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文档简介

电装工艺技术培训电子设计工艺培训第1页/共371页第一章电子装联技术概述第二章

电子装联焊接机理及技术第三章整机及单元装联工艺第四章整机装联中的接地技术与处理培训课程第2页/共371页目录第一章电子装联技术概述1.1电子装联技术的定义1.2电子装联技术发展史1.3电子装联技术的分类1.4电子装联技术的等级1.5电子装联技术在产品研制生产中的作用第二章电子装联焊接机理及技术2.1软钎焊料合金的性能、形状2.2软钎焊料合金-焊膏2.3为什么电路元器件的连接要采用焊接?2.4软钎焊接的机理2.5焊接的润湿作用2.6焊接技术及技巧第3页/共371页第三章整机及单元装联工艺3.1概述3.2装联的扎线技术3.2.1术语和定义3.2.2扎线的设备、材料及工具3.2.3工艺过程3.2.4扎线的质量保证措施3.2.5线束扎制的合格与否判断3.3整机/单元装焊前的准备工作3.4整机/单元的装焊3.4.1一般装焊技术要求3.4.2整机及单元组件中低频插头座的焊接第4页/共371页3.4.3整机装焊中常见的焊接端子3.4.4常见焊接端子的焊接3.4.5整机中特殊电路单元焊接要求3.4.6焊接中关于导线的续接问题及处理3.4.7调试元器件在整机和单元电路上的装焊要求3.4.8微波单元电路的装焊要求3.4.9环境和工作场地要求第四章整机装联中的接地技术与处理4.1整机中的接地慨念4.2整机装联中的接地分类4.3整机模块中常见的几种地4.4工程电路接地的几点考虑4.5整机/模块中地线的处理4.6整机/模块中的布线原则第5页/共371页4.7结构设计不到位的布线处理4.8装联布线的实例剖析4.9机柜装焊中的接地问题4.9.1电子设备中机柜的种类4.9.2机柜的接地要求4.9.3机柜中电缆的敷设工艺4.9.4怎样设计好机柜的工艺图纸第6页/共371页第一章电子装联技术概述

本章内容1.电子装联技术的定义2.电子装联技术发展史3.电子装联技术的分类4.电子装联技术的等级

5.电子装联技术在产品研制生产中的作用第7页/共371页序

举目世界的制造业,同样一张图纸,同样做电视、做冰箱、做空调、做电子设备,可装焊后的整机,有的好调,不费事,不费时,而有的就是调不出来,或技术指标达不到要求,换这个元件,试那个器件的,造成电子设备的寿命指标和可靠性产生极大的差异,这种事情目前在装联界恐怕是司空见惯的,也是电子产品制造业中的“常见病”,“多发病”。为什么同样的生产线、同样的机器,德国就能产出奔驰,而中国不能?因此,要改变这种生产情况,应当从装联工艺学上、生产制造技术上来控制产品的制造质量。第8页/共371页1.1

电子装联技术的定义第9页/共371页

根据成熟的电路原理图,将各种电子元器件、机电元器件以及基板合理地设计、互连、安装、调试,使其成为适用的、可生产的电子产品(包括集成电路、模块、整机、系统)的技术过程。

它是一门电路、工艺、结构、组件、器件、材料紧密结合的多学科交叉的工程学科。涉及集成电路固态技术、厚薄膜混合微电子技术、印制电路技术、通孔插装技术、表面安装技术、微组装技术、电子电路技术、CAD/CAPP/CAM/CAT技术、互连与连接技术、热控制技术、封装技术、测量技术、微电子学、物理学、化学、金属学、电子学、机械学、计算机学、材料科学、陶瓷及硅酸盐学等领域。第10页/共371页

进入二十一世纪后,电子装联技术由电子组装扩展到电气互联,其定义为:

“在电、磁、光、静电、温度等效应和环境介质中任何两点(或多点)之间的电气连通技术,即由电子、光电子器件、基板、导线、连接器等零部件,在电磁介质环境中经布局布线联合制成承制所设定的电气模型的工程实体的制造技术”。

这是线路图纸无法表达的一种专门技术,它把设计要求的质量有效地体现在产品上,从而使产品获得稳定质量的技术。第11页/共371页

1.2

电子装联技术发展史第12页/共371页

电子装联技术随着电子封装技术的发展经历了五代变化,八十年代以来,IC封装由DIP双列直插式向SOIC,PLCC方向发展,九十年代是IC封装的迅速发展时期,其中最引人注目的是IC封装从周边端子型(以QFP为代表)向球栅阵列型(以BGA为代表)的转变。第13页/共371页表1电子装联发展史

电子封装技术电子装联技术第一代电子管时代(50年代)分立组件,分立走线,金属底板,电子管,接线柱,线扎,手工THT技术。第二代晶体管时代(60年代)分立组件,单层/双面印制电路板,手工THT技术。第三代集成电路时代(70年代)IC,双面印制板,初级多层印制板,初级厚/薄膜混合集成电路,波峰焊。第四代大规模/超大规模集成电路时代(80年代)LSI/VLSI/ALSI,细线多层印制板,多层厚/薄膜混合集成电路,HDI(高密度组装技术),SMT(表面组装技术),再流焊。第五代超大规模集成电路时代(90年代)BGA,CSP,SMT(表面组装技术),MCM(多芯片组件),3D(立体组装技术),MPT(微组装技术),

DCA(直接芯片组装技术),TAB(载带焊技术),无铅焊接技术,穿孔回流焊技术,选择焊技术,乳化半水清洗技术,激光再流焊技术,金丝焊技术,凸点制造技术,FlipChip(倒装焊技术)。第14页/共371页电装发展史电路功能相同的三代收音机

第15页/共371页电装发展史主要元器件采用SMC/SMD的印制电路板组件第16页/共371页电装发展史

随着片式元器件(SMC/SMD)、基板材料、装焊工艺、检测技术的迅速发展,特别是军级、七专级SMC/SMD元件的研制生产,21世纪初叶我国电子装备中SMC/SMD的使用率从当初的5%迅速增加到了70~80%以上。

第17页/共371页

在一些小型化电子装备中已大量使用BGA,以SMT为主流的混合组装技术(MMT)是21世纪初叶我国电子装备电路组装的主要形式,不仅DIP和SMC/SMD混合组装(THT/SMT),而且随着DCA组装技术的推广应用,将会出现DIP、SMC/SMD和倒装片在同一电路板上组装,以至在一些先进的电子装备中将应用把CSP装于MCM上,再进行3D组装的3D+MCM先进组装技术。第18页/共371页

1.3

电子装联技术的分类第19页/共371页电子装联技术分类有两种(1)按其组成结构特征和产品层次规定划分的电子装联技术分类,见表2。(2)按组装技术划分①常规电子装联技术——通孔插装式印制电路板装联技术②新一代电子装联技术,见表3。第20页/共371页表2

