1、第 3 章 制造电子产品的常用材料 和工具,3.1 基本材料,电子产品中的绝缘材料电子产品中的常用线料塑料漆料粘合剂,返回,基本材料,电子整机产品是由不同的电子元器件和各种相应的材料组合而成的。电子产品中的基本材料是指：整机产品中除元器件、零部件等以外的常用的绝缘材料、电线、电缆、塑料、漆料、胶黏剂等。,返回,基本材料-绝缘材料,绝缘材料又称电介质，是指具有高电阻率、电流难以通过的材料。 绝缘材料具有隔离电气产品中电位不同的带电体，同时还具有保护导体、防止电晕、机械支撑等作用。,返回,基本材料-绝缘材料,1绝缘材料分类按化学性质的不同，绝缘材料可分为：无机绝缘材料、有机绝缘材料和复合绝缘材料等
2、3种。,返回,2绝缘材料的主要性能指标（1）绝缘电阻与电阻率（2）击穿电压与绝缘强度（3）耐热强度,基本材料-绝缘材料,基本材料-常用线料,1. 安装导线（安装线）安装线是指用于电子产品装配的导线。常用的安装线分为裸导线和塑胶绝缘电线。 （1）裸导线裸导线是指没有绝缘层的光金属导线。它有单股线、多股绞合线、镀锡绞合线、多股编织线、金属板、电阻电热丝等若干种。,基本材料-常用线料,2电磁线电磁线是指由涂漆或包缠纤维作为绝缘层的圆形或扁形铜线。主要用于绕制各类变压器、电感线圈等。由多股细漆包线外包缠纱丝的丝包线是绕制收音机天线或其他高频线圈的常用线材。,基本材料-常用线料,常用电磁线的型号、名称和
3、主要特性及用途,基本材料-常用线料,3扁平电缆（排线或带状电缆）扁平电缆是由许多根导线结合在一起、相互之间绝缘、整体对外绝缘的一种扁平带状多路导线的软电缆。扁平电缆可用于插座间的连接线，印制电路板之间的连接线及各种信息传递的输入/输出柔性连接。,返回,基本材料-常用线料,穿刺插头用扁平电缆 单列排插或锡焊的扁平电缆,返回,基本材料-常用线料,4屏蔽线屏蔽线具有静电（或高电压）屏蔽、电磁屏蔽和磁屏蔽的作用，它能防止或减少线外信号与线内信号之间的相互干扰。屏蔽线主要用于1MHz以下频率的信号连接（高频信号必须选用专业电缆）。常用屏蔽线有单芯、双芯、三芯等几种类型。,返回,基本材料-常用线料,5电缆
4、电子产品装配中的电缆主要包括射频同轴电缆、馈线和高压电缆等。（1）射频同轴电缆（高频同轴电缆）射频同轴电缆的结构与单芯屏蔽线基本相同，但两者使用的材料有所不同，其电性能也不同。射频同轴电缆主要用于传送高频电信号，具有衰减小，抗干扰能力强，天线效应小，便于匹配的优点，其阻抗一般有50W或75W两种。,返回,基本材料-常用线料,射频同轴电缆结构,返回,基本材料-常用线料,（2）馈线馈线专用于将信号从天线传到接收机或由发射机传给天线的信号线，其特性阻抗为300，传送信号属平衡对称型。故在连接时，不但要注意阻抗匹配，还应注意信号的平衡与不平衡的形式。,返回,基本材料-常用线料,（3）高压电缆高压电缆的
5、绝缘体有很高的耐压特性和阻燃性，用于高压的连接和传输。,返回,基本材料-常用线料,6电源软导线电源软导线主要作用是连接电源插座与电气设备。电源软导线都采用双重绝缘方式。选用电源线时，除导线的耐压要符合安全要求外，还应根据产品的功耗，合格选择不同线径的导线。,返回,基本材料-常用线料,7导线颜色的选用,返回,基本材料-塑料,1塑料在电子产品工艺制作中的作用塑料是一种绝缘材料，在电子产品工艺制作中，常用在做接插件、基座、衬套、电缆护套、透明罩壳、绝缘零件及布线工艺上。塑料的特点是：原料丰富、价格便宜，但对温度和潮湿的变化比较敏感。因此，对尺寸精度要求高的零件不宜用塑料。,返回,基本材料-塑料,2塑
