电子产品高可靠性装联工艺下.ppt
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1、电子产品高可靠性电装工艺电子产品高可靠性电装工艺(下下)编编 写写 徐徐 飞飞中国航天科技集团公司中国航天科技集团公司五三九厂五三九厂第九章第九章 整机装联整机装联 为了确保电子产品的整机装联质量,电装人员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。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、面板上元器件及部元器件及部(组组)件的组合安装、
2、导线束的敷设与绑件的组合安装、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。整机内的散热效果。第一节第一节 整机装联的要求整机装联的要求 一一 一般要求一般要求 整机装联的原则是:先轻后重、先里后外、先整机装联的原则是: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。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允许采用其它加固方式(如:安装加强筋)
3、、高温如: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。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当印制电路板组装件采用紧固件紧固在金属框架上时架上时,螺钉紧固的距离,一般为螺钉紧固的距离,一般为30305050mm。可以。可以 小于小于3030mm,但不应该大于,但不应该大于5050mm。凡是有接触电阻值、导电性能要求的安装件凡是有接触电阻值、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。操作人员临时进行去除表面镀层的工艺处理。当整机中
4、的元器件有绝缘和导热要求时,安装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的材料尺寸,应超过元器件壳体边缘1 12 2mm。导线束穿过底板孔壁时,应在孔内安装绝缘圈导线束穿过底板孔壁时,应在孔内安装绝缘圈 (如:橡胶圈如:橡胶圈),防止磨损导线的绝缘层。,防止磨损导线的绝缘层。二二 散热要求散热要求 元器件工作时消耗的功率,除部分转换成有用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。的能量外,其余部分均被转换成热量。为了降低整为了降低整 机内的工作温度,应对已经产生的热量,要采取一机内的工作温度,应对已经产生的热量,要采取一切有效的措
5、施进行散热。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。散热的方式主要有热传导、对流和热辐射。热传导热传导是指直接接触物体的各部分热量,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,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。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,可降低热阻约经过黑色氧极化处理后,可降低热阻约2525,同时,同时增加了表面辐射率。在大功率管壳与散热器之间涂增加了表面辐射率。在大
6、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。采且能减少接触间隙,还能防止潮湿空气的侵入。采 用导热硅脂后,可降低接触热阻用导热硅脂后,可降低接触热阻25253535。对流对流是指热源周围的空气受热后,因密度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,带走整机内一部散热,是利用冷空气从下方流入,带走
7、整机内一部份热量,由上方排出。当采用对流散热时,应防止份热量,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。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。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,在温度况有关。常用的喷涂材料如:黑色无光漆,在温度4040100 100 时其表面辐射率最高,辐射散热效果时其表面辐射率最高,辐射散热效果 最好。通常是对散热器表面进行喷粗砂处理,表面最好。通常是对散热器表面进行
8、喷粗砂处理,表面粗糙后辐射率可提高粗糙后辐射率可提高33。进行黑色氧极化处理后,。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。黑体容易辐射。温度越高,辐射效果越显著。第二节第二节 焊接连接焊接连接 一一 导线与焊杯导线与焊杯(槽槽)接线端子的连接接线端子的连接 1.1.导线与焊杯导线与焊杯(槽槽)电连接器的连接方法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,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释放应力。只有在电连接器内的相临两
9、点或接触对 为不可活动的结构为不可活动的结构,可采用单股导线进行连接。,可采用单股导线进行连接。导线芯线总的截面积,不应超过每个焊杯导线芯线总的截面积,不应超过每个焊杯(槽槽)内径截面积。导线与焊杯内径截面积。导线与焊杯(槽槽)匹配是否合理,决定匹配是否合理,决定于导线芯线的直径于导线芯线的直径(A)(A)与电连接器焊杯与电连接器焊杯(槽槽)内径内径(B)(B)的比值关系。的比值关系。导线芯线的直径导线芯线的直径(A)(A)与电连接器焊杯与电连接器焊杯(槽槽)内径内径 (B)(B)匹配状态,如图匹配状态,如图9-29-2所示。所示。匹配(匹配(A/BA/B0.60.60.90.9)不匹配(不匹
