第2章 電子材料

第2章電子材料2.1導(dǎo)電材料導(dǎo)電材料主要是金屬材料，又稱導(dǎo)電金屬。用做導(dǎo)電材料的金屬除應(yīng)具有高導(dǎo)電性外，還應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，不易氧化，不易腐蝕，容易加工和焊接。2.1.1導(dǎo)電材料高電導(dǎo)材料是指某些具有低電阻率的導(dǎo)電金屬。常見金屬的導(dǎo)電能力順序為銀、銅、金、鋁。由于金銀價格高，僅在一些特殊場合使用。電子工業(yè)中常用的高電導(dǎo)材料為銅、鋁及它們的合金。

純銅，故又稱紫銅。它有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，不易氧化和腐蝕，機(jī)械強(qiáng)度較高，有良好的延展性和可塑性，易于機(jī)械加工，便于焊接等到優(yōu)點。

但潮濕會產(chǎn)生銅綠；在腐蝕氣體中會受腐蝕。2.1導(dǎo)電材料

鋁，是一種白色的輕金屬，具有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，易進(jìn)行機(jī)械加工，其導(dǎo)電能力僅次于銅，但比重小于銅。鋁合金以提高其機(jī)械強(qiáng)度。

金，具有良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性，在空氣中不氧化，抗硫化性也好，但價格高，主要用作賤金屬接點的電鍍材料。2.1.1導(dǎo)電材料銀，導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性很好，易于加工成形，其氧化膜也能導(dǎo)電，并能抵抗有機(jī)物污染。與其它貴重金屬相比，銀的價格比較便宜。但其耐磨性差，容易硫化，其硫化物不易導(dǎo)電，也不易清除。2.1導(dǎo)電材料鉑，不會氧化，也不易形成高阻薄膜，接觸電阻低而且穩(wěn)定，耐磨性能良好，但純鉑的硬度不高，價格昂貴。鉑基合金耐磨性好、硬度高、使用壽命長，常用的是鉑銥合金。與鉑基合金相近的材料有鈀銀、鈀銅、鈀銥合金等。2.1.1導(dǎo)電材料

常用的連接導(dǎo)線有電線和電纜兩大類，它們又可分為裸線、電磁線、絕緣電線電纜、通信電纜等。

裸線是沒有絕緣層的電線，常用有單股或多股銅線、鍍錫銅線、電阻合金線等。

電磁線是有涂漆或包纏纖維絕緣層的銅線。電磁線主要用鑄電機(jī)、變壓器、電感器件及電子儀表的繞組等。2.1導(dǎo)電材料2.1.2導(dǎo)線絕緣電線電纜一般由導(dǎo)電的線芯、絕緣層和保護(hù)層組成。線芯有單芯、二芯、三芯和多芯。1-鍍錫銅線芯1-銅線芯1-銅線芯2-聚氯乙烯絕緣2-橡皮絕緣2-橡皮絕緣3-聚氯乙烯薄膜繞包3-橡皮護(hù)套3-橡皮護(hù)套4-聚氯乙烯護(hù)套4-鍍錫銅線編織（a）聚氯乙烯安裝電纜

（b）橡皮軟電纜（c）橡皮安裝屏蔽電纜絕緣電線電纜種類2.1導(dǎo)電材料2.1.2導(dǎo)線1-銅線芯

1-銅線芯

1-銅線芯2-聚氯乙烯絕緣2-聚氯乙烯絕緣2-聚氯乙烯絕緣3-聚氯乙烯薄膜繞包

3-銅線編織4-鍍錫銅線編織4-聚氯乙烯護(hù)套5-聚氯乙烯護(hù)套（a）廣播電纜（b）扁平電視電纜（c）同軸射頻電纜通信電纜種類2.1導(dǎo)電材料2.1.2導(dǎo)線電線、電纜型號命名（電線型號命名方法）2.1導(dǎo)電材料2.1.2導(dǎo)線射頻電纜型號命名方法2.1導(dǎo)電材料2.1.2導(dǎo)線①允許電流。指常溫下工作的電流值，導(dǎo)線在電路中工作時的電流要小于允許電流。②導(dǎo)線電阻的電壓降。在導(dǎo)線很長時，要考慮導(dǎo)線電阻對電壓的影響。③額定電壓與絕緣性。使用時，電路的最大電壓應(yīng)低于額定電壓，以保證絕緣性能和使用安全。④頻率特性。對不同的頻率選用不同線材，要考慮高頻信號的趨膚效應(yīng)。⑤特性阻抗。在射頻電路中還應(yīng)考慮導(dǎo)線的特性阻抗，保證電路的阻抗匹配，以防止信號的反射波。2.1導(dǎo)電材料2.1.3導(dǎo)線選用2.2焊接材料-2.2.1焊料（1）管狀焊錫絲。由助焊劑與焊錫制作在一起做成管狀，在焊錫管中夾帶固體助焊劑。助焊劑一般選用特級松香為基質(zhì)材料，并添加一定的活化劑。管狀焊錫絲一般適用于手工焊接。

