电子工艺学第五章讲义.ppt

电 子 工 艺 基 础 多 媒 体 课 件,制作：刘迪迪,第五章 装配焊接及电 气连接工艺,第五章 装配焊接及电 气连接工艺,1. 产品的装配过程是否合理，焊接质量是否可靠，对整机性能指标的影响是很大的。 2. 焊接操作，是考核电子装配技术工人的主要项目之一。,5.1 安 装,5.1.1 安装的基本要求 5.1.1.1 保证导通与绝缘的电气性能 5.1.1.2 保证机械强度 5.1.1.3 保证传热要求 5.1.1.4 安装时接地与屏蔽要充分利用,5.1.1.1 保证导通与绝缘的电气性能,电气连接的通与断，是安装的核心。 通与断，不仅仅是在安装后简单地使用万用表测试的结果。 在安装的过程中要充分考虑各方面的因素。 要考虑在震动、长期工作、温度、湿度等自然条件变化的环境中，保证通者恒通、断者恒断。,5.1.1.1 保证导通与绝缘的电气性能,5.1.1.2 保证机械强度,电子产品在使用过程中，不可避免地需要运输和搬动，会发生各种有意或无意的震动、冲击。 如果机械安装不够牢固，电气连接不够可靠，有可能因为加速运动的瞬间受力使安装受到损害。,1. 自攻螺钉固定，用在受力不大的场合。,5.1.1.2 保证机械强度,5.1.1.2 保证机械强度,2. 体积和重量较大的元器件（电容器），要在器件与印制板之间垫入橡胶垫或塑料垫，使用热熔性粘合剂将其粘在印制板上，用一根固定导线穿过印制电路板，将元器件绑住。,5.1.1.3 保证传热要求,在安装中，必须考虑某些零部件在传热、电磁方面的要求，以采取相应的措施。 1.利用常用的散热器标准件 2.利用金属机壳,5.1.1.3 保证传热要求,1. 如果工作温度较高，应该使用云母垫片，低于100，可用聚酯薄膜作为垫片。 2. 在器件和散热器之间涂抹导热硅脂。 3. 穿过散热器和机壳的螺钉也要套上绝缘套。,5.1.1.4 安装时接地与屏蔽要充分利用,1. 接地和屏蔽的目的： 消除产品与外界的相互电磁干扰； 消除产品内部的相互电磁干扰。,5.1.2 集成电路的安装,5.1.2.1 B型封形式的安装 5.1.2.2 双列直插式集成电路的安装 5.1.2.3 功率器件的安装,5.1.2.1 B型封形式的安装,B型封装的集成电路一般有两种安装方法。,清楚看到其标志，安装美观。,不容易拆焊，更换器件不方便！,注意：引线不能从器件的引线根部弯曲，从根部起留出5mm的长度。 为防止短路，每个引脚都要套上绝缘套管。,5.1.2.2 双列直插式（DIP）集成电路的安装,一般采用插座进行安装 也能直接焊在印制电铬板上。 直接插焊法可靠性高，成本低，但可更换性差。 插拔双列直插式集成电路要注意方法，从两端轮流撬起。,5.1.2.3 功率器件的安装,功率器件一般指消耗功率较大的器件，通常是指功率在1W以上的器件。 功率器件安装时都要配有相应的散热器。 实际安装可分为两种形式： 直接将器件和散热片用螺钉固定在印制板上； 优点：连线长度短，可靠性高；缺点：拆焊困难，不适合功率较大的器件。 将器件和散热器作为一个独立部件安装在设备中便于散热的地方。 优点：安装灵活便于散热；缺点：增加了连接导线,5.1.3 印制电路板上元器件的安装,分为卧式安装与立式安装两种方式。 在装配和焊接前，除事先做好对全部元器件的测试筛选以外，还要进行两项准备工作： 检查元器件的可焊性 对元器件的引线进行整形，使之符合印制板上的安装 孔位。 