按组成结构特征和产品层次规定分类表装配类别说明印制电路板组件装配把THT和SMD件插装或贴装到印制电路板上并进行焊接的一种装配。零部件装配把零部件通过紧固件或焊接、铆接、胶接连接起来的一种装配。电气组件装配除印制电路板以外的电气装配,如:高、低频电缆、开关、按钮、连接器等、面板结构组件的组合装配(包括钳装和在这些器件上焊接元器件和导线),变压器、电感线圈,屏蔽盒焊接等。整机/单元装配将机械和电气零件、部件、组件、导线按设计要求相互进行组装连接的一种装配。第21页/共371页

表3按组装技术划分第22页/共371页

上述技术一般可分为:

组装技术;组装工艺;结构设计;互连基板;元器件;专用设备;材料;测试;可靠性等专业领域。第23页/共371页

1.4

电子装联技术的等级第24页/共371页表4

组装级名称技术内容例子0级芯片级组装在硅或砷化镓芯片上制作有源晶体管、电阻、电容及互连。IC芯片,VLSI,ALSI,MMIC,MIMIC1级元器件级组装IC芯片安装到封装中互连,外壳密封。IC,片式电阻,片式电容。2级电路/组件级组装元器件或芯片组装到互连基板(陶瓷基板、印制电路板、绝缘金属基板或其它)上并互连。PCB,厚/薄膜混合IC,SMC3级插件/印制底板级组装PCB(或厚/薄膜混合IC,SMT组件)组装互连到印制底板上,厚/薄膜混合IC及其它元器件组装互连到PCB上,屏蔽盒。各种PCB组装件,各种插件。4级分机级组装若干第1级、第2级、第3级组装件互连,电缆、连接器、控制面板及外壳。接收发射分机显示分机。5级机柜级组装若干分机或印制底板级组装件互连,机柜及面板(包括电缆、连接器)。通信机柜,雷达机柜,计算机机柜。第25页/共371页

1.5

电子装联技术在产品研制生产中的作用稳定发展第26页/共371页

电装技术属于边缘学科、多学科的电子工程制造技术。二十世纪九十年代美日等发达国家开展的“并行工程”,是电子装备设计思想的一次革命,在这个技术学科内,它的基本意思是“电气互联技术的工作必须从产品的方案论证起参加进去,参与总体设计及电子产品的研制、开发、生产全过程的设计、决策”。为实现这一理念,美国AriEona大学设立了世界上第一个电子组装工程硕士研究生班;国内一些一流的科研院所纷纷投入巨额资金引进先进的电气互联技术和先进的电气互联设备,与此同时,国内一些与电子工程制造技术有关的大学纷纷设立电气互联研究生班、微电子技术班和微电子与固体电子学院。

第27页/共371页

人们逐步认识到:

“没有一流的电气互联技术,没有一流的电气互联设备,就不可能有一流的设计、一流的电子产品,就不可能有一流的军事电子装备”。第28页/共371页

从五十年代以电子管为代表的第一代组装技术到八十年代以SMD/SMC为代表的第四代组装技术(SMT)的初期,我们曾经依靠一把烙铁、一把镊子进行电子产品的装联。第29页/共371页

当电子装联技术进入PCB组件,器件安装密度高于35~50个/(cm)2,焊点密度高于100点/(cm)2时;当产品的小型化、微型化需应用线间距≤0.3mm的高密度、高精度QFP、BGA、CSP等片式器件和0201(0.6mmX0.3mm)、0402的Chip时;当面对3D组装、多芯片组件(MCM)为代表的第五代组装技术以及以SOI技术为主体的第六代电子组装技术时,过去那种“一把烙铁、一把镊子打天下”就行不通了,必须依赖先进的电气互联技术和先进的电气互联设备。第30页/共371页

因此,在现代电子产品的设计、开发、生产中,电气互联技术的作用发生了根本性的变化,它是总体方案设计人员、企业的决策者实现产品功能指标的前提和依赖。第31页/共371页第二章电子装联焊接机理及技术

本章内容

1.软钎焊料合金的性能、形状

2.软钎焊料合金-焊膏

3.为什么电路元器件的连接要采用焊接?

4.软钎焊接的机理

5.焊接的润湿作用

6.焊接技术及技巧第32页/共371页

在电子装联行业中,广泛使用的焊接材料是锡铅焊料,这几年由于环境保护的要求,提出了无铅焊接的概念。在焊接理论上,学术界将金属熔点在450℃以上的称为硬焊料,金属熔点在450℃以下的称为软焊料。

焊料是指易熔的金属及其合金。它的作用是将被焊物连接在一起。焊料的熔点比被焊物的熔点低,而且要易于与被焊物连为一体。

焊料按其组成成份,可分为锡铅焊料、银焊料、铜焊料;按使用环境温度又可分为高温焊料、低温焊料。序第33页/共371页2.1

软钎焊料合金的性能、形状第34页/共371页锡的性能

软钎焊料合金常用的是锡、铅及其合金。锡是银白色有光泽的金属,锡耐氧化性能好,暴露在空气中时仍保持其光泽,且延展性好,晶粒结构比较粗。当弯曲锡棒时,由于其晶粒界面相互磨擦,可发出称为锡鸣的奇特声音。锡是一种质软、低熔点金属,相变点为132℃,低于这个温度时变成粉末状的灰色锡,通常称为α锡。当温度高于132℃时变成白色锡,通常称为β锡,富有延展性。锡在大气中耐腐蚀性好,不失金属光泽,但不能抗氯、碘、苛性钠、苛性钾等物质的腐蚀。第35页/共371页铅的性能

铅是一种篮灰色金属,新时暴露的表面具有光亮的金属光泽。通常在空气中该表面很快变质,呈暗灰色。其氧化膜附着力非常强,保护其底层金属免受环境的进一步侵蚀,它使铅具有耐受多种化学和环境腐蚀的独特性能。铅是一种质软金属,具有面心立方晶格,很容易加工成形。铅是一种对人体有害的有毒金属,特别是和盐酸类接触时要特别注意。

第36页/共371页锡铅合金物理特性

锡和铅形成的二元合金,是装联工艺中广泛采用的主要焊接材料。

主要优点是:熔化温度范围窄,适用于工程应用范围的需要;润湿性和机械物理性能尚可;经济性较好。表5列出了锡铅物理特性。

第37页/共371页表5锡铅物理特性

特性锡铅密度(g/cm³)

β锡(15℃)7.298α锡(1℃)5.76511.34(99.9%22℃)熔点(℃)

238.9327.4(99.9%)沸点(℃)32601725比热(cal/g℃)β锡(0~100℃)0.0534α锡(8~13℃)0.04930.0305

导热性(cal/cms℃)0.15280.083(0℃)导热率(cal/cms℃)(20℃)0.160.083结晶结构α锡金刚石型晶格β锡体心立方晶格面心立方晶格膨胀系数(40℃)2.234×10-52.93×10-5导电率(m/Ω-mm²)12.1(100%)7.9(100%)比电阻(μΩmm²)11.5(20℃多晶)20.648(20℃)97.867(340℃)温度系数(/℃)4.47×10-3(0~100℃)3.36×10-3(20~40℃)第38页/共371页锡铅合金状态图

