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电子产品高可靠性电装工艺 下 1 第九章整机装联 为了确保电子产品的整机装联质量 电装人员必须掌握电子装联方面的各种工艺技术 严格按电子装联工艺规程进行整机装联 整机装联工作包括 整机的接口布局 电连接器的装联 印制电路板组装件的组合安装 面板上元器件及部 组 件的组合安装 导线束的敷设与绑扎 整机的防护与加固等 同时 还应充分考虑到整机内的散热效果 2 第一节整机装联的要求一一般要求整机装联的原则是 先轻后重 先里后外 先铆后装 先低后高 先装后连 易碎后装 上道工序不允许影响下道工序的安装 对于扭曲或弓曲变形的印制电路板组装件 不允许采用其它加固方式 如 安装加强筋 高温烘烤等措施 来对其扭曲或弓曲变形进行矫正 当印制电路板组装件采用紧固件紧固在金属框架上时 螺钉紧固的距离 一般为30 50mm 可以 3 小于30mm 但不应该大于50mm 凡是有接触电阻值 导电性能要求的安装件 对于表面镀层的处理 一般不宜在安装过程中 由操作人员临时进行去除表面镀层的工艺处理 当整机中的元器件有绝缘和导热要求时 安装的材料尺寸 应超过元器件壳体边缘1 2mm 导线束穿过底板孔壁时 应在孔内安装绝缘圈 如 橡胶圈 防止磨损导线的绝缘层 二散热要求元器件工作时消耗的功率 除部分转换成有用的能量外 其余部分均被转换成热量 为了降低整 4 机内的工作温度 应对已经产生的热量 要采取一切有效的措施进行散热 散热的方式主要有热传导 对流和热辐射 热传导 是指直接接触物体的各部分热量 进行交换的现象 为了使热传导的热量传递得快 通常是在发热元器件上装置散热器 散热器一般用铝材料制作 并将表面进行化学黑色氧极化处理 经过黑色氧极化处理后 可降低热阻约25 同时增加了表面辐射率 在大功率管壳与散热器之间涂复一层导热硅脂后 不但能减小交界面的热阻 而且能减少接触间隙 还能防止潮湿空气的侵入 采 5 用导热硅脂后 可降低接触热阻25 35 对流 是指热源周围的空气受热后 因密度降低而上升 利用温差而形成空气的自然流动 让附近较冷空气置换到较热空气位置 整机内的对流散热 是利用冷空气从下方流入 带走整机内一部份热量 由上方排出 当采用对流散热时 应防止进风口与出风口二者之间的气流发生短路现象 热辐射是以电磁波形式向外辐射能量的过程 物体表面辐射率与材料温度 表面粗糙度和涂复情况有关 常用的喷涂材料如 黑色无光漆 在温度40 100 时其表面辐射率最高 辐射散热效果 6 最好 通常是对散热器表面进行喷粗砂处理 表面粗糙后辐射率可提高3 进行黑色氧极化处理后 黑体容易辐射 温度越高 辐射效果越显著 第二节焊接连接一导线与焊杯 槽 接线端子的连接1 导线与焊杯 槽 电连接器的连接方法电连接器中连接点与连接点之间的相互连接 必须采用多股导线 并要有一定的活动余量来进行释放应力 只有在电连接器内的相临两点或接触对 7 为不可活动的结构 可采用单股导线进行连接 导线芯线总的截面积 不应超过每个焊杯 槽 内径截面积 导线与焊杯 槽 匹配是否合理 决定于导线芯线的直径 A 与电连接器焊杯 槽 内径 B 的比值关系 导线芯线的直径 A 与电连接器焊杯 槽 内径 B 匹配状态 如图9 2所示 匹配 A B 0 6 0 9 不匹配 A B 1 不匹配 A B 0 6 图9 2 8 当电连接器焊杯 槽 中焊接一根芯线时 芯线与电连接器焊杯 槽 的占空比A B最佳为0 75 一般为0 6 0 9 当电连接器焊杯 槽 中焊接二根芯线时 芯线与电连接器焊杯 槽 的占空比A B最佳为0 5 一般为0 4 0 7 当电连接器焊杯 槽 中焊接三根芯线时 芯线与电连接器焊杯 槽 的占空比A B最佳为0 65 一般为0 4 0 75 把预搪锡的导线芯线 应分别垂直插入到经过除金处理后的焊杯 槽 底部 并与焊杯 槽 底部的 9 内壁相接触 不允许将2 3根芯线经过扭绞后 再进行搪锡 然后 插入焊杯 槽 底部 电连接器焊杯端子的连接 如图9 3所示 图9 3每个焊杯 槽 内导线芯线的数量 应限制在能与焊杯 槽 内壁的整个空间都相接触为宜 一般允许插入二根芯线 但不允许超过三根芯线 导线的绝缘层 应离焊杯 槽 入口点距离 一 10 般为0 5 1mm 导线端头插入焊杯的距离 如图9 4所示 图9 4不应该选用多芯数电连接器 来连接少数几根导线 另外 当电连接器上焊接的连接点与空余连接点 数字相差比较悬殊时 应合理地分配电连接器上的连接点 导线应尽量分配在电连接器连接点的中心部位 不应布局在其周边或两端 11 2 导线与焊杯 槽 接线端子的焊接电连接器上的连接点若是镀金连接点 必须经过除金处理后 才能进行焊接 当焊杯 槽 连接点的电流不大于3A时 焊接时电烙铁的功率 一般应采用20W控温电烙铁 烙铁头部的温度 一般为 265 5 焊接的时间 一般为1 2s 当焊杯 槽 连接点的电流不小于5A时 焊接时电烙铁的功率 一般应采用30 50W控温电烙铁 烙铁头部的温度 一般为 300 10 焊接的时间 一般为2 3s 12 当焊杯 槽 连接点的电流不小于10A时 焊接时电烙铁的功率 一般应该采用50 70W控温电烙铁 烙铁头部的温度 一般为 340 10 焊接的时间 一般为2 3s 焊接时焊料应浸润焊杯中所有的内表面 