第5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），①要在器件与印制板之间垫入橡胶垫或塑料垫，②使用热熔性粘合剂将其粘在印制板上，③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：①消除产品与外界的相互电磁干扰；②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双列直插式集成电路的安装5.1.2.2功率器件的安装5.1.2.1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。5.1.2.2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：①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。②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：①检查元器件的可焊性②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5-95.1.3.1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1~2mm。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。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：①焊料溶点低于焊件熔点；②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；③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（P185）。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5-11（P187）。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5-12（P188）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（P199）。焊锡质量差；助焊剂的还原性不良或用量不够；被焊接处表面未预先清洁好，镀锡不牢；烙铁头的温度过高或过低，表面有氧化层；焊接时间掌握不好，太长或太短；焊接中焊锡尚未凝固时，焊接元器件松动。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。对印制电路板进行焊接质量检查的几个方面：①漏焊；②焊料拉尖；③焊料引起导线间短路；④导线及元器件绝缘的损伤；⑤焊料飞溅。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（P201）。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（P202）。5.2焊接技术5.2.5手工焊接技巧**导线连接方式有三种基本形式：（1）绕焊：如图5-18（a）操作步骤①~④（P194）导线与导线的绕接如图5-18。（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5-18（P193）。（3）搭焊：把经过镀锡的导线搭接在端子上施焊，如图5-18（c）（P193），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。5.3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5-40（P210），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。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：P210可靠性、工作寿命长、工艺性好、节约材料等。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5-41（P211），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5-43（P211）。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5-44（P212）。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5-52（P216）。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δ1+印制板厚度δ2+0.8铆钉外径D空心铆钉的铆接过程如图5-53，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。5.4.3.2螺钉的尺寸和数量几种常用小螺钉的抗拉强度如表5-4（P219）。5.4.3.3螺钉的长度如图5-56（P219）：h1≥(0.3~0.5)dh2≥(1.2~2)d5.4.3.4螺钉材料及表面选择对导电性能要求高的可选用黄铜螺钉，其载荷能力如表5-5（P219）。5.4其他连接方式5.4.3.5防止螺钉松动一般采用各种垫圈防止松动，如平垫圈、弹簧垫圈、波型垫圈、齿形垫圈等。5.4.3.6螺纹连接工艺要点：P219第五章完本章作业：P2201、4（2）、6（3）、7（1）、8（1）、11。