精品毕设电子产品的制造性设计.docx
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精品毕设电子产品的制造性设计
毕业设计报告（论文）
报告（论文）题目：
SMT工艺与设备
作者所在系部：
电子工程系
作者所在专业：
电子工艺与管理
作者所在班级：
10252
作者姓名：
李雪丹
作者学号：
20103025220
指导教师姓名：
关晓丹
完成时间：
2013年6月10日
北华航天工业学院教务处制
北华航天工业学院电子工程系
毕业设计（论文）任务书
姓名：
李雪丹
专业：
电子工艺与管理
班级：
10252
学号：
20103025220
指导教师：
关晓丹
职称：
讲师
完成时间：
2013年6月10日
毕业设计（论文）题目：
SMT工艺与设备
设计目标：
电子产品造型设计、整机结构设计、印制电路板组件设计制造技术、微电子工艺、电子设备加工和调试技术等，有力地保证了生产的系统性和实用性。
技术要求：
防静电技术、环境控制、加工和调试、设计及生产
所需仪器设备：
（1）焊接设备
（2）设备生产
（3）形成工艺文件标准
（4）电子电装元件
（5）调试检验维护电子仪器
成果验收形式：
毕业论文
参考文献：
《表面组装技术》、《电子产品与工艺》、《电子设备结构与工艺》、《电子产品工艺实训》、《电子技能与训练》、《电子产品结构工艺》、《电子产品工艺》、《电子技能训练》、《电子技术基础技能实训》、《电子工艺及电子工程设计》、《电子设备装联工艺基础》、《现代电子设备制造手册》。
时间
安排
1
5周---6周
立题论证
3
9周---13周
资料收集
2
7周---8周
方案设计
4
14周---16周
成果验收
指导教师：
教研室主任：
系主任：
摘要
随着电子技术的发展，电子产品正广泛应用于人类生活的各个领域。
电子产品的生产与发展是与电子技术的发展密切相关的。
新材料的使用新器件的出现，尤其是大规模超大规模集成电路的出现和推广应用，以及工艺手段的不断革新，使电子产品在电路上和结构上都产生了巨大的飞跃。
为现在生产提供了指导、准则和大量的数据及图示，以现代电子设备可靠性设计、制造技术为主题，首先介绍了电子设备内部和外部环境防护设计的基本原理及相关技术，如电子设备热设计、防腐蚀设计、隔振缓冲设计、电磁兼容设计和整机结构设计等，并以信息设备和电力设备为例，进行详细阐述；然后以现代先进的电子设备制造技术，尤其是印制电路板设计制造、微电子工艺、设备组装和调试等工艺设计技术要求及生产。
关键词电子设备的生产电子产品的制造工艺标准设计技术要求
目录
第1章绪论1
第2章电子设备基础知识2
2.1电子产品的分类和特点2
2.2环境对电子设备的要求3
2.3电子设备设计制造基础6
2.3.1电子设备及结构设计基础6
2.3.2电子设备制造材料基础8
2.3.3电子设备制造工艺基础8
第3章电子设备热设计9
3.1电子设备热设计9
3.1.1电子设备热环境和散热途径9
3.1.2电子设备热设计原则和步骤10
3.2电子设备的强迫风冷11
第4章总结14
致谢15
参考文献16
附录17
电子产品的制造性设计
第1章绪论
当前，人们把利用电子学原理制成的设备、装置、仪器、仪表等统称为电子设备。
例如，通信设备、电视机、电子计算机、电子测量仪器等，正广泛应用于人类生活的各个领域。
电子产品的设计制造技术与电子技术的发展密切相关。
新材料的使用、新器件的出现，尤其是大规模和超大规模集成电路的推广应用，以及微电子工艺的不断革新，使电子设备在电路上和结构上都产生了巨大的飞跃
电子产品由于产生、变换、传输和接收的电磁信号的不同，一般分为模拟设备和数字设备。