5.1.3.1 元器件引线的弯曲成形 5.1.3.2 元器件的插装,5.1.3.1 元器件引线的弯曲成形,在安装前用手工或专用机械把元器件引线弯曲成一定的形状，如图5-10,5.1.3.1 元器件引线的弯曲成形,成形时为避免损坏元器件必须注意的两点： （1）引线弯曲半径不得小于引线直径的 2 倍； （2）引线弯曲处距离元器件本体至少 2mm 以上。,5.1.3.2 元器件的插装,元器件的引线尽量短一些。在单面板上平行紧贴板面，在双面板上，离开板面约12mm。 插装元器件应注意的原则：,（1）先安装那些需要机械固定的元器件； （2）使它们的标志朝上或朝着易于辩认的方向（标记读数方向一致）；有极性的元器件，插装时要保证极性正确；,5.1.3.2 元器件的插装,（3）立式安装的元器件引脚需加绝缘套管； （4）先装配焊接那些比较耐热的元器件。,课间休息,5.2 焊接技术,5.2.1 焊接分类与锡焊条件 5.2.2 焊接前的准备 5.2.3 手工烙铁焊接技术 5.2.4 焊点的质量及检查 5.2.5 手工焊接技巧 5.2.6 拆焊 5.2.7 电子工业生产中的焊接简介,5.2.1 焊接分类与锡焊条件,5.2.1.1 焊接的分类 电子产品使用最普遍、最有代表性的是锡焊方法。锡焊的主要特征有三点： 焊料溶点低于焊件熔点； 将焊料与焊件共同加热到锡焊温度，焊料熔化 而焊件不熔化； 焊接的形成依靠熔化状态的焊料浸润面，由毛细作用使焊料进入焊件的间隙，形成一个合金层。从而实现焊件的结合。,5.2.1 焊接分类与锡焊条件,现代焊接技术的主要类型如表 5-1（P167）。 在电子产品的焊接中采用锡焊，方法简便、工具简单、成本低，易于实现自动化。,5.2.1 焊接分类与锡焊条件,5.2.1.2 锡焊必须具备的条件： （1）焊件必须具有良好的可焊性； （2）焊件表面必须保持清洁； （3）要使用合适的助焊剂； （4）焊件要加热到适当的温度； （5）合适的焊接时间。,5.2.2 焊接前的准备,5.2.2.1 可焊性处理镀锡 镀锡：就是液态焊锡对被焊金属表面浸润，形成 一层既不同于被焊金属又不同于焊锡的结合层。 镀锡的工艺要点： （1）待镀面应该清洁； （2）温度要足够； （3）要使用有效的助焊剂。,5.2.2 焊接前的准备,5.2.2.2 生产中元器件的镀锡 在小批量生产中采用锡锅镀锡，操作过程如图 5-1（P170）。 在大规模的生产中，从元件清洗到镀锡都由自动生产线完成。 5.2.2.3 多股导线镀锡 对导线镀锡，要把握的几个要点： （1）剥去绝缘层不要伤线； （2）多股导线的线头要很好绞合； （3）涂助焊剂镀锡要留有余地。,5.2.3 手工烙铁焊接技术,5.2.3 手工烙铁焊接技术 焊接的四个要素： 材料； 工具； 方式、方法； 操作者。 5.2.3.1 焊接操作的正确姿势 电烙铁的三种握法如图 5-3（P172）一般焊接多 采用握笔法。,5.2.3 手工烙铁焊接技术,5.2.3.2 焊接操作的基本步骤 正确的焊接操作过程可分为五步： （1）准备施焊； （2）加热焊件； （3）送入焊丝； （4）移开焊丝； （5）移开烙铁。 上述整个过程不过2-4s。,5.2.3 手工烙铁焊接技术,5.2.3.3 焊接温度与加热时间 试验得出：焊件温度的升高与烙铁头在焊件上停留 的时间是正比关系。 