在芯线和焊杯 槽 的进线开槽口之间 应该形成角缝焊 焊料要适量 焊料的填充量为100 焊杯经过焊接后 焊料不能溢出焊杯接线端子 外表面不应有突起部分及焊料溅出物的积聚 电连接器的焊杯经过焊接后 焊料在焊杯外表面的要求 如图9 5所示 13 外表面无焊料积聚外表面有焊料积聚外表面有焊料拉尖图9 5焊接时不应该使焊杯 槽 连接点周围或插针 插孔周围的芯体 发生基材烫伤 变形及隆起 当焊杯 槽 接线端子需要采用套管时 要求套管的长度是导线直径的4倍左右 一般取8mm 焊杯接线端子的套管长度 如图9 6所示 14 图9 6焊杯接线端子的焊接要求 如图9 7所示 最佳焊接焊料不足最高量焊料焊料过量图9 7 15 二导线与钩型接线端子的连接1 导线与钩型接线端子的连接方法导线在钩型接线端子上弯绕长度 最少为0 5圈 最大不应超过一圈 对于直径小于0 3mm的导线 最多可缠绕三圈 缠绕时连接线 不应该互相重叠 导线应连接在钩型接线端子的弧段内 应离开钩型接线端子末端 至少为0 5 1倍导线直径的距离 钩型接线端子上所弯绕的导线不应超过3根 并排列整齐 也不能重叠 钩型接线端子的连接 如图9 8所示 16 图9 82 导线与钩型接线端子的焊接在钩型接线端子与导线的每一个侧面之间 应形成焊料的弯月面 焊接后的焊料 应覆盖所有的导线端头与钩型接线端子的连接处 并100 润湿 焊料薄而均匀 显露引线轮廓 17 钩型接线端子的焊接要求 如图9 9所示 最佳焊接焊料不足最高量焊料焊料过量图9 9 18 三导线与通孔型接线端子的连接1 导线与通孔型接线端子的连接方法导线在通孔型接线端子上弯绕的长度 最少为0 5圈 最大不超过一圈 对于直径小于0 3mm的导线 最多可以缠绕三圈 并不应互相重叠 通孔型接线端子上导线 不应超过接线孔的截面积 每个接线端子上 不允许超过三根导线 导线应穿过接线孔 并接触接线端子的两个面 导线与串联型通孔连接端子进行连接时 连接线一般应采用镀锡或镀银的单股导线 每个串联型通孔接线端子之间的连接线 应该 19 触到每个串联型通孔接线端子的不相邻的两个面 并有应力释放的余量 通孔型接线端子的连接 如图9 10所示 图9 102 导线与通孔型接线端子的焊接在通孔型接线端子与导线的每一个侧面之间 20 应形成焊料的弯月面 通孔型接线端子上的每根导线 都应与通孔型接线端子相接触 并焊接在通孔型接线端子上 焊接后的焊料 应覆盖所有的导线端头与通孔型接线端子的连接处 并100 润湿 焊料应薄而均匀 显露引线轮廓 通孔型接线端子的焊接要求如图9 11所示 图9 11 21 四导线与电缆的连接1 准备将导线按导线端头处理的要求 对导线的芯线进行搪锡处理 应采用锐利的切割刀将电缆的外绝缘层剥去 切割时必须特别小心 避免损伤屏蔽层 屏蔽层可位于电缆的端头处 或电缆长度上的任何部位 中间连接 屏蔽材料必须具有良好的可焊性 而不需要进行预搪锡处理 2 预组装应将导线牢固地固定在电缆上 以防在焊接过 22 程中及焊料凝固时 出现变位或移动 导线的固定连接 可采用细导线 如 裸铜线 镀锡或镀银 进行缠绕 并保持合适的松紧度 导线与电缆的固定方法 如图9 12所示 二根导线与一根电缆同方向的连接二根导线与一根电缆反方向的连接一根导线缆与一根电缆的连接一根导线与一根电缆中间的连接图9 12 23 另一种固定的方法 先将需要连接的导线和电缆 在导线和电缆的绝缘层端头部位 套上热缩套管 套管的宽度只要将二部分绝缘层固定即可 然后 将热缩套管进行热收缩定位 热缩套管的固定方法 如图9 13所示 图9 13当导线芯线与电缆之间 高度的距离相差较大时 导线的芯线应先进行弯曲成形 然后再进行搪锡处理 使导线的芯线能平放在裸露的屏蔽层上 24 3 焊接要求在焊接前应在电缆的另一端 套上一定尺寸的热缩套管 应采用控温电烙铁进行焊接 烙铁头上的温度在任何情况下 都不允许超过330 焊接过程中使用的焊剂 应尽量防止浸渗到绝缘层内 焊料凝固后 焊接点上的焊料应润湿 光滑 能显露导线的芯线轮廓 屏蔽电缆的焊接要求 如图9 14所示 最佳焊接焊料不足 25 最高量焊料焊料过量图9 14焊接后 应立即用浸有无水乙醇的脱脂纱布 对焊接点进行清洗 去除焊接点上的助焊剂及残留物 经检验合格后 再套上热缩套管 然后 进行加热收缩 达到对焊接点的防护作用 热缩套管的加热时间 不应超过8s 在任何情况下加热温度 不应超过焊料的熔点 建议最高加热温度为140 26 五导线束的装配导线束的防护 主要是防止导线束的磨损 不应造成导线中的芯线与机壳发生短路 另外 还应考虑导线束在零 部 组 件的棱角附近 焊接点的周围 导线束的活动部位 穿越导线束的孔壁部位 防护套部位等 应对导线束进行防护 导线束的防护材料 一般使用聚四氟乙烯带 聚酰亚胺薄膜 聚乙烯套管 锦丝套管 皮革等 很粗导线束的活动部位不应进行绑扎 应选用皮革等皮制材料进行包裹保护 这样 既可以自由弯曲 又能够保证与机壳不直接接触 27 导线束的固定有 固定夹固定 绑扎固定和粘固固定 固定夹固定 固定夹固定可借用面板 侧板或底板的紧固件来进行固定 若没有紧固件 应在导线束固定部位设计沉头螺钉孔 来安装固定夹 捆扎固定 当整机内的导线束无法使用固定夹来固定导线束时 应按照导线束走线的路径与相应位置 设计捆扎孔 捆扎导线束时 不允许导线束停留在螺钉的螺纹处 