10、配(A/BA/B1 1)不匹配(不匹配(A/BA/B0.60.6)图图9-29-2造成芯线造成芯线根部应力根部应力造成造成焊槽焊槽根部应力根部应力B BA A 当电连接器焊杯当电连接器焊杯(槽槽)中焊接一根芯线时,芯线与电中焊接一根芯线时,芯线与电连接器焊杯连接器焊杯(槽槽)的占空比的占空比A/BA/B最佳为最佳为0.750.75,一般为,一般为0.60.60.90.9。当电连接器焊杯当电连接器焊杯(槽槽)中焊接二根芯线时,芯线中焊接二根芯线时,芯线与电连接器焊杯与电连接器焊杯(槽槽)的占空比的占空比A/BA/B最佳为最佳为0.50.5,一般,一般为为0.40.40.70.7。当电连接器焊杯当
11、电连接器焊杯(槽槽)中焊接三根芯线时,芯线中焊接三根芯线时,芯线与电连接器焊杯与电连接器焊杯(槽槽)的占空比的占空比A/BA/B最佳为最佳为0.650.65,一,一般为般为0.40.40.750.75。把预搪锡的导线芯线,应分别垂直插入到经过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除金处理后的焊杯(槽槽)底部,并与焊杯底部,并与焊杯(槽槽)底部的底部的 内壁相接触。不允许将内壁相接触。不允许将2 23 3根芯线经过扭绞后,再根芯线经过扭绞后,再进行搪锡。然后,插入焊杯进行搪锡。然后,插入焊杯(槽槽)底部。底部。电连接器焊杯端子的连接,如图电连接器焊杯端子的连接,如图9-39-3
12、所示。所示。图图9-39-3 每个焊杯每个焊杯(槽槽)内导线芯线的数量,应限制在能内导线芯线的数量,应限制在能与焊杯与焊杯(槽槽)内壁的整个空间都相接触为宜,一般允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。许插入二根芯线,但不允许超过三根芯线。导线的绝缘层,应离焊杯导线的绝缘层,应离焊杯(槽槽)入口点距离,一入口点距离,一导线离开焊杯距离导线离开焊杯距离芯线接触杯底芯线接触杯底 般为般为0.50.51 1mm。导线端头插入焊杯的距离,如图导线端头插入焊杯的距离,如图9-49-4所示。所示。图图9-49-4 不应该选用多芯数电连接器,来连接少数几根不应该选用多芯数电
13、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。的中心部位,不应布局在其周边或两端。0.50.51 1mm 2.2.导线与焊杯导线与焊杯(槽槽)接线端子的焊接接线端子的焊接 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。过除金处理后,才能进行焊接。当焊杯当焊杯(槽
14、槽)连接点的电流不大于连接点的电流不大于3A3A时,焊接时时,焊接时电烙铁的功率,一般应采用电烙铁的功率,一般应采用2020W控温电烙铁。烙铁控温电烙铁。烙铁头部的温度,一般为头部的温度,一般为(2655)(2655)。焊接的时间,一。焊接的时间,一般为般为1 12s2s。当焊杯当焊杯(槽槽)连接点的电流不小于连接点的电流不小于5A5A时,焊接时时,焊接时电烙铁的功率,一般应采用电烙铁的功率,一般应采用30305050W控温电烙铁。控温电烙铁。烙铁头部的温度,一般为烙铁头部的温度,一般为(30010)(30010)。焊接的时。焊接的时间,一般为间,一般为2 23s3s。当焊杯当焊杯(槽槽)连接
15、点的电流不小于连接点的电流不小于 10A 10A时,时,焊接焊接 时电烙铁的功率,时电烙铁的功率,一般应该采用一般应该采用50507070W控温电烙控温电烙铁。烙铁头部的温度,一般为铁。烙铁头部的温度,一般为(34010)(34010)。焊接。焊接的时间,一般为的时间,一般为2 23s3s。焊接时焊料应浸润焊杯中所有的内表面,在芯焊接时焊料应浸润焊杯中所有的内表面,在芯线和焊杯线和焊杯(槽槽)的进线开槽口之间,应该形成角缝焊。的进线开槽口之间,应该形成角缝焊。焊料要适量,焊料的填充量为焊料要适量,焊料的填充量为100100。焊杯经过焊接后,焊料不能溢出焊杯接线端子,焊杯经过焊接后,焊料不能溢出
16、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。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,如图面的要求,如图9-59-5所示。所示。外表面无焊料积聚外表面无焊料积聚 外表面有焊料积聚外表面有焊料积聚 外表面有焊料拉尖外表面有焊料拉尖图图9-59-5 焊接时不应该使焊杯焊接时不应该使焊杯(槽槽)连接点周围或插针、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。插孔周围的芯体,发生基材烫伤、变形及隆起。当焊杯当焊杯(槽槽)接线端子需要采用套管时,要求套接线端子需要采用套管时,要求套管的长度是导
17、线直径的管的长度是导线直径的4 4倍左右(一般取倍左右(一般取8 8mm)。)。焊杯接线端子的套管长度,如图焊杯接线端子的套管长度,如图9-69-6所示。所示。图图9-69-6 焊杯接线端子的焊接要求,如图焊杯接线端子的焊接要求,如图9-79-7所示。所示。最佳焊接最佳焊接 焊料不足焊料不足 最高量焊料最高量焊料 焊料过量焊料过量图图9-79-7 二二 导线与钩型接线端子的连接导线与钩型接线端子的连接 1.1.导线与钩型接线端子的连接方法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,最少为导线在钩型接线端子上弯绕长度,最少为 0.5 0.5圈,最大不应超过一圈。对于直径小于圈,最
