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(下),编 写 徐 飞中国航天科技集团公司五三九厂,第九章 整机装联,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(组)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,还应充分考虑到整机内的散热效果。,第一节 整机装联的要求 一 一般要求 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,不允许采用其
2、它加固方式(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。当印制电路板组装件采用紧固件紧固在金属框架上时,螺钉紧固的距离,一般为3050mm。可以,小于30mm,但不应该大于50mm。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,由操作人员临时进行去除表面镀层的工艺处理。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12mm。导线束穿过底板孔壁时,应在孔内安装绝缘圈(如:橡胶圈),防止磨损导线的绝缘层。二 散热要求 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。为了降低整,机内的工作温度
3、,应对已经产生的热量,要采取一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。热传导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,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。经过黑色氧极化处理后,可降低热阻约25,同时增加了表面辐射率。在大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2535。对流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,让附近较冷空气置换到较热空气位置。整机内的对流散
4、热,是利用冷空气从下方流入,带走整机内一部份热量,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。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况有关。常用的喷涂材料如:黑色无光漆,在温度40100 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,表面粗糙后辐射率可提高3。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。第二节 焊接连接 一 导线与焊杯(槽)接线端子的连接 1.导线与焊杯(槽)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,必须采用多股导线,并要有一定的活动余
5、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,为不可活动的结构,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(槽)内径截面积。导线与焊杯(槽)匹配是否合理,决定于导线芯线的直径(A)与电连接器焊杯(槽)内径(B)的比值关系。导线芯线的直径(A)与电连接器焊杯(槽)内径(B)匹配状态,如图9-2所示。匹配(A/B0.60.9)不匹配(A/B1)不匹配(A/B0.6)图9-2,当电连接器焊杯(槽)中焊接一根芯线时,芯线与电连接器焊杯(槽)的占空比A/B最佳为0.75,一般为0.60.9。当电连接器焊杯(槽)中焊接二根芯线时,芯线与电连接器焊杯(槽)的占空比A/B最佳为0.5
6、,一般为0.40.7。当电连接器焊杯(槽)中焊接三根芯线时,芯线与电连接器焊杯(槽)的占空比A/B最佳为0.65,一般为0.40.75。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(槽)底部,并与焊杯(槽)底部的,内壁相接触。不允许将23根芯线经过扭绞后,再进行搪锡。然后,插入焊杯(槽)底部。电连接器焊杯端子的连接,如图9-3所示。图9-3 每个焊杯(槽)内导线芯线的数量,应限制在能与焊杯(槽)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。导线的绝缘层,应离焊杯(槽)入口点距离,一,般为0.51mm。导线端头插入焊杯的距离,如图9-4所示。图9-4 不应该