下图示出了锡铅合金的熔化温度随着锡的含量而变化的情况,称其为锡铅合金状态图。0102030405060708090100Sn(%)1009080706050403020100Pb(%)A327º液相线液态糊状232º共晶点183ºα+β

固态纯锡固相线纯铅350300250200150100α50CDBEβ第39页/共371页锡铅合金状态图的解释

只有纯铅(A)点、纯锡(C点)、α+β合金(B)点是在单一温度下熔化的。其它配比构成的合金则是在一个温度区域内熔化的,其上限A—B—C线称为液相线,下线A—D-B—E—C线称做固相线。位于α和β固溶体区内的合金将呈单相,它们的溶解度曲线表示二区固溶体中的溶质数量随冷却而减少。在两个温度线之间为半液体区,焊料呈稠糊状,分别为α相+液相和β相+液相构成的半熔化状态区。第40页/共371页

随着α或β固态结晶体在锡和铅液液熔体中的扩散及温度的降低,该液熔体不再能溶解大量的第二相,并形成更多的α或β晶体,直达到低共熔温度,在该温度下其余材料全部凝固为α和β的固态混合体。(α+β)固溶体区的合金由不同配比的α相和β相组合而成。在B点合金不呈半液体状态,可由固体不经过糊状直接变成液体,这个B点称为共晶点,这个温度称为共晶温度。按共晶点的配比配制的合金称为共晶合金。第41页/共371页

锡63%、铅37%,锡铅合金焊锡的共晶点冷却后形成的细晶粒混合结构,对形成焊接接头的机、电性能有特殊意义。当锡含量高于63%,熔化温度升高,强度降低。当锡含量少于10%时,焊接强度差,接头发脆,焊料润湿能力差。共晶焊锡是理想的焊锡,其焊锡熔化温度低,这样减少了被焊接元件受热损坏的机会。同时,由于共晶焊锡由液体直接变成固体,减少了虚焊现象。故共晶焊锡应用得非常广泛。第42页/共371页焊料的形状

国际标准ISO-9453中规定了软钎焊料产品单元的制造要求与化学成份。

表6

产品单元随焊料变化表

焊料形状

产品单元锭、条、板、棒、杆以单一的锭、条、板、棒、杆为单位

丝状以单一的卷为单位精制的预成型件、环、球或粉材以每一包装量为单位第43页/共371页

电子装联中通常使用的是焊锡丝,在丝的芯里灌注了助焊剂,灌注一股的称单丝焊料,灌注两股的是双芯焊料,最多是三股。第44页/共371页焊料的选择

表7焊丝的选择被焊对象锡丝直径/㎜1印制板焊接点0.8~1.22小型端子与导线焊接1.0~1.23大型端子与导线焊接1.2~2.0第45页/共371页

2.2

软钎焊料合金-焊膏第46页/共371页

随着再流焊技术的应用,焊膏已成为表面组装技术(SMT)中最重要的工艺材料,近年来获得飞速发展。

焊膏是由合金焊料粉、糊状焊剂和一些添加剂混合而成的具有一定粘性和良好触变特性的膏状体。在常温下焊膏可将元器件初粘在既定位置,当焊膏被加热到一定温度时,随着溶剂和部分添加剂的挥发、合金粉的熔化,焊膏再流使被焊元器件与焊盘互联在一起经冷却形成永久连接的焊点。

第47页/共371页

合金焊料粉是焊膏的主要成分,约占焊膏重量的85%~90%。最常用的合金成份为Sn63/Pb37以及Sn62/Pb36/Ag2,其中尤其值得提出的是含银体系,通常称为掺银焊料,它具有较好的物理特性和优良的焊接性能,且不具腐蚀性,适用范围极广,其熔点仅为179~180℃,且2%银的加入可提高焊点的机械强度,还可防止银离子在与元器件接触过程中发生迁移。尤其是多层陶瓷电容器往往具有银/钯镀层,当采用只含Sn/Pb的焊膏时,银度层会与焊料的接触表面发生“溶蚀”现象,从而降低了焊点的结合强度。

第48页/共371页

常用合金粉的粒度是200~325目,超出此范围的以小于10%为宜。对精细间距的元器件,则要求更细的金属粉粒度,其粒度为270~500目或325~500。合金粉表面的氧化程度既与制备和处理过程中惰性气体保护状况有关,也与其形状和颗粒尺寸有关。球形合金粉与无定形合金粉相比,其表面积小,氧化程度就低;而粒子太细,由于表面积增大,也会使表面的氧化程度增加。通常要求表面氧化物的含量应小于0.5%。最好控制在100P.m以下。

第49页/共371页焊膏片

美国有一个公司生产的焊膏片约300多种合金,包括无铅在内,有不同规格尺寸:垫圈形、圆盘形、长方形、正方形、相框形、颗粒形、球体形、组合阵列形、及特殊形状等。圆盘形的直径可小到0.1mm。垫圈形的内径可小到0.38mm,外径可小到0.63mm

焊膏片的包装形式可选择瓶、盘、调色板和载带卷轴来存放。另外,这些焊膏片还可提供助焊剂涂覆层,可帮助提高产品质量和生产效率。第50页/共371页2.3

为什么电路元器件的连接要采用焊接?第51页/共371页

电子工业使用的接线方法通常是锡焊,如果认为电路元器件的连接除采用锡焊接外就没有其它方法了,这种看法是无道理的。装联中对电路连接的方法有绕接、压接、粘接等,那末,为什要从各种连接方法中选择焊接呢?

第52页/共371页

表8列出了把两个金属物体接在一起的方法,有很多种,那么,作为电路元器件的连接,需要考虑哪些因素呢?

表8

两个金属物体连接在一起的方法

1焊接:电弧焊、点焊、气焊2钎焊:硬钎焊、软钎焊(锡焊)3压接、压焊:热压接、冷压接、超声波压焊4铆接5螺钉紧固6镶嵌7绕接8粘接(粘接剂、导电胶固定)9化学连接第53页/共371页

要使两种金属连接在一起,首先必须能通过电流,另外还要求牢固,能经受一定的机械强度,制造时还连着,到用户手中或用起来就断开,这样的连接就毫无意义。表9列出了电路元器件连接质量需要的三个技术要素。第54页/共371页

元件连接质量三要素

表9元件连接质量三要素

1能通过电信号2机械强度要到达要求3不随时间的变化而老化第55页/共371页

另外,家用电器和电子工业中各种设备广泛采用焊接的理由,除技术上的要求外,还有很多优点,如成本低、加工方便、安全性好等。具体理由见表10所示。

第56页/共371页

表10

电路元器件采用锡焊接的理由

1导电性好2可得到足够的机械强度3助焊剂残渣可以不清洗,不影响使用(民用产品)4可一次焊接多个点5象铁和铜那样,两种金属可连接起来6焊锡来源多,价格便宜7焊接设备简单,与它有关的技术也具备8短时间就能培养出熟练的人员9操作温度低、简单10不会出现大的灾害第57页/共371页需要注意:

因锡焊接有如此多的优点,所以已被广泛使用。但是,锡焊接仍有许多不稳定的因素,缺乏质量上的一致性。不要认为它是一个单纯的操作,好象谁也会干,在产品焊接中凑够焊点数就认为是完成了任务,但是要使成千上万个焊点使用时都不会发生问题,都可以是高可靠性焊点,就不是一件容易做到的事了,焊接是一个技巧性很强的工作。

第58页/共371页

2.4

软钎焊接的机理第59页/共371页

连接两种或两种以上金属面的金属填料,其熔化温度低于450℃,并能润湿母材金属。这种填料与母材金属表面原子间的相互润湿作用,在低于母材金属熔点的温度下把两种金属连接到一起,这个过程称为软钎焊。

软钎焊材料是重要的电子信息材料,据记载,人类开始使用软钎焊料的历史可以追溯到古埃及时代,古罗马时代起就开始使用锡铅焊料了。但只是在最近的几十年间,随着电子工业的掘起,软钎焊接技术和软钎焊材料才得以迅猛发展。

第60页/共371页锡焊过程焊接过程是金属表面、助焊剂、熔融焊料和空气等相互之间作用的复杂过程。

:物理学-

润湿、粘度、毛细管现象、热传导、扩散、溶解。

化学-助焊剂分解、氧化、还原。

冶金学-合金、合金层、金相、老化现象。第61页/共371页

软钎焊的结合机理主要有扩散连接理论、浸润理论、间合金属理论、晶间渗透理论以及机械齿合理论。第62页/共371页扩散连接理论

铜箔及元件引线的铜原子经90~110℃温度的预热后已具备一定的活性,到达波峰处时,在250℃的焊接温度下铜原子进一步活化与锡-铅焊料中的原子相互扩散,纠缠在一起,冷却后形成合金。第63页/共371页

金属原子以结晶排列,原子间作用力平衡,保持晶格间的形状和稳定。当金属与金属接触时,界面上晶格紊乱,导致部分原子从一个晶格点阵到另一个晶格点阵。三种扩散形式:表面扩散,粒界扩散,体扩散(粒內扩散)

扩散条件:

相互距离(金属表面清洁,无氧化层和其它杂质两块金属原子间才会发生引力)

温度(在一定温度下金属分子才具有动力)第64页/共371页浸润理论

浸润是指当一滴液体与固体表面接触后,接触面自动增大的过程,是液体与固体表面接触时发生的分子间相互作用现像。液体的浸润是由表面张力引起的。当熔融锡-铅焊料与铜箔表面接触时,铜箔的表面张力力图使锡-铅焊料铺展;而锡-铅焊料液滴的表面张力则使液滴收缩。第65页/共371页表面张力

表面张力:在不同相共同存在的体系中,由于相界面分子与体相内分子之间作用力不同,导致相界面总是趋于最小的现象。

熔融焊料在金属表面也存在表面张力现象。表面张力与润湿力的方向相反,不利于润湿。

表面张力是物质的本性,不能消除,但可以改变。第66页/共371页

间合金属理论

铜箔和元件引线与熔融锡-铅焊料接合处形成金属间化合物Cu3Sn,Cu6Sn5。

熔融锡-铅焊料原子置换铜箔及元件引线的金属格子;熔融锡-铅焊料原子浸入铜箔及元件引线的金属格子内。见下面示意图第67页/共371页

原来的格子置换型浸入型熔融锡铅焊料进入固体金属的形态分类图●

第68页/共371页机械齿合理论

应先了解固体表面的性质:固体表面的复杂性任何固体表面层的性质与它內部完全不同,经过长时间暴露后其差别更为明显。固体的表面是由吸附气、吸附水膜、氧化物、油脂、尘埃等组成,因而这些表面是不清洁的;第69页/共371页

固体表面的粗糙性宏观上光滑的表面,在微观上都是非常粗糙的,凹凸不平,近似峰谷交错,两固体的表面接触,只能是高峰的接触,其接触面仅为几何面积的1%左右。在250℃的焊接温度下,铜原子进一步活化与锡铅焊料中的原子相互扩散,纠缠在一起,冷却后形成合金。第70页/共371页2.5

焊接的润湿作用第71页/共371页

形成良好焊接的第一个条件就是润湿。润湿是指液态焊料和被焊基体金属表面之间发生相互作用的现象。既熔融焊料在基体金属表面扩展形成完整均匀的复盖层。

就是使结合金属表面上的焊锡充分地摊开,与结合金属表面熔为一体。这样的过程叫做“润湿”。

第72页/共371页

焊点形成的基本过程取决于钎料和基本金属结合面间的润湿作用,也正是基体金属被熔融钎料的物理润湿过程形成了结合界面。因此,在焊接焊点形成过程中,润湿机理具有特别重要意义,它揭示了焊点的原子结构和产生连接强度的原因。第73页/共371页润湿条件1.

液态焊料与母材之间有良好的亲和力,能互相溶解。互溶程度取决于:原子半径和晶体类型。(因此润湿是物体固有的性质)2.液态焊料与母材之间表面清洁,无氧化物和其它污染物.

润湿力:清洁的表面使焊料与母材原子紧密接近而产生的引力

当焊料与被焊金属有氧化层和其它污染物时,就会妨碍金属原子自由接近,不能产生润湿作用。这是形成虚焊产生的原因之一。第74页/共371页

当两个基体金属用钎料连接在一起时,由于钎料分别和两个基体金属连接在一起而形成的两个连接界面,从而建立了金属的连续性。每个焊点至少有两个这样的连接界面。下图说明了这种连接界面的连续性。第75页/共371页

基体金属A与钎料的连接界面→钎料→钎料与基体金属B的连接界面→基体金属B。显然,钎料既是连接的媒介,也是构成基体金属连续性中的一个组成环。基体金属A钎料层基体金属B用钎料连接起来的两个基体金属第76页/共371页

润湿角

润湿角是指金属表面和熔融焊料交界面与熔融焊料表面在其交点处切线和金属表面间的夹角用θ表示。

注:θ角的起始点应是固相(被焊工件)液相(熔融焊料)和空气的交点,由交点做液面的切线,切线内液面的夹角为θ角。

(a)润湿好(θ<45º)

(b)部分润湿(θ=90º)

(c)润湿差(180º>θ>90º)

第77页/共371页

用润湿角来目视判断焊点的好坏是很直观且实用可行的方法,运用这种方法应知晓润湿程度的慨念,既接触角的余弦值。当接触角趋向于零,其余弦值接近于1时,焊料在表面上达到完全润湿。当接触角增大到180℃,余弦值接近于–1时,则完全不润湿。不良润湿则是焊料对基体金属表面的接触角较大,焊料不能充分润湿整个表面,既表面的一些地方表现为润湿,另一些地方表现为不润湿,一般接触角大于90℃,余弦值小于零。