粘固固定 对于整机内部的细导线束或单根导线 可采用粘固的方法进行固定 粘固的位置 28 应为导线束或单根导线焊接点后面部位 从电连接器连接点上引出的导线 经过绑扎后形成导线束 在绑扎时应注意每根导线分布都应均匀一致 留有一定的弯曲余量 以防止在振动 冲击时 在任何一根导线上 产生应力集中的现象 导线束外径 A 与电连接器尾罩出线口内径 B 应相互匹配 如图9 15所示 图9 15 29 电连接器的连接点经过焊接后 在离导线搪锡部位6 3mm以内 不允许进行弯曲 有尾罩的低频电缆导线束在弯曲安装时 电连接器出线口的导线束弯曲长度 应保证其安装弯曲部位 离开电连接器尾罩出线口的绑扎距离 非屏蔽电缆 应该大于30mm 离开屏蔽层处理外侧的绑扎距离 屏蔽电缆 应大于50mm 并且 在弯曲时应缓慢进行弯曲 弯曲点距离越小 弯曲半径越小 弯曲速度越快 导线根部受外拉力越大 导线束硬度越大 导线束直径越大 弯曲应力越大 30 有尾罩的低频电缆导线束安装的弯曲要求 如图9 16所示 图9 16无尾罩的电连接器尾部的导线束 应采用轴向延伸方法进行绑扎 根部应力消除长度 一般为15 20mm 导线根部至首次绑扎部位的距离 一般为20 25mm 绑扎间距 一般为10 15mm 绑 31 扎前应先将导线沿连接点轴向理顺 并且有一定的弧度 在绑扎时最短的导线应沿着导线束轴心走 并必须留有一定的余量 不允许存在直拉的现象 从第一个绑扎宽度到导线束的弯曲半径 距离一般为大于20mm 电连接器连接点的焊接操作过程如下 应先将电连接器置于可调节的夹具上 使电连接器位置固定 并向下倾斜20 30 以防止助焊剂流入接插部位 影响连接点的接触可靠性 然后 在导线上套入与连接点直径相匹配的热缩套管 先焊接最下 32 面一排 从左至右 一排连接点焊接完毕后 应立即用浸有无水乙醇的脱脂纱布 对焊接点进行清洗干净 并进行过程捡验 经捡验合格后 在焊接部位套上热缩套管 再用加热器均匀加温 使热缩套管紧贴在导线及连接点上 不允许产生松动 滑动或脱落现象 接着 再焊接上面一排 为了防止上面一排连接点在焊接时 锡瘤会飞溅到下面一排连接点上 应在下面一排的连接点上 放置一层聚乙稀绝缘纸加以防护 依此类推 六导线束的敷设与绑扎导线束的制作方法有三种 33 第一种是续绑法 是将导线边敷设 边绑扎 形成导线束 适用于小批量生产 第二种是样板法 是将导线按规定的位置 距离 敷设在样板上 形成导线束 适用于批量生产和民用产品 第三种是线槽敷设法 是将导线束全部放入线槽内 操作简单 方便 适用于控制台 立柜等 续绑法是电子产品常用的导线束制作方法 续绑法的操作过程如下 按工艺文件的要求将留有一定余量的导线进行下料 接着 在每根导线的端头上进行导线端头处理 在另一端头上贴上往 34 何处去的标记 然后 根据一定的顺序及走向 边焊接 边分支 边绑扎 边敷设 操作非常简单 方便 但是 在操作时导线束中 导线的甩头到焊接点 应留有二次焊接的余量 20mm左右 导线束中导线甩头 如图9 17所示 图9 17导线束在绑扎时 导线应相互平行而不交叉 不允许将导线在交叉及杂乱地情况下 进行导线束的绑扎 35 交流电源线一般应进行相互绞合后 与屏蔽线一起敷设在导线束的底部 导线束的绑扎 如图9 18所示 平行交叉图9 18导线束在敷设时 最下层应敷设最先分支的导线 最上层应敷设最后分支的导线 导线分支时应采用圆弧形式进行分支 确保导线束具有应力释放的余量 36 电子产品在进行修复或改装时 如需要在导线束中切断某一根导线 那么应先将留在导线束内的导线 进行切断并折弯 折弯长度为10 15mm 接着 将折弯的导线套上热缩套管进行热缩 然后 把热缩好的导线端头绑扎在导线束内 不允许将剪切后的导线 直接暴露在导线束的外部 剪切后的导线处理 如图9 19所示 正确的敷设导线端头没有处理导线端头暴露在导线束外图9 19 37 导线束绑扎时 可先从导线多的主干线开始 然后 绑扎主分支 次分支 分支 导线束在分支时 应充分弯曲呈一定的弧形 以便导线束上能消除应受热 冷 或振动 冲击 而产生的各种应力 分支口的二侧 均应进行绑扎或固定夹固定 导线束分支口的绑扎 如图9 20所示 图9 20线扎应包括头部 中部 尾部 三部位都要进行相应的绑扎 绑扎时导线束应整齐 扎线松紧适 38 当 扎点间应保持一定的间距 不允许绑扎线切入导线的绝缘层 也不允许绑扎得太松 导线束的绑扎要求 如图9 21所示 正确太松太紧图9 21导线束的绑扎 一般采用多股锦丝线 绑扎打结的方法可采用酒瓶结 这种方法可以防止线扎结的变松 不允许采用容易松散的蝴蝶结 酒瓶结的结扎方法 如图9 22所示 39 图9 22导线束打结处 应涂复Q98 1硝基胶胶粘剂 这样 可以防止结头的松散 锦丝线的切断 一般可采用控温电烙铁头进行烫切 七整机的连接对于较长的导线束 应该用固定夹进行适当地固定 避免导线束在机械振动或冲击中 整个导线 40 束均受到应力的冲击 整机内导线或导线束 不允许有悬空或长度大于50mm 而没有进行固定 包括 固定夹 绑扎 粘固 导线束用固定夹进行固定时 应先在导线束固定部位 用热缩带或黄腊绸缠绕三层 然后再进行固定 热缩带或黄腊绸的宽度 应该大于固定夹宽度 导线束从一面走向另一面时 必须留有一定的应力释放余量 在转弯部位应该采用固定夹进行固定 