如果加热的时间不足，会使焊料不能充分浸润焊件 形成松香夹渣而虚焊、加热过量，除可能造成元件 损坏以外还有如下危害和外部特征： （1）外观变差、易拉出锡尖、焊点表面发白； （2）松香助焊剂分解炭化； （3）破坏印制板上铜箔的粘合层。,5.2.3 手工烙铁焊接技术,5.2.3.4 焊接操作的具体手法 （1）保持烙铁头的清洁； （2）通过增加接触面来加快传热； （3）加热要靠焊锡桥； （4）烙铁撤离有讲究； （5）在焊锡凝固之前不能动； （6）焊锡用量要适中； （7）助焊剂用量要适中； （8）不要用烙铁头作为运载焊料的工具。,5.2.4 焊点的质量及检查,保证焊点质量最关键的一点就是必须避免虚焊。 5.2.4.1 虚焊产生的原因及其危害 虚焊主要是由待焊金属表面的氧化物和污垢造成的，它使焊点成为有接触电阻的连接状态，导致电路工作不正常，是电路可靠性的一大患。 造成虚焊的主要原因（P176）。,5.2.4 焊点的质量及检查,5.2.4.2 对焊点的要求： （1）可靠的电气连接；（2）足够的机械强度； （3）光洁整齐的外观，典型焊点的外观要求如图 5-18 (P176) 对印制电路板进行焊接质量检查的几个方面： 漏焊； 焊料拉尖； 焊料引起导线间短路； 导线及元器件绝缘的损伤； 焊料飞溅。,下 课,5.2 焊接技术,5.2.4.3 通电检查 通电检查可发现许多微小的缺陷。 通电检查的结果及原因分析如表 5-2（P177）。 5.2.4.4 常见焊点的缺陷及分析 造成焊接缺陷的原因很多，在材料和工具一定的 情况下，采用什么样的方式方法以及操作者否有责 任心就是决定的因素。 常见焊点缺陷分析如表 5-3（P177）。,5.2 焊接技术,5.2.5 手工焊接技巧 5.2.5.1 有机注塑元件的焊接 有机材料可以被制成各种形状复杂，结构精密的开关和接插件，但最大弱点是不能承受高温，如果不注意控制加热时间极易造成塑性变形，导致零件失效或降低性能。 焊接不当导致失效的示意图如图5-20（P179）。 正确的焊接方法是：（P179-P180）。 5.2.5.2 簧片类元件的接点焊接 焊接的要领是： 可靠的预焊； 加热时间要短； 不可对焊点任何方向加力； 焊锡量宜少。,5.2 焊接技术,5.2.5.3 FET及集成电路的焊接 MOS FET电路不能承受高于200的温度焊接时必须非 常小心，焊接时应注意：（P180） 5.2.5.4 导线连接方式 有三种基本形式： （1）绕焊：如图 5-21（P181）操作步骤 （P181） 导线与导线的绕接如图 5-22 （P181）。 （2）钩焊：将导线弯成钩形钩在接线端子上，用钳子夹 紧后再焊接，如图 5-23 （P181）。 （3）搭焊：把经过镀锡的导线搭接在端子上施焊，如图 5-24（a） （P181），这种搭焊的接头强度和可靠性都差， 不能用于正规产品中的导线连接。,5.2 焊接技术,5.2.5.5 杯形焊件焊接法 多见于接线柱和接插件，操作方法如图 5-25（P181） 5.2.5.6 平板件和导线的焊接 在金属板上焊接的关键是往板上镀锡。 5.2.6 拆焊 拆卸多个引脚的集成电路或中周等元器件时，一般有以 下三种方法：（1）采用专用工具； （2）采用吸锡泵、吸锡烙铁或吸锡器； （3）用吸锡材料，如图5-29（P184）。