对不良润湿的判断,只有多结合实践才能把握好好焊点、不良焊点、不合格焊点的界限。

第78页/共371页判定焊接润湿角

焊料应润湿全部焊接部位的表面,并围绕焊点四周形成焊缝,焊料润湿不良或润湿不完全,不应超出焊点四周10%,焊料不应收缩成融滴或融球,判定见下表。

表11焊接润湿角的判定

湿

角润

湿

别0º<θ≤30º

良好30º<θ≤40º

好40º<θ≤55º

可接收55º<θ≤70º

不良θ>70º

差不能接收第79页/共371页

在印制电路板通孔插装焊接和表面贴装焊接中,类似润湿角θ≥90º,以及90º>θ>75º的情况时有发生;同时,在电装工人和检验人员中存在一种错误认识,认为90º>θ>75º是焊点“饱满”,而15º<θ<30º则是锡量太少!但恰恰是润湿角θ≥90º和90º>θ>75º

,不但焊接强度降低,还存在着“液态钎料和基体金属表面之间缺乏润湿亲合力”,潜伏着“虚焊”的危险性。第80页/共371页特别说明

上述情况是针对铅锡合金(Sn63/Pb37)而言,目前无铅焊接在电子消费品的组装中已经越来越广泛的被应用,但必须指出,由于无铅焊料的可焊性差,润湿差,焊接温度高,对大部分元器件及焊接设备留下的温度空间十分狭窄,无铅焊点的形态(θ角)也将由铅锡合金时的15º<θ<40º的要求,发生了较大的变化。过去被认为是不能允许的90º>θ>75º润湿角及焊点灰白、不光亮等焊接缺陷,在无铅焊接中就可能被认为属于可接受的。第81页/共371页

因此,即使在发起无铅焊接的美国,至今还没有看到无铅焊接的MIL军标出现,在航天航空等高可靠性电子设备中对无铅焊接的应用需慎重再慎重!第82页/共371页2.6

焊接技术及技巧第83页/共371页

所谓焊接,就使在两个工件之间熔入焊锡,通过加热,焊锡和工件互相扩散而形成合金层,通过金属键连接起来,也可以说是由金属表面的润湿现象而形成的连接。这种连接的特点,几乎看不出被焊接件的变化,这是它最大的优点。

第84页/共371页

焊接的历史相当悠久,据说在罗马遗址曾发现过锡铅焊料。再往前追溯,大约在公元前十世纪左右就已经有这种技术存在。虽然有如此长的历史,但还不能说这方面的技术目前已达到完善的程度了。其原因是焊接条件中有很多不稳定的因素,而且焊接技术本身是比较难的。第85页/共371页

可是很多人都较轻视焊接,理由是:焊接时,动手一试,粘上了,所以认为它简单。然而,在当今电子产品朝向更轻、薄、小、高密度组装时,要求设备高可靠性时,人们才发现,设备的故障原因,除元器件的早期不良和正常消耗外,基本上都是焊接不良!第86页/共371页

产品制成后,检验不可能将焊点一个不漏的查出来,更何况软钎焊的装联技术本身存在着许多隐含的质量因素,如能认识到这点,就会想到:焊接技术并不那末简单,决不只是规定操作标准和验收标准就可以了。所以必须掌握理论知识,结合实践反复练习。第87页/共371页焊接工具

烙铁是手工焊接的主要工具,选择合适的烙铁,合适的烙铁头形状,正确地使用它,是焊接质量的基础。由于用途、结构的不同,有各式各样的烙铁。从加热方式分,有自热式、感应式、气体燃烧式等,还有这几年问世的智能烙铁,其功率可随被焊面积的大小而自动调节输出。从功能分,又有单用式、两用式、调温式等。最常用的还是单一焊接用的自热式电烙铁。它又可分为内热式和外热式两种。

第88页/共371页焊接工具的选用电烙铁的种类及规格很多,而被焊工件的大小又有所不同,因而合理的选择电烙铁的功率和种类,对提高焊接的质量和效率有直接的关系。如果被焊件较大,烙铁功率较小,则焊接温度过低,焊料融化较慢,焊剂不能挥发,焊点不光滑、不牢固,这样势必造成焊接强度及外观质量的不合格,甚至焊料不能熔化而使焊接无法进行。如果烙铁的功率太大,则使过多的热量传送到被焊工件上面,使焊点过热,造成器件的损坏,或致使PCB的铜箔脱落,焊料在焊接面上流动过快而无法控制。

第89页/共371页选用电烙铁参考表12所示表12电烙铁的选用参考表焊件及工作性质烙铁头温度(室温220V电压)选用电烙铁一般印制电路板安装导线

20W内热式,30W外热式,恒温式集成电路250℃~400℃20W内热式,恒温式,储能式焊片、电位器、2~8W电阻、大功率管350℃~450℃35~50W内热式,调温式50~75W外热式8W以上大电阻2A以上导线较大元器件400℃~550℃100W内热式,150~200W外热式金属板等500℃~630℃300W以上外热式或火焰锡焊维修、调试一般电子产品

20W内热式,恒温式,感应式,储能式,两用式第90页/共371页估计电烙铁头温度的方法表13观察法估计烙铁头的温度

观察现象

烟细长,持续时间长,>20s烟稍大,持续时间约10~15s烟大,持续时间短约7~8s烟很大,持续时间短约3~5s估计温度<200℃230℃~250℃300℃~350℃>350℃焊接达不到焊接温度PCB及小型焊点导线焊接,较大焊点等粗导线,大焊点第91页/共371页表13实际使用时,要根据情况灵活应用。

应注意的是不要认为烙铁功率越小,越不会烫坏元器件。如焊接一个普通三极管,因为烙铁较小,它同元件接触后不能很快供上足够的热,因焊点达不到焊接温度而不得不延长烙铁停留时间,这样热量将传到整个三极管上并使管芯温度可能达到损坏的程度。相反,用较大功率的烙铁可很快使焊点局部达到焊接温度而不会使整个元件承受长时间的高温,因而不易损坏元器件。第92页/共371页电烙铁使用技巧

烙铁头不仅可以加热工件,还能用它来控制焊锡量或吸除焊锡。但烙铁头切不可作为运载焊锡的工具来使用。因为现在用的焊料都是焊锡丝,其内都带有助焊剂,焊接前助焊剂一旦分解,焊锡就彻底氧化了。第93页/共371页焊锡的熔化方法(b)所示将焊锡放在工件上,烙铁也同时跟上加热。(c)所示的做法不正确。因为助焊剂差不多全部分解挥发,不仅影响焊接质量,还污染了操作环境。(a)所示为先加热工件,在距离烙铁最近的工件上熔化焊锡。第94页/共371页烙铁的撤离方向和焊锡量的关系

如果想要控制焊锡量或吸除多余的焊锡,要领就是掌握好撤烙铁头的方向。掌握了下图所示的五种方法就能控制好焊锡量。这也是用好烙铁头的技巧所在。第95页/共371页(1)沿烙铁的轴向45°角撤离。印制电路板的焊接往往采用这种手法。第96页/共371页(2)向上撤离,

