任务2 电子插件生产线生产流程介绍

【任务目标】

●掌握电子企业插件生产线生产流程。

●理解电子企业插件生产线生产流程中各个岗位作用、技能要点。

●了解电子企业插件生产线生产流程中各种设备作用。

【任务重点】掌握电子企业插件生产线生产流程。

【任务难点】理解电子企业插件生产线生产流程中各个岗位作用、技能要点。

【参考学时】2学时

一、任务导入

从贴片线上下来的计算机主板只安装了贴片式元器件，还有大量的插接式元器件需要在插件生产线上进行安装，同样，插件生产线装备了各式各样的全自动插件机和机械手（机器人），如图1-2-1所示。

二、任务实施

（一）插接元器件手工安装生产线和岗位分布

1 插脚元器件安装前预处理

1）插脚元器件剪脚、折脚：插脚元器件上板前必须进行引脚处理，太长的要剪切，如图1-2-2所示，不太长的可以经过波峰焊焊接后再用波峰焊机上的设备处理掉。

有时候把剪脚、折脚、整形一次性完成，如图1-2-3所示轴向元器件的预处理。

2）浸锡预处理：对于电路板上的连接导线，可以用浸焊处理，所用设备和工艺如图1-2-4所示。浸焊是把已完成导线剪切拧紧、元器件安装的印制电路板浸入熔化状态的钎料液中，一次完成印制电路板上的焊接操作过程和浸焊效果如图1-2-4a、b所示。浸锡炉是在一般锡锅的基础上加焊锡滚动装置和温度调节装置构成的，是浸焊专用设备，如图1-2-4c所示。浸锡炉既可用于对元器件引脚、导线端头、焊片等进行浸锡，也适用于小批量印制电路板的焊接。由于锡锅内的钎料不停地滚动，增强了浸锡效果，如图1-2-4d所示。

3）整形：元器件引脚整形是指根据元器件在印制板上的安装形式，对元器件的引脚进行整形，使之符合在印制板上的安装孔位。元器件引脚整形有利于提高装配质量和生产效率，使安装到印制板上的元器件美观，整形设备和效果如图1-2-5所示。

2 岗位分布

计算机主板生产有些部分必须靠人工方式来安装插接式元器件，用来弥补采用自动插件机加工的不足，如IDE（电子集成驱动）插座、CPU插座等。凡是在各条线上与元器件直接接触的工人都会在手腕上戴防静电腕带，当然在插接元器件生产线上也不例外。工作台上有一根通往大地的地线，静电环就与之相连。插接元器件手工安装生产线和岗位分布如图1-2-6所示。

3 质控点

这条线上大约有十几名工人，每位工人根据作业指导书负责PCB上一部分插接式元器件的安装。不用担心元器件装错或漏装，因为除了每位工人负责安装的元器件数量较少以外，所有即将进入下一道工序的产品还需要经过检验和复检，这种检验工段被称为质控点，如图1-2-7所示。

4 过波峰焊机前的防护

安装在PCB上的插接元器件会在下一道工序中通过波峰焊接机进行焊接，但有时候并不是所有的元器件都要经过波峰焊接机的锡炉，所以要用耐高温胶纸把这些焊盘粘住。除此以外，还要在某些容易移位的元器件上方固定载具，预留待过锡炉插件元器件区，保护PCBA背面贴片元器件，以防止在过波峰焊时引起不应有的移位和损伤，胶纸涂覆和载具安装如图1-2-8所示。

5 波峰焊

1）波峰焊含义：波峰焊是将熔融的液态钎料，借助机械或电磁泵的作用，在钎料槽液面形成特定形状的钎料波峰（单峰、双峰、Ω峰等），将插装了元器件的印制电路板置于传送链上，以某一特定的角度、一定的浸入深度和一定的速度穿过钎料波峰而实现逐点焊接的过程。波峰焊是自动焊接中较为理想的焊接方法，近年来发展较快，目前已成为印制电路板的主要焊接方法，特别适用于大批量生产。

2）助焊剂系统：助焊剂系统有多种，包括喷雾式、喷流式和发泡式。目前一般使用喷雾式助焊系统，如图1-2-9所示，采用免清洗助焊剂，这是因为免清洗助焊剂中固体含量极少，不挥发物含量只有1/20～1/5。所以必须采用喷雾式助焊系统涂覆助焊剂，同时在焊接系统中加防氧化系统，保证在PCB上得到一层均匀细密很薄的助焊剂涂层，这样才不会因第一个波的擦洗作用和助焊剂的挥发，造成助焊剂量不足，而导致钎料桥接和拉尖。喷雾式有两种方式，一是采用超声波击打助焊剂，使其颗粒变小，再喷涂到PCB上；二是采用微细喷嘴在一定空气压力下喷雾助焊剂。这种喷涂均匀、粒度小、易于控制，喷雾高度/宽度可自动调节，是今后发展的主流。

（二）波峰焊接系统

1 常见焊接设备

在上一道工序中，工人只是把元器件插装在PCB上，所以还需要进行焊接。焊接这些引脚的设备就是波峰焊接机。

表面安装使用的波峰焊接机是在传统波峰焊接机的基础上进行改进，以适应高密度组装的需要。主要改进在波峰上，有双峰、Ω峰、喷射式峰和气泡峰等新型波峰，焊接系统一般采用双波峰，形成湍流波，以提高渗透性。全自动波峰焊机如图1-2-10所示。

