電子設(shè)備制造工藝——電子產(chǎn)品制造工藝三

1、第 3 章 制造電子產(chǎn)品的常用材料和工具,3.1 基本材料,電子產(chǎn)品中的絕緣材料 電子產(chǎn)品中的常用線料 塑料 漆料 粘合劑,返回,基本材料,電子整機(jī)產(chǎn)品是由不同的電子元器件和各種相應(yīng)的材料組合而成的。 電子產(chǎn)品中的基本材料是指：整機(jī)產(chǎn)品中除元器件、零部件等以外的常用的絕緣材料、電線、電纜、塑料、漆料、膠黏劑等。,返回,基本材料-絕緣材料,絕緣材料又稱電介質(zhì)，是指具有高電阻率、電流難以通過的材料。 絕緣材料具有隔離電氣產(chǎn)品中電位不同的帶電體，同時還具有保護(hù)導(dǎo)體、防止電暈、機(jī)械支撐等作用。,返回,基本材料-絕緣材料,1絕緣材料分類 按化學(xué)性質(zhì)的不同，絕緣材料可分為：無機(jī)絕緣材料、有機(jī)絕緣材料和復(fù)合

2、絕緣材料等3種。,返回,2絕緣材料的主要性能指標(biāo) （1）絕緣電阻與電阻率 （2）擊穿電壓與絕緣強(qiáng)度 （3）耐熱強(qiáng)度,基本材料-絕緣材料,基本材料-常用線料,1. 安裝導(dǎo)線（安裝線） 安裝線是指用于電子產(chǎn)品裝配的導(dǎo)線。常用的安裝線分為裸導(dǎo)線和塑膠絕緣電線。 （1）裸導(dǎo)線 裸導(dǎo)線是指沒有絕緣層的光金屬導(dǎo)線。它有單股線、多股絞合線、鍍錫絞合線、多股編織線、金屬板、電阻電熱絲等若干種。,基本材料-常用線料,2電磁線 電磁線是指由涂漆或包纏纖維作為絕緣層的圓形或扁形銅線。主要用于繞制各類變壓器、電感線圈等。 由多股細(xì)漆包線外包纏紗絲的絲包線是繞制收音機(jī)天線或其他高頻線圈的常用線材。,基本材料-常用線料,

3、常用電磁線的型號、名稱和主要特性及用途,基本材料-常用線料,3扁平電纜（排線或帶狀電纜） 扁平電纜是由許多根導(dǎo)線結(jié)合在一起、相互之間絕緣、整體對外絕緣的一種扁平帶狀多路導(dǎo)線的軟電纜。 扁平電纜可用于插座間的連接線，印制電路板之間的連接線及各種信息傳遞的輸入/輸出柔性連接。,返回,基本材料-常用線料,穿刺插頭用扁平電纜 單列排插或錫焊的扁平電纜,返回,基本材料-常用線料,4屏蔽線 屏蔽線具有靜電（或高電壓）屏蔽、電磁屏蔽和磁屏蔽的作用，它能防止或減少線外信號與線內(nèi)信號之間的相互干擾。屏蔽線主要用于1MHz以下頻率的信號連接（高頻信號必須選用專業(yè)電纜）。 常用屏蔽線有單芯、雙芯、三芯等幾種類型。,

4、返回,基本材料-常用線料,5電纜 電子產(chǎn)品裝配中的電纜主要包括射頻同軸電纜、饋線和高壓電纜等。 （1）射頻同軸電纜（高頻同軸電纜） 射頻同軸電纜的結(jié)構(gòu)與單芯屏蔽線基本相同，但兩者使用的材料有所不同，其電性能也不同。射頻同軸電纜主要用于傳送高頻電信號，具有衰減小，抗干擾能力強(qiáng)，天線效應(yīng)小，便于匹配的優(yōu)點，其阻抗一般有50W或75W兩種。,返回,基本材料-常用線料,射頻同軸電纜結(jié)構(gòu),返回,基本材料-常用線料,（2）饋線 饋線專用于將信號從天線傳到接收機(jī)或由發(fā)射機(jī)傳給天線的信號線，其特性阻抗為300，傳送信號屬平衡對稱型。故在連接時，不但要注意阻抗匹配，還應(yīng)注意信號的平衡與不平衡的形式。,返回,基本

