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电子产品的组装与调试工艺.pdf


文档分类:汽车/机械/制造 | 页数:约24页 举报非法文档有奖
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】的内容,可以使用淘豆网的站内搜索功能,选择自己适合的文档,以下文字是截取该文章内的部分文字,如需要获得完整电子版,请下载此文档到您的设备,方便您编辑和打印。:..电子产品的组装与调试工艺组装技术是将电子零件和部件按设计要求装成整机的多种技术的综合,、制造、使用和维修都是不可缺少的。组装是将电子零部件按要求装接到规定的位置上,既要实现电气性能安全可靠又要保证经久耐用。安装质量不仅取决于工艺设计,很大程度上也依赖于操作人员技术水平和装配技能。不同的产品,不同的生产规模对组装的技术要求是各不相同的,但基本要求是相同的。,安全是首要大事。不良的装配不仅影响产品性能,而且造成安全隐患。2。不损伤产品零部件组装时由于操作不当,不仅可能损坏所安装的零件,而且还会殃及相邻零部件。例如装瓷质波段开关时,紧固力过大造成开关变形失效;画板上装螺钉时,螺丝刀滑出擦伤面板带集成电路折弯管脚等。3。保证电气性能电器连接的导通与绝缘,接触电阻和绝缘电阻都和产品性能、质量紧密相关。假如某设备电源输出线,安装者未按规定将导线绞合镀锡而直接装上,从而导致一部分芯线散出,通电检验和初期工作都正常,但由于局部电阻大而发热,工作一段时间后,导线及螺钉氧化,进而接触电阻增大,结果造成设备不能正常工作。4。保证机械强度产品组装中要考虑到有些零部件在运输、,仅靠印制板上焊点就难以支持较重散热片的作用力。又如,变压器靠自攻螺钉固定在塑料壳上也难保证机械强度。5。保证传热、电磁屏蔽要求某些零部件安装时必须考虑传热或电磁屏蔽的问题。如图3-1所示,在功率管上装散热片,由干紧固螺钉不当,造成功率管与散热片贴合不良,影响散热。又如图3-2所示金属屏蔽盒,由于有接缝,降低了屏蔽效果。如果安装时在接缝中衬上导电衬垫,就可保证屏蔽性能。:..图3—1贴合不良图图3—2屏蔽盒示意图3。2。3常用组装方法电子整机装配过程中,需要把有关的元器件、零部件等按设计要求安装在规定的位置上,,有焊接,压接、绕接等。在这些连接中有的是可拆的(拆散时不会损伤任何零部件),有的是不可拆的。、导线和印制板之间的连接以及印制板与印制板之间的连接。其优点在于电性能良好、机械强度较高、结构紧凑,缺点是可拆性较差。,目前以冷压接使用较多。压接是借助较高的挤压力和金属位移,使连接器触脚或端子与导线实现连接。压接使用的工具是压接钳。,有多种规格可供选择,相应的也有多种专用的压接钳。压接技术的特点是:操作简便,适应各种环境场合,成本低、无任何公害和污染。存在的不足之处是:压接点的接触电阻较大,因操作者施力不同,质量不够稳定,因此很多按点不能用压接方法。3。绕接装配绕接是将单股芯线用绕接枪高速绕到带棱角(棱形、方形或矩形)的接线柱上的电气连接方法。由于绕接枪的转速很高(约3000r/min,对导线的拉力强,使导线左接线柱的棱角上产生强压力和摩擦,并能破坏其几何形状,出现表面高温而使两金属表面原子相互扩散产生化合物结晶,绕接示意如图3—:绕接和捆接,如图3—4所示.:..图3-3绕接示意图图3—4绕接的两种方法绕接用的导线一般采用单股硬匣绝缘线,㎜~1。3㎜.为保证连接性能良好,接线柱最好镀金或镀银,绕接的匝数应不少于5圈(一般在5圈~8圈).绕接与锡焊相比有明显的特点:可靠性高、失效率接近七百万分之一,无虚、假焊;接触电阻小,只有1毫欧姆,仅为锡焊的1/10;抗震能力比锡焊大40倍;无污染,无腐蚀;无热损伤;成本低、操作简单,易于熟练掌握。其不足之处是;导线必须是单芯线;接线柱必须是特殊形状、导线剥头长、需要专用设备等。