18、大不应超过一圈。对于直径小于0.30.3mm的导的导线,最多可缠绕三圈。缠绕时连接线,不应该互相线,最多可缠绕三圈。缠绕时连接线,不应该互相重叠。重叠。导线应连接在钩型接线端子的弧段内,应离开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,至少为钩型接线端子末端,至少为0.50.51 1倍导线直径的距倍导线直径的距离。离。钩型接线端子上所弯绕的导线不应超过钩型接线端子上所弯绕的导线不应超过 3 3根,根,并排列整齐,也不能重叠。并排列整齐,也不能重叠。钩型接线端子的连接,如图钩型接线端子的连接,如图9-89-8所示。所示。图图9-89-8 2.2.导线与钩型接线端子的焊接导线与钩型接
19、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。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,接线端子的连接处,并并100%100%润湿。润湿。焊料薄而均匀,焊料薄而均匀,显露引线轮廓。显露引线轮廓。钩型接线端子的焊接要求,如图钩型接线端子的焊接要求,如图9-99-9所示。所示。最佳焊接最佳焊接 焊料不足焊料不足 最高量焊料最高量焊料 焊料过量焊料过量图图9-99-9 三三 导线与通孔型接线端子的连接导线与通孔型接线端子的连接 1.1.导线与通孔型接线端子的连接
20、方法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,最少为导线在通孔型接线端子上弯绕的长度,最少为0.50.5圈,最大不超过一圈。对于直径小于圈,最大不超过一圈。对于直径小于0.30.3mm的的导线,最多可以缠绕三圈。并不应互相重叠。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。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,连接导线与串联型通孔连接
21、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。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,应该每个串联型通孔接线端子之间的连接线,应该 触到每个串联型通孔接线端子的不相邻的两个面,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。并有应力释放的余量。通孔型接线端子的连接,如图通孔型接线端子的连接,如图9-109-10所示。所示。图图9-109-10 2.2.导线与通孔型接线端子的焊接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,在通孔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。应形成焊料的弯月面。通孔型接线端子上的
22、每根导线,都应与通孔型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。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,并型接线端子的连接处,并100%100%润湿。焊料应薄而均润湿。焊料应薄而均匀,显露引线轮廓。匀,显露引线轮廓。通孔型接线端子的焊接要求如图通孔型接线端子的焊接要求如图9-119-11所示。所示。图图9-119-11 四四 导线与电缆的连接导线与电缆的连接 1.1.准备准备 将导线按导线端头处理的要求,对导线的芯线将导线按导线端头处理的要求,对导线的芯
23、线进行搪锡处理。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。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。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,或电缆长度上的屏蔽层可位于电缆的端头处,或电缆长度上的任何部位任何部位(中间连接中间连接)。屏蔽材料必须具有良好的可。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。焊性,而不需要进行预搪锡处理。2.2.预组装预组装 应将导线牢固地固定在电缆上,以防在焊接过应将导线牢固地固定在电缆上,以防在焊接过 程中及焊料凝固时,出现变位或移动。导线的固定程中及焊料凝固时,出现变位或移动。导线的固
24、定连接,可采用细导线连接,可采用细导线(如:裸铜线、镀锡或镀银如:裸铜线、镀锡或镀银)进进行缠绕,并保持合适的松紧度。行缠绕,并保持合适的松紧度。导线与电缆的固定方法,如图导线与电缆的固定方法,如图9-129-12所示。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同方向的连接 二根导线与一根电缆反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缆与一根电缆的连接 一根导线与一根电缆中间的连接一根导线与一根电缆中间的连接 图图9-129-12 另一种固定的方法:先将需要连接的导线和电缆,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
25、,套上热缩套管,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,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。将热缩套管进行热收缩定位。热缩套管的固定方法,如图热缩套管的固定方法,如图9-139-13所示。所示。图图9-139-13 当导线芯线与电缆之间,高度的距离相差较大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。锡处理,使导线的芯线能平放在裸露的屏蔽层上。3.3.焊接要求焊接要求 在焊接前应在电缆的另
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