预研究工作的任务是在产品设计前突破复杂的关键技术课题，为确定设计任务书、选择最佳设计方案创造条件；或根据电子技术发展的新趋向，寻求把近代科学技术的成果应用于产品设计的途径，有计划地研究新结构、新工艺和新理论，以及采用新材料和新器件等先行性技术课题，为不断在产品设计中采用新技术，创造出更高水平的新产品奠定基础。
该阶段的工作，一般按拟定研究方案和试验研究两道程序进行。
设计性试制阶段凡自行设计或测绘试制的产品，一般都要经过设计性试制阶段。
其任务是根据批准的设计任务书，进行产品设计，编制产品设计文件和必要的工艺文件，制造样机，并通过对样机全面试验，检查鉴定产品的性能，从而肯定产品设计与关键工艺。
一般工作程序如下所述。
本论文将介绍电子产品的设计及生产工艺，电子设备的生产、电子产品的制造工艺标准及设计技术要求。
第2章SMT工艺
2.1SMT工艺
SMT是表面组装技术（表面贴装技术）（SurfaceMountedTechnology的缩写），是目前电子组装行业里最流行的一种技术和工艺。
SMT主要内容及基本工艺构成要素
锡膏印刷-->零件贴装-->回流焊接-->AOI光学检测-->维修-->分板
锡膏印刷
其作用是将锡膏漏印到PCB的焊盘上，为元器件的焊接做准备。
所用设备为印刷机SMT加工车间
（锡膏印刷机），位于SMT生产线的最前端。
零件贴装
其作用是将表面组装元器件准确安装到PCB的固定位置上。
所用设备为贴片机，位于SMT生产线中印刷机的后面，一般为高速机和泛用机按照生产需求搭配使用。
回流焊接
其作用是将焊膏融化，使表面组装元器件与PCB板牢固焊接在一起。
所用设备为回流焊炉，位于SMT生产线中贴片机的后面，对于温度要求相当严格，需要实时进行温度量测，所量测的温度以profile的形式体现。
AOI光学检测
其作用是对焊接好的PCB板进行焊接质量的检测。
所使用到的设备为自动光学检测机（AOI），位置根据检测的需要，可以配置在生产线合适的地方。
有些在回流焊接前，有的在回流焊接后
维修
其作用是对检测出现故障的PCB板进行返修。
所用工具为烙铁、返修工作站等。
配置在AOI光学检测后
分板
其作用对多连板PCBA进行切分，使之分开成单独个体，一般采用V-cut与机器切割方式
2.2环境对电子设备的要求
1．气温环境概述
（1）影响作业环境中热环境的基本因素主要包括：
有气温，相对湿度，风速，热辐射，服装隔热值；活动产热值等。
人为了保持恒定的体温，人体通过热交换，使体内产生的热量及从外界所得的热量总和，与人体向外界散热的热量总和，大致保持平衡。
影响热交换的4个主要的环境因素：
入体周围的空气温度、空气湿度、空气流动（风）和辐射温度（人体周围一定区域内的墙体、天花板和其他物体表面的温度）。
（2）有效温度有效温度是考虑了温度、湿度、风3方面因素的一个综合性指标。
在任何微气候环境条件下，若人体的温度感觉与风速小于或等于0.1m/s（自然对流）、相对湿度为100010条件下的某温度值引起的感觉相同，这个温度值就是有效温度值。
（3）有效温度的组成同一有效温度值可由不同的气温值、相对湿度值和风速值组合产生。
例如，在下述3种微气候条件中，人们产生了相同的温度感觉（有效温度相同），都是17.7。
ET。
三者关系：
①气温17.7℃，相对湿度100u/o，风速0.1m/s；②气温22.4℃，相对湿度70%，风速0.5m/s;③气温25℃，相对湿度20%，风速2.5m/s。
通常可根据温度（摄氏温度或华氏温度）、湿度（相对湿度）和风速3个因素，从有效温度图（也称温湿图）中直接查得有效温度值。
2．气温环境的生理效应和对作业的影响
（1）高温的生理效应
1）人在高温环境下工作，新陈代谢速度加快，人的产热量增加，散热落后于产热过程，体内积蓄过量的热，导致体温升高，呼吸和心率加快。
若长时间处于这神状况，将出现失水，失盐、头晕、恶心、极度疲乏等症状。
严重时，甚至会昏厥（中暑）以致死亡。
