淺談某電子設(shè)備儀器的電訊裝配工藝

曹曉強(qiáng)，史汝鑫，王倩，張宏燕，舒麗霞

（上海航天電子技術(shù)研究所，上海，201114）

0 引言

某型號便攜式檢測儀的各種電子部件主要有顯示屏、電源模塊、插頭、風(fēng)扇、蜂鳴器、接線排、各種印制板等，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，要實(shí)現(xiàn)檢測儀各種部件、插件、元件之間的電連接，并達(dá)到設(shè)備的電氣、電磁兼容等性能指標(biāo)，該檢測儀的電訊裝配采用的是手工電焊，操作者水平的高低直接決定了產(chǎn)品的質(zhì)量。

為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量，提高產(chǎn)品的可靠性，本文從電訊裝配的流程、工藝技術(shù)兩個方面詳細(xì)介紹了某電子設(shè)備檢測儀器的電焊過程，深入分析工藝關(guān)鍵技術(shù)，分析關(guān)鍵技術(shù)的操作難點(diǎn)，并找出解決問題的方法，為后續(xù)檢測儀的批產(chǎn)及同類產(chǎn)品的生產(chǎn)提供了工藝方面的保障及操作方面的指導(dǎo)。

1 電訊裝配流程

檢測儀電訊裝配的裝配流程主要包含生產(chǎn)準(zhǔn)備、預(yù)處理、導(dǎo)線連接、檢驗(yàn)四個主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)。

生產(chǎn)準(zhǔn)備環(huán)節(jié)主要消化設(shè)計(jì)文件、工藝文件，檢查元器件等零部件的外觀，并熟悉生產(chǎn)環(huán)境、防靜電控制、多余物控制等方面的要求。該電子設(shè)備對裝配環(huán)境中的靜電防護(hù)、清潔度要求都比較嚴(yán)格，因此裝配前的準(zhǔn)備工作尤為重要，特別注意必須在EPA區(qū)域裝配，操作者需要穿戴防靜電服和鞋，并佩戴手環(huán)，必須通過腕帶測試儀的檢測，保證接地良好。

預(yù)處理環(huán)節(jié)主要對導(dǎo)線、插座進(jìn)行預(yù)處理，剪裁套管并做位號標(biāo)記。該檢測儀采用的導(dǎo)線主要有高溫雙絞線、AFKPFK系列屏蔽線、扁平線等。根據(jù)技術(shù)要求對導(dǎo)線進(jìn)行下料，并加長100mm作為布線及返修的余量；導(dǎo)線端頭處理采用熱剝，不允許采用冷剝，防止損傷導(dǎo)線線芯；導(dǎo)線搪錫采用溫控電烙鐵手工塘錫，控制溫度為290℃~310℃，時(shí)間不宜過長，控制在3s以內(nèi)，導(dǎo)線與絕緣層根部留有0.5mm不塘錫距離；根據(jù)導(dǎo)線的粗細(xì)、器件及插座上焊片的大小剪取耐寒管和熱縮套管。

導(dǎo)線連接環(huán)節(jié)主要對導(dǎo)線進(jìn)行連接、布線和綁扎。過程中注意焊杯的焊接順序、焊點(diǎn)的清潔、焊點(diǎn)的保護(hù)、屏蔽層的處理等，參考接線圖走線并用機(jī)上綁線法邊布線邊用錦絲線綁扎，綁扎完成后選用與線束相匹配的固定夾固定線束。

檢驗(yàn)環(huán)節(jié)主要包含焊點(diǎn)質(zhì)量的檢驗(yàn)、布線扎線的質(zhì)量、外觀的質(zhì)量及緊固件的緊固情況，并按照接線表進(jìn)行導(dǎo)通、絕緣、接點(diǎn)檢查，同時(shí)注意檢查焊珠等多余物。

2 工藝關(guān)鍵技術(shù)

■2.1 屏蔽信號線剝頭與挑線

為了避免芯線被扭曲、環(huán)繞、裂口、斷股、劃傷或有其它方式的損壞，導(dǎo)線剝頭應(yīng)使用熱控型剝線工具剝?nèi)ソ^緣層。熱剝器的溫度控制要適當(dāng)，不同導(dǎo)線的熱剝溫度可以通過導(dǎo)線試剝質(zhì)量來確定。絕緣層斷口切除整齊，且不得有起泡或過度融化現(xiàn)象，芯線不應(yīng)受過高的溫度而燒焦發(fā)黑。