5、材料-常用線料,（3）高壓電纜 高壓電纜的絕緣體有很高的耐壓特性和阻燃性，用于高壓的連接和傳輸。,返回,基本材料-常用線料,6電源軟導(dǎo)線 電源軟導(dǎo)線主要作用是連接電源插座與電氣設(shè)備。 電源軟導(dǎo)線都采用雙重絕緣方式。選用電源線時，除導(dǎo)線的耐壓要符合安全要求外，還應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的功耗，合格選擇不同線徑的導(dǎo)線。,返回,基本材料-常用線料,7導(dǎo)線顏色的選用,返回,基本材料-塑料,1塑料在電子產(chǎn)品工藝制作中的作用 塑料是一種絕緣材料，在電子產(chǎn)品工藝制作中，常用在做接插件、基座、襯套、電纜護(hù)套、透明罩殼、絕緣零件及布線工藝上。 塑料的特點是：原料豐富、價格便宜，但對溫度和潮濕的變化比較敏感。因此，對尺寸精度要

6、求高的零件不宜用塑料。,返回,基本材料-塑料,2塑料的分類 根據(jù)加工時的工藝性能，塑料可分為熱固性和熱塑性兩大類。 熱固性塑料的特點：質(zhì)地較脆，只能一次成型，不能回收反復(fù)成形；但耐熱性、耐腐蝕性較好，性能穩(wěn)定。 熱塑性塑料的特點是：受熱時會軟化，冷卻后又變硬，可多次反復(fù)成型，韌性較好，但其硬度較低，耐熱性較差。,基本材料-塑料,3電子產(chǎn)品制作中常用的塑料 （1）聚酰胺（尼龍） （2）甲基丙烯酸甲脂（有機(jī)玻璃） （3）酚醛塑料 （4）工程塑料,返回,基本材料-漆料,1漆料在電子產(chǎn)品裝配中的用途 在電子產(chǎn)品裝配中，漆料主要用于書寫元器件的文字代號、標(biāo)出焊接點、螺釘裝配的合格標(biāo)記、產(chǎn)品總裝等場合。,

7、返回,基本材料-漆料,2幾種常用漆料簡介 （1）磁漆。常用于已涂底漆的金屬和木制品以及在產(chǎn)品包裝箱上書寫代號文字等。 （2）檢驗標(biāo)記漆。焊好的焊接點和擰緊的緊固件經(jīng)檢驗后，表面應(yīng)點漆，以表示符合圖紙與安裝標(biāo)準(zhǔn)和要求。 （3）防護(hù)漆。用于濕熱環(huán)境、工業(yè)污染等場合對電子產(chǎn)品的防護(hù)。,返回,基本材料-粘合劑,1粘合劑的作用 粘合劑又稱膠黏劑，簡稱為膠，是一種具有優(yōu)良粘接性能，能將金屬、塑料、玻璃、陶瓷等各種材料牢固地粘接為一體的物質(zhì)。,返回,基本材料-粘合劑,2電子產(chǎn)品中常用的粘合劑 914室溫快速硬化環(huán)氧粘合劑；科化501膠；502粘合劑（快干膠）；JW-1環(huán)氧樹脂粘合劑；101膠（又稱烏利當(dāng)膠）

