1、 第一章 电子装联技术概述 第二章 电子装联焊接机理及技术 第三章 整机及单元装联工艺 第四章 整机装联中的接地技术与处理目录 第一章 电子装联技术概述1.1 电子装联技术的定义1.2 电子装联技术发展史1.3 电子装联技术的分类1.4 电子装联技术的等级 1.5 电子装联技术在产品研制生产中的作用电子装联焊接机理及技术 2.1 软钎焊料合金的性能、形状 2.2 软钎焊料合金焊膏 2.3 为什么电路元器件的连接要采用焊接？2.4 软钎焊接的机理 2.5 焊接的润湿作用 2.6 焊接技术及技巧 第三章 整机及单元装联工艺 3.1 概述 3.2 装联的扎线技术 术语和定义 扎线的设备、材料及工具
2、工艺过程 扎线的质量保证措施 线束扎制的合格与否判断 3.3 整机/单元装焊前的准备工作 3.4 整机/单元的装焊 一般装焊技术要求 整机及单元组件中低频插头座的焊接整机装焊中常见的焊接端子常见焊接端子的焊接整机中特殊电路单元焊接要求焊接中关于导线的续接问题及处理调试元器件在整机和单元电路上的装焊要求微波单元电路的装焊要求环境和工作场地要求 第四章 整机装联中的接地技术与处理 4.1 整机中的接地慨念 4.2 整机装联中的接地分类 4.3 整机模块中常见的几种地 4.4 工程电路接地的几点考虑 4.5 整机/模块中地线的处理 4.6 整机/模块中的布线原则 4.7 结构设计不到位的布线处理 4
3、.8 装联布线的实例剖析 4.9 机柜装焊中的接地问题 电子设备中机柜的种类 机柜的接地要求 机柜中电缆的敷设工艺 怎样设计好机柜的工艺图纸第一章电子装联技术概述 1.电子装联技术的定义2.电子装联技术发展史3.电子装联技术的分类4.电子装联技术的等级 5.电子装联技术在产品研制 生产中的作用序 举目世界的制造业，同样一张图纸，同样做电视、做冰箱、做空调、做电子设备，可装焊后的整机，有的好调，不费事，不费时，而有的就是调不出来，或技术指标达不到要求，换这个元件，试那个器件的，造成电子设备的寿命指标和可靠性产生极大的差异，这种事情目前在装联界恐怕是司空见惯的，也是电子产品制造业中的“常见病”，“
4、多发病”。为什么同样的生产线、同样的机器，德国就能产出奔驰，而中国不能？因此，要改变这种生产情况，应当从装联工艺学上、生产制造技术上来控制产品的制造质量。1.1 电子装联技术的定义 根据成熟的电路原理图，将各种电子元器件、机电元根据成熟的电路原理图，将各种电子元器件、机电元器件以及基板合理地设计、互连、安装、调试，使其成器件以及基板合理地设计、互连、安装、调试，使其成为适用的、可生产的电子产品（包括集成电路、模块、为适用的、可生产的电子产品（包括集成电路、模块、整机、系统）的技术过程。整机、系统）的技术过程。它是一门电路、工艺、结构、它是一门电路、工艺、结构、组件、器件、材料紧密结合的多学科交
5、叉的工程学科。组件、器件、材料紧密结合的多学科交叉的工程学科。涉及集成电路固态技术、厚薄膜混合微电子技术、印制涉及集成电路固态技术、厚薄膜混合微电子技术、印制电路技术、通孔插装技术、表面安装技术、微组装技术、电路技术、通孔插装技术、表面安装技术、微组装技术、电子电路技术、电子电路技术、CAD/CAPP/CAM/CAT技术、互连与连技术、互连与连接技术、热控制技术、封装技术、测量技术、微电子学、接技术、热控制技术、封装技术、测量技术、微电子学、物理学、化学、金属学、电子学、机械学、计算机学、物理学、化学、金属学、电子学、机械学、计算机学、材料科学、陶瓷及硅酸盐学等领域。材料科学、陶瓷及硅酸盐学等
6、领域。进入二十一世纪后，电子装联技术由电子组装扩展到电气互联，其定义为：“在电、磁、光、静电、温度等效应和环境介质中任何两点（或多点）之间的电气连通技术，即由电子、光电子器件、基板、导线、连接器等零部件，在电磁介质环境中经布局布线联合制成承制所设定的电气模型的工程实体的制造技术”。这是线路图纸无法表达的一种专门技术，它把设计要求的质量有效地体现在产品上，从而使产品获得稳定质量的技术。1.2 电子装联技术发展史 电子装联技术随着电子封装技术的发展经历了五代变化，八十年代以来，IC封装由DIP双列直插式向SOIC，PLCC方向发展，九十年代是IC封装的迅速发展时期，其中最引人注目的是IC封装从周边