屏蔽信號線是在信號導(dǎo)線的外部包裹一層屏蔽層，起到抗干擾的作用，屏蔽層在使用時(shí)需要接地，從而將外來的干擾信號被該層導(dǎo)入大地。

AFKPFK系列屏蔽線與普通屏蔽線不同，因?yàn)榇朔N屏蔽線是屏蔽層外有護(hù)套的安裝線，外層包有軟護(hù)套，如圖1的 AFKPFK系列屏蔽線示意圖。屏蔽層材料為細(xì)密的是鍍錫銅絲，對內(nèi)絕緣層的包裹非常緊，信號導(dǎo)線的絕緣層漆皮較薄，很難用一般鑷子挑出絕緣線，鑷子容易破壞絕緣層的漆皮并導(dǎo)致屏蔽層斷股；另外，由于檢測儀內(nèi)部空間狹小，插頭引出的多股屏蔽線在插頭根部做接地處理極易引起焊杯根部受力，故需將信號導(dǎo)線留長至100-120mm，保證引出根部綁扎成形后做屏蔽線接地處理，避免線束折彎處處理屏蔽層，使焊點(diǎn)受力，信號線過長增加了挑線的難度，挑線完成的屏蔽線如圖2所示。

圖1 AFKPFK系列屏蔽線示意圖

圖2 挑線完成的屏蔽線

為了保證屏蔽層的挑線質(zhì)量，設(shè)計(jì)了專用挑線工裝，如圖3所示，工裝頂端磨圓，避免破壞絕緣層漆皮；前端部直徑較小，保證能順利撥開并插入屏蔽線，避免屏蔽層斷股。護(hù)套剝頭完成后，將屏蔽導(dǎo)線的屏蔽層往下推100-120mm，然后用挑線工裝慢慢撥開屏蔽線留出一個缺口，再用勾線鉗挑出在缺口處左右交替輕輕將絕緣線挑出，確保芯線絕緣層完好，絕緣層、屏蔽層以及護(hù)套的切除整齊。

圖3 挑線工裝與勾線鉗

■2.2 旋轉(zhuǎn)開關(guān)的成形與電焊

旋轉(zhuǎn)開關(guān)是通過旋轉(zhuǎn)中心軸來驅(qū)動開關(guān)的切換機(jī)構(gòu)作繞軸線運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)開關(guān)的多路電路轉(zhuǎn)換功能的開關(guān)。每套檢測儀需裝配3只旋轉(zhuǎn)式波段開關(guān)，分別為S6-S8，旋轉(zhuǎn)開關(guān)的放大示意圖如圖4所示，均為3層24檔，操作人員按照各開關(guān)的編號點(diǎn)進(jìn)行焊接。

圖4 S6-S8旋轉(zhuǎn)開關(guān)的放大示意圖

焊點(diǎn)在完成導(dǎo)線焊接，套上耐寒套管后，開關(guān)在旋轉(zhuǎn)過程中，下一層旋鈕上殼體極易與上一層定觸點(diǎn)發(fā)生干涉，導(dǎo)致旋鈕在該處卡死，且該處定觸點(diǎn)長期處于受力狀態(tài)，觸點(diǎn)根部的焊片根部易發(fā)生斷裂。為了保證開關(guān)旋鈕能輕松旋轉(zhuǎn)，提高開關(guān)的運(yùn)行壽命，旋轉(zhuǎn)開關(guān)在焊接前需要預(yù)成形，經(jīng)過多次試驗(yàn)，確定成形角度為30°~45°，并且觸電不宜多次彎折，應(yīng)當(dāng)一次成型，確保定觸點(diǎn)焊片焊線并耐寒套管保護(hù)后，旋鈕與套管不直接接觸，旋轉(zhuǎn)開關(guān)預(yù)成形前后對比圖如圖5所示。

圖5 旋轉(zhuǎn)開關(guān)預(yù)成形前后對比圖

由于開關(guān)的定觸點(diǎn)較多（S6-S8的有效極位分別為15、24、8），且開關(guān)上對定觸點(diǎn)沒有明顯的標(biāo)識，電焊過程中極易發(fā)生質(zhì)量問題，如連接至焊片的連線脫焊、斷線導(dǎo)致開路；該焊裝的連線未焊上導(dǎo)致漏焊；數(shù)錯觸點(diǎn)極位或?qū)游?，把連線錯焊到別的層數(shù)或別的極位上。操作人員在焊接時(shí)注意，焊杯由下往上、從極位1開始依次逐排焊接導(dǎo)線，為防止多余物滴入，在上下層之間襯墊聚酰亞胺薄膜，焊接完成后取出，在焊接空間較小、徒手不宜操作的地方應(yīng)使用尖頭處包裹了醫(yī)用膠帶的尖頭鑷子，夾住導(dǎo)線進(jìn)行焊接。焊接過程中加強(qiáng)自檢，避免發(fā)生開路、漏焊、錯焊等問題。

