1、第五章 装配焊接及电气连接工艺,5.1 安装,一、安装的基本要求,1.保证导通与绝缘的电气性能 考虑在震动、长期工作、温度、湿度等自然条件下，电气连接的通与断的可靠性。是安装的核心。,机壳接地示例,固定电缆示例,2.保证机械强度,考虑大而重的器件安装的机械强度。,示例1,示例2,示例3,3.保证传热的要求,大功率器件散热器的安装示例：,4.安装时的接地与屏蔽,目的：消除外界对产品的电磁干扰；消除产品对外界的电磁干扰；减小产品内部的相互电磁干扰。方法：金属屏蔽盒和地可靠连接（焊接或导电衬垫）,二、集成电路的安装,2.双列直插式集成电路的安装直接在电路板上焊接安装；采用集成电路插座安装；DIP插座
2、的类型。,1.金属封装集成电路的安装,3.功率器件的安装,功率为1W以上的器件（晶体管或功率集成电路）正常使用时都要加装散热器。,菱形封装器件的散热器安装,塑封器件的散热器的安装,二、印制电路板上元器件的安装,卧式安装、立式安装,1.元器件引线的弯曲成形,必须注意以下两点：引线弯曲的最小半径不得小于引线直径的2倍，不能“打死弯”。引线弯曲处距离元器件本体至少在2mm以上。,2.元器件的插装,在单面印制板上卧式装配时，小功率元器件总是平行地紧贴板面；在双面板上，元器件则可以离开板面约12mm。各种元器件的安装，应该使它们的标记朝上，并注意标记的读数方向一致（从左到右或从上到下）。印制电路板上立式
3、装配，适合民用小产品。立式安装时同类元器件高低一致。安装顺序：先小后大，先轻后重，先装耐热的后装怕热的器件。电阻电容二级管三级管其它元器件等。,5.2 焊接技术,一、焊接分类与焊接的条件,1.焊接的分类：熔焊、压焊、钎焊熔焊是指在焊接过程中，焊件接头加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法，如电弧焊、气焊、激光焊、等离子焊等。压焊是指在焊接过程中，必须对焊件加压力（加热或不加热）完成焊接的方法，如超声波焊、高频焊、电阻焊、脉冲焊、摩擦焊等。钎焊是采用比母材熔点低的金属材料作焊料，将焊件和焊料加热到高于焊料熔点，但低于母材熔点的温度，利用液态焊料润湿母材，填充接头间隙，并与母材相互扩散形成合金层，
4、实现连接焊件的方法。（锡焊是钎焊的一种，应用于电子产品的制造中）,2.锡焊必须具备的条件,焊件应具有良好的可焊性；焊件表面必须清洁；要使用合适的焊剂；要加热到适当的温度；合适的焊接时间。,3.锡焊机理,焊料对焊件的浸润 熔化成液态的焊料，借助于毛细引力沿着间隙向焊接表面扩散，形成对焊件的浸润。,扩散 浸润是熔融焊料在被焊面上的扩散，伴随着表面扩散，同时还发生液态和固态金属间的相互扩散。锡铅焊料中的铅原子只参与表面扩散，不向内部扩散，而锡原子和铜原子则相互扩散，正是由于扩散作用，形成了焊料和焊件之间的牢固结合。,结合层 由于焊料和焊件金属的相互扩散，在两种金属交界面上形成的是结合层多种组织。如锡
5、铅焊料焊接铜件，在结合层中既有晶内扩散形成的共晶合金，又有两种金属生成的金属间的化合物，如Cu2Sn、Cu6Sn5等。结合层的厚度因焊接温度、时间不同而异，一般在1.210m之间。如果没有形成结合层，仅仅是焊料堆积在母材上，则称为虚焊。,二、焊接前的准备,1.可焊性处理-镀锡,镀锡：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。这一结合层将焊锡同待焊金属这两种性能、成份都不同的材料牢固地结合起来。镀锡的要求：待镀面应清洁加热温度要足够要使用有效的焊剂,镀锡的方法：手工电烙铁镀锡 电烙铁手工镀锡是指直接使用电烙铁对电子元器件的引线进行镀锡。多股导线镀锡时，要先剥去绝
6、缘层，并将多股导线拧紧，然后在进行镀锡。锡锅镀锡锡锅构造简单，一般由锡液容器和电炉组成。锡液容器由2mm3mm 的铁板制成。镀锡虽然是手工操作，但可以多人同时使用，效率高，适用于批量生产。,超声波镀锡 利用超声波在熔融锡中的空化作用，将各种金属引线表面的氧化层和污物清除干净，而在清除氧化物和污物的过程中，锡就自然地附在引线表面上，完成了镀锡过程。超声波镀锡的优点是不需要化学焊剂，可节省大量焊剂和松香，避免了焊剂对元器件引线的侵蚀作用，且镀锡质量高、速度快，是目前较为理想的镀锡设备。,三、手工焊接技术,焊接的四个要素（4M）材料 Material；工具 Machine；方式、方法 Method；