若采用粘结剂来粘固导线束 那么只能作为导线束固定的辅助措施 41 导线束与机箱壳体之间的距离 一般应该大于10mm 二只电连接器之间的相邻距离 应该不小于15mm 确保电连接器插 拔的可操作性 整机内导线束安装的要求 如图9 23所示 图9 23 42 八半刚性电缆的预热处理半刚性电缆进行预热处理的工序如下 1 半刚性电缆在预热处理之前 应将半刚性电缆进行弯曲成规定的形状 弯曲成形后每根半刚性电缆的二端 应留出装配和安装的余量 然后 才能进行预热处理 2 将弯曲成形的半刚性电缆放在 45 温度下进行冷却 冷却时间应最少保持1h 3 再将半刚性电缆放在室温下 最少保持1h 4 然后 将半刚性电缆进行加温到最高温度 并保持最少1h 43 5 再将半刚性电缆放在室温下 最少保持1h 并把任何突出的内部绝缘介质或芯线进行修剪到与外部导体边缘齐平 6 预热循环处理结束后 半刚性电缆应在室温下保持最少24h 半刚性电缆最少应进行三次 上述预热循环处理 如果在最后一次预热循环处理时 仍然有内部绝缘介质突出 则应修剪齐平后 再进行一次预热循环处理 直到不出现绝缘介质突出为止 不允许对已经焊接或压接完成的半刚性电缆 进行预热处理 44 半刚性电缆在二点之间 必须呈弧度形状进行弯曲成形 不允许产生二点一直线的形状 进行连接 第三节压接连接压接连接 是采用专用的压接工具 在常温下对导线的芯线和压接端子 或压线筒 施加均匀的压力 在压力的作用下 使压接端子 或压线筒 能沿着被压导线的芯线四周 使压接端子 或压线筒 的各边均匀地产生机械压缩变形 并形成紧密地接触 以达到可靠的电连接 45 压接有模压式压接和坑压式压接二种 模压式压接适用于各种开式及闭式压接端子与导线的芯线之间的电连接 坑压式压接适用于电连接器接触件与导线的芯线之间的电连接 操作人员只要了解和掌握了压接工具 通过反复的实践 就能熟练地压接出高可靠的压接点 一模压式压接连接1 导线的选用模压式压接的导线 一般应采用多股导线 若采用单股导线 那么只能选用裸闭式压接端子进行压接 46 导线的芯线可不镀覆或镀锡铅合金 镀银 导线的芯线材料硬度 应与压接端子材料的硬度相接近 2 压接端子的选用闭式压接端子 每个压接端子内 最多允许同时压接三根同样镀覆层压接导线的芯线 开式压接端子 每个压接端子内最多允许同时压接二根同样镀覆层压接导线的芯线 压接端子的规格 应该保证压接端子的压线范围 能和被压接导线的芯线总截面积 二根或三根导线的芯线 相适配 47 3 压接工具的选用压接工具 压接钳上应有确定的 唯一正确的安装位置 压接钳应保证在压接全过程中 压接端子和导线的芯线在压接钳内 始终保持正确位置 并且 手动压接钳应具有自动返回装置机构 压接模具 压模的规格 应和被压接端子的规格及导线的芯线尺寸相适配 4 压接连接的操作操作人员在触摸压接工件时 应戴清洁的 不起毛的手套 裸压接端子压接连接操作方法如下 48 首先 剥去导线的绝缘层 导线的芯线应没有任何皱褶 接着 将导线的芯线插入裸压接端子中 导线的绝缘层离裸压接端子尾部0 5 1mm 导线的芯线伸出裸压接端子长度为1 1 5mm 导线的芯线插入后 其股数不应遗漏在压接端子以外 不允许将芯线的股数折断 来减小导线的芯线截面积 也不允许将导线的芯线加以折叠 来增加导线的芯线截面积 插入压接端子内 与压接端子尺寸相匹配 然后 将裸压接端子的压接口 对准压接工具凸模的中间 凹模对准裸压接端子的中间 最后 将压接工具夹住裸压接端子 二手紧握 49 压接工具 轻轻合上 直压到压接钳的钳口自动松开为止 裸压接端子的压接连接就完成了 裸压接端子的压接连接 如图9 25所示 注 A 0 5 1mmB 1 1 5mm图9 25当压接端子内压接二根或三根导线的芯线时 不允许出现一根导线的芯线是镀银 另一根导线的芯线是镀锡铅合金 A B 50 5 压接形式 W 型压接 适用于普通裸闭式压接端子及带抗振绝缘支撑的裸闭式压接端子的压接连接 W 型的压接部件截面 如图9 26所示 压接前压接后图9 26 C 型压接 适用于带绝缘支撑的闭式压接端子的压接连接 51 C 型的压接部件截面 如图9 27所示 压接前压接后图9 27 B 型压接 也称 O 型压接 适用于带抗振绝缘支撑的开式压接端子的压接连接 B 型的压接部件截面 如图9 28所示 压接前压接后图9 28 52 6 检验a 导线的芯线应全部被包裹在压接端子内 导线的芯线不允许外漏或外露 导线的绝缘层不允许进入裸压接端子内 b 压接后的压接端子 不应该有裂纹 裂口 压接端子表面应清洁 无污染 c 压接端子及整个压接件经过压接后 不应有弯曲 扭曲 变形等影响使用性能 二坑压式压接连接在电连接器中 连接点上的连接线 有很大一部分是采用坑压式压接方法来进行连接 53 1 导线的选用坑压式压接连接的导线 一般采用多股绞合导线 导线的芯线应为镀银铜线 导线的芯线材料硬度 应与压线筒材料的硬度相近 避免压接后 压坑底部产生裂纹 压接前导线的芯线不需要进行搪锡处理 脱头的长度应符合各种电连接器接触件的具体要求 2 压线筒的选用压线筒的材料一般应采用纯铜或含铜量不低于60 的铜合金 其表面处理应采用镀金 3 压接工具的选用 54 压接工具 压接钳上应有确定的 唯一正确的安装位置 压接工具应保证在压接全过程内 压线筒和导线的芯线在压接工具内 始终保持正确位置 