8、；XY104粘合劑（橡膠粘合劑）；四氫化呋喃 ；XY401粘合劑（也稱為88#膠）；熱熔膠；特種膠黏劑。,返回,3.2 制造印制電路板的材料覆銅板,覆銅板是用減成法制造印制電路板的主要材料。所謂覆銅板，全稱為覆銅箔層壓板，就是經(jīng)過粘接、熱擠壓工藝，使一定厚度的銅箔牢固地附著在絕緣基板上的板材 3.2.1.1 覆銅板的組成 銅箔覆在基板一面的，叫做單面覆銅板，覆在基板兩面的稱為雙面覆銅板。,幾種常用覆銅板的基板材料及其性質(zhì)如下： 酚醛樹脂基板和酚醛紙基覆銅板 環(huán)氧樹脂基板和環(huán)氧玻璃布覆銅板 聚四氟乙烯基板和聚四氟乙烯玻璃布覆銅板,根據(jù)基板厚度要求選擇玻璃布（或纖維紙）層的數(shù)量，按尺寸剪切后進(jìn)行壓

9、制。壓制中使用蒸汽或電加熱，使半固化的粘結(jié)劑徹底固化，銅箔與基板牢固地粘合成一體，冷卻后即為覆銅板。覆銅板的生產(chǎn)工藝流程如圖3.3所示。,圖3.3 覆銅板的生產(chǎn)工藝流程,3.2.2 覆銅板的 技術(shù)指標(biāo)和性能特點 1、覆銅板的非電技術(shù)指標(biāo)A、抗剝強(qiáng)度 是使單位寬度的銅箔剝離基板所需要的最小力，單位為kgcm。用這個指標(biāo)來衡量銅箔與基板之間的結(jié)合強(qiáng)度。此項指標(biāo)主要取決于粘合劑的性能及制造工藝。 B、翹曲度 翹曲度指單位長度上的翹曲值，衡量敷銅板相對于平面的不平度指標(biāo)，取決于基板材料和厚度。,C、抗彎強(qiáng)度 抗彎強(qiáng)度表明敷銅板所能承受彎曲的能力，單位為kgcm。這項指標(biāo)主要取決于敷銅板的基板材料。在確

10、定印制板厚度時應(yīng)考慮這項指標(biāo)。 D、耐浸焊性 耐浸焊性指敷銅板置人一定溫度的熔融焊錫中停留一段時間(一般為10s)后，所能承受的銅箔抗剝能力。一般要求銅箔板不起泡、不分層。如果浸焊性差，印制板在經(jīng)過多次焊接時，將可能使焊盤及導(dǎo)線脫落。此項指標(biāo)對印制電路板的質(zhì)量影響很大，主要取決于板材和黏合劑。除上述幾項指標(biāo)外，衡量敷銅板的技術(shù)指標(biāo)還有表面平滑度、光滑度、坑深、介電性能、表面電阻、耐氰化物等，其電氣指標(biāo)可參閱相關(guān)手冊。,幾種常用覆銅板的性能特點,3.3 焊接材料,焊接材料包括焊料和焊劑（又叫助焊劑）。掌握焊料和焊劑的性質(zhì)、成份、作用原理及選用知識，是電子工藝技術(shù)中的重要內(nèi)容之一，對于保證產(chǎn)品的焊

11、接質(zhì)量具有決定性的影響。 3.3.1 焊料 焊料是易熔金屬，它的熔點低于被焊金屬。焊料熔化時，將被焊接的兩種相同或不同的金屬結(jié)合處填滿，待冷卻凝固后，把被焊金屬連接到一起，形成導(dǎo)電性能良好的整體。一般要求焊料具有熔點低、凝固快的特點，熔融時應(yīng)該有較好的潤濕性和流動性，凝固后要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。按照組成的成分，有錫鉛焊料、銀焊料、銅焊料等多種。目前在一般電子產(chǎn)品的裝配焊接中，主要使用鉛錫焊料，一般俗稱為焊錫。,3.3.1.1 鉛錫合金與鉛錫合金狀態(tài),錫（Sn）是一種質(zhì)軟低熔點的金屬，熔點為232，純錫較貴，質(zhì)脆而機(jī)械性能差；在常溫下，錫的抗氧化性強(qiáng)。高于13.2時，錫呈銀白色；低于13.2時，錫

