Die Qualität von Elektronikprodukten hängt weitgehend von den Montagetechnologien ab. Box-Build-Assembly bezeichnet einen Prozess, bei dem gemäß Konstruktionsunterlagen, Arbeitsabläufen und Technologien mehrere Komponenten und Zubehörteile an bestimmten Positionen von Leiterplatten oder Gehäusen montiert und befestigt werden, sodass ein integriertes System entsteht. Nach anschließender Prüfung und Inspektion werden diese Systeme zu Endprodukten, die nach der Verpackung an Vertriebsstellen weltweit ausgeliefert werden können.
Unter den Modulen von massenproduzierten elektronischen Produkten bestehen die technischen Unterlagen tatsächlich aus Dateien, die die technologischen Merkmale jeder Stufe des gesamten Herstellungsprozesses angeben. Die Stufen lassen sich in Montagevorbereitung, Unterbaugruppe undBox-Build-Montage.
a. Montagevorbereitung- bezieht sich auf eine Reihe von Vorbereitungen für Baugruppen und Endmontagebaugruppen in Bezug auf Material, Technologie und Fertigungsorganisation.
b. Vorbereitung der Fertigungsorganisation- Basierend auf technischen Unterlagen werden Arbeitsabläufe und Montageverfahren festgelegt, wobei die Arbeitsabläufe und das technische Personal verteilt werden.
c. Montagewerkzeuge und Ausrüstungsvorbereitung- Häufig verwendete manuelle Werkzeuge im Prozess der Montage von Elektronikprodukten spielen eine wichtige Rolle im gesamten Montageverfahren.
a.Das elektrische Merkmal der Box-Build-Montage liegt im Löten der Schaltungen von Bauteilen, die auf Leiterplatten (PCB) als Rückwand montiert sind. Das strukturelle Merkmal der Box-Build-Montage liegt in der mechanischen Integration und dem Gehäuseaufbau, bei dem die Montage in einer Abfolge von innen nach außen durch die Befestigung der Komponenten erfolgt.
b.Die Box-Build-Assembly-Technologie umfasst mehrere Technologien wie die Qualitätsprüfung von Bauteilen und das Biegen von Anschlussdrähten, die Verarbeitung von Anschlussleitungen und Kabelbäumen, Löttechnologien, Montagetechnologien usw.
c.Die Montagequalität wird durch Sichtprüfung und Haptik statt durch quantitative Analyse überprüft. Zum Beispiel wird die Lötqualität üblicherweise durch Sichtprüfung beurteilt, während die Qualität der Montage von Drehknopf und Skala durch das Handgefühl überprüft wird.
Aus der Perspektive der Montageprinzipien zeichnet sich die Box-Build-Montage durch drei Ansätze aus:
a. Funktionsansatz- bezieht sich auf den Prozess, bei dem elektronische Produkte entsprechend funktionaler Module in mehrere Abschnitte unterteilt werden und jede Komponente, auch Funktionskomponente genannt, funktional und strukturell relativ vollständig ist, sodass sie unabhängig montiert und geprüft werden kann. Verschiedene Funktionskomponenten unterscheiden sich hinsichtlich Struktur, Volumen, Anschluss- und Montagespezifikationen so stark, dass einheitliche Vorschriften schwer zu erstellen sind. Der Hauptvorteil dieses Ansatzes besteht darin, dass die Packungsdichte des gesamten Systems verringert werden kann. Daher wird er im Allgemeinen bei Produkten angewendet, deren Funktionen von diskreten Komponenten oder Geräten mit Vakuum-Elektronenröhren abhängen.
b. Komponentenansatz- Bezieht sich auf die Herstellung mehrerer Komponenten, deren Maßangaben und Montagevorgaben einheitliche Spezifikationen aufweisen. Ihr Vorteil liegt in der elektrischen Montageeinheitlichkeit und der Verbesserung der Montage-Standardisierung und wird üblicherweise für die Montage von Geräten wie Integratoren eingesetzt.
c. Funktionaler Komponentenansatz- vereint die Vorteile sowohl des Funktionsansatzes als auch des Komponentenansatzes und ist in der Lage, Bauteile mit integrierten Funktionen und standardisierter Strukturgröße herzustellen. Dieser Ansatz eignet sich am besten für Mikroschaltungen.
• Layout
Das Layoutprinzip der Box-Build-Montage besagt, dass der technische Index der Produkte gemäß den folgenden detaillierten Regeln sichergestellt werden muss; strukturelle Anforderungen müssen erfüllt sein; das Layout sollte praktisch sein; das Layout sollte vorteilhaft für Wärmeableitung, Inspektion und Nacharbeit sein. Die detaillierten Layoutregeln für die Box-Build-Montage sind wie folgt aufgeführt:
a. Leistung. Die Stromversorgung sollte am unteren Ende der Geräte platziert werden. Die Energieversorgung, die die Arbeitsenergie für den gesamten Betrieb liefert, besteht in der Regel aus einem Netztransformator, einer Gleichrichterröhre, einem Elektrolytkondensator und einem Durchgangselement, die alle ein relativ großes Volumen und Gewicht aufweisen und viel Wärme erzeugen. Daher sollte die Stromversorgung am unteren Ende der Geräte platziert werden. Außerdem sollte ein bestimmter Abstand zwischen dem Hochspannungsbereich und dem Niederspannungsbereich eingehalten werden; Hochspannungsklemmen und Hochspannungskabel sollten vom Gehäuse oder Rahmen isoliert und von anderen Leitungen und Erdungsleitungen ferngehalten werden; Schalter sollten an Stromversorgungen mit einer Hochspannung von mindestens 1 kV montiert werden. Darüber hinaus sollte der Steuermechanismus der Stromversorgung mit dem Gehäuse verbunden werden, das seinerseits ordnungsgemäß geerdet sein sollte.