7、操作者 Man；,1.焊接操作的要领保持室内空气流通;保持距离（20cm)电烙铁的握法；,正握法,反握法,握笔法,焊锡丝的拿法,适合连续焊接,适合断续焊接,2.焊接操作的基本步骤,1,2,4,3,5,五步法法：,3.焊接温度与加热时间,合理掌握加热时间保证焊接质量加热时间不足：形成松香夹渣而虚焊。加热时间过长：焊点外观变差：出现焊锡拉尖、表面发白、无光泽。松香助焊剂分解炭化：松香发黑。过热导致铜箔焊盘的脱落。,4.焊接操作的具体手法,保持烙铁头的清洁;靠增加接触面积来加快传热;加热要靠焊锡桥;烙铁撤离有讲究;在焊锡凝固之前不能动;焊锡用量要适中;助焊剂用量要适中;不要使用烙铁头作为运载焊料的工
8、具。,四、焊点质量检查,1.虚焊产生的原因及其危害危害：焊点有接触电阻、电路时好时坏、发热、噪声增加而没有规律性。原因：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，焊接元件松动。,2.对焊点的要求,可靠的电气连接；足够的机械强度；光洁整齐的外观。,3.焊点检查,目测外观检查通电测量检查,4.常见焊点缺陷及分析,五、手工焊接技巧,1.有机注塑元件的焊接 各种有机材料，包括有机玻璃、聚氯乙烯、聚乙烯、酚醛树脂等材料，广泛用于电子元器件的制作之中，如各种开关、插接件等。它们均采
9、用热塑方式制成，其最大弱点是不能承受高温。,示例：纽子开关的焊接,该类元件焊接时必须注意以下几点：在元件预处理时，尽量清理好接点，力争一次镀锡成功，不要反复镀锡。尤其是将元件在锡锅中镀锡时，更要掌握好浸入深度及镀锡时间。焊接时烙铁头要修整得尖一些，以便焊接一个接点时不碰相邻的其他接点。镀锡及焊接时所加助焊剂要少，防止浸入到电接触点。烙铁头在任何地方均不要向对接线片施加压力。焊接时间要尽量短。焊接后不要在塑料壳未冷前对焊点做牢固性试验。,2.簧片类元件接点的焊接,簧片元件如继电器、波段开关等，其共同特点是簧片制造时加预应力，使产生适当弹力，保证了电接触性能。如果安装施焊过程中对簧片施加外力，则易
10、破坏接触点的弹力，造成元件失效。焊接要领：可靠的预焊；加热时间短；不可对焊点用电烙铁施力；焊锡不宜过多。,3.集成电路的焊接,MOS集成电路特别是绝缘栅型MOS电路或双极型集成电路，都不能承受高于200的温度。因此，焊接时必须非常小心。,在焊接集成电路时，应注意以下几点：集成电路引线如果是经过镀金银处理的，切不可用刀刮，只需用酒精擦洗或绘图橡皮擦干净即可。对CMOS集成电路，如果事先已将各引线短路，焊接前不要拿掉短路线。焊接时间在保证浸润的前提下，尽可能短，每个焊点最好用3s焊好，最多不超过4s，连续焊接时间不要超过10s。,使用的电烙铁最好是20W内热式，接地线应保证接触良好。必要时还要采取
11、人体接地等措施。使用低熔点焊剂，一般不要高于150。工作台上如果铺有橡皮、塑料等易于积累静电的材料，集成电路块和印制电路板等不宜放在台面上。当集成电路不使用插座，而是直接焊接到印制电路板上时，安全焊接顺序应是地端输出端电源端输入端。电烙铁最好使用内热式20W，外热式步超过30W。,4.导线的焊接方式,导线的焊接一般采用绕焊、钩焊、搭焊三种基本的焊接形式。,导线同接线端子的焊接,绕焊,钩焊,搭焊,导线与导线的焊接导线与导线之间的焊接以绕焊为主。,细导线与粗导线的焊接,直径相同导线的焊接,导线间的搭焊,5.杯型焊件的焊接,杯形焊件：接插件、接线柱、仪器的输入输出头。,注意：多股软导线绞紧上锡；用大
12、功率烙铁。,6.平板件的焊接,六、拆焊,在调试或维修电子仪器时，经常需要将焊接在印制电路板上的元器件拆卸下来，这个拆卸的过程就是拆焊，有时也称为解焊。方法：用电烙铁直接拆焊，适用于管脚少的器件。用专门制作的烙铁头拆焊，适用于多管脚的器件。采用吸锡器、吸锡烙铁或吸锡泵；用吸锡材料：网状的屏蔽线的屏蔽层。拆焊完成后，用吸锡器修整焊盘和引线孔。,七、电子工业生产中的焊接简介,一、浸焊与波峰焊,波峰焊是将熔化的焊料，经电动泵或电磁泵喷流成设计要求的焊料波形，使预先装有电子元器件的印制板通过焊料波峰，实现元器件焊端或引脚与印制板焊盘之间机械与电气连接的软钎焊。,二、再流焊（回流焊）,目前主要应用于表面安
13、装片状元器件的焊接。,5.3 绕接技术,绕接是不使用助焊剂、焊料而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。,一、绕接机理及其特点,接线柱带棱的形状；导线用独股线,绕接特点：可靠性高，理论上绕接点的可靠性是焊接的10倍，且不存在虚焊及助焊剂腐蚀的问题；工作寿命长，具有抗老化、抗震特性，工作寿命达40年之久；工艺性好，操作技术容易掌握，不存在烧坏元件、材料等问题；可以实现高密度装配，实现产品小型化；节约有色金属，降低生产成本。对接线柱有特殊要求，且走线方向受到限制；多股线不能绕接，单股线又容易折断；效率较低。,绕接方法：电动绕接器的自动绕接；手工绕接。,5.4 其它连接方式,一、粘接（胶接）二、铆接三、螺纹连接,