6、料的分类根据加工时的工艺性能，塑料可分为热固性和热塑性两大类。热固性塑料的特点：质地较脆，只能一次成型，不能回收反复成形；但耐热性、耐腐蚀性较好，性能稳定。热塑性塑料的特点是：受热时会软化，冷却后又变硬，可多次反复成型，韧性较好，但其硬度较低，耐热性较差。,基本材料-塑料,3电子产品制作中常用的塑料 （1）聚酰胺（尼龙） （2）甲基丙烯酸甲脂（有机玻璃） （3）酚醛塑料 （4）工程塑料,返回,基本材料-漆料,1漆料在电子产品装配中的用途在电子产品装配中，漆料主要用于书写元器件的文字代号、标出焊接点、螺钉装配的合格标记、产品总装等场合。,返回,基本材料-漆料,2几种常用漆料简介（1）磁漆。常用于
7、已涂底漆的金属和木制品以及在产品包装箱上书写代号文字等。（2）检验标记漆。焊好的焊接点和拧紧的紧固件经检验后，表面应点漆，以表示符合图纸与安装标准和要求。（3）防护漆。用于湿热环境、工业污染等场合对电子产品的防护。,返回,基本材料-粘合剂,1粘合剂的作用粘合剂又称胶黏剂，简称为胶，是一种具有优良粘接性能，能将金属、塑料、玻璃、陶瓷等各种材料牢固地粘接为一体的物质。,返回,基本材料-粘合剂,2电子产品中常用的粘合剂914室温快速硬化环氧粘合剂；科化501胶；502粘合剂（快干胶）；JW-1环氧树脂粘合剂；101胶（又称乌利当胶）；XY104粘合剂（橡胶粘合剂）；四氢化呋喃 ；XY401粘合剂（也
8、称为88#胶）；热熔胶；特种胶黏剂。,返回,3.2 制造印制电路板的材料覆铜板,覆铜板是用减成法制造印制电路板的主要材料。所谓覆铜板，全称为覆铜箔层压板，就是经过粘接、热挤压工艺，使一定厚度的铜箔牢固地附着在绝缘基板上的板材 3.2.1.1 覆铜板的组成 铜箔覆在基板一面的，叫做单面覆铜板，覆在基板两面的称为双面覆铜板。,几种常用覆铜板的基板材料及其性质如下： 酚醛树脂基板和酚醛纸基覆铜板 环氧树脂基板和环氧玻璃布覆铜板 聚四氟乙烯基板和聚四氟乙烯玻璃布覆铜板,根据基板厚度要求选择玻璃布（或纤维纸）层的数量，按尺寸剪切后进行压制。压制中使用蒸汽或电加热，使半固化的粘结剂彻底固化，铜箔与基板牢固
9、地粘合成一体，冷却后即为覆铜板。覆铜板的生产工艺流程如图3.3所示。,图3.3 覆铜板的生产工艺流程,3.2.2 覆铜板的 技术指标和性能特点 1、 覆铜板的非电技术指标 A、抗剥强度 是使单位宽度的铜箔剥离基板所需要的最小力，单位为kgcm。用这个指标来衡量铜箔与基板之间的结合强度。此项指标主要取决于粘合剂的性能及制造工艺。 B、翘曲度翘曲度指单位长度上的翘曲值，衡量敷铜板相对于平面的不平度指标，取决于基板材料和厚度。,C、抗弯强度 抗弯强度表明敷铜板所能承受弯曲的能力，单位为kgcm。这项指标主要取决于敷铜板的基板材料。在确定印制板厚度时应考虑这项指标。 D、耐浸焊性耐浸焊性指敷铜板置人一
10、定温度的熔融焊锡中停留一段时间(一般为10s)后，所能承受的铜箔抗剥能力。一般要求铜箔板不起泡、不分层。如果浸焊性差，印制板在经过多次焊接时，将可能使焊盘及导线脱落。此项指标对印制电路板的质量影响很大，主要取决于板材和黏合剂。 除上述几项指标外，衡量敷铜板的技术指标还有表面平滑度、光滑度、坑深、介电性能、表面电阻、耐氰化物等，其电气指标可参阅相关手册。,几种常用覆铜板的性能特点,3.3 焊接材料,焊接材料包括焊料和焊剂（又叫助焊剂）。掌握焊料和焊剂的性质、成份、作用原理及选用知识，是电子工艺技术中的重要内容之一，对于保证产品的焊接质量具有决定性的影响。3.3.1 焊料 焊料是易熔金属，它的熔点