7、端子型（以QFP为代表）向球栅阵列型（以BGA为代表）的转变。表1 电子装联发展史 电子封装技术电子封装技术电子装联技术电子装联技术第一代第一代电子管时代（电子管时代（5050年代）年代）分立组件，分立走线，金属底板，电子管，接线分立组件，分立走线，金属底板，电子管，接线柱，线扎，手工柱，线扎，手工THT技术。技术。第二代第二代晶体管时代（晶体管时代（6060年代）年代）分立组件，单层分立组件，单层/双面印制电路板，手工双面印制电路板，手工THTTHT技术。技术。第三代第三代集 成 电 路 时 代集 成 电 路 时 代（7070年代）年代）ICIC，双面印制板，初级多层印制板，初级厚，双面印制
8、板，初级多层印制板，初级厚/薄膜薄膜混合集成电路，波峰焊。混合集成电路，波峰焊。第四代第四代大规模大规模/超大规超大规模集成电路时代模集成电路时代（8080年代）年代）LSI/VLSI/ALSI，细线多层印制板，多层厚，细线多层印制板，多层厚/薄膜薄膜混合集成电路，混合集成电路，HDIHDI（高密度组装技术），（高密度组装技术），SMT（表面组装技术），再流焊。（表面组装技术），再流焊。第五代第五代超大规模集成电超大规模集成电路时代（路时代（9090年代）年代）BGA，CSP，SMT（表面组装技术），（表面组装技术），MCM（多芯片（多芯片组件），组件），3D（立体组装技术），（立体组装技术）
9、，MPT（微组装技术），（微组装技术），DCA（直接芯片组装技术），（直接芯片组装技术），TAB（载带焊技术），无（载带焊技术），无铅焊接技术，穿孔回流焊技术，选择焊技术，乳化半水铅焊接技术，穿孔回流焊技术，选择焊技术，乳化半水清洗技术，激光再流焊技术，金丝焊技术，凸点制造技清洗技术，激光再流焊技术，金丝焊技术，凸点制造技术，术，Flip Chip（倒装焊技术）。（倒装焊技术）。电装发展史 电路功能相同的三代收音机 电装发展史主要元器件采用SMC/SMD的印制电路板组件 电装发展史 随着片式元器件（SMC/SMD）、基板材料、装焊工艺、检测技术的迅速发展，特别是军级、七专级SMC/SMD元件的
10、研制生产，21世纪初叶我国电子装备中SMC/SMD的使用率从当初的5%迅速增加到了7080%以上。当地线的长度接近于四分之一波长时，它就像一根终端短路的传输线。从功能分，又有单用式、两用式、调温式等。独立地线并联一点接地球形合金粉与无定形合金粉相比，其表面积小，氧化程度就低；基体金属A 钎料层 基体金属B当导线束的扎制不符合要求或装配过程中有修改的情况发生时，应根据使用情况和保证可靠性的条件下进行有条件的修理。主地线，分支地线的连接示意图要根据同轴电缆的规格大小选取合适的焊锡环进行续接。3 电子装联技术的分类IC，片式电阻，片式电容。对于印制电路板，会导致焊盘剥落。要求导线平直，单根导线与线扎
11、的轴线平行，减少交叉，不允许导线交叉、扭曲。若干分机或印制底板级组装件互连，机柜及面板（包括电缆、连接器）。电流流经地阻抗造成的干扰称为地阻抗干扰。(3)电容耦合形成感应电流电子接地系统通过接地系统与大地保持良好的电气连接，接地电阻应满足各使用技术要求，越小越好，一般应不大于10，避雷接地系统与电子接地系统相距不小于20mm，其接地电阻应小于4。通常在空气中该表面很快变质，呈暗灰色。当 L/0.0或以上的镀银线将所有需接地的器件端子以最近的连接距离将其连接起来，注意千万不可将其头尾连接，以形成闭合回路!常规处理方法，在需固定线束的地方，视机箱内器件位置上的固定螺钉的情况，看是否可以借用这些螺钉
12、放线卡；在一些小型化电子装备中已大量使用BGA，以SMT为主流的混合组装技术（MMT）是21世纪初叶我国电子装备电路组装的主要形式，不仅DIP和SMC/SMD混合组装（THT/SMT），而且随着DCA组装技术的推广应用，将会出现DIP、SMC/SMD和倒装片在同一电路板上组装，以至在一些先进的电子装备中将应用把CSP装于MCM上，再进行3D组装的3D+MCM先进组装技术。1.3 电子装联技术的分类电子装联技术分类有两种（1）按其组成结构特征和产品层次规定划分的电子 装联技术分类，见表2。（2）按组装技术划分 常规电子装联技术通孔插装式印制电路板装联技术 新一代电子装联技术，见表3。表2 按组成