,绕接主要应用在大型高可靠性电子产品的机内互连中。。胶接属干不可拆卸连接,其优点是工艺简申,不需专用的卫艺设备,生产效率高、成本低。它能取代机械紧固方法,,胶接广泛用于小型元器件的固定和不便于螺纹装配、铆接装配的零件的袋配,.(1)胶接的一般工艺过程胶接一般要经过表面处理、胶粘剂的调配、涂胶、固化、,应严格按照各步工艺过程的要求去做。(2)几种常用的胶粘剂①聚氯乙烯胶,又称呋哺化西林胶,是用四氢呋哺作溶剂,加聚氯乙烯材料配制而成,有毒、易燃。用于塑料与金属、塑料与木材、塑料与塑料的胶接。聚氯乙烯胶在电子设备的生产中,主要用于将塑料绝缘导线粘接成线扎和粘接产品包装铝内的泡沫塑料。其胶接工艺特点是固化快,不需加压加热。②环氧树脂胶,是以环氧树脂为主,加入填充剂配制而成的胶粘剂。③222互厌氧性密封胶,是以甲基丙烯酯为主的胶粘剂,是低强度胶,用于需拆卸早部:..件的锁紧和密封。它具有定位固连速度快,渗透性好,有一定的胶接力和密封性,,坯有其他许多各种性能的胶粘剂,如:导电胶、导磁胶、导热胶、热熔胶、压敏胶等,此处不再详述。3。。在电子工业生产中,SM实际是包括表面安装元件(SMC),表面安装器件(MID),表面安装印制电路板(SMB),普通混装印制电路板(PCB),点粘合剂,涂焊锡膏,元器件安装设备,焊接以及测试等技术在内的一整套完整的工艺技术的统称。SMT涉及材料,化工、机械、电子等多学科、多领域,。SMT主要优点(1)高密集。SMC、SMD的体积只有传统元器件的l/3~l/10左右,可以装在PCB的网面,有效利用了印制板的面积、减轻了电路板的质量。一般采用了SMT后可使电子产品的体积缩小40%~60%,质量减少60%~80%.(2)高可靠。SMC和SMD无引线或引线狠短、质量小,因而抗震能力强,焊点失效率可比传统安装至少降低了一个数量级,大大提高产品可靠性。(3)高性能。SMT密集安装减小了电磁干扰和射频干扰,尤其高频电路中减小了分布参数的影响,提高了信号传输速度,改善了高频特性,使整个产品性能提高.(4)高效率。(CIMS)可使整个生产过程高度自动化,将生产效率提高到新的水平。(5)低成本。SMT使PCB面积减小,成本降低;无引线和短引线使SMD、SMC成本降低,安装中省去了引线成型、打弯、剪线的工序;频率特性提高,减少了调试费用;焊点可靠性提高,减小了调试和维修成本。一般情况下采用SMT后可使产品总成本下降30%。主要问题(1)表面安装元器件目前尚无统一标准,品种不齐全,因而使用不便,价格较高。(2)技术要求高。如元器件吸潮引起装配时元器件裂损,结构件热膨胀系数差异导致的焊接开裂,组装密度大而产生的散热问题复杂等。(3)初始投资大。生产设备结构复杂,设计技术面宽,,这里只作简单介绍。:..3。3典型零部件安装(一)瓷件、胶木件、塑料件的安装这类零件的特点是强度低,安装时易损,因此要选择合适衬垫和注意紧固力。安装瓷件和胶木件时要在接触位置加软垫,如橡胶垫、纸垫、软铝垫,决不可使用弹簧垫圈。塑料件较软,安装时容易变形,应在螺钉上加大外径垫圈,使用自攻螺钉时螺钉旋入深度不小于螺钉直径的2倍。(二)面板零件安装面板上调节控制所用电位器、波段开关、按插件等通常都是螺纹安装结构。安装时,一要选用合适的防松垫圈,二要注意保护面板,防止紧固螺母时划伤面板.(三)功率器件组装功率器件工作时要发热,依靠散热器将热量散发出去,:,,防止贴合不良。(四)集成电路插装集成电路在大多数应用场合都是直接焊装到PCB上,但不少产品为调整、升级、维修方便常采用插装的方式,如计算机中的CPU、ROM、RAM及工控产品中的EPROM、CPU及I/O电路,这些集成电路大都是大规模或超大规模电路,引线较多,插装时稍有不慎,就有损坏IC的危险。以下三项是插装要点。。大规模IC大都采用CMOS工艺,属电荷敏感器件,。