并且 手动压接工具应具有自动返回装置 4 压接的操作方法首先 剥去导线的绝缘层 小心地将导线的芯线整齐地插入电连接器接触件压线筒 以下简称压线筒 内 芯线的股数不应遗漏在压线筒以外 不允许将芯线的股数折断 来减小导线的芯线截面积 也不允许将导线的芯线加以折叠 来增加导线芯线的截面积 插入压线筒内 与压线筒的尺寸相匹配 55 直止能从观察孔中看到导线的芯线 并进入压接位置 导线绝缘层离开压线筒的间距 为小于1mm 导线的绝缘层不能进入压线筒内 然后 将 X 型压接工具的定位器插销 对准面盖的缺口 压入钳体 压到底后再顺时针方向旋转120 进入卡槽 再将压线筒通过钳体插入定位器内 目视钳齿是否在所需要压接的位置上 如果 当位置不适合 可以调节定位器上的螺栓 每转一周为1mm 最后 将压接工具夹住压线筒 二手紧握住压接工具 轻轻合上 一直压到压接钳的钳口自动松开为止 56 电连接器接触件的压接连接 如图9 29所示 1mm A 0mm图9 29严禁对压接过程中电连接器接触件 因压接而产生的弯曲变形进行矫直 5 压接形式 X 型压接 适用于圆型电连接器接触件的压接及高密度电连接器中插针 插孔的压接 X 型的压接部件截面 如图9 30所示 57 压接前压接后图9 306 检验a 导线的芯线 应全部被包裹在接插件内 b 导线绝缘层不应被压接工具和压接端子损坏 c 接触件上的检验孔中 应能看到导线的芯线 d 在导线绝缘层末端至压线筒之间 导线的芯线露出的长度应小于1mm 58 e 目检发现压接连接不足 导线的芯线松动 或压接连接过度 导线的芯线断裂或接触件的末端变形 的压接连接点作为不合格点 f 整个接触件经过压接后 不应有弯曲 扭曲 变形等影响使用性能 三压接连接的优 缺点1 压接连接的优点 a 耐环境应力性能强 耐振动 冲击 耐腐蚀 无污染 b 可靠性高 压接后的接触件理论失效率 一般为0 26 10 9 h 而锡焊厚的焊接点理论失效率 59 一般为4 10 9 h 可靠性是焊接的数十倍 工作寿命可长达几十年 c 操作简单效率高 只要工具合格 端子合适 一学就会 工艺一致性好 并且 不容易发生质量问题 不需要助焊剂 焊料 加热 焊接 清洗等工作 压接要比焊接 提高工作效率3 5倍 d 工作场所不受限制 任何环境下都能进行操作 高空 井下 野外 战地 并在各种无电源 热源和禁用电源 热源工具的场合下均能使用 2 压接连接的缺点 压接过的端子 不能再次使用 60 第四节绕接连接绕接连接应在有棱角的方形或长方形接线柱上 用单股导线的芯线或导线的绝缘层部分 紧密地用力进行缠绕 使导线的芯线达到规定的缠绕圈数 导线的绝缘层部分 应至少与接线柱的三个掕角有捕获性的接触 从而形成气密高压点 使导线和接线柱紧密接触 来实现高可靠性的电连接和机械稳定性 方形接线柱的绝缘导线绕接连接 如图9 31所示 61 缠绕三个棱角缠绕四个棱角图9 31一绕接连接操作人员只要了解和掌握了绕接工具的各项技术指标 技术要求及操作技能 通过反复实践 就能熟练地绕接出 高可靠的绕接点 绕接连接是一个不打算 可拆卸 的连接 但它也能容易的进行返工 返工可采用退绕绕接 62 应避免在同一个接线柱上 同时出现绕接点和焊接点 1 导线的选用绕接连接的导线 一般应采用单股实心软圆形铜线或铜合金线 不允许使用多股导线 导线的芯线表面可不作任何镀覆处理 在需要时可采用镀银 镀银层必须光滑和均匀 导线绝缘层应有足够的厚度 该厚度一般应超过导线芯线直径的35 2 接线柱的选用接线柱的材料应该选用铜 镍合金 铜 锡合 63 金 磷青铜合金 合金硬度应在150 220维氏硬度范围内 接线柱应带有棱角的几何形状 一般为正方形 长方形 还要求接线柱应有较好的弹性与足够的抗扭强度 接线柱从安装固定座上伸出的长度 应足够容纳所需要的绕接点 每个接线柱不应超过缠绕三组接线点 3 工具的选用绕接工具 绕接枪 应选用由绕接件生产单位提供的标准绕接工具 并具有产品合格证 64 绕接枪的动力驱动 必须采用电动或气动工具 并应具有 回力 装置 以防止过绕缺陷现象 4 绕接形式常规型绕接 是将剥去绝缘层的单股导线芯线 以连续螺旋形方式牢固地缠绕在有棱角的接线柱上 实现稳定可靠的电连接 常规型绕接的方法 如图9 33所示 图9 33 65 防震型绕接 为了保证绕接点具有较好的防震性 绕接线一般采用带绝缘层的绕接线 绕接时绝缘层必须在接线柱上至少接触三个棱角 防震型绕接的方法 如图9 34所示 图9 34对于有缺陷的绕接点 只能采用退绕工具来拆除 然后 采用新的绕接线 再重新进行绕接 66 二焊接点的退绕手动退绕工具的形状是短圆筒形 有螺旋槽沟和手柄组成 对于 右旋 绕接点 从接线柱底部到顶部 导线的芯线为顺时针转动 应采用 左旋 退绕工具去解绕 反过来一样 对 左旋 绕接点 应采用 右旋 退绕工具去进行解绕 对于不合格的绕接点 应采用退绕器将不合格的绕接点进行拆除后再重新绕接 在棱角接线柱上退绕下来的导线端头 不能再次使用 必须剪掉 接线柱上的绕接点 经退绕工具退绕后 允许 67 重新绕接新的绕接点 但是 最多不应超过五次 若采用拉脱的方法来退绕 接线柱上的绕接点 不允许再重新绕接新的接线点 三检验有下述缺陷的绕接点 为不合格的绕接点 a 防振型的绕接点 绕在接线柱上的绝缘层长度不足或没有绕上 b 接线柱上的绕接点 