12、呈灰色；低于-40時，錫變成粉末。 鉛（Pb）是一種淺青白色的軟金屬，熔點為327，機(jī)械性能也很差。鉛的塑性好，有較高的抗氧化性和抗腐蝕性。 鉛錫合金 鉛錫焊料具有一系列鉛和錫所不具備的優(yōu)點： 熔點低，低于鉛和錫的熔點，有利于焊接； 機(jī)械強(qiáng)度高，合金的各種機(jī)械強(qiáng)度均優(yōu)于純錫和鉛； 表面張力小、粘度下降，增大了液態(tài)流動性，有利于在焊接時形成可靠接頭； 抗氧化性好，鉛的抗氧化性優(yōu)點在合金中繼續(xù)保持，使焊料在熔化時減少氧化量, 鉛錫合金狀態(tài)圖,圖3.5表示了不同比例的鉛和錫的合金狀態(tài)隨溫度變化的曲線。 從圖中可以看出，當(dāng)鉛與錫用不同的比例組成合金時，合金的熔點和凝固點也各不相同。除了純鉛在330（圖

13、中C點）左右、純鉛在230（圖中D點）左右的熔化點和凝固點是一個點以外，只有T點所示比例的合金是在一個溫度下熔化。其它比例的合金都在一個區(qū)域內(nèi)處于半熔化、半凝固的狀態(tài)。 在圖3.5中，C-T-D線叫做液相線，溫度高于這條線時，合金為液相；C-E-T-F-D叫做固相線，溫度低于這條線時，合金為固相；在兩條線之間的兩個三角形區(qū)域內(nèi)，合金是半熔融、半凝固狀態(tài)。例如，鉛、錫各占50的合金，熔點是212，凝固點是182，在182212之間，合金為半熔化、半凝固的狀態(tài)。因為在這種比例的合金中錫的含量少，所以成本較低，一般的焊接可以使用；但又由于它的熔點較高而凝固點較低，所以不宜用來焊接電子產(chǎn)品。 圖中A-

14、B線表示最適合焊接的溫度，它高于液相線約50。, 共晶焊錫 圖3.5中的T點叫做共晶點，對應(yīng)合金成分為Pb-38.1、Sn-61.9的鉛錫合金稱為共晶焊錫，它的熔點最低，只有182，是鉛錫焊料中性能最好的一種。它具有以下優(yōu)點： 低熔點，降低了焊接時的加熱溫度，可以防止元器件損壞。 熔點和凝固點一致，可使焊點快速凝固，幾乎不經(jīng)過半凝固狀態(tài)，不會因為半熔化狀態(tài)時間間隔長而造成焊點結(jié)晶疏松，強(qiáng)度降低。這一點，對于自動焊接有著特別重要的意義。因為在自動焊接設(shè)備的傳輸系統(tǒng)中，不可避免地存在振動。 流動性好，表面張力小，潤濕性好，有利于提高焊點質(zhì)量。 機(jī)械強(qiáng)度高，導(dǎo)電性好。 實際應(yīng)用中，一般把Sn-60、

15、Pb-40左右的焊料就稱為共晶焊錫，其熔化點和凝固點也不是在單一的183上，而是在某個小范圍內(nèi)。,3.3.1.1 常用焊料及雜質(zhì)的影響,表3.8 不同比例鉛錫合金的物理性能和機(jī)械性能,表3.9 雜質(zhì)對焊錫性能的影響,3.3.1.2 常用焊錫,表2.10 一般鉛錫焊料的成分及用途,3.3.2 助焊劑,3.3.2.1 助焊劑的作用 去除氧化膜。其實質(zhì)是助焊劑中的氯化物、酸類同焊接面上的氧化物發(fā)生還原反應(yīng)，從而除去氧化膜。反應(yīng)后的生成物變成懸浮的渣，漂浮在焊料表面。 防止氧化。液態(tài)的焊錫及加熱的焊件金屬都容易與空氣中的氧接觸而氧化。助焊劑融化以后，形成漂浮在焊料表面的隔離層，防止了焊接面的氧化。 減

