从而无法保证焊接质量。手工焊接是传统的焊接方法,虽然批量电子产品生产已较少采用手工焊接了,但对电子产品的维修、调试中不可避免地还会用到手工焊接。焊接的质量也直接影响到维修效果。手工焊接是一项实践性很强的技能,在了解一般方法后,要多练;多实践,才能有较好的焊接质量。对电路板焊接布线应注意的几点原则我总结如下。
1.输入端与输出端的边线应避免相邻平行,以免产生反射干扰。必要时应加地线隔离,两相邻层的布线要互相垂直,平行容易产生寄生耦合。
2.电路与模拟电路的共地处理。现在有许多PCB不再是单一功能电路(数字或模拟电路),而是由数字电路和模拟电路混合构成的。因此在布线时就需要考虑它们之间互相干扰的问题,特别是地线上的噪音干扰。数字电路的频率高,模拟电路的敏感度强,对信号线来说,高频的信号线尽可能远离敏感的模拟电路器件,对地线来说,整个PCB对外界只有一个结点,所以必须在PCB内部进行处理数、模共地的问题,而在板内部数字地和模拟地实际上是分开的它们之间互不相连,只是在PCB与外界连接的接口处(如插头等)。数字地与模拟地有一点短接,请注意,只有一个连接点。也有在PCB上不共地的,这由系统设计来决定。
3.导线拐弯处一般取圆弧形,而直角或夹角在高频电路中会影响电气性能。如非要取直角,一般采用两个135°角来代替直角。
4.大面积导体中连接腿的处理。在大面积的接地(电)中,常用元器件的腿与其连接,对连接腿的处理需要进行综合的考虑,就电气性能而言,元件腿的焊盘与铜面满接为好,但对元件的焊接装配就存在一些不良隐患如:①焊接需要大功率加热器。②容易造成虚焊点。所以兼顾电气性能与工艺需要,做成十字花焊盘,称之为热隔离(heatshield),俗称热焊盘(Thermal)。这样,可使在焊接时因截面过分散热而产生虚焊点的可能性大大减少。多层板的接电(地)层腿的处理相同。
5接地线应尽量加粗。若接地线用很纫的线条,则接地电位随电流的变化而变化,使抗噪性能降低。因此应将接地线加粗,使它能通过三倍于印制板上的允许电流。如有可能,接地线应在2―3mm以上。
6.正确的单点和多点接地。在低频电路中,信号的工作频率小于1MHz,它的布线和器件间的电感影响较小,而接地电路形成的环流对干扰影响较大,因而应采用一点接地。当信号工作频率大于10MHz时,如果采用一点接地,其地线的长度不应超过波长的1/20,否则应采用多点接地法。
7.信号线布在电(地)层上在多层印制板布线时,由于在信号线层没有布完的线剩下已经不多,再多加层数就会造成浪费也会给生产增加一定的工作量,成本也相应增加。为解决这个矛盾,可以考虑在电(地)层上进行布线。首先应考虑用电源层,其次才是地层,最好保留地层的完整性。
8.尽可能缩短高频元器件之间的连线,设法减少它们的分布参数和相互间的电磁干扰。易受干扰的元器件不能相互挨得太近,输入和输出元件应尽量远离。某些元器件或导线之间可能有较高的电位差,应加大它们之间的距离,以免放电引出意外短路。带高电压的元器件应尽量布置在调试时手不易触及的地方。
9.设计规则检查。布线设计完成后,需认真检查布线设计是否符合设计者所制定的规则,同时也需确认所制定的规则是否符合印制板生产工艺的需求,一般检查有如下几个方面:线与线、线与元件焊盘、线与贯通孔、元件焊盘与贯通孔、贯通孔与贯通孔之间的距离是否合理,是否满足生产要求?电源线和地线的宽度是否合适,电源与地线之间是否紧耦合(低的波阻抗)?在PCB中是否还有能让地线加宽的地方?对于关键的信号线是否采取了最佳措施,如长度最短,加保护线,输入线及输出线被明显地分开?模拟电路和数字电路部分是否有各自独立的地线。后加在PCB中的图形(如图标、注标)是否会造成信号短路?对一些不理想的线形进行修改。在PCB上是否加有工艺线?阻焊是否符合生产工艺的要求,阻焊尺寸是否合适,字符标志是否压在器件焊盘上?以免影响电装质量。多层板中的电源地层的外框边缘是否缩小?如电源地层的铜箔露出板外,容易造成短路。
本文目的在于说明PCB进行印制板设计的流程和一些注意事项,为设计人员提供设计规范,方便设计人员之间进行交流和相互检查。
参考文献:
[1]高传贤主编.电子技术应用基础项目教程.
[2]韩广兴等编著.电子技术基础应用技能上岗实训.
