《电子产品生产工艺设计》 教学课件

任务5 PCB自动插装 以液晶电视电源板机插为例

任务5 PCB自动插装 知识与技能目标： 熟悉机插技术员的岗位职责 熟悉机插设备、自动插装工艺流程，制定机插作业流程 熟悉机插裸板（bare PCB）的检验、判断方法，能对裸板（bare PCB）进行检验 熟悉自动成型编带机的主要结构组成和功能，程序编制格式和程序管理，能编制自动成型编带机程序 熟悉常用插件机的主要结构组成和功能，程序编制格式和程序管理，能编制插件机程序 熟悉机插件元件的标识，编带元件的合理使用 能根据《IPC-A-610D》对THT线路板组装质量检验标准

主要内容 机插技术员的岗位职责 机插设备、自动插装工艺流程 机插裸板（bare PCB）的检验、判断方法 插件机的分类、主要组成及其功能 自动成型编带机、插件机的结构和功能，程序编制格式和程序管理 机插件元件的标识，编带元件的合理使用 《IPC-A-610D》对THT线路板组装质量检验标准 项目载体1的自动插装工艺流程设计与插装程序编制

机插技术员的岗位职责 根据产品设计文件、质量要求及样板进行机插工艺流程设计 编制和调试编带机、自动插件机等设备的运行程序，并进行日常保养 对来料（THT元件、PCB等）的检验和质量判定 设备调试与操作 插装质量检验与控制

自动插件设备 从功能上分为四类 ： 双头跨线机（光线机） 排料机（编带机） 双头轴向机（编带、插件分体机） 径向元件插件机（编带、插件一体机）

自动插件设备 “自动跨线2”超链接 跨线机

自动插件设备 “led编带，插件一体视频”超链接 全自动成型编带机

自动插件设备 “插装轴向元件”超链接 轴向机

自动插件设备 “径向插件机”超链接 径向机

自动插装基本工艺流程

元件的自动编带 机插对PCB的要求 编带机的电气组成 编带机的操作 质量及技术要求

机插对PCB的要求 1、印制板的外形尺寸满足插件机要求 2、印制板翘曲度 插件方向 Max: 1.2mm Max: 0.5mm

机插对PCB的要求 3、印制板定位孔的要求 机插板允许其中一个定位孔为长孔，松下和环球插件机孔径均求为φ4＋00.05mm的圆孔，距两边距均为5*5mm。 4、元件引线孔的要求 ①铆钉孔的要求 大铆钉（φ2.5mm）的孔径为：φ2.7＋00.1mm。 小铆钉（φ1.6mm）的孔径为：φ1.8＋00.1mm。

机插对PCB的要求 4、元件引线孔的要求 ②元器件引脚的直径和公差要求如下表 引线直径 冲孔直径 钻孔直径 φ0.8±0.05 φ1.2＋00。1 φ1.4＋00。1 φ0.6±0.05 φ1.0＋00。1 φ0.5±0.05 Φ0.9＋00。1 φ1.1＋00。1 φ0.4±0.05 Φ0.8＋00。1 ③一致性要求： 为保证插件机的正常运转，对同种印制板（含不同模号）的一致性要求为任意两块印制板相同孔位的实际位置之差为0.1mm之内。

机插对PCB的要求 5、拼板及“Ｖ”型槽、邮票孔的要求 ①为提高机插效率，要求尽量将小块印制板拼接成大块印制板，拼版要求拼成矩形。 不可接受的拼板方式 可接受的拼板方式

机插对PCB的要求 6、机插元件的焊盘设计要求 ①跨接线和轴向元件机插时引脚内弯方式，焊盘设计应为元件孔靠焊盘外侧。 1.2~1.8mm ②径向元件为‘N’型打弯，焊盘设计应为元件孔靠焊盘内侧。 B=1.2mm～1.8mm

编带机的电气组成 主要控制部分有： (1) 一个拉带马达，一般的是调速马达或步进马达 (2) 一个压带电磁，两个刀头电磁阀，一个总电磁阀 (3) 两个刀头温度

编带机的电气组成 信号输入部分: (1)一个启停按钮,脚踏启停也并接一块. (2)一个刀头升降按钮. (3)一个连续/寸动/放气三选按钮. (4)一个计数SENSOR,一个料控SENSOR. (5)一个压带按钮. (6)两个热电偶SENSOR.