2 波峰焊机的组成

波峰焊机的组成系统如图1-2-11所示，包括控制系统、传送系统、预热系统、焊接系统和冷却系统。

（三）焊接过程

计算机主板半成品通过传送带进入波峰焊接机的进料口，这时转由焊接机的运输爪牵动PCB向前行进。波峰焊接机的内部由多个区段组成，主要有预处理、预热和锡炉，如图1-2-12所示。

1）在预处理区段，PCB会经过喷雾式助焊系统，助焊剂就喷涂在PCB的背面，如图1-2-12a所示。

2）在预热区段，PCB从常温逐渐干燥和加热到240℃。因为PCB在进入波峰焊机之前与机外温度相同，如果立即进入到锡炉段，就会有很大的温度变化，扭曲变形的情况也就随即而生了，甚至还会使PCB的内层电路受到损坏，如图1-2-12b所示。

3）在焊接区段，这里有一个核心器件——锡炉。锡炉内装满了高温液态锡，受到张力作用的影响，锡波微微高出容器的外沿。锡炉最关键的技术要求就是要让锡波平稳如镜，所以锡炉并不是一个简简单单的容器。在锡炉的旁边有一个电动机，它会不断地而且非常均匀地把锡抽上来，在进入锡炉之前还会通过一张网进行过滤。由于液态锡长时间大面积地暴露在空气中，而且温度非常高，所以为了防止氧化，锡波的表面还覆盖了一层高温油，从而让它与空气隔离，锡炉中的锡波形成过程如图1-2-12c所示。PCB已在波峰焊接机的前段喷上了助焊剂，增强了焊锡的活性，当PCB通过锡炉上方时，有焊盘的位置就变成了锡点，同时还会听到吱吱的焊接声音，这是助焊剂在加热并遇到焊锡时产生挥发的声音。

4）强迫风冷过程如图1-2-12d所示。

5）根据制造要求的不同，过波峰焊之后有可能还要经过一道工序，这就是过剪脚机。那些对元器件进行过预先加工（剪脚）的产品可直接到下一道工序；而有些制造要求则没有对元器件进行预先加工，在经过波峰焊焊接后还要用剪脚机把过长的引脚剪掉。剪脚机内安装有能高速旋转刀片，当加工完成的PCB从上面通过时，过长的引脚就会被剪掉。

6）大家或许已经发现了一个规律，生产线中的每一道工序完成之后都有相应的质检点，从本道工序出来的计算机主板自然也少不了要进行检验。检验的内容包括：对较长的引脚进行人工剪切；对一些有瑕疵的焊点进行补焊。如果检验合格就可进入“清洗”工序了。

7）清洗。并不是所有从波峰焊接机出来的计算机主板都要经过清洗，这得由使用的助焊剂类型来决定。对于免洗式助焊剂，由于它不会在PCB上留下残余物，就不需要进行清洗。对于普通助焊剂，一定要进行清洗。清洗工序中要用到清洗机，清洗机又分为化学清洗机和水离子清洗机。化学清洗机使用的是三氯乙烷或三氯乙烯，它们会对环境造成破坏，所以一般都不采用化学清洗。水离子清洗机采用的是蒸馏水或纯净水，设备投资较高，但是对环境却是无害的。一般的生产部门都采用水离子清洗机。计算机主板经过清洗后，就会去除掉在前几道工序中附着的助焊剂残余物。清洗机内还有一个烘干部分，所以从清洗机出来的计算机主板绝不会拖泥带水。计算机主板经过清洗，就初具雏形了。

8）安装其他元器件。一块计算机主板除了需要安装贴片元器件和接插元器件外，还有一些元器件是需要进行人工安装的。比如对于主板而言，为BIOS（基本输入输出系统）供电的电池是需要人工安装的，此外BIOS芯片、跳线帽、散热片等也是需要人工安装的。各种需要人工安装的元器件在一条较短的生产线上进行装配，操作员会按照作业指导书来进行装配。在生产线末端有一个质控点，它的作用是对装配工作进行质量控制，检查是否有装错或漏装。经过质控点检验合格，即可进行下一道工序——成品电气检测。

（四）课堂训练

1）如果你的岗位是波峰焊机维护岗位，你觉得你的岗位都需要哪些知识和技能？需要哪些素养？如何在你的岗位上管理好你的设备？以小组为单位讨论，并进行交流。

2）如果你的岗位是一名插件生产线总管，你觉得你所管辖的岗位都需要哪些知识和技能？需要哪些素养？如果让你挑选人员，你将如何挑选？以小组为单位讨论，并进行交流。

三、任务小结

电子产品插件生产线相比贴片生产线，自动化设备略有减少，但人力岗位增多，检测因素和要求更多更强，如果这一关把握不好，不但影响插件生产线的质量，还会使贴片生产线生产的完好产品受到严重影响甚至报废，因为贴片元器件也要跟随插脚元器件经过波峰焊机这种高温设备。

四、课后任务

波峰焊机包括哪些生产过程？如果要你管理该岗位，你需要哪些知识和技能？你如何管理设备达到最优效能？