从下面向上提拉,可使焊点饱满。

第97页/共371页(3)

水平方向撤离可使焊锡挂在烙铁头上,反复几次可清除被焊端子的一些焊料。在没有返修手段时可用此法。第98页/共371页(4)垂直向下撤离。用这种方法撤离,烙铁头吸除焊锡比水平方向撤离还要多带焊锡量。第99页/共371页(5)垂直向上撤离。这样的撤离可使烙铁头上不挂锡。第100页/共371页良好焊点应具备的七个条件

要想获得良好的焊点必须学习和掌握焊接应具备的七个条件。(1)被焊接面保持清洁

焊接的成功,需要焊锡与被焊接件接触好,但是,被焊件的表面往往被几层障碍物所复盖,如下图所示。

被焊接的障碍物示意图

第101页/共371页(2)适量地使用适当的助焊剂助焊剂的使用方法很重要。助焊剂的使用方法正确与否,可决定焊接的质量。助焊剂的种类繁多,必须根据被焊件的材料、表面状态及使用方法(工具或装置)来选择适当的助焊剂。第102页/共371页(3)焊锡的杂质焊锡中包含的杂质,会生成金属化合物,变成障碍而影响焊接。最容易熔入焊锡内而影响又最大的金属就是铜。它同锡化合后形成又硬又脆、导电性和导热性很差的金属化合物。金(Au)、锌(Zn)、锑(Sb)、铝(Al)也有显著的影响。除此之外,一些标准还规定有铋(Bi)、铁(Fe)、砷(As)。第103页/共371页

(4)适当的温度和均匀加热为了提高焊接效率而将焊接温度提高,有时反倒会使焊接效率降低,而且影响质量。焊接温度对焊锡的状态和助焊剂的分解是有影响的。对于印制电路板,会导致焊盘剥落。第104页/共371页

根据表14所列的各个条件,焊接温度应适当地控制在230℃~250℃左右。

表14决定焊接温度的条件焊锡状态220℃以下20~280℃300℃以上扩散不足,焊不上抗拉强度大生成金属化合物助焊剂(松香)210℃以上开始分解印制电路板260℃以上焊盘有剥离的危险第105页/共371页(5)合适的时间同温度条件一样,加热的时间也是重要的因素。从理论上讲,扩散是由温度和时间来决定的。但在手工焊接时,应使温度保持一定,根据润湿状态来决定时间。自动焊接也同样,必须优先决定焊接温度,然后再设定焊接时间。第106页/共371页(6)工件的固定从焊接开始,到焊锡冷却凝固这一段时间,应使工件在一定的时间内保持不动。手工焊接时,在这段时间内要稳稳地拿住零件,不要松手;自动焊接时,必须防止焊接工装、传输带震动。第107页/共371页

(7)使用工具和设备的技巧对于焊接来说,由于存在的不稳定因素,所以会出现质量一致性较差的问题。这里所说的技巧,就是指熟练地使用工具或设备的技巧。对于这个问题其实不难,现在的焊接工具和设备都很先进并具智能性,比如称之为“傻瓜烙铁”的工具,它能感应被焊接物质所需热量的大小而自动变化供热功率,只要操作者在实践中善于积累经验,反复练习就可以掌握好焊接技术的。

第108页/共371页焊接步骤

一个质量好的焊点不是随意就能做到的,不要急于求成,除了有正确的握电烙铁方法、焊锡丝的正确拿法外,还应当掌握正确的焊接步骤。常用的是焊接五步法、三步法。第109页/共371页

焊接五步法和三步法,是焊接的基本步骤。不过,五步法不管你多么熟悉,有时操作节奏总是不协调。所以需要节奏快的三步操作法。当然没有必要对两者进行比较来讨论哪个好。实际上只要在两者中间范围内操作即可。

对热容量大的工件,要严格尊守五步操做法;对热容量小的工件,可以按三步操作法,加快节奏。

这就是大致的标准。

第110页/共371页第三章整机及单元装联工艺

本章内容

1.

概述

2.装联的扎线技术

3.整机/单元装焊前的准备工作

4.整机/单元的装焊第111页/共371页

3.1

概述第112页/共371页

从前面讲的表4我们可以看到,电子装联分为0级(芯片级组装),1级(元器件级组装),2级(电路/组件级组装),3级(插件/印制底板级组装),4级(分机级组装),5级(机柜级组装)等6个等级;其中,0级及1级属于器件级组装;2级及3级属于部件级组装(例如印制电路板组装件,高频电缆组装件,低频电缆组装件及微波电路模块等);4级及5级属于整机级组装(例如单元,分机,插箱,机柜等)。

第113页/共371页

整机级组装是电子设备装联技术的核心;现在不少单位都采用器件级组装外购,部件级组装(微波电路模块除外)外协,而把整机级组装留在本单位进行,其原因是由于整机级组装不但技术难度高,工作量大,基本上是手工操作,而且还涉及到企业的核心利益。第114页/共371页

本章重点讨论单元、分机、插箱、机柜的装联工艺技术,大部分是本人多年学习和工作经验教训的积累,由于各个单位情况不同,产品的用途不同,使用的材料不同,工艺要求和工艺方法就会有所差别,因此下面所讲仅供参考。工厂条件产品特性员工素质设备配置管理方式市场情况和公司定位第115页/共371页

3.2

装联的扎线技术第116页/共371页3.2.1

术语和定义(1)样板布线法将线扎图按1:1比例绘制图样,并在样板上直接布线的方法。(2)手工扎线法根据机箱内电子元器件、零部件的位置进行布线的方法。

第117页/共371页3.2.2

设备、材料及工具(1)设备及工具榔头、剪刀、斜口钳、平口钳、镊子、专用扎线钉、专用扎线钳、玻璃板、元珠笔、线筒、线架、木板(厚10~20mm,大小视具体情况而定)。

(2)材料胶带纸,锦丝线,塑料扎线带、聚氯乙烯套管、硝基胶液Q98-1。

(3)扎线钉(样板布线用)扎线钉用圆钢制做,圆钢外必须套塑料套管,塑料套管长于扎线钉3~5mm。第118页/共371页3.2.3

工艺过程

(1)必须首先熟悉设计图纸实物机箱、消化线扎图、接线表、工艺要求等文件以后,才能进行施工。(2)扎线的准备工作①根据排线表将所需的各类导线分别绕在线筒上,并放在线架上备用。②写线号:将胶带纸撕贴在玻璃板上,按排线表的顺序写线号(每个线号写两次),以备在排放线时贴在导线的两端。第119页/共371页