编带机的电气组成 电气元件主要有: (1) PLC一个(I/O点数要求大于8/4). (2)温控制器两个. (3)调速马达一个. (4)四个电磁阀. (5)两个固态继续电器(温控),一个普通继电器(调速马达),一个总的空气开关. (6)一个计数器(如果改用触摸屏式,则可以省去). (7)两个光纤SENSOR(一个计数,一个作为料控).

编带机操作说明 (1) 进入车间之前整齐穿戴好工作服及工作专用鞋。 (2) 正式作业前，确保机台表面整洁、干净。 (3) 将热熔胶带、纸带分别装于机器相应位置，然后开启设备电源预热3-5分钟。 (4) 当班班长依生产加工单，将待编产品放置在相应的机台上，并仔细核对生产加工单上的规格、品号、容量、是否与实物相符,设定好容量测试仪器。 (5) 操作员应把机台上或机器下面的产品清理干净，由当班品检员清机后，方可加入适量产品。 (6) 开机生产前：先试编25-50pcs产品，根据质量要求进行自检；并知道品检员，经品检员做好首件检查合格后，方可开机连续生产。

编带机操作说明 (7) 过程中应注意质量：操作员每15分钟进行一次自检，发现异常时，需及时停机，并通知机修工修理，依质量要求再次自检并经质检员确认合格后重新开机生产。 (8) 每做完一盒后将纸带剪断，前后须各保留6个孔，将产品置于小包装盒内，贴上相应的标签；做完一批在加工单上签全名、记录产量后，将加工单和产品一起送到检验区。 (9) 由品检员检验合格后，盖上合格章后按包装要求置于大箱内，同时将相应的外箱标签贴于箱体左上角。 (10) 每班结束后，将机器台面擦拭干净，保持机器表面及地面整洁、无杂物，填写好日报表并做好上下班交接。

编带机质量及技术要求 (1) 编带后加工产品，目视应无歪斜、高矮不一及引线、外观、夹伤等不良。 (2) 编带后产品的极性方向，按纸带送料前进方电解电容向负极应在前，正极在后，二极管正极在前，负极在后； (3) 纸带孔一定要完全打穿，纸带及胶带经打孔后应无毛屑粘连及胶液渗出不良。 (4) 如客户有特殊要求，将参照客户提供的图纸及质量标准调试设备，和检验产品。 (5) 每盒接头一般情况下不得多于2处，另外需保证接头粘接牢靠，撕开后，80%以上部位粘合。 (6) 上的圆孔错位应小于0.2mm。