b. Steuermechanismus und Anzeigeinstrument. Steuermechanismus und Anzeigeinstrument sollten an Bord montiert werden, um Bedienung, Überwachung und Nacharbeit zu erleichtern.
c. Komponenten. Komponenten beziehen sich hier auf solche, die zu Fehlern oder Ausfällen neigen und daher an Stellen angeordnet werden sollten, an denen sie leicht gewartet oder ausgetauscht werden können, wie z. B. Leistungsschalter oder Elektrolytkondensatoren. Die Vakuumröhre sollte mit geringem Kraftaufwand eingesetzt oder herausgezogen werden können. Prüfpunkte, die häufig kontrolliert werden müssen, sollten so angeordnet sein, dass sie leicht zugänglich sind.
d. Hochleistungsbauteile. Hochleistungsbauteile neigen dazu, während des Betriebs viel Wärme zu erzeugen, daher sollten sie an Stellen im gesamten Mechanismus angeordnet werden, an denen die Wärme leicht abgeführt werden kann. Zum Beispiel werden Hochleistungstransistoren üblicherweise an der Außenseite der Rückwand zusammen mit einem Kühlkörper montiert. Bei Bedarf sollten Lüfter oder Thermostatgeräte hinzugefügt werden.
e. Hochfrequenzschaltung. Abgesehen von den allgemeinen Regeln für die Anordnung von Komponenten,Hochfrequenzschaltungenmüssen die folgende Anforderung erfüllen:
1). Zwischen Hochfrequenzschaltungen und Niederfrequenzschaltungen sollten Isolationsmaßnahmen umgesetzt werden, wenn sie die gleiche Basis teilen oder sich auf derselben Leiterplatte befinden. Die Einheitsschaltung sollte als Abschirmstruktur mit hoher Abschirmleistung und Einstellbarkeit verwendet werden. Die Abschirmung der Vakuumröhre sollte unabhängig durchgeführt werden.
2). Metallkomponenten sollten nicht in der Nähe unbekannter Abschirmdrähte installiert werden, da sie den Induktivitätswert der Folie und den Gütefaktor verringern können. Es sollte ein ausreichender Abstand eingehalten werden, wenn eine Installation erforderlich ist.
3). Hochfrequente und hochpotentielle Komponenten sowie die zugehörigen Verbindungsleitungen sollten an Stellen fern vom Gehäuse oder von Abschirmwänden angeordnet werden, um die verteilte Kapazität zu verringern. Versilberte, hartgezogene blanke Kupferdrähte sollten verwendet werden, wenn die Verbindungsleitungen nicht zu lang sind, sodass die Position tendenziell unverändert bleibt, die verteilten Parameter stabil sind und die dielektrischen Verluste relativ gering bleiben.
4). Um zusätzliche parasitäre Kopplungen zu vermeiden, sollten Bauteile in Hochfrequenzschaltungen durch ihre eigene Struktur und nicht durch externe Befestigungsteile fixiert werden.
• Nachverfolgung
a. Boden. Sobald die Metallbasis aufgetragen ist, ist es optimal, dicke Kupferdrähte als Erdungsdrähte am Boden der Basis zu verlegen. Die Erdungsdrähte einer Leiterplatte werden im Allgemeinen durch eine großflächige Anordnung am Rand der Platine geführt, wobei die Bauteile in der Nähe mit der Erde verbunden werden oder alle Erdungspunkte an einem einzigen Punkt mit der Erde verbunden sind. Hochfrequenz-Erdungsdrähte verwenden in der Regel flache Kupferdrähte, um die Impedanzkontrolle der Erdungsdrähte zu verringern.
b. Gurte. Kabelbäume sollten nahe der Gerätebasis oder am Rahmen befestigt werden. Leitungen in Hochfrequenzschaltungen sollten vor dem Abschirmen in die Kabelbäume eingemischt werden. Hochfrequenzleitungen, die von unterschiedlichen Rückführungswegen kommen, sollten nicht im selben Kabelbaum oder parallel angeordnet werden. Stattdessen können sie vertikal gekreuzt werden.
c. Anschlüsse und Verbindungsdrähte. Bauteilleitungen oder Anschlussdrähte sollten so kurz und gerade wie möglich sein. Sie dürfen jedoch nicht zu straff gezogen werden, da für das Debugging und die Wartung ausreichend Flexibilität erhalten bleiben muss.
Die Verbindungsdrähte in Hochfrequenzschaltungen sollten einen möglichst kleinen Durchmesser und eine möglichst geringe Länge aufweisen. Isoliermaterialien mit hoher Dielektrizitätskonstante oder hohem dielektrischen Verlust sollten nicht verwendet werden. Falls Leitungen parallel verlegt werden müssen, sollte der Abstand zwischen ihnen so groß wie möglich sein.