③将扎线图粘贴在样板上;为保护扎线图,可在图纸上覆盖透明塑料薄膜。

④将需扎制的导线钉在扎线板上线扎分支及导线出头处布设扎线钉,将线扎图和压线拉簧固定在木板上,如图所示。第120页/共371页样板布线示意图:第121页/共371页⑤下线:

a)按接线表导线规格、型号从线架上取下导线,并在线扎图上按实际走线途径确定导线长度(如设计及工艺无特殊要求,一般按最短距离走线;走线时应考虑线扎的均匀与平衡),分支线到焊点应留1~2次的焊接余量(8~20mm),当主干线扎直径大于20mm,或导线拐弯次数较多时,应适当增加导线下料长度见下图所示。第122页/共371页第123页/共371页b)在接线表上记录该编号导线的长度,以作批量生产和设计定型使用。c)按上述长度将导线剪下,并在导线的两端贴上线号。第124页/共371页

(3)排放导线①导线型号、规格必须符合设计文件要求,未经允许,不得随意更改。②一般情况下可按接线表的顺序进行排线,如果导线表中有屏蔽线和高频电缆时,则应先排放屏蔽线和高频电缆,然后再依次排放其它导线。③电压等于大于100V的电源线应尽可能远离底板或机壳布设,即电源线后排,可把导线放在线扎中间上方。

第125页/共371页④交流电源线和信号线应尽量避免平行走线。

⑤严禁在线扎内排放绝缘层已破坏(烫伤、损伤)的和有接头的导线。

⑥屏蔽线不应松散,金属丝的断股为<1~2丝/1m。

⑦拉导线不要用力太大,张力要均匀。

⑧排线完毕,必须按线扎图自验:线号、导线规格、出线位置及数量等是否符合图纸要求。

第126页/共371页(4)

线束整理

线束扎好后应进行整理工作。要求导线平直,单根导线与线扎的轴线平行,减少交叉,不允许导线交叉、扭曲。

第127页/共371页(5)线束需套绝缘套管时的处理方法线束套有绝缘套管时,端头绑扎方法示意图

第128页/共371页(6)线束的绑扎要求a)在同一根线束中,只能采用一种打结方法,同时打结的方向及距离应一致。第129页/共371页b)绑扎间距及打结方向打结方向应放置在线扎的侧面下方。第130页/共371页C)绑扎间距可参考表16。线扎直径绑扎间距<810~158~1515~2515~2525~40>2540~60表16线束直径与绑扎关系表(mm)第131页/共371页d)用锦丝线或扎线扣绑扎时,不宜拉的过紧,以免线束受正负温影响和老化以后,使锦丝线嵌入塑料层内而导致绝缘层受破坏;用锦丝线绑扎的线扎始端和终端的结扣应涂硝基胶液Q98-1。

第132页/共371页e)当线扎的分支接向连接器时,应将分支线扎拧转1/3~1/8圈后,再进行扎制,见下图所示。

第133页/共371页f)分支线扎走向连接器、开关、控制和保护装置等多接点的导线束,为避免导线交叉,把导线穿入接点样板,把交叉导线理顺后绑扎。

接点样板用纸壳制作,接点位置与实物一致,接点孔径由导线线径决定。

第134页/共371页g)

分支线束的几种绑扎

这里以图式介绍几种分支线束的绑扎方法。第135页/共371页

分支线束也可用扎线扣来进行扎制,这种扎线扣的正确扎制见图示。第136页/共371页(6)线束的防护处理

a)线扎缠绕绝缘带时,绝缘带的宽度由线扎的直径、拐弯和分支而定。缠绕顺序一般为分支、主干。缠绕时,绝缘带前后搭边的宽度应不少于带宽的1/2,缠绕未端用相应粘合剂粘牢或用锦丝线绑扎。b)用尼龙绸等材料包裹时,应用锦丝线缝合,缝线的终端涂Q98-1硝基胶液。线扎包裹后应有一定的柔性。c)套聚氯乙烯套管、尼龙编织套管、热缩套管时,套管的内径应与线扎的直径相匹配,套管的两端应用锦丝线扎紧(热缩套管除外),并涂Q98-1硝基胶液。第137页/共371页3.2.4

扎线的质量保证措施

a)

导线下料前的检查导线具有合格证,使用期限符合有关规定,外绝缘层光滑、平直、无气泡、凸瘤、凹陷、伤痕和老化显现,线芯光亮、无氧化痕迹。

b)线扎检验①100%检验扎线的质量,线扎的形状、尺寸、导线规格是否符合设计和工艺文件的要求。②线扎外观清洁,各单根导线与线扎的轴线相平行,没有交叉;线头出线位置是否从线束底部抽出。

第138页/共371页③线束扎制松紧适宜,锦丝线没有嵌入塑料层内而导致绝缘层受破坏;屏蔽套不松散,金属丝没有断股或为<1~2丝/1m。④用锦丝线绑扎的线束始端结、终端结、分叉起头结和锦丝线的续接点结扣必须涂有Q98-1硝基胶液,防止线扎及锦丝线松散。⑤线束绑扎间距符合表16中的要求。第139页/共371页⑥线束内没有绝缘层破坏(烫伤、损伤)和有接头的导线。⑦屏蔽线和高频电缆在线扎的底部。⑧分支线到焊点有1~2次的8~20mm焊接余量(即导线出线长度比线扎图图示的出线长度长8~20mm)。

第140页/共371页⑨检验线束导线的导通、绝缘电阻:*用欧姆表测量导线的电阻值,应符合导线标准的规定,在测量中晃动线扎,测量值应不变。*用兆欧表测量屏蔽套和芯线之间的绝缘电阻,当环境温度为25±5℃,相对湿度30%~75%时,应大于500MΩ。*普通电子产品的线扎对导线的通断、绝缘电阻进行抽检;航天、航空及有特殊要求的电子产品的导线通断、绝缘电阻必须进行100%检验,同时检验导线互相之间,导线与地之间的绝缘电阻。

第141页/共371页c)

线扎的保管①线扎应保管在符合环境要求的房间内。②线扎应平放并予以遮盖。③线扎如暂时不用,不要进行端头处理,以防止线芯氧化和折伤。第142页/共371页3.2.5

线束扎制的合格与否判定

无论样板扎线还是手工扎线下面的判定可供参考。导线排列顺直;整齐;线扣或线结之间距离均匀美观;扣头不超过1mm;导线无损伤。优良合格:第143页/共371页扎线不合格的判定

扎线扣或扎线带过于收紧,将导线束收成凹陷状;

线扎过松线束不整齐。第144页/共371页不合格的一种处理

当导线束的扎制不符合要求或装配过程中有修改的情况发生时,应根据使用情况和保证可靠性的条件下进行有条件的修理。下图是修理情形的一种。第145页/共371页分支线束扎制的合格判定条件线束折弯后的扎点距离应满足一定要求。第146页/共371页分支线束扎制不合格分支线束扎制不合格的情形分析第147页/共371页线束不合格排线不整齐,交叉、混乱。第148页/共371页3.3