一般情况下也尽可能使用工具夹持IC,而且通过触摸大件金属体(如水管,机箱等)。无论何种IC插入时都有方位问题,通常IC插座及IC片子本身都有明确的定位标志,但有些封装定位标志不明显,。均施力。对准方位后要仔细让每一引线都与插座一一对应,之后均匀施力将IC插入,此外还要注意:(1)对DIP封装IC,一般新器件引线间距都大于插座间距,可用平口钳或手持在金属平面上仔细校正。:..(2)对PCA型IC,现在有“零插拔力”插座,通过插座上夹紧机构容易使引线加紧和松开。已有厂商生产专用IC插拔器,给装配工作带来方便。3。4印制电路板的组装印制电路板在整机结构中由于具有许多独特的优点而被大量地使用,因此当前电子设备组装是以印制电路板为中心展开的,,它的主要作用是作为元器件的支撑体,利用基板上的印制电路,。元件面安装元件,元件的引出线通过基板的插孔,在焊接面的焊盘处通过焊接把线路连接起来。。1元器件安装的技术要求电子元器件种类繁多,外形不同,引出线也多种多样,所以,印制电路板的组装方法也就有差异,必须根据产品结构的特点、装配密度、,安装后能看清元件上的标志。著装配图上没有指明方向,则应使标记向外易于辨认,并按从左到右、从下到上的顺序读出。2。元器件的极性不得装错,,同一规格的元器件应尽量安装在同一高度上。,先轻后重,先易后难,,疏密一致排列整齐美观。不允许斜排、,要保证1㎜左右的安全间隙,无法避免时,应套绝缘套管。。2㎜~0。4㎜;MOS集成电路的安装应在等电位工作台上进行,(如2W以上的电阻)要与印制电路板面保持一定的距离,不允许贴板安装,较大的元器件的安装(重量超过0。028㎏)应采取绑扎、粘固等措施。,前者简单易行,但效率低、误装率高;后者安装速度快,误装率低,但设备成本高,引线成形要求严格。一般安装形式如下。(l)贴板安装。安装形式如图3-5所示,适用于防震要求高的产品。元器件贴紧印制基板面,:..安装间隙小于1㎜;当元器件为金属外壳,安装面有印制导线时,应加垫绝缘衬垫或套绝缘套管。(2)悬空安装。安装形式如图3-6所示,适用于发热元件的安装。元器件距印制基板面有一定高度,安装距离一般在1~5㎜范围内。图3-5贴板安装图3—6悬空安装(3)-7所示,适用于安装密度较高、,但对重量大且引线细的元器件不宜采用这种形式。(4)埋头安装。安装形式如图3—8所示。这种方式可提高元器件防震能力,降低安装高度。元器件的壳体埋于印制基板的嵌入孔内,因此又称为嵌入式安装。图3-7垂直安装图3—8埋头安装(5)有高度限制时的安装。安装形式如图3-9所示。元器件安装高度的限制一般在图纸上是标明的,通常的处理方法是垂直插入后,再朝水平方向弯曲。对大型元器件要特殊处理,以保证有足够的机械强度,经得起振动和冲击。:..图3-9上有高度限制时的安装(6)支架固定安装。安装形式如图3—10所示。这种方式适用于重量较大的元件,如小型继电器、变压器、扼流圈等,一般用金属支架在印制基板上将元件固定。图3-(l)元器件插好后,其引线的外形处理有弯头、切断成形等方法。要根据要求处理好,所有弯脚的弯折方向都应与铜箔走线方向相同。(2)安装二极管时,除注意极性外,还要注意外壳封装,特别是玻璃壳体易碎,引线弯曲时易爆裂,在安装时可将引线先绕1圈~2圈再装。对于大电流二极管,有的则将引线体当做散热器,故必须根据二极管规格中的要求决定引线的长度,同时注意不宜把引线套上绝缘套管.(3)为了区别晶体管的电极和电解电容的正负端,一般在安装时加带有颜色的套管以示区别。(4)大功率三极管一般不宜装在印制电路板上,因为它发热量大,易使印制电路板受热变形。(1)在产品的样机试制阶段或小批量试生产时,印制电路板装配主要靠手工操作,即操作者:..把散装的元器件逐个装接到印制电路板上、操作顺序是:待装元件~引线整形~插装~调整位置~剪切引线~固定位置~焊接~,每个操作者要从头装到结束,效率低,而且容易出差错。