7、选用多芯数电连接器,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的中心部位,不应布局在其周边或两端。,2.导线与焊杯(槽)接线端子的焊接 电连接器上的连接点若是镀金连接点,必须经过除金处理后,才能进行焊接。当焊杯(槽)连接点的电流不大于3A时,焊接时电烙铁的功率,一般应采用20W控温电烙铁。烙铁头部的温度,一般为(2655)。焊接的时间,一般为12s。当焊杯(槽)连接点的电流不小于5A时,焊接时电烙铁的功率,一般应采用3050W控温电烙铁。烙铁头部的温度,一般为(30010)。焊接的时间,一般
8、为23s。,当焊杯(槽)连接点的电流不小于 10A时,焊接 时电烙铁的功率,一般应该采用5070W控温电烙铁。烙铁头部的温度,一般为(34010)。焊接的时间,一般为23s。焊接时焊料应浸润焊杯中所有的内表面,在芯线和焊杯(槽)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100。焊杯经过焊接后,焊料不能溢出焊杯接线端子,外表面不应有突起部分及焊料溅出物的积聚。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9-5所示。,外表面无焊料积聚 外表面有焊料积聚 外表面有焊料拉尖图9-5 焊接时不应该使焊杯(槽)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。当焊杯(
9、槽)接线端子需要采用套管时,要求套管的长度是导线直径的4倍左右(一般取8mm)。焊杯接线端子的套管长度,如图9-6所示。,图9-6 焊杯接线端子的焊接要求,如图9-7所示。最佳焊接 焊料不足 最高量焊料 焊料过量图9-7,二 导线与钩型接线端子的连接 1.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 0.5圈,最大不应超过一圈。对于直径小于0.3mm的导线,最多可缠绕三圈。缠绕时连接线,不应该互相重叠。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0.51倍导线直径的距离。钩型接线端子上所弯绕的导线不应超过 3根,并排列整齐,也不能重叠。钩型接线端子的连
10、接,如图9-8所示。,图9-8 2.导线与钩型接线端子的焊接 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接线端子的连接处,并100%润湿。焊料薄而均匀,显露引线轮廓。,钩型接线端子的焊接要求,如图9-9所示。最佳焊接 焊料不足 最高量焊料 焊料过量图9-9,三 导线与通孔型接线端子的连接 1.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0.5圈,最大不超过一圈。对于直径小于0.3mm的导线,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面积。每个接线端子上,不允许超过三根导线。导线应
11、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,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。通孔型接线端子的连接,如图9-10所示。图9-10 2.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,,应形成焊料的弯月面。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。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100%润湿。焊料应薄而均匀,显露引线轮廓。通孔型接线端子的焊接要求如图9-11所示。图9-1
12、1,四 导线与电缆的连接 1.准备 将导线按导线端头处理的要求,对导线的芯线进行搪锡处理。应采用锐利的切割刀将电缆的外绝缘层剥去。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,或电缆长度上的任何部位(中间连接)。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。2.预组装 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。导线的固定连接,可采用细导线(如:裸铜线、镀锡或镀银)进行缠绕,并保持合适的松紧度。导线与电缆的固定方法,如图9-12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反方向的连接 一根导线缆与一根电缆的连接 一根导线与一根