电路板焊接技术论文篇二
电路板装配焊接自动生产线装配单元关键技术研究
摘要：本文首先描述了电路板装配焊接自动生产线全体方案的概况，综合分析了几个比较普遍的生产线运输方案，对于电路板装配焊接的主要特点进行分析，设计出了适合的生产线整体运输方案以及过程当中的关键技术，最后对本文提出的电路板装配焊自动生产线相关的流程做出总结。
关键词：电路板;装配焊接;自动装配;关键技术
1 引言
电路板的装配焊接自动生产的很多主要的技术和一部分小型零件的自动装配有许多相似的特征，获得的成果也能够广泛的应用到许多其他产品的自动装配当中。并且，装配焊接自动生产线具有相对来说比较柔和、智能化的特征，因此也为自动装配线应用在各种领域做了铺垫，使生产线与其他同种类的技术相比有了较大优势。因此，研究电路板装配焊接自动生产装配单元关键件技术对于制造业意义重大，并具有一定的实际应用价值。
2 对电路板装配焊接过程中自动生产线的综合描述
电路板装配焊接自动生产线是一条比较完善的自动化装配线，由数量适中的小型零件构成，精度比较高，生产速度较快。主要应用于基壳和高介质电路板的焊接与装配等一系列操作。生产线产品的输送过程对于整体的效率有非常大的作用，装配线的结构、定位方式以及装配精度与效率等等许多操作完成的好坏程度都取决于生产线的产品输送技术的质量。
2.1 电路板装配焊接过程中自动生产线中输送方案的选择
通过对电路板装配焊接生产需要的综和分析以及借鉴一些国内外的先进经验，对下列几种运输方案进行初步的分析比较。
第一种是多工位回转方案，此运输方案是将旋转工作台作为主体，各种装配工位分别按一定的顺序固定在工作台的边缘部分，产品底板同时放置在旋转工作台上，工作台开始转动之后，产品随之被分配至各个特定的位置。此方法过程简单，实际操作较容易，而且由于工位集中，出现故障时也容易被排除，产品精度要求高时能够满足要求。但是也有一些弊端，此装置占地面积较大，而且“牵一发而动全身”，也就是说只要一个工位发生了故障问题，就会导致整个流程不能正常进行。
第二种是随行托盘步进运输方案，此方案的操作方法是先把底板固定在托盘上，等到托盘全部被固定在特定位置之后再进行操作。利用随行托盘步进运输方案的好处是随行托盘定位孔的尺寸基本相同，精度非常高，而且操作比较柔和，能够在没有节放装置的情况下在一条装配线上放不同种类的产品。但是，与第一种运输方式相同，只要一个部位发生了问题，整体的装置就不能进行常规的工作。
第三种是随行托盘异步运输方案，此装置的结构和随行托盘运输方案的结构基本一致，但是随行托盘是沿着传送带连续输送的，所以要节放装置。此方案在输送线上能够设置缓冲的距离，如果一个工位出现了故障，整条生产线并不能因此而停止工作，使技术人员可以及时解除障碍。
第四种是产品底板直接同步输送、多次定位方案，采用此方案可以送料机构能够将基壳直接送到传输带上，这样一来，每个工位都能够对基壳进行直接定位，此方案综合了前三种方案的优点，所以一般来说在实际生产过程中都选择采用同步运输、多次定位的方案。
2.2 简要分析电路板装配焊接过程中自动生产线的流程
首先在基壳内点焊膏，检查没有问题之后再进行基壳定位以及在电路板上料，之后进行图像测量，装配于基壳之后用夹具固定住，并在拼缝四周和通孔的地方涂上阻焊胶，之后进行固化、焊接，最后将夹具拆卸下来并对产品进行清洗[1]。
在基壳上料中，由于装置比较柔和，连接的也不死板，基本能够操作自如，适合各种尺寸的基壳上料工作，下面就介绍一个能够存放不同尺寸的基板并且可以自由调节的上料装置。即两边装有料架的自制传输带向着相对方向转动，把基壳依次从上料装置中按照自上而下的顺序送至下方的生产线上。并且传输带的位置能够按照各种尺寸的基壳进行适当的调节[2]。
在科技不断进步的同时，电路板在雷达、航空等高科技领域中占有极其重要的位置。由于电路板接触不良而导致的产品失灵问题日益被关注，为了改善这种情况，高介质电路板和基壳的焊接出现的空隙率一定不能超过10%，尤其是周围的焊缝不允许出现漏洞，所以，在焊接印刷之后要增加检查焊接点的操作[3]。
3 电路板装配中相关方案的细节问题
电路板装配工位中有许多需要注意的细节，下面对于电路板上料机构的设计方案，使基壳能够精确定位这两个问题进行简要分析。
(一)使电路板的工位形成一条操作的生产线，把几组电路板放置到随行托盘上，机器人会利用图像来分辨出电路板显示的信号然后把电路板装配到基壳里，在本次流程中还需设置一个用来回收空托盘的下料装置[4]。整套装置如图1所示：
图1电路板堆料、上料机构的设计方案
(二)利用传输带将基壳送到电路板的装配工位，在电路板装配精度要求较高的情况下，基壳的定位精度也相应的提高了许多，并且由于要做好装配工位的简化工作，尽量降低工艺成本，要另外设计操作工序，使基壳能够在XY平面内完全固定下来。
4 结语
以上介绍了几种自动生产线运送的方案，并通过比较最后确立了最合适的整体运送方案，接下来对于电路板装配焊接自动生产线中问题进行分析并确定了工艺的流程。我国科学技术水平不断发展，在全体工作人员的努力下，电路板装配焊接自动生产线一定会越来越完善。
参考文献：
[1] 宋金虎. 焊接方法与设备[M]. 辽宁：大连理工大学出版社，2010.
[2] 蒋力培. 现代焊接自动化技术特点[J]. 焊接自动化实用技术，2010,(6)，27-28.
[3] 马文姝. 焊接结构基本知识[J]. 焊接结构生产，2011,(1)，5-14.
[4] 胡绳荪. 焊接自动化的关键技术[J].焊接自动化技术及其应用，2008,(4)，55-56.