2）在高温情况下，出汗蒸发是人体散发热量的主要途径，在安静状态下，相对湿度为22%、气温达30℃或相对湿度为60%、气温达25～26℃时，人体开始知觉出汗。
相对湿度增加，人体因散热困难，而增加出汗；劳动强度增大，机体的代谢产热量增大，会增加出汗。
3）人们在热环境下工作，周围温度对心血管应力的总影响，可用工作能力来描述。
在温度24--40℃，周围温度每提高10℃，增加的生理学应力相当于最大工作能力1%。
4）人虽能暂时忍受在不舒适热环境中工作，但会产生不希望的生理反应和降低生产能力，在热舒适情况下推荐的最大工作负荷。
（2）高温对作业的影响
1）在高温环境下，操作者知觉的速度和准确度以及反应能力均有不同程度的下降。
注意力不集中、烦躁不安、易于激动、对工作满意感大为降低。
2）高温对操作效率的影响。
温度达27—32℃时，肌肉用力的工作效率下降；温度高达32℃以上时，需要注意力集中的工作以及精密工作的效率也开始下降。
3）高温带来潜在的不安全性。
用汗湿手抓握物体或控制器比较困难，增加了工具失控或负荷失控的可能；在热和潮湿环境中工作，形成潮湿的地板或工作物表面，增加了潜在的滑倒危险；汗侵入眼睛，引起眼睛疼痛并干扰目视作业，会导致监控失误；降低皮肤的阻抗，会增加人们遭受电击的冲击。
（3）低温的生理效应
1）在低温条件下，皮肤毛细血管收缩，使人体散热量减少，通过肌肉收缩（表现为肌肉紧张、颤抖），使人体产热量增加，当产热量小于散热量时，机体体温下降，当体温降到35℃以下，机体就会出现各种不同的功能紊乱现象，甚至死亡。
2）环境温度过低成在寒冷环境下暴露时间过长，都会发生冻痛、冻伤和冻僵现象。
冻痛往往是冻伤的先兆，冻痛后若持续低温暴露则会继发冻伤、冻僵。
3）最常见的是局部过冷，如手、足、耳及面颊等外露部分发生冻伤，严重时可导致肢体坏疽。
此外，长期在低温、高湿条件下劳动，易引起肌痛、肌炎、神经痛、神经炎、腰痛和风湿性疾患等。
（4）低温对作业的影响
1）低温环境即使不足以引起机体过冷，但仍会对工作效率产生不良影响，主要表现在触觉辨别准确率下降，手的灵活程度和操作的准确性下降，视反应时延长。
2）当环境温度（干球温度）为15℃时，手的柔韧性开始下降；当进行操作的手部皮肤温度为15℃时，就会影响打字或追踪操纵能力；在8℃时，手的触觉能力下降；在7℃时，手工作业的效率仅为最舒适温度时的80010；到4。
C时将影响握力。
低温还会降低要求有较高注意力和良好短时记忆作业的效绩。
3．气温环境设计
（1）代谢产热值体内产生的热量是热负荷的一个部分，不同活动（典型作业）的代谢率。
代谢率的单位是met，Imet=58.15W/m2：
0.83kcal/（min．m2）。
（2）计算温度（作业温度）计算温度也称作业温度（to），它把气温（干球温度ta）、风速、辐射热（黑球温度tg）3介因素综合起来，衡量微气候环境对机体热平衡的影响，是评价热环境的重要综合指标，也是进行工作设计（如室内的空调工程设计）的指标。
（3）至适温度也称舒适温度，通常是指主观至适温度，即指85%．的人主观感觉至适的温度，至适温度取决于作业环境的微气候条件、人的衣着、劳动强度。
1）持续接触热后必要休息时间不得少于15min。
休息时应脱离热环境。
2）凡高温作业工作地点空气湿度大于75%时，空气湿度每增加10%，允许持续接触热时间相应降低一个档次，即采用高于工作地点温度2℃的时间限值。
4．改善气温环境的措施
（1）改善热不舒适措施1）降低温度。
合理布置热源和疏散可移动的热源。
2）降低湿度。
可加快汗液蒸发，在设计时，应在通风口设置去湿器。
3）增加气流速度（如提供风扇）。
干球温度25℃以上时，增加气流速度可显著提高舒适度；当周围温度升高到35℃以上时，尤其是相对湿度高时（>70%），其作用减弱；在中等强
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