13、电缆中间的连接 图9-12,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,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,将热缩套管进行热收缩定位。热缩套管的固定方法,如图9-13所示。图9-13 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。然后再进行搪锡处理,使导线的芯线能平放在裸露的屏蔽层上。,3.焊接要求 在焊接前应在电缆的另一端,套上一定尺寸的热缩套管。应采用控温电烙铁进行焊接,烙铁头上的温度在任何情况下,都不允许超过330。焊接过程中使用的焊剂,应尽量防止浸渗到绝缘层内。焊料凝固后,焊接点上的焊料应润湿、光滑,能显露导
14、线的芯线轮廓。屏蔽电缆的焊接要求,如图9-14所示。最佳焊接 焊料不足,最高量焊料 焊料过量图9-14 焊接后,应立即用浸有无水乙醇的脱脂纱布,对焊接点进行清洗,去除焊接点上的助焊剂及残留物。经检验合格后,再套上热缩套管。然后,进行加热收缩,达到对焊接点的防护作用。热缩套管的加热时间,不应超过8s。在任何情况下加热温度,不应超过焊料的熔点,建议最高加热温度为140。,五 导线束的装配 导线束的防护,主要是防止导线束的磨损,不应造成导线中的芯线与机壳发生短路。另外,还应考虑导线束在零、部(组)件的棱角附近、焊接点的周围、导线束的活动部位、穿越导线束的孔壁部位、防护套部位等,应对导线束进行防护。导
15、线束的防护材料,一般使用聚四氟乙烯带、聚酰亚胺薄膜、聚乙烯套管、锦丝套管、皮革等。很粗导线束的活动部位不应进行绑扎,应选用皮革等皮制材料进行包裹保护。这样,既可以自由弯曲,又能够保证与机壳不直接接触。,导线束的固定有:固定夹固定、绑扎固定和粘固固定。固定夹固定固定夹固定可借用面板、侧板或底板的紧固件来进行固定。若没有紧固件,应在导线束固定部位设计沉头螺钉孔,来安装固定夹。捆扎固定当整机内的导线束无法使用固定夹来固定导线束时,应按照导线束走线的路径与相应位置,设计捆扎孔。捆扎导线束时,不允许导线束停留在螺钉的螺纹处。粘固固定对于整机内部的细导线束或单根导线,可采用粘固的方法进行固定。粘固的位置,
16、,应为导线束或单根导线焊接点后面部位。从电连接器连接点上引出的导线,经过绑扎后形成导线束。在绑扎时应注意每根导线分布都应均匀一致,留有一定的弯曲余量,以防止在振动、冲击时,在任何一根导线上,产生应力集中的现象。导线束外径(A)与电连接器尾罩出线口内径(B)应相互匹配,如图9-15所示。图9-15,电连接器的连接点经过焊接后,在离导线搪锡部位6.3mm以内,不允许进行弯曲。有尾罩的低频电缆导线束在弯曲安装时,电连接器出线口的导线束弯曲长度,应保证其安装弯曲部位,离开电连接器尾罩出线口的绑扎距离(非屏蔽电缆)应该大于30mm,离开屏蔽层处理外侧的绑扎距离(屏蔽电缆)应大于50mm。并且,在弯曲时应
17、缓慢进行弯曲。弯曲点距离越小、弯曲半径越小、弯曲速度越快,导线根部受外拉力越大。导线束硬度越大、导线束直径越大,弯曲应力越大。,有尾罩的低频电缆导线束安装的弯曲要求,如图9-16所示。图9-16 无尾罩的电连接器尾部的导线束,应采用轴向延伸方法进行绑扎。根部应力消除长度,一般为1520mm。导线根部至首次绑扎部位的距离,一般为2025mm。绑扎间距,一般为1015mm。绑,扎前应先将导线沿连接点轴向理顺,并且有一定的弧度。在绑扎时最短的导线应沿着导线束轴心走,并必须留有一定的余量,不允许存在直拉的现象。从第一个绑扎宽度到导线束的弯曲半径,距离一般为大于20mm。电连接器连接点的焊接操作过程如下
18、:应先将电连接器置于可调节的夹具上,使电连接器位置固定,并向下倾斜2030。以防止助焊剂流入接插部位,影响连接点的接触可靠性。然后,在导线上套入与连接点直径相匹配的热缩套管。先焊接最下,面一排,从左至右。一排连接点焊接完毕后,应立即用浸有无水乙醇的脱脂纱布,对焊接点进行清洗干净,并进行过程捡验。经捡验合格后,在焊接部位套上热缩套管,再用加热器均匀加温,使热缩套管紧贴在导线及连接点上,不允许产生松动、滑动或脱落现象。接着,再焊接上面一排。为了防止上面一排连接点在焊接时,锡瘤会飞溅到下面一排连接点上,应在下面一排的连接点上,放置一层聚乙稀绝缘纸加以防护,依此类推。六 导线束的敷设与绑扎 导线束的制