整机/单元装焊前的准备工作第149页/共371页3.3.1

设计文件及元器件的准备

①熟悉图纸(如装配图、接线图、明细表、导线表)及工艺文件要求后,才能着手进行施工。②元器件引线和导线在装焊之前,必须按有关规定进行搪锡,以保证焊接的可焊性。③应持有质量履历卡,并经上一道工序操作、检验人员签字后方可进行产品的电装。

第150页/共371页3.3.2

线束的准备

①当整机及单元有线扎时,应按线扎图及样板扎线技术要求扎制线束;②线扎应是经检验合格后的成品;③线扎中导线下料长度=导线通过的最短路径+所通过的线扎的直径+10mm(剥线长度)+15mm(余量)+公差

④整机需要的导线应切割整齐,无损伤,导线规格及长度应符合设计或工艺文件的要求;第151页/共371页3.3.3

普通导线的准备整机在焊接前要对导线进行针对性加工。①常规导线的端头加工工艺流程如下:下料剥头捻头搪锡屏蔽层处理标记第152页/共371页②单根导线下料要求导线的型号、规格符合设计及工艺文件要求,导线绝缘层不应损伤、变质,芯线不得锈蚀、断裂。导线下料长度公差见表17(仅供参考)。

表17

导线下料长度公差见表(mm)长度5050~100100~200200~500500~1000>1000公差+3+5+5~+10+10~+15+15~+20+30第153页/共371页③导线剥头

a)导线剥头长度:一般每端5mm;具体可根据不同的焊接方法灵活掌握。

b)导线剥头方法:剥线钳、热剥器、激光剥线机等。

c)导线剥头时,绝缘层、屏蔽层以及外护套切除应整齐,线芯不得被刮伤,卷曲或产生裂痕、切口、断股;绝缘层不得被擦伤、压伤、开裂和变色;

d)有内绝缘层的导线,切剥时,纤维绕包不得外露;

第154页/共371页e)多芯导线断股数应小于表18。

表18多芯导线断股要求多股绞合线的股数最大允许的损伤或切断的芯线根数<707~15116~402>403第155页/共371页

④导线捻头及搪锡:a)导线剥头后按原芯线绞合方向捻紧,捻后的芯线应均匀顺直,松紧适宜,不得卷曲或单股芯线越出,不得损伤芯线或使芯线断股,禁止使用有芯线损伤或被切断的多芯绞合线;禁止使用外绝缘损伤的导线。第156页/共371页b)有2根以上的导线焊于同一个点时,则应将各根导线剥头后芯线捻合在一起后再搪锡。c)剥完头的导线,为防止芯线氧化,应及时搪锡。d)导线搪锡原则上采用电烙铁搪锡方式,当批量生产需要预先进行线缆准备时,就要用锡锅搪锡。第157页/共371页e)导线端头线芯搪锡后表面应光洁、平滑、无拉尖、焊料湿润完善,均匀分布,略显线芯轮廓。对于多股芯线,焊料应渗透到线芯内部。不允许焊料或焊剂残渣沾附到绝缘层上。

第158页/共371页3.4屏蔽导线的准备

整机装焊时常常会遇到许多屏蔽导线,因此需要对它们进行专门处理。①从屏蔽皮内挑出所需绝缘线长度,整理并拉直绝缘线和屏蔽皮,注意要使芯线从隔离皮抽出的部位尽可能靠近焊接点,芯线和隔离皮应无损伤,这样才能更好地起到屏蔽作用。

第159页/共371页

屏蔽导线端头不屏蔽长度与电压的关系见表19所示。表19工作电压(V)屏蔽导线端头不屏蔽长度L(mm)<50010~20500~30020~303000~1000030~50第160页/共371页

②屏蔽层接地引出端端头处理方法一般有以下三种:

a)屏蔽皮直接接地

b)用镀银铜线收口

c)屏蔽皮上焊接接地导线第161页/共371页3.5)同轴电缆导线的准备

同轴电缆导线也是整机装焊中常常需要在焊接前处理的。①按照设计图纸和工艺要求进行备料。②电缆剥头:a)按产品图纸要求和规定的尺寸加工电缆内导体的长度;可用剥线机、单面刀片,被切的介质层表面应整齐,端面要齐平,同时不能损伤内导体。第162页/共371页b)同轴电缆端头的加工,见表20。表20序号加工步骤加工方法图例1下料按要求,截一段同轴电缆2剥去外绝缘层用热切法剥去同轴电缆的外绝缘层3剪去铜编织线按要求,剪去一段L=L1+L2的铜编织线4剥去内绝缘层按焊接连线的类型,用热切法截去长L1的内绝缘层5捆扎铜编织层和搪锡在内绝缘层上和铜编织层之间垫上两层聚四氟乙烯薄膜,用镀银铜线在铜编织层上绕两圈并锡焊。芯线搪锡。第163页/共371页③同轴电缆加工好后应按照电缆的最小弯曲半径放置。见表21。注:以常用的SFF-50聚四氟乙烯射频同轴电缆为例说明

第164页/共371页表21常用电缆最小弯曲半径表

型号内导体根数/直径(mm)绝缘外径(mm)电缆外径(mm)最小弯曲半径mm室内室外SFF-50-17/0.100.871.8918SFF-50-1.5-17/0.181.52.551326SFF-50-1.5-27/0.181.53.21632SFF-50-2-11/0.732.23.31734SFF-50-2-21/0.732.24.02040SFF-50-3-11/0.933.04.52345SFF-50-3-21/0.933.05.52855SFF-50-3-319/0.200.954.95--SFF-50-51/1.484.66.43364第165页/共371页微小型射频同轴电缆弯曲要求

表22微小型SFF-50系列电缆的最小弯曲表型号芯线外径(mm)绝缘外径(mm)电缆外径(mm)最小弯曲半径mm>5℃<5℃SFF-50-0.40.150.41±0.030.95±0.105.010.0SFF-50-0.60.240.61±0.051.50±0.208.015.0SFF-50-10.30.87±0.051.8±0.209.018.0SFF-50-1.50.541.5±0.12.5512.024.0SFF-50-2-10.73-3.318.0-SFF-50-3-10.93-4.525.0-第166页/共371页SFX半软电缆弯曲要求

表23SFX型电缆的最小弯曲表型

号芯线外径(mm)绝缘外径(mm)电缆外径(mm)最小弯曲半径(mm)一次性反复(5~10次)SFX-50-21)0.511.72.26.3525SFX-50-32)0.922.953.558.025第167页/共371页

常用的进口同轴电缆弯曲要求表24几种进口同轴电缆最小弯曲表型号最小弯曲半径(内侧)

(mm)141(相当于美国RG402)5.4086(相当于美国RG405)3.2047(相当于美国151-00001)1.7250(相当于美国RG401)10注1:最小弯曲半径只限于弯曲1次。注2:上述型号参考标准为UL10736、UL10589、UL1637。第168页/共371页3.3.6

半刚性电缆端头处理准备

高频半刚性电缆直接在整机和单元上焊接使用工艺①备料②电缆下料:③电缆校直④电缆端头搪锡处理

⑤半硬同轴电缆预处理

⑦电缆剥头

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