■2.3 接地柱的電焊

檢測儀面板接地柱孔徑較大，約10mm，由于與接地柱連接的面板為鋁合金板，焊接時(shí)散熱過快，焊接時(shí)很難充分融化焊杯內(nèi)的焊料；焊接時(shí)間過長，錫氧化越嚴(yán)重，會產(chǎn)生焊渣，就是錫的氧化物，焊點(diǎn)質(zhì)量不合格。為了保證安裝線能順利焊上，提高焊點(diǎn)的焊接質(zhì)量，通過反復(fù)試驗(yàn)，確定了在使用大功率烙鐵的情況下，該焊點(diǎn)的合適溫度為400℃左右，并增加了防止散熱過快的有效措施，將接地柱與面板的四個固定螺釘全部松開，使接線柱脫離面板，減小接線柱殼體與面板的接觸面積，降低散熱的速度，接線柱焊接前后對比圖如圖6所示。

圖6 接線柱焊接前后對比圖

■2.4 屏蔽層接地

用挑針鉗挑出屏蔽層后，均勻理順電纜屏蔽層，并用留屑鉗剪掉多余的電纜屏蔽層，留屏蔽層余量約15~20mm，在挑線根部用油性漆綢纏繞在電纜外絕緣層上4 層～5 層，再將屏蔽層沿線束方向后翻，沿線束四周均勻分布。然后在屏蔽層切口處用鍍錫銅絲緊密纏繞6mm~10mm 寬（鍍錫銅絲直徑視電纜外徑而定，該束選用Φ0.6mm），并用100W~150W 電烙鐵對纏繞的鍍錫銅絲進(jìn)行均勻滾錫，如圖7屏蔽層接地示意圖。

圖7 屏蔽層接地示意圖

電纜屏蔽層接地，應(yīng)將設(shè)計(jì)圖紙中所要求的接地導(dǎo)線（圖8中的藍(lán)線）一端剝頭，剝頭長度為10mm，并與屏蔽層一起用鍍錫銅絲纏繞后滾錫，滾錫完成后外觀應(yīng)盡量光滑無毛刺，最后用絕緣膠帶纏繞1 層~2 層，并用熱縮套管保護(hù)，如圖8屏蔽層接地實(shí)物圖。

圖8 屏蔽層接地實(shí)物圖

■2.5 線束的固定

為了固定線束，一般選用與線束相匹配的固定夾固定，固定前，固定夾外必須套熱縮耐寒管，并且在使用熱風(fēng)槍加熱熱縮耐寒管開口處后，立即使用無齒平口鉗夾住開口，直至開口被完全融合封閉。

固定夾的安裝按照實(shí)際情況借用電連接器來固定，如圖9(a)和圖9(c)；或者利用殼體預(yù)留的孔位來固定，如圖9(b)。借用緊固件時(shí)可以改用同型號加長款，選用原則為螺釘擰出長度不小于2個螺距。固定夾邊緣要求光滑無毛刺，若有毛刺需進(jìn)行倒角倒鈍處理，若與原電連接器接觸或碰撞，需倒角至不干涉為止，如圖9(c)。線束與固定夾接觸區(qū)域用油性漆綢繞包，以適應(yīng)固定夾尺寸，保證線束固定后不移位，導(dǎo)線絕緣層不破損。

圖9 線束的固定

■2.6 信號線和電源線的綁扎與點(diǎn)封加固

該儀器具有高機(jī)動性的便攜特點(diǎn)，為適應(yīng)其特性，防止焊點(diǎn)和連接點(diǎn)受力，生產(chǎn)操作時(shí)必須將所有連接線都加固可靠；在便攜式檢測儀所有導(dǎo)線焊接完成并采取機(jī)械加固后，產(chǎn)品進(jìn)入調(diào)試時(shí)將進(jìn)行信號線及電源線的連接，而信號線及電源線較粗且余量較長，所以需要進(jìn)行綁扎固定固定好后查看產(chǎn)品是否開蓋合蓋良好；檢查所有線束是否有騰空未固定的情況。

3 結(jié)語

電子技術(shù)的發(fā)展及工作環(huán)境的復(fù)雜性和惡劣性，使得軍工單位對電子裝備的裝聯(lián)質(zhì)量提出了更高的要求。本文通過介紹某檢測儀電子設(shè)備制作的流程及工藝技術(shù)，形成了多個關(guān)鍵的工藝方法、操作參數(shù)、專用工裝等，掌握了制作方法和技巧，并提升了技能水平，通過不斷完善電焊工藝，保證產(chǎn)品擁有較高的質(zhì)量。