19、作方法有三种。,第一种是续绑法:是将导线边敷设、边绑扎,形成导线束。适用于小批量生产。第二种是样板法:是将导线按规定的位置、距离,敷设在样板上,形成导线束。适用于批量生产和民用产品。第三种是线槽敷设法:是将导线束全部放入线槽内,操作简单、方便。适用于控制台、立柜等。续绑法是电子产品常用的导线束制作方法。续绑法的操作过程如下:按工艺文件的要求将留有一定余量的导线进行下料。接着,在每根导线的端头上进行导线端头处理,在另一端头上贴上往,何处去的标记。然后,根据一定的顺序及走向,边焊接、边分支、边绑扎、边敷设,操作非常简单、方便。但是,在操作时导线束中,导线的甩头到焊接点,应留有二次焊接的余量(20m
20、m左右)。导线束中导线甩头,如图9-17所示。图9-17 导线束在绑扎时,导线应相互平行而不交叉,不允许将导线在交叉及杂乱地情况下,进行导线束的绑扎。,交流电源线一般应进行相互绞合后,与屏蔽线一起敷设在导线束的底部。导线束的绑扎,如图9-18所示。平行 交叉 图9-18 导线束在敷设时,最下层应敷设最先分支的导线,最上层应敷设最后分支的导线。导线分支时应采用圆弧形式进行分支,确保导线束具有应力释放的余量。,电子产品在进行修复或改装时,如需要在导线束中切断某一根导线,那么应先将留在导线束内的导线,进行切断并折弯,折弯长度为1015mm。接着,将折弯的导线套上热缩套管进行热缩。然后,把热缩好的导线
21、端头绑扎在导线束内。不允许将剪切后的导线,直接暴露在导线束的外部。剪切后的导线处理,如图9-19所示。正确的敷设 导线端头没有处理 导线端头暴露在导线束外图9-19,导线束绑扎时,可先从导线多的主干线开始。然后,绑扎主分支、次分支、分支。导线束在分支时,应充分弯曲呈一定的弧形,以便导线束上能消除应受热(冷)或振动(冲击)而产生的各种应力。分支口的二侧,均应进行绑扎或固定夹固定。导线束分支口的绑扎,如图9-20所示。图9-20 线扎应包括头部、中部、尾部,三部位都要进行相应的绑扎。绑扎时导线束应整齐,扎线松紧适,当,扎点间应保持一定的间距,不允许绑扎线切入导线的绝缘层,也不允许绑扎得太松。导线束
22、的绑扎要求,如图9-21所示。正确 太松 太紧图9-21 导线束的绑扎,一般采用多股锦丝线。绑扎打结的方法可采用酒瓶结,这种方法可以防止线扎结的变松,不允许采用容易松散的蝴蝶结。酒瓶结的结扎方法,如图9-22所示。,图9-22 导线束打结处,应涂复Q98-1硝基胶胶粘剂。这样,可以防止结头的松散。锦丝线的切断,一般可采用控温电烙铁头进行烫切。七 整机的连接 对于较长的导线束,应该用固定夹进行适当地固定,避免导线束在机械振动或冲击中,整个导线,束均受到应力的冲击。整机内导线或导线束,不允许有悬空或长度大于50mm,而没有进行固定(包括;固定夹、绑扎、粘固)。导线束用固定夹进行固定时,应先在导线束
23、固定部位,用热缩带或黄腊绸缠绕三层,然后再进行固定。热缩带或黄腊绸的宽度,应该大于固定夹宽度。导线束从一面走向另一面时,必须留有一定的应力释放余量,在转弯部位应该采用固定夹进行固定。若采用粘结剂来粘固导线束,那么只能作为导线束固定的辅助措施。,导线束与机箱壳体之间的距离,一般应该大于 10 mm。二只电连接器之间的相邻距离,应该不小于15 mm。确保电连接器插、拔的可操作性。整机内导线束安装的要求,如图9-23所示。图9-23,八 半刚性电缆的预热处理 半刚性电缆进行预热处理的工序如下:1.半刚性电缆在预热处理之前,应将半刚性电缆进行弯曲成规定的形状,弯曲成形后每根半刚性电缆的二端,应留出装配
24、和安装的余量。然后,才能进行预热处理。2.将弯曲成形的半刚性电缆放在45温度下进行冷却,冷却时间应最少保持1h。3.再将半刚性电缆放在室温下,最少保持1h。4.然后,将半刚性电缆进行加温到最高温度,并保持最少1h。,5.再将半刚性电缆放在室温下,最少保持1h。并把任何突出的内部绝缘介质或芯线进行修剪到与外部导体边缘齐平。6.预热循环处理结束后,半刚性电缆应在室温下保持最少24h。半刚性电缆最少应进行三次,上述预热循环处理,如果在最后一次预热循环处理时,仍然有内部绝缘介质突出,则应修剪齐平后,再进行一次预热循环处理,直到不出现绝缘介质突出为止。不允许对已经焊接或压接完成的半刚性电缆,进行预热处理
25、。,半刚性电缆在二点之间,必须呈弧度形状进行弯曲成形,不允许产生二点一直线的形状,进行连接。第三节 压接连接 压接连接是采用专用的压接工具,在常温下对导线的芯线和压接端子(或压线筒),施加均匀的压力。在压力的作用下,使压接端子(或压线筒)能沿着被压导线的芯线四周,使压接端子(或压线筒)的各边均匀地产生机械压缩变形,并形成紧密地接触,以达到可靠的电连接。,压接有模压式压接和坑压式压接二种,模压式压接适用于各种开式及闭式压接端子与导线的芯线之间的电连接,坑压式压接适用于电连接器接触件与导线的芯线之间的电连接。操作人员只要了解和掌握了压接工具,通过反复的实践,就能熟练地压接出高可靠的压接点。一 模压
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