11、低于被焊金属。焊料熔化时，将被焊接的两种相同或不同的金属结合处填满，待冷却凝固后，把被焊金属连接到一起，形成导电性能良好的整体。一般要求焊料具有熔点低、凝固快的特点，熔融时应该有较好的润湿性和流动性，凝固后要有足够的机械强度。按照组成的成分，有锡铅焊料、银焊料、铜焊料等多种。目前在一般电子产品的装配焊接中，主要使用铅锡焊料，一般俗称为焊锡。,3.3.1.1 铅锡合金与铅锡合金状态,锡（Sn）是一种质软低熔点的金属，熔点为232，纯锡较贵，质脆而机械性能差；在常温下，锡的抗氧化性强。高于13.2时，锡呈银白色；低于13.2时，锡呈灰色；低于-40时，锡变成粉末。铅（Pb）是一种浅青白色的软金属，
12、熔点为327，机械性能也很差。铅的塑性好，有较高的抗氧化性和抗腐蚀性。 铅锡合金铅锡焊料具有一系列铅和锡所不具备的优点： 熔点低，低于铅和锡的熔点，有利于焊接； 机械强度高，合金的各种机械强度均优于纯锡和铅； 表面张力小、粘度下降，增大了液态流动性，有利于在焊接时形成可靠接头； 抗氧化性好，铅的抗氧化性优点在合金中继续保持，使焊料在熔化时减少氧化量, 铅锡合金状态图,图3.5表示了不同比例的铅和锡的合金状态随温度变化的曲线。从图中可以看出，当铅与锡用不同的比例组成合金时，合金的熔点和凝固点也各不相同。除了纯铅在330（图中C点）左右、纯铅在230（图中D点）左右的熔化点和凝固点是一个点以外，只
13、有T点所示比例的合金是在一个温度下熔化。其它比例的合金都在一个区域内处于半熔化、半凝固的状态。在图3.5中，C-T-D线叫做液相线，温度高于这条线时，合金为液相；C-E-T-F-D叫做固相线，温度低于这条线时，合金为固相；在两条线之间的两个三角形区域内，合金是半熔融、半凝固状态。例如，铅、锡各占50的合金，熔点是212，凝固点是182，在182212之间，合金为半熔化、半凝固的状态。因为在这种比例的合金中锡的含量少，所以成本较低，一般的焊接可以使用；但又由于它的熔点较高而凝固点较低，所以不宜用来焊接电子产品。图中A-B线表示最适合焊接的温度，它高于液相线约50。, 共晶焊锡图3.5中的T点叫做
14、共晶点，对应合金成分为Pb-38.1、Sn-61.9的铅锡合金称为共晶焊锡，它的熔点最低，只有182，是铅锡焊料中性能最好的一种。它具有以下优点： 低熔点，降低了焊接时的加热温度，可以防止元器件损坏。熔点和凝固点一致，可使焊点快速凝固，几乎不经过半凝固状态，不会因为半熔化状态时间间隔长而造成焊点结晶疏松，强度降低。这一点，对于自动焊接有着特别重要的意义。因为在自动焊接设备的传输系统中，不可避免地存在振动。流动性好，表面张力小，润湿性好，有利于提高焊点质量。机械强度高，导电性好。 实际应用中，一般把Sn-60、Pb-40左右的焊料就称为共晶焊锡，其熔化点和凝固点也不是在单一的183上，而是在某个
15、小范围内。,3.3.1.1 常用焊料及杂质的影响,表3.8 不同比例铅锡合金的物理性能和机械性能,表3.9 杂质对焊锡性能的影响,3.3.1.2 常用焊锡,表2.10 一般铅锡焊料的成分及用途,3.3.2 助焊剂,3.32.1 助焊剂的作用 去除氧化膜。其实质是助焊剂中的氯化物、酸类同焊接面上的氧化物发生还原反应，从而除去氧化膜。反应后的生成物变成悬浮的渣，漂浮在焊料表面。 防止氧化。液态的焊锡及加热的焊件金属都容易与空气中的氧接触而氧化。助焊剂融化以后，形成漂浮在焊料表面的隔离层，防止了焊接面的氧化。 减小表面张力。增加熔融焊料的流动性，有助于焊锡润湿和扩散。 使焊点美观。合适的助焊剂能够整