,5.2 焊接技术,5.2.7 电子工业生产中的焊接简介 5.2.7.1 浸焊与波峰焊 按照焊锡槽的种类可以分为浸焊与波峰焊如图 5-30（P185）浸焊要求先将印制板安装在具有震动头的专用设备上，然后再浸入焊料中。 波峰焊是让电路板焊接面与熔化焊料的波峰接触形成连 接焊点。 自动焊接工艺流程如图 5-31（P185） 常的浸锡机有两种：一种是普通浸锡机，另一种是超声 波浸锡机。,5.2 焊接技术,5.2.7.2 再流焊 再流焊，也叫做回流焊，主要用于表面安装片状元器件的焊接，这种焊接技术的焊料是焊锡膏，是先将焊料加工成一定程度的粉末，加上适当的液态粘合剂和助焊剂，使之成为有一定流动性的焊膏，用它将元器件粘在印制板上，通过加热使焊膏中的焊料熔化而再次流动，达到将元件焊接到印制板上的目的。 再流焊操作方法简单、效率高、质量好、一致性好。,5.3 绕接技术,绕接：直接将导线缠绕在接线柱上，形成电气和机械连接的一种连接技术。 5.3.1 绕接机理及其特点 5.3.1.1 绕接机理 绕接材料及形式如图5-33（P181），靠导线与接线柱的棱角形成紧密连接的接点，这种连接属 于压力连接。,课间休息,5.3 绕接技术,5.3.1.2 绕接特点 同锡焊相比，绕接具有的优点：P187 绕接的缺点： （1）对接线柱有特殊要求，且走线方向受 到限制； （2）多股导线不能绕接； （3）效率较低。,5.3 绕接技术,5.3.2 绕接工具及使用方法 5.3.2.1 电动绕接器的使用 电动绕接器也称绕枪如图5-34（P188），它由电动驱动机构和绕线机构组成。 5.3.2.2 用手工绕杆进行绕接 手工绕杆的外形、结构及使用如图 5-36 （P189）。 5.3.3 绕接点的质量 绕接点要求导线紧密排列，不得有重绕、断线，导线不留尾。 绕接缺陷如图5-37（P189）。 退绕后的导线不能重复使用。,5.4 其他连接方式,5.4.1 粘接 也称胶接，连接异型材料时经常使用。 粘接的三要素包括适宜的粘合剂，粘接表面的处 理以及正确的固化方法。 5.4.1.1 粘接机理 粘合作用可分为本征粘合和机械粘合两种。 本征粘合表现为粘合剂与被粘工作表面之间分子 的吸引力。 机械粘合则表现为粘合剂渗入被粘合工件表面 的孔隙内，粘合剂固化后被机械地壤嵌在孔隙中。,5.4 其他连接方式,5.4.1.2 粘合表面的处理 对粘合表面的处理方法：（1）一般处理； （2）化学处理；（3）机械处理。 5.4.1.3 粘合接头设计 通常有对接、管子连接、角接等几种如图5-38 （P190）。 5.4.1.4 粘合剂的选择使用 粘接小塑料件可使用502，粘接ABS工程塑料， 有机玻璃等高分子材料也可用501、502等。 粘接金属时：用701胶。,5.4 其他连接方式,5.4.2 铆接 5.4.2.1 空心铆钉及其铆接 空心铆钉一般由黄铜或紫铜制成，有的还镀银。 5.4.2.2 空心铆钉的铆接 铆钉外径D 焊片孔径 铆钉长度焊片厚度1+印制板厚度2+0.8铆钉外径D 空心铆钉的铆接过程如图5-39，包括铆钉穿入、压紧、扩边、锤击成型四个工艺过程。,5.4 其他连接方式,5.4.3 螺纹连接 5.4.3.1 螺钉的选用 主要区别是螺钉头部的形状和螺纹的种类，有圆柱头 和半圆头，又可分为十字头、一字头和内六角螺钉。 5.4.