元件自动插装 元件插入过程 机插元器件要求 AI工艺要求 机插程序组成 机插程序制作 程序管理

元件插入过程讲解（第一步） FEEDER 根据 DATA 指令将元件送至 PALLET PALLET FEEDER “AVK MVI插件机” 超链接

元件插入过程讲解（第二步） 元件在 PALLET上的位置归正 元件位置归正机构

元件插入过程讲解（第三步） 对元件引脚进行归正 元件引脚归正机构

元件插入过程讲解（第四步） 对元件本体进行归正 元件本体归正机构

元件插入过程讲解（第五步） V -CUT 剪断 V -CUT 机构

元件插入过程讲解（第六步） TRANSFER CHUCK 从 PALLET 上接过元件 TRANSFER CHUCK CLAW

元件插入过程讲解（第七步） TRANSFER CHUCK 将元件送至 INSERTION CLAW INSERTION CLAW

元件插入过程讲解（第八步） PUSHER 对元件高度自动进行测量 PUSHER 将元件推入PCB，ANVIL进行切断成型 ANVIL

机插元器件要求 1）跨线 跨线要求为Ф0.6±0.02mm的镀锡铜线。 2） 轴向件

机插元器件要求 3） 径向件

AI工艺要求 插件高度具体视来料成形高度而定；立式元件一般在3mm左右，卧式元件一般低于0.4mm 剪脚长度一般情况下为1.5±0.5mm;但各种PCB板各线路铜箔距离有差异,以元件脚不碰相邻铜箔为准 板底元件脚角度(A)一般为：5°≤A≤30°；卧式元件脚角度与元件脚直径和PCB孔位跨距易有一定关系 立式元件必须垂直于板面,倾斜角度≤15°

机插程序组成 序号 X坐标 Y坐标 插入跨距(跨、轴） 元件栈号(轴、径） 插入方向(径、松下） 插入深度(轴向） 各功能符 回原点 现公司各厂家的设备、同一厂家不同类型设备都有固定的程序，格式，归结起来包括以下部分 。 序号 X坐标 Y坐标 插入跨距(跨、轴） 元件栈号(轴、径） 插入方向(径、松下） 插入深度(轴向） 各功能符 回原点 插入跨距 Y X 插入深度

（环球）机插程序组成

（环球）机插程序组成 ① X坐标值。 ② Y坐标值。 ③ 机插跨距（跨线、轴向）。 ④ 非标准插入深度（轴向机）。 ⑤ 栈号（轴向、径向机）。 ⑥ 机插成功次数统计，自动累加。 ⑦ 机插失败次数统计，自动累加。 ⑧ 轴向机为标准插入深度，A、B¡­Z为0.2、0.4¡­5.2mm, 径向机为插件 头 的旋转方向，B为0度，D为90度（右旋），F为270度（左旋）。 ⑨ 功能代码，如O（OFFSET值，以后各步坐标值需加此步坐标，到下一OFFSET为止）、C（插件代码）、I（工作台旋转 ）、X（插件代码，但不检测）、P（结束，回机器原点）。

程序的制作 根据明细表，编写机插元器件工艺卡片 根椐机插元器件工艺卡片把跨接线、轴向电阻、 二极管及径向电容、 三极管、方端子等元器件在印制板上用不同色笔标出。 选择优要化程序。使所走路径最短、时问最短，并且要考虑到机器同的同步生产。 编制完程序后，用自校正功能进行校正，以保证机插质量。 填写上料单。标明位号、阻值、容量、用量、极性等，第一插人点和最后插人点都要标注清楚。 要把第一块板和所插元器件逐个与卡片校对，定出样件。

程序制作时一些问题( 优化程序) 在编写跨接程序时，应当按照先插入X方向，后插入Y方向，先山小到大． 然后再由大到小的规则。 这样， 既可以提高机插效率又可低机器故障。 在编写轴向程序时， 应保证Z轴移动一个料盒，工作台移动距离不超过5cm。在不跨跃3个料盒时，工作台移动时问较短，这样可以保证机插效率 在编写径向程序时，由于元件距离较近。应按照先左后右，先下后上的顺序插件。同步距离保持在5cm之内,在不跨跃3个科盒时,工作台移动时间最短。按这个原则,可以提高机插效率

程序的管理 程序和上料单是插件机生产的主要工艺指导文件。程序的保管和使用，对生产非常重要。程序的制作、管理和使用由工艺员负责。

人身安全--案例分析 1996年某员工在光线机操作过程中，违反工艺纪律，在插过直插元件的返工光线过程中，一手在插件刀具下拨动元件，一手在控制面板上操作，由于双手没有配合好，手在刀具下时按动按键，刀具打在手指上，造成一起安全事故。

设备安全--案例分析 1998年底生产大干期间，某员工上夜班在径向机上操作，分配头工作异常，SEQ JAM灯亮，该员工没有按照规定检查编料部件，继续开动机器，造成该机传送料夹全部被损坏，导致该机停产6天，公司财产蒙受巨大损失，仅备件一项就花费5万多元人民币。因此，在生产过程中一定要注意设备安全。