(2)对于设计稳定,大批量生产的产品,印制电路板装配工作量大,宜采用流水线装配,这种方式可大大提高生产效率,减小差错,提高产品合格率。流水线操作是把一次复杂的工作分成著干道简单的工序,每个操作者在规定的时间内完成指定的工作量(一般限定每人约6个元器件插装的工作量)。在划分工序时注意每道工序所用的时间要相等,。传送带运动方式通常有两种:一种是间歇运动(即定时运动),另一种是连续匀速运动,,要根据其复杂程度,日产量或班产量以及操作者人数等因素确定。一般工艺流程是:每排元件(约6个)插入~全部元器件插人~1次性切割引线~一次性锡焊~检查。目前大多数电子产品(如电视机、收录机等)。自由节拍形式分手工操作和半自动化操作两种。手工操作时,操作者按规定插件、剪切引线焊接,然后在流水线上传递。半自动化操作时,生产线上配备有铲头功能的插件台,每个操作者一台,印制电路板插装完成后,,插件板在流水线上连续运行,每个操作者必须在规定的时间内把所要求插装的元器件准确无误地插到电路板上。,要留有适当的余地,以便既保证一定的劳动生产率,,工作内容简单、动作单纯,可减少差错,。自动装配工艺流程手工装配虽然可以不受各种限制,灵活方便而广泛应用于各道工序或各种场合,但其速度慢,易出差错,效率低,不适应现代化大批量生产的需要。尤其是对于设计稳定,产量大和装配工作量大而元器件又无需选配的产品,。先进的自动装配机每小时可装一万多个元器件,放率高,节省劳力,产品合格率也大大提高。自动装配和手工装配的过程基本上是一样的。通常都是从印制基板上逐一添装元器件,构成一个完整的印制电路板。所不同的是,自动装配要求限定元器件的供料形式,整个插装过程由自动装配机完成。:..(1)自动插装工艺。过程框图如图3-11所示。经过处理的元器件装在专用的传输带上,间断地向前移动,保证每一次有一个元器件进到自动装配机的装插头的夹具里,插装机自动完成切断引线、引线成形、移至基板、插人、弯角等动作,并发出插装完毕的信号,使所有装配回到原来位置,准备装配第二个元件。印制基板靠传送带自动送到另一个装配工序,-11自动插装工艺过程框图印制电路板的自动传送、插装、焊接、检测等工序,、孔距,元器件尺寸和在板上的相对位置等,确定可插装元器件和选定装配的最好途径,编写程序,然后再犯这些程序送人编程机的存储器中,由计算机自动控制完成上述工艺流程。(2),对元器件装配的一系列工艺措施都必须适合于自动装配的一些特殊要求,并不是所有的元器件都可以进行自动装配,在这里最重要的是采用标准元器件和尺寸。对于被装配的元器件,要求它们的形状和尺寸尽量简单一致,方向易于识别,有互换性等。另外,还有一个元器件的取向问题。即元器件在印制电路板什么方向取向,对于手工装配没有什么限制,也没有什么根本差别。但在自动装配中,则要求沿着X轴或Y轴取向,最佳设计要指定所有元器件只在一个轴上取向(至多排列在两个方向).若想要机器达到最大的有效插装速度,就要有一个最好的元器件排列方式。元器件引线的孔距和相邻元器件引线孔之间的距离也都应标准化,并尽量相同。3。5电子设备组装工艺电子设备组装的目的,就是以合理的结构安排,最简化的工艺实现整机的技术指标,快速有效地制造出稳定可靠的产品。所以电子设备的装配工作不仅重要,也具有创造性,是制造世界上一流产品的关键之一.:..一、组装内容和组装级别电子设备的组装是将各种电子元器件、机电元件及结构件,按照设计要求,装接在规定的位置上,组成具有一定功能的完整的电子产品的过程。组装内容主要有:单元的划分;元器件的布局各种元件,部件、结构件的安装;,根据组装单位的大小、尺寸、,:第一级组装,一般称为元件级,是最低的组装级别,,分立元件及其按需要构成的组件,集成电路组件等。第二级组装,一般称插件级,用于组装和互连第一级元器件。例如,装有元器件的印制电路板或插件等。