线匝与线匝之间不允许出现有空隙现象 绕接时线匝与线匝之间有空隙的绕接 如图9 39所示 68 无空隙有空隙图9 39c 线匝与线匝之间不允许产生重叠的现象 线匝也不允许被挤压出螺旋线而造成凸起 使绕接导线与接线柱紧密接触的匝数减少 绕接时线匝与线匝之间有重叠的绕接 如图9 40所示 图9 40 69 d 绕接后导线的绝缘层不允许有破损 裂缝 切口及磨损的痕迹 带有缺陷的绝缘层绕接点 如图9 41所示 图9 41e 接线柱上不合格线匝绕接 如图9 42所示 图9 42 70 四绕接连接的优 缺点1 绕接连接的优点 a 耐环境应力性能强 耐振动 冲击 耐腐蚀 无污染 b 可靠性高 绕接点的性能稳定可靠 绕接点的接触电阻 一般为小于2m 焊接点的接触电阻 一般为小于10m 绕接点的理论失效率 一般为0 37 10 9 h 而焊接点的理论失效率 一般为4 10 9 h 可靠性是焊接的十倍 工作寿命 可达40a c 操作简单效率高 只要绕接工具合格 接线柱 71 合适 一学就会 工艺一致性好 并不容易发生质量问题 不需要助焊剂 焊料 加热 焊接 清洗等工作 绕接要比焊接 提高工作效率2 3倍 2 绕接连接的缺点 a 只能适用于单股导线与有棱角接线柱的绕接 b 绕接点使用的导线头比锡焊的导线头长 c 在生产或维修中 当要改变绕接点的位置时 要比锡焊中的解焊困难 72 第十章辅助工艺 辅助工艺工作包括 紧固 清洗 表面敷形涂复 粘固与灌封等 第一节紧固紧固件应包括 螺钉 螺母 平垫圈及弹簧垫圈 紧固件应采用不锈钢 或钛合金 材料 在紧固过程中 若采用 十字 螺钉 一定要选用与 十字 螺钉相匹配的 十字 螺钉旋具 73 特别要注意螺钉旋具的刀口锥度 若采用 一字 螺钉 一定要选用与 一字 螺钉相匹配的 一字 螺钉旋具 特别要注意螺钉旋具的刀口寬度和厚度 一字 螺钉旋具的刀口寬度和刀口厚度见表10 1 表10 1 一字 螺钉旋具的刀口寬度和刀口厚度 如图10 1所示 74 正确不正确图10 1紧固件紧固时 应采用正确的操作方法进行操作 正确的操作方法如下 用左手拿起螺钉旋具 一字 或 十字 将螺钉旋具顶住螺钉的槽口 再用右手拿起另一种螺钉旋具 螺母套筒 或 定力矩螺钉旋具 套入螺母 接着 旋转另一种螺钉旋具 将紧固件中弹簧垫圈的切口压平为止 即紧固工作完成 75 螺钉紧固时 有防磁要求的紧固件 紧固时必须采用无磁性的螺钉旋具 螺钉紧固后的头部要求 如图10 2所示 螺钉的头部无缺陷螺钉的头部有缺陷图10 2螺钉紧固时 螺钉的规格与力矩见表10 2 表10 2 76 金属零件与非金属零件进行紧固时的安装 正确的安装顺序 是螺钉 平垫圈 非金属材料 金属材料 平垫圈 弹簧垫圈及螺母 也可采用螺钉 平垫圈 金属材料 非金属材料 平垫圈 弹簧垫圈及螺母 如图10 3a所示 不正确的安装顺序 是螺钉 金属材料 非金属材料 弹簧垫圈及螺母或螺钉 非金属材料 金属材料 平垫圈 弹簧垫圈及螺母 如图10 3b所示 金属零件与非金属零件进行紧固时的安装 如图10 3所示 77 a正确b不正确注 弹簧垫圈 平垫圈 弹簧垫圈 非金属材料 非金属材料 金属材料 金属材料图10 3紧固件经过紧固后 弹簧垫圈压紧的程度 一般应使弹簧垫圈的开口部分压平为准 不允许出现没有压平的现象 也不允许压得太紧 超过弹性限度的最大负荷 使弹簧垫圈产生永久性变形 78 弹簧垫圈没有压紧的现象 如图10 4所示 弹簧垫圈未压平图10 4螺钉在紧固时 应选用适合的定力矩螺钉旋具 以确保可靠的电气连接和紧固质量 紧固时必须注意 弹簧垫圈只能作为一次性使用 螺钉 螺母只能使用六次 螺钉紧固后 螺钉应露出螺母的高度 一般为2 3螺距 沉头螺钉紧固后 其头部应与被紧固的 79 表面保持齐平 允许凹陷不大于0 2mm 不允许高出表面 槽口损坏的螺钉 不允许安装 当无法使用弹簧垫圈时 应选用自紧固螺母作为防松措施 当上述防松的措施均不适合时 也可采用粘固 即 胶封 紧固的防松措施 粘固紧固可以分为 可拆卸的粘固紧固和不可拆卸的粘固紧固两种 可拆卸的粘固紧固 在螺钉的螺纹头部 用可拆卸的胶粘剂 如 硅橡胶 涂复在螺纹的头部 然后 将螺钉插入止动部位 用定力矩螺钉旋具进 80 行紧固 待固化后 达到牢固 可靠之目的 可拆卸的粘固紧固 如图10 5所示 图10 5不可拆卸的粘固紧固 在螺钉的螺纹部位 应采用粘结强度较高的胶粘剂 如 环氧树脂胶 将胶粘剂涂复在螺纹的连接部位 然后 将螺钉插入止动部位 用定力矩螺钉旋具进行紧固 等待固化后 达到牢固 可靠之目的 不可拆卸的粘固紧固 如图10 6所示 81 图10 6第二节清洗电子装联过程中的清洗工作 是提高电子产品可靠性的重要环节之一 因为 在整个电子装联过程中 印制电路板组装件会受到各种污染 如 灰尘 助焊剂 手汗 油脂 金属及非金属微粒等 这些污染物若不及时进行清洗干净 会造成电 82 子产品绝缘电阻下降 加速元器件及导线的腐蚀 电路的短路 击穿 断路 接触不良等故障 印制电路板组装件经过电子装联 调试及清除多余物后 应进行100 的清洗 印制电路板组装件清洗前 应该进行仔细地检查 对于不能直接进行清洗的元器件 零 部 组 件 应采取适当的防护措施 印制电路板组装件浸入溶剂或其它清洗液中 清洗时间不应超过10min 清洗印制电路板组装件时 