自动插装线路板的检验 机插质量问题分析 《IPC-A-610D》对THT线路板组装质量要求 机插不良判据 ICT检查

机插质量问题分析 故障 现象 产生原因 预防纠正措施 错插 上错料，一般会产生批量性错误。 加强员工质量意识，加强巡检。改变现方式，专职领、上料人员。 补件错。 对补料架的工艺纪律检查。 设备异常，可能性极小。 设备的维护、保养。 漏插 未补件。 设备改进，状态确保，员工意识。 周转抖落。 周转方式方法（周转车、周转箱），转运工的责任心。 极性反 补件错误。 加强员工质量意识，优化工艺程序。

机插质量问题分析 故障现象 产生原因 预防纠正措施 脚不出 坐标偏差。 工艺调整，设备校正系统的完好。 设备状态不佳。 易损件的及时更换，设备的保养。 PCB机插排版太密。 设计改进。 桥接、连焊 剪脚过长或角度过小。 加强设备的检查、保养。 PCB机插排版问题。 批次质量 上错料。 加强员工质量意识，加强巡检。改变现方式，专职领、上料人员。 机插程序编制错误。 工艺人员的细心，设计提供坐标文件是否最新版。产品的首检。

《IPC-A-610D》对THT线路板 组装质量要求 1）AXIAL元件水平定位

《IPC-A-610D》对THT线路板 组装质量要求 2）AXIAL元件垂直定位

《IPC-A-610D》对THT线路板 组装质量要求 3） RADIAL 水平安装-径向引脚

《IPC-A-610D》对THT线路板 组装质量要求 4）RADIAL 水平安装-轴向引脚

《IPC-A-610D》对THT线路板 组装质量要求 5）三极管的安装

《IPC-A-610D》对THT线路板 组装质量要求 6）DIP、SIP元件的安装

插装不良判据 1）铆钉 损伤印制板； 铆钉内孔变形； 翻边成形不良。 2）跨接 插入不良 浮起过度 倾斜过度 损伤印制板； 铆钉内孔变形； 翻边成形不良。 2）跨接 插入不良 浮起过度 倾斜过度 （1.2mm以上） （2mm以上） 引线过长 引线过短 角度过大 (1.8mm以上） （1.2mm以下） （35O以上） 角度过小 （5O以下） 线体损伤（超过线径1/3以上）

插装不良判据 4）轴向 一脚未出 引线成型不良 引线损伤 角度过小 元件损伤 元件裂纹 倾斜过度 引脚未打弯 角度过大 倾斜过度 引脚未打弯 角度过大 （3.5mm以上） （35O以上） 一脚未出 引线成型不良 引线损伤 角度过小 元件损伤 元件裂纹

插装不良判据 5）径向 一脚不出 引线过长 引线相碰 未打弯 打弯不足 一脚打弯不足 一脚未打弯 引线过短或过长 元件裂纹 引线损伤 一脚不出 引线过长 引线相碰 未打弯 打弯不足 　　 　一脚打弯不足 一脚未打弯 引线过短或过长 元件裂纹 引线损伤 （投影1.2mm以下或1.8mm以上） （超过线径1/3以上）

测漏机检查漏插元件 能够检查如下不良： 有无PCB破损、裂纹、划伤 有无部品的掉落，逆插，误插 有无部品的破损，高跷等

实践操作---自动插装 工艺流程设计与插装程序编制 以项目载体1（液晶电视线路板）为例，设计自动插装工艺流程，编制插装程序 设计项目载体2（手机充电器主板）自动插装工艺流程，编制其插装程序

小结 机插生产线的主要设备、自动插装工艺流程以及安全生产的常识 机插裸板（bare PCB）的检验、判断方法 AI工艺要求、程序的编制及管理 《IPC-A-610D》对THT线路板组装质量要求、插装的不良判定以及ICT检测等

作业 试编制项目3（电话机）主板AI流程图、机插程序等工艺文件 提交书面文件