16、小表面張力。增加熔融焊料的流動性，有助于焊錫潤濕和擴(kuò)散。 使焊點美觀。合適的助焊劑能夠整理焊點形狀，保持焊點表面的光澤。,3.3.2.2 助焊劑的分類 助焊劑的分類及主要成分見表3.12,2. 助焊劑 （1） 助焊劑的作用 去除氧化膜 防止氧化 減小表面張力 使焊點美觀 （2） 助焊劑的分類 見下表,說明： 無機(jī)焊劑的活性最強(qiáng) ，能除去金屬表面的氧化膜 ，但同時有強(qiáng)腐蝕作用，一般不能在焊接電子產(chǎn)品中使用。 有機(jī)焊劑的活性次于氯化物，有較好的助焊作用，但是也有一定腐蝕性，殘渣不易清理，且揮發(fā)物對操作者有害。,松香焊劑主要成分是松香，松香加熱到70以上時開始呈液態(tài)，此時有一定的化學(xué)活性，呈現(xiàn)較弱的

17、酸性，可與金屬表面的氧化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)； 冷卻后松香又變成穩(wěn)定的固體，無腐蝕性，絕緣性強(qiáng)。,電子產(chǎn)品的制造需要使用各種導(dǎo)線、絕緣材料等。了解這些材料的種類、性能和特點，掌握正確選用的方法，這對于優(yōu)化生產(chǎn)工藝、保證產(chǎn)品質(zhì)量是至關(guān)重要的。 2.5.1 導(dǎo)線 1裸線 是指沒有絕緣層的單股或多股銅導(dǎo)線，大部分作為電線電纜的線芯，少部分直接用在電子產(chǎn)品中連接電路。 2電磁線 指有絕緣層的銅線，絕緣方式有表面涂漆或外纏紗、絲等，一般用來繞制電感類產(chǎn)品的繞組，所以也叫做繞組線。 3絕緣電線 指由導(dǎo)電的線芯、絕緣層等組成的導(dǎo)線，用做電子產(chǎn)品的電氣連接。導(dǎo)線絕緣外皮的材料主要是塑料類和橡膠類，在結(jié)構(gòu)上有固定敷設(shè)

18、電線、絕緣軟電線和屏蔽線。,3.5 常用材料,4排線 排線如右下圖所示。在數(shù)字電路中，特別是計算機(jī)類產(chǎn)品中，數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等連接導(dǎo)線往往是成組出現(xiàn)的，其工作電平、導(dǎo)線走向都大體一致。 5電線電纜 電線電纜又稱安裝電纜，一般由導(dǎo)電芯線，絕緣層和保護(hù)層組成。芯線有單芯，多芯，并有各種不同的線徑，左下圖所示為電線電纜的結(jié)構(gòu)示意圖。,已安裝接插頭的排線 電線電纜結(jié)構(gòu)示意圖,3.5.2 常用絕緣材料 絕緣材料是電很難通過的材料，具有較高的電阻率、耐壓強(qiáng)度和耐熱性能，在電子產(chǎn)品中主要用于包扎、襯墊、護(hù)套等。 1絕緣紙 常用的有電容器紙、青殼紙、銅板紙等，主要用于要求不高的低壓線圈絕緣。 2絕緣布 常用的有黃臘布、黃臘綢、玻璃漆布等。這種材料也可制成各種套管，用做導(dǎo)線護(hù)套。 3有機(jī)薄膜 常用的有聚脂、聚酰亞胺、聚氯乙烯、聚四氟乙烯薄膜。有機(jī)薄膜涂上膠粘劑就成為各種絕緣粘帶。 4塑料套管 除絕緣布套管外，大量用在電子裝配中的是塑料套管。,5橡膠制品 橡膠在較大的溫度范圍內(nèi)具有優(yōu)良的彈性、電絕緣性、耐熱、耐寒和耐腐蝕性，是傳統(tǒng)的絕緣材料，用途非常廣泛。 6云母制品 云母是具有良好的耐熱、傳熱、絕緣性能的