应使用不会划伤所要清洗的印制导线或损伤元器件的天然毛刷 83 下面列举一些印制电路板组装件常见的污染例子 1 助焊剂残留物 在选用助焊剂时 应明确助焊剂的分类 如 免清洗型 清洗型等 助焊剂的残留物 如图10 7所示 无可见残留物有可见残留物图10 72 颗粒状物体 表面存在残留的灰尘 颗粒状物质 如 纤维丝 渣滓 金属颗粒等 84 颗粒状物体 如图10 8所示 无颗粒状物体有残留物有丝状残留物图10 83 氯化物 碳酸盐和白色残留物 没有清洗干净而存在的残留物 如图10 9所示 无残留物有白色残留物有白色结晶物图10 9 85 4 表面外观 清洗后的表面外观应清洁 不应该有残留物或锈斑 清洗后表面外观 如图10 10所示 印制导线有氧化现象存在焊剂残留物有明显锈蚀现象助焊剂残留物围绕在焊盘的周围残留物上留有指纹图10 10 86 超声波清洗不应用于清洗电气 电子部件 元器件及装有元器件的部件 清洗剂一般选用 无水乙醇 去离子纯水 异丙醇及航空洗涤汽油等 清洗后印制电路板组装件和焊接点上 应该清洁 干净 没有可见的残留物 同时 不允许元器件有损伤 断裂 划伤 漆膜脱落等 印制电路板组装件若采用水清洗方法 那么印制电路板组装件的洁净度 可通过间接测定方法来测定 去离子纯水最终清洗液的电阻值 其电阻值一般应不小于1 106 87 清洗后的印制电路板组装件 应及时进行表面敷形涂复处理 2007年1月1日起 汽相清洗禁止采用氟里昂 F113 为清洗剂 第三节表面敷形涂复表面敷形涂复主要是将印制电路板 包括四个侧面 元器件 导线束 焊接点及整机等腐蚀因素进行隔离 从而提高印制电路板组装件及整机的防潮 防霉 防盐雾能力 凡是对介质损耗要求严格的高频元器件 微波 88 元器件及没有合适的表面敷形涂复材料及表面敷形涂复的工艺技术条件下 可不进行表面敷形涂复 印制电路板组装件及整机 必须进行100 表面敷形涂复 印制电路板组装件的表面敷形涂复材料 一般可选用TS01 3聚氨脂清漆 S31 11A聚氨脂清漆 北方使用 7182聚氨脂清漆 7385聚氨脂清漆 南方使用 等 而S31 11A聚氨脂清漆 是最佳的表面敷形涂复材料 能起到很高的 三防 作用 电子产品常用的表面敷形涂覆材料名称 材料牌号 适用范围见表10 3 89 表10 3 90 印制电路板组装件在表面敷形涂覆前 应该在45 50 干燥箱内 进行2 3h的预烘干处理 并将不能进行表面敷形涂覆的局部电路 部分元器件 如 电连接器 特殊部位及其它不需要涂复的部位 用压敏胶带纸进行包裹 严密地保护起来 防止喷涂材料渗入 在喷涂印制电路板组装件时 应该先喷涂焊接面 待自然干燥后再喷涂元件面 包括四个侧面 然后 按上述顺序再进行喷涂第二次 印制电路板组装件及整机进行表面敷形涂复后 表面敷形涂复层的厚度 一般应控制在 0 04 0 01 mm 91 表面敷形涂复层应完全固化 表面分布均匀 光滑 光亮 无流痕 无堆积 并覆盖全部印制电路板组装件 表面敷形涂复层中不允许有气泡 空洞以及其它多余物 表面应没有剥离或褶皱等缺陷 喷涂时一般温度应控制在 25 5 相对湿度控制在30 70 对于未经预烘处理的印制电路板组装件 整机及喷涂工作场所的相对湿度大于75 时 严禁进行表面敷形涂复操作 第四节粘固 92 粘固与灌封的目的 主要是提高元器件及导线束的防振 抗冲击能力 但决不能用胶粘剂 来替代紧固件进行紧固 一一般要求电子产品常用的粘固材料名称 材料牌号 适用范围见表10 4 表10 4 93 根据粘固的不同要求 粘固方法可分为可拆卸粘固及不可拆卸粘固 可拆卸粘固材料有Q98 1硝基胶 乐泰252 GD414硅橡胶等 不可拆卸粘固材料有E 51环氧树脂 乐泰243厌氧胶等 当元器件在印制电路板上 需要进行粘固时 粘固材料应严格控制粘固在元器件引线的周围 水平插装元器件进行粘固时 其一则的胶粘剂粘接长度 应大于元器件长度 L 的50 不应超过元器件长度 L 的80 粘接高度应大于元器件直径 D 的25 不应超过电子元器件直径 D 的50 94 水平插装元器件粘固要求 如图10 11所示 正确的粘固不正确的粘固图10 11采用垂直插装的元器件进行粘固时 其一则的胶粘剂粘接高度 应大于元器件高度 L 的50 不应超过元器件高度 L 的80 胶粘剂粘接的周长 为元器件周长 C 的25 垂直插装元器件粘固要求 如图10 12所示 95 注 粘接剂高度为50 俯视图 25 的圆周 注 粘接剂高度为小于50 俯视图 小于25 的圆周 图10 12多个元器件采用垂直并列插装时 胶粘剂的粘固 应符合下列要求 96 a 粘接的高度 应大于元器件高度 L 的50 不应超过每个元器件长度 L 的80 b 粘接的周长 应为元器件周长 C 的25 多个元器件垂直插装的粘固要求 如图10 13所示 注 俯视图 粘接剂图10 13玻璃封装器件粘固时 应在玻璃封装器件本体 97 上加防护衬套 玻璃封装器件的粘固 如图10 14所示 图10 14粘固元器件时不能盖住或封住元器件的标记及元器件引线 避免使元器件引线受应力损伤 粘固部位应无气泡 无明显拉尖 开裂 无杂质及流痕 不允许有漏粘固或错粘固现象发生 导热硅橡胶 导电胶 不应作为加固粘固材料 98 使用 因为 其中已加入了少量导热或导电材料 胶材的粘结力与粘固强度稍有降低 二环氧树脂胶的粘固环氧树脂胶为限制使用的胶粘剂 