第三级组装,。组装级别分为:第一级组装,一般称为元件级,是最低的组装级别,,分立元件及其按需要构成的组件,集成电路组件等。第二级组装,一般称插件级,,装有元器件的印制电路板或插件等。第三级组装,。:..3-12电子设备组装级组示意图这里需要说明的是:第一,在不同的等级上进行组装时,,组装印制电路板时,电阻器、电容器、晶体管等元器件是组装构件;而组装设备的底板时,印制电路板则为组装构件。第二,对于某个具体的电子设备,不一定各组装级都具备,而是要根据具体情况来考虑应用到哪一级。,在电气上是以印制电路板为支撑主体的电子元器件的电路连接。在结构上是以组成产品的钣金硬件和模型壳体,通过紧固零件或其他方法,,组装电子产品的主要特点是:(1),线材加工处理技术,焊接技术,安装技术,质量检验技术等.(2)装配操作质量,在很多情况下,,通常以目测判断,刻度盘、旋钮等的装配质量多以手感鉴定等。因此,掌握正确的安装操作方法是十分必要的,切勿养成随心所欲的操作习惯。(3)进行装配工作的人员必须进行训练和挑选,经考核合格后持证上岗、否则,由于知识缺乏和技术水平不高,就可能生产出次品,而一旦混进次品,就不可能百分之百地被检查出来,:..装配时对于给定的生产条件须研究几种可能的方案并选取其中最佳方案。目前,电子设备的组装从原理上可分为如下几种.(1)功能法。将电子设备的一部分放在一个完整的结构部件内。该部件能完成变换或形成信号的局部任务(某种功砌,从而得到在功能上和结构上都已完整的部件,便于生产和维护。按照用一个部件或一个组件来完成设备的一组既定功能的规模,分别称这种方法为部件功能法或组件功能法。不同的功能部件(接收机、发射机、、显示器)有不同的结构外形、体积、安装尺寸和连接尺寸,很难做出统一的规定。这种方法将降低整个设备的组装密度。此方法广泛用在采用电真空器件的设备上,也适用于以分立元件为主的产品或终端功能部件上。(1)。该部件能完成变换或形成信号的局部任务(某种功砌,从而得到在功能上和结构上都已完整的部件,便于生产和维护。按照用一个部件或一个组件来完成设备的一组既定功能的规模,(接收机、发射机、存储器。译码器、显示器)有不同的结构外形、体积、安装尺寸和连接尺寸,很难做出统一的规定。这种方法将降低整个设备的组装密度。此方法广泛用在采用电真空器件的设备上,也适用于以分立元件为主的产品或终端功能部件上。(1)功能法。将电子设备的一部分放在一个完整的结构部件内。该部件能完成变换或形成信号的局部任务(某种功砌,从而得到在功能上和结构上都已完整的部件,便于生产和维护。按照用一个部件或一个组件来完成设备的一组既定功能的规模,分别称这种方法为部件功能法或组件功能法。不同的功能部件(接收机、发射机、存储器。译码器、显示器)有不同的结构外形、体积、安装尺寸和连接尺寸,。此方法广泛用在采用电真空器件的设备上,也适用于以分立元件为主的产品或终端功能部件上。3。、规模不同,其构成也有所不同,但基本工序并没有什么变化。据此就可以制定出制造电子设备最有效的工序来。一般整机装配工艺过程如图3-13所示。由于产品的复杂程度、设备场地条件、生产数量、技术力量及工人操作技术水平等情况的不同,,样机生产可按图3—,印制板装配、机座装配及线束加工等几个工序可并列进行,后几道工序则可直列进行,重要的是要根据生产人数,装配人员的技术水平来编制最有利于现场指导的工序。3。6。2整机总装电子整机的总装,就是将组成整机的各部分装配件,经检验合格后,连接合成完整的电子设:..:先轻后重、先铆后装、先里后外、上道工序不得影响下道工序。整机装配总的质量与备组成部分装配件的装配质量是相关联的。因此,在总装之前对所有装配件、紧固件等必须按技术要求进行配套和检查。经检查合格的装配件应进行清洁处理,保证表面无灰尘、油污、。整机总装的基本要求(1)未经检验合格的装配件(零、部、整件),.