16、理焊点形状，保持焊点表面的光泽。,3.3.2.2 助焊剂的分类 助焊剂的分类及主要成分见表3.12,2. 助焊剂 （1） 助焊剂的作用 去除氧化膜 防止氧化 减小表面张力 使焊点美观 （2） 助焊剂的分类 见下表,说明： 无机焊剂的活性最强 ，能除去金属表面的氧化膜 ，但同时有强腐蚀作用，一般不能在焊接电子产品中使用。 有机焊剂的活性次于氯化物，有较好的助焊作用，但是也有一定腐蚀性，残渣不易清理，且挥发物对操作者有害。,松香焊剂主要成分是松香，松香加热到70以上时开始呈液态，此时有一定的化学活性，呈现较弱的酸性，可与金属表面的氧化物发生化学反应； 冷却后松香又变成稳定的固体，无腐蚀性，绝缘性强
17、。,电子产品的制造需要使用各种导线、绝缘材料等。了解这些材料的种类、性能和特点，掌握正确选用的方法，这对于优化生产工艺、保证产品质量是至关重要的。 2.5.1 导线 1裸线 是指没有绝缘层的单股或多股铜导线，大部分作为电线电缆的线芯，少部分直接用在电子产品中连接电路。 2电磁线 指有绝缘层的铜线，绝缘方式有表面涂漆或外缠纱、丝等，一般用来绕制电感类产品的绕组，所以也叫做绕组线。 3绝缘电线 指由导电的线芯、绝缘层等组成的导线，用做电子产品的电气连接。导线绝缘外皮的材料主要是塑料类和橡胶类，在结构上有固定敷设电线、绝缘软电线和屏蔽线。,3.5 常用材料,4排线 排线如右下图所示。在数字电路中，特
18、别是计算机类产品中，数据总线、地址总线和控制总线等连接导线往往是成组出现的，其工作电平、导线走向都大体一致。 5电线电缆 电线电缆又称安装电缆，一般由导电芯线，绝缘层和保护层组成。芯线有单芯，多芯，并有各种不同的线径，左下图所示为电线电缆的结构示意图。,已安装接插头的排线 电线电缆结构示意图,3.5.2 常用绝缘材料 绝缘材料是电很难通过的材料，具有较高的电阻率、耐压强度和耐热性能，在电子产品中主要用于包扎、衬垫、护套等。 1绝缘纸 常用的有电容器纸、青壳纸、铜板纸等，主要用于要求不高的低压线圈绝缘。 2绝缘布 常用的有黄腊布、黄腊绸、玻璃漆布等。这种材料也可制成各种套管，用做导线护套。 3有
19、机薄膜 常用的有聚脂、聚酰亚胺、聚氯乙烯、聚四氟乙烯薄膜。有机薄膜涂上胶粘剂就成为各种绝缘粘带。 4塑料套管 除绝缘布套管外，大量用在电子装配中的是塑料套管。,5橡胶制品 橡胶在较大的温度范围内具有优良的弹性、电绝缘性、耐热、耐寒和耐腐蚀性，是传统的绝缘材料，用途非常广泛。 6云母制品 云母是具有良好的耐热、传热、绝缘性能的脆性材料。主要用于耐高压且能导热的场合，如用作金属封装大功率晶体管与散热片之间的绝缘垫片。,云母制品,在装配电子整机产品时，经常要用到各种小五金工具，掌握常用工具的特点、使用方法及基本操作技能，使才能顺利地完成各种电子电气设备及家用电器产品的装配和维修。3.6.1 钳子钳子
20、的种类很多，按用途分为尖嘴钳、斜口钳、剥线钳和钢丝钳等。尖嘴钳 斜口钳 剥线钳 钢丝钳,3.6 常用装配工具,3.6.2 镊子 在电子产品制作和修理过程中，常用镊子夹取微小的器件。尤其是在修理仪表的表头和收音机中周变压器等一些精细的物件时，更离不开镊子。在焊接时可用镊子夹持导线和元器件使它们固定不动，夹住元器件的引脚还能帮助散热。3.6.3 螺丝刀 螺丝刀又称起子、改锥等。是用来紧固或拆卸螺钉的工具，它的种类很多，按头部形状的不同，分为一字形和十字形两种。,3自动螺丝刀自动螺丝刀有电动螺丝刀（电动改锥）和气动螺丝刀（气动改锥）两大类，适用在批量大、要求装配一致性好的流水线生产中使用。自动螺丝刀可以根据生产岗位旋转螺钉的规格，安装对应的螺丝刀头。,电动螺丝刀,气动螺丝刀,3.6.4 热溶胶枪 热溶胶枪装上白色胶条，通电加热后会使胶料溶解，轻按扳机即能挤出热溶胶，广泛用于电子元件的固定及塑料导线的固定。3.6.5 风剪风剪如右下图所示，印刷板装配焊接以后，元器件的引线数量较多需要剪断时，使用风剪可以大大提高工作效率，减轻劳动强度。,热溶胶枪 风剪,