当设计文件或工艺文件中 要求用环氧树脂胶来进行粘固 才能使用环氧树脂胶 若采用环氧树脂来粘固玻璃电容器 玻璃电阻器 玻璃二极管时 必须采取保护措施 在元器件上覆盖有弹性的缓冲材料 若不采取措施是不允许采用环氧树脂进行粘固 常用的环氧树脂胶材料名称 材料牌号 配比 99 见表10 5 表10 5对于大功率元器件 发热元器件 陶瓷封装器件 高密度器件及需要拆卸的紧固件 一般不能采用环氧树脂胶进行粘固 若一定要进行粘固 必须采取有效的防护措施后 才能进行粘固 对金属膜电阻器进行粘结时 胶粘剂只应粘固在二端的金属帽上 不应粘固在元器件的本体上 100 金属膜电阻器的粘固 如图10 15所示 图10 15需要架高的密封变压器 线圈等器件的粘固 如图10 16所示 图10 16 101 三硅橡胶的粘固硅橡胶的粘固可采用GD414硫化硅橡胶 它是一种单组份粘结剂 操作简单 固化后即形成橡胶体 将元器件与印制电路板粘结在一起 硅橡胶粘固的操作方法如下 1 在粘固之前 印制电路板组装件必须进行表面敷形涂复处理 并经过电性能调试 测试 合格后 才能进行粘固处理 2 需要进行粘固的部位 应先涂复一层15 m厚度的DBSF6101绝缘漆 它能起到偶联作用 3 用GD414硫化硅橡胶 对元器件的粘结部位 102 进行粘固处理 4 元器件粘固后 应在常温下进行固化 固化的相对湿度 一般应不小于60 固化时间 一般为48h 经过72h后 才能进行振动 冲击试验 双列直插器件 应在无引线的两侧进行粘固 扁平封装器件粘固时 应将胶粘剂粘固在无引线的二端 具有四侧引线的高密度集成电路粘固时 应将胶粘剂粘固在四个角上 对于高密度集成电路 在印制电路板进行设计时 应在安装面积部位设计粘接剂的注入孔和排气孔 孔径一般为直径1 5 2mm 孔位和数量 应 103 根据高密度集成电路的安装面积及形状而定 硅橡胶的粘固方式 如图10 17所示 104 图10 17对于侧向或倒向插装的元器件 应将元器件本体粘固在印制电路板上 防止振动或冲击时发生抖动现象 元器件侧向或倒向的粘固 如图10 18所示 图10 18 105 晶体三极管的粘固 如图10 19所示 粘固插装的三极管以A 1 3B较好底部有填充料图10 19第五节灌封电子产品的灌封 主要是针对有抗振要求 有高绝缘要求的印制电路板组装件 部件及有密封要求的电连接器 106 灌封的原则1 元器件及电子产品有气密性能要求时 2 有抗振性能要求时 3 部分有 三防 要求 电子产品常用的灌封材料名称 材料牌号 适用范围见表10 6 表10 6 107 印制电路板组装件的灌封形式 有整体灌封和局部灌封二种 灌封形式应该根据印制电路板组装件中 元器件的特性和安装特点 予以合理选择 对于局部灌封部件 应该设计具有安装保护工装的位置 电连接器的灌封 应根据电子产品对电连接器的气密性要求来确定 整机中对电源模块的灌封 应按具体要求 抗振要求来确定 电源模块的灌封高度 应该低于外壳 应确保发热部位裸露在外面 若要深度灌封 超过10mm 应采用分层灌封 108 每层灌封后的固化时间 间隔不应少于24h 下述的元器件 部 组 件 不允许进行灌封 1 大功率元器件 控温元件 2 调试参数的范围较窄 重要电路的调试元件 3 高密度集成电路 BGA芯片 灌封的要求如下 1 凡是需要采用灌封的部位 应预先涂敷DBSF 6101三防保护剂 2 印制电路板组装件在灌封前 表面应清洁 干燥 无粉尘 无油渍污染 3 印制电路板组装件的灌封厚度 一般应超过所 109 安装元器件的质心 如果 设计另有要求时 其灌封厚度应按设计要求进行 4 如果 对发热或带有散热器的元器件进行灌封时 其发热或散热部位应裸露 5 印制电路板组装件焊接面的灌封 其灌封厚度应超过焊接点 印制电路板上元器件的灌封 如图10 20所示 元件面的灌封 110 焊接面的灌封图10 20 111 第十一章印制电路板组装件的修复和改装 电子产品在装联和调试过程中 如果发生印制电路板组装件受到了损伤 包括 焊盘的翘起 印制导线的隆起 和需要进行更换元器件 这时 允许对印制电路板组装件进行局部的修复和改装 印制电路板组装件的修复和改装 应该以技术文件为依据 并编写出相应的修复和改装的工艺规程 112 印制电路板组装件经过修复和改装后 它的功能和技术指标 必须满足电子产品的技术条件和相关的质量要求 印制电路板组装件的修复和改装 仅限用于单面 双面印制电路板组装件 第一节修复 改装 返工一修复1 修复的准则在装联和调试过程中 印制电路板组装件发生了一些问题 要求在原有的基础上 必须恢复其功 113 能时 应允许进行修复 修复包括 更换元器件及其相关的连接部分 固定翘起的焊盘及其隆起的印制导线 修复不应改变印制电路板组装件原有的技术状态 进行修复的内容如下 a 更换受损或不符合要求的元器件 保持型号规格不变 恢复原设计性能或功能 b 连通断裂导线 加粗过细或受损导线 恢复导线通过额定电流的能力 c 粘固隆起的焊盘或印制导线 恢复与印制电路板基材应有的粘固强度 114 2 修复的数量对于任何一块印制电路板组装件 修复 包括 焊接和粘固 的总数应限于六处 一处修复 是指一个元器件或一只电连接器的修复 并应包括一根引线 导线 或多根引线 导线 的焊接操作 在任何一块印制电路板组装件上 任意25cm2面积内焊接操作的