管狀焊錫絲的直徑有0.5mm、0.8mm、1.2mm、1.5mm、2.0mm、2.3mm、2.5mm、4.0mm和5.0mm。（2）抗氧化焊錫。

是在錫鉛合金中加入少量的活性金屬，能使氧化錫、氧化鉛還原，并漂浮在焊錫表面形成致密覆蓋層，從而保護(hù)焊錫不被繼續(xù)氧化。這類焊錫適用于浸焊和波峰焊。2.2焊接材料-2.2.1焊料（3）含銀焊錫。含銀焊錫是在錫鉛焊料中加0.5%～2.0%的銀，可減少鍍銀件中銀在焊料中的熔解量，并可降低焊料的熔點。（4）焊膏。焊膏是表面安裝技術(shù)中一種重要的材料，它由焊粉、有機(jī)物和熔劑制成糊狀物，能方便地用絲網(wǎng)、模板或點膏機(jī)印涂在印制電路板上。2.2焊接材料助焊劑主要用于錫鉛焊接中，有助于清潔被焊接面，防止氧化，增加焊料的流動性，焊點易于成形，提高焊接質(zhì)量。2.2焊接材料-2.2.2

助焊劑（1）除氧化膜。在進(jìn)行焊接時，為使被焊物與焊料焊接牢靠，就必須要求金屬表面無氧化物和雜質(zhì)。（2）防止氧化。有加熱時防止氧化的作用。包住金屬使其同空氣隔絕，從而起到了加熱過程中防止氧化的作用。（3）促使焊料流動，減少表面張力。

助焊劑減少焊料表面張力、促使焊料流動的功能，故使焊料附著力增強(qiáng)，使焊接質(zhì)量得到提高。分為：無機(jī)類、有機(jī)類和樹脂類助焊劑3大類。（1）無機(jī)類助焊劑。化學(xué)作用強(qiáng)，腐蝕性大，焊接性非常好。這類助焊劑包括無機(jī)酸和無機(jī)鹽。它的熔點約為180℃，是適用于錫焊的助焊劑。2.2焊接材料-2.2.2

助焊劑（2）有機(jī)類助焊劑。由有機(jī)酸、有機(jī)類鹵化物以及各種胺鹽樹脂類等合成。

由于含有酸值較高的成分，因而具有較好的助焊性能，但具有一定程度的腐蝕性，殘渣不易清洗，焊接時有廢氣污染，限制了它在電子產(chǎn)品裝配中的使用。（3）樹脂類助焊劑。主要成分是松香，應(yīng)用較廣。加熱時，去除焊件表面氧化物，焊接后形成的膜層具有覆蓋和保護(hù)焊點不被氧化腐蝕的作用。目前出現(xiàn)了一種新型的助焊劑——氫化松香，它是用普通松脂提煉的。氫化松香在常溫下不易氧化變色，軟化點高，脆性小，酸值穩(wěn)定，無毒、無特殊氣味，殘渣易清洗，適用于波峰焊接。2.2焊接材料

由于松脂殘渣具有非腐蝕性、非導(dǎo)電性、非吸濕性，焊接時沒有什么污染，且焊后容易清洗，成本又低，所以這類助焊劑被廣泛使用。松香助焊劑的缺點是酸值低、軟化點低（55℃左右），且易結(jié)晶、穩(wěn)定性差，在高溫時很容易脫羧碳化而造成虛焊。-2.2.2

助焊劑阻焊劑是一種耐高溫的涂料。在焊接時，可將不需要焊接的部位涂上阻焊劑保護(hù)起來，使焊料只在需要焊接的焊接點上進(jìn)行。阻焊劑廣泛用于浸焊和波峰焊。2.2焊接材料-2.2.3

阻焊劑①可避免或減少浸焊時橋接、拉尖、虛焊和連條等弊病，使焊點飽滿，大大減少板子的返修量，提高焊接質(zhì)量，保證產(chǎn)品的可靠性。③由于板面部分為阻焊劑膜所覆蓋，增加了一定硬度，是印制電路板很好的永久性保護(hù)膜，還可以起到防止印制電路板表面受到機(jī)械損傷的作用。2.2焊接材料-2.2.3

阻焊劑②使用阻焊劑后，除了焊盤外，其余線條均不上錫，可節(jié)省大量焊料；另外，由于受熱少、冷卻快、降低印制電路板的溫度，起了保護(hù)元器件和集成電路的作用。①熱固化阻焊劑的優(yōu)點是附著力強(qiáng)，能耐300℃高溫；缺點是要在200℃高溫下烘烤2h，板子易翹曲變形，能源消耗大，生產(chǎn)周期長。2.2焊接材料阻焊劑一般分為干膜型阻焊劑和印料型阻焊劑。現(xiàn)廣泛使用印料型阻焊劑，它可分為熱固化和光固化兩種。-2.2.3

阻焊劑②光固化阻焊劑（光敏阻焊劑）的優(yōu)點是在高壓汞燈照射下，只要2min～3min就能固化，節(jié)約了大量能源，大大提高了生產(chǎn)效率，便于組織自動化生產(chǎn)。另外，其毒性低，減少了環(huán)境污染。2.3

磁性材料2.3.1磁性材料的特性

磁性材料分為兩大類：軟磁材料和硬磁材料。

軟磁材料，主要特點是高導(dǎo)磁率和低矯頑力。這類材料在較弱的外磁場下就能獲得高磁感應(yīng)強(qiáng)度，并隨外磁場的增強(qiáng)很快達(dá)到飽和。當(dāng)外磁場撤除時，其磁性即基本消失。主要用來導(dǎo)磁，用作變壓器、線圈、繼電器等的導(dǎo)磁體。

常用的軟磁材料有：硅鋼片、鐵鎳合金、軟磁鐵氧體、電工用純鐵等。2.3

磁性材料2.3.2軟磁材料

硬磁材料（又稱永磁材料），