(2)要认真阅读安装工艺文件和设计文件,严格遵守工艺规程。总装完成后的整机应符合图纸和工艺文件的要求。(3)严格遵守总装的一般顺序,防止前后顺序颠倒,注意前后工序的衔接。(4)总装过程中不要损伤元器件,避免碰坏机箱及元器件上的涂覆层,以免损害绝缘性能。(5)应熟练掌握操作技能,保证质量,严格执行三检(自检、互检、专职检验)制度。3。整机总装的工艺过程和流水线作业法电子整机总装是生产过程中极为重要的环节,如果安装工艺、工序不正确,就可能达不到产品的功能要求或预定的技术指标。因此,为了保证整机的总装质量,必须合理安排总装的工艺过程和流水线(1)整机总装的工艺过程产品的总装工艺过程会因产品的复杂程度、产量大小等方面的不同而有所区别。但总体来看,有下列几个环节.①、紧固件等从数量的配套和质量的合格两个方面进行检查和准备,同时做好整机装配及调试的准备工作.②、,都应在装联环节中加以实施应用。③调试。整机调试包括调整和测试两部分工作,即对整机内可调部分(例如,可调元器件及机械传动部分)进行调整,,一般在最后都要经过调试,才能达到规定的技术指标要求。④(或技术条件)规定的内容进行。通常有下列三类试验,即:生产过程中生产车间的交收试验、新产品的定型试验及定型产品的定期试验(又称例行试验儿例行试验的目的主要是考核产品质量和性能是否稳定正常。:..包装是电子整机产品总装过程中保护和美化产品及促进销售的环节。电子整机产品的包装通常着重于方便运输和储存两个方面。⑥人库或出厂。合格的电子整机产品经过合格的包装就可以入库储存或直接出厂运往需求部门,从而完成整个总装过程。(2)流水线作业法通常电子整机的总装是采用流水线作业法,又称流水线生产方式。流水线作业法是指把一部电子整机的装联和调试等工作划分成若干简单操作项目,每个装配工人完成各自负责的操作项比并按规定顺序把机件传送给下一道工序的装配工人继续操作,形似流水般不停地自首至尾逐步完成整机的总装的作业法。流水线生产方式虽带有一定的强制性,但由于工作内容简单,动作单纯,记忆方便,故能减少差错,提高工效,保证产品质量。先进的全自动流水线使生产效率和产品质量更为提高。例如,先进的印制电路板插焊流水线,不仅有先进的波峰焊接机,还配置了自动插件机,使印制电路板的插焊工作基本上实现了自动化。3。6。3整机总装质量的检验整机总装完成后,按质量检查的内容进行检验,检验工作要始终坚持自检、互检和专职检验的制度。通常,整机质量的检查有以下几个方面。1。外观检查装配好的整机表面无损伤、涂层无划痕、脱落,金属结构件无开焊、开裂,元器件安装牢固,导线无损伤,元器件和端子套管的代号符合产品设计文件的规定。整机的活动部分活动自如,机内无多余物(如焊料渣、零件、金属屑等)。2。装联正确性检查装联正确性检查又称电路检查,目的是检查电气连接是否符合电路原理图和接线图的要求,导电性能是否良好。通常用万用表的R×100欧姆档对各检查点进行检查。批量生产时,可根据预先编制的电路检查程序表,对照电路图进行检查。(1)出厂试验出厂试验是产品在完成装配、凋试后,在出厂前按国家标准逐个试验。一般都是检验一些最重要的性能指标,并且这种试验都是既对产品无破坏性而又能比较迅速完成的项目。不同的产品:..有不同的国家标准,除上述外观检查外还有电气性能指标测试、绝缘电阻测试、绝缘强度测试、抗干扰测试等。(2)型式试验型式试验对产品的考核是全面的,包括产品的性能指标,对环境条件的适应度,、高湿度循环使用和存放试验、振动试验、跌落试验、运输试验等。由于型式试验对产品有一定的破坏性,一般都是在新产品试制定型,或在设计、工艺,关键材料更改时,或客户认为有必要时进行抽样试验。,元器件的离散性和装配工艺的局限性,装配完的整机一般都要进行不同程度的

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