13、结构特征和产品层次规定分类表装配类别装配类别说明说明印制电路板组件装配印制电路板组件装配把把THT和和SMD件插装或贴装到印制电路板上并进行件插装或贴装到印制电路板上并进行焊接的一种装配。焊接的一种装配。零部件装配零部件装配把零部件通过紧固件或焊接、铆接、胶接连接起来的把零部件通过紧固件或焊接、铆接、胶接连接起来的一种装配。一种装配。电气组件装配电气组件装配除印制电路板以外的电气装配，如：高、低频电缆、除印制电路板以外的电气装配，如：高、低频电缆、开关、按钮、连接器等、面板结构组件的组合装配开关、按钮、连接器等、面板结构组件的组合装配（包括钳装和在这些器件上焊接元器件和导线），变（包括钳装和在
14、这些器件上焊接元器件和导线），变压器、电感线圈，屏蔽盒焊接等。压器、电感线圈，屏蔽盒焊接等。整机整机/单元装配单元装配将机械和电气零件、部件、组件、导线按设计要求相将机械和电气零件、部件、组件、导线按设计要求相互进行组装连接的一种装配。互进行组装连接的一种装配。表3 按组装技术划分 上述技术一般可分为：组装技术；组装工艺；结构设计；互连基板；元器件；专用设备；材料；测试；可靠性等专业领域。1.4 电子装联技术的等级表4 组装组装级级名称名称技术内容技术内容例子例子0级级芯片级组装芯片级组装在硅或砷化镓芯片上制作有源晶体管、在硅或砷化镓芯片上制作有源晶体管、电阻、电容及互连。电阻、电容及互连。I
15、C芯片，芯片，VLSI，ALSI，MMIC，MIMIC1级级元器件级组元器件级组装装IC芯片安装到封装中互连，外壳密封。芯片安装到封装中互连，外壳密封。IC，片式电阻，片式电阻，片式电容。片式电容。2级级电路电路/组件级组件级组装组装元器件或芯片组装到互连基板（陶瓷基元器件或芯片组装到互连基板（陶瓷基板、印制电路板、绝缘金属基板或其它）板、印制电路板、绝缘金属基板或其它）上并互连。上并互连。PCB，厚，厚/薄薄膜 混 合膜 混 合 I C，SMC3级级插件插件/印制底印制底板级组装板级组装PCB（或厚（或厚/薄膜混合薄膜混合IC，SMT组件）组装组件）组装互连到印制底板上，厚互连到印制底板上，
16、厚/薄膜混合薄膜混合IC及其它及其它元器件组装互连到元器件组装互连到PCB上，屏蔽盒。上，屏蔽盒。各种各种PCB组装组装件，各种插件。件，各种插件。4级级分机级组装分机级组装若干第若干第1级、第级、第2级、第级、第3级组装件互连，级组装件互连，电缆、连接器、控制面板及外壳。电缆、连接器、控制面板及外壳。接收发射分机接收发射分机显示分机。显示分机。5级级机柜级组装机柜级组装若干分机或印制底板级组装件互连，机若干分机或印制底板级组装件互连，机柜及面板（包括电缆、连接器）。柜及面板（包括电缆、连接器）。通信机柜，雷通信机柜，雷达机柜，计算达机柜，计算机机柜。机机柜。1.5 电子装联技术在 产品研制生
17、产中的作用 电装技术属于边缘学科、多学科的电子工程制造技术。二十世纪九十年代美日等发达国家开展的“并行工程”，是电子装备设计思想的一次革命，在这个技术学科内，它的基本意思是“电气互联技术的工作必须从产品的方案论证起参加进去，参与总体设计及电子产品的研制、开发、生产全过程的设计、决策”。为实现这一理念，美国AriEona大学设立了世界上第一个电子组装工程硕士研究生班；国内一些一流的科研院所纷纷投入巨额资金引进先进的电气互联技术和先进的电气互联设备，与此同时，国内一些与电子工程制造技术有关的大学纷纷设立电气互联研究生班、微电子技术班和微电子与固体电子学院。整机模块中常见的几种地有孔的接线柱形式、片
18、状形式。U2=I2（R2+jwL2）若干分机或印制底板级组装件互连，机柜及面板（包括电缆、连接器）。（a）所示为先加热工件，在距离烙铁最近的工件上熔化焊锡。导弹系统设施都应有以大地为基准的、与避雷地分开的单点接地。这也是我们在实际工作中体会出的，因为不这样处理，在严格的随机振动中容易产生断线。用钎料连接起来的两个基体金属对低频插头上的短接线（指活动的孔状接线柱）均用软导线连接，不允许用裸镀银铜线焊接，以免增加插头座的插拔力造成焊接故障。高频半刚性电缆直接在整机和单元上焊接使用工艺当锡含量少于10%时，焊接强度差，接头发脆，焊料润湿能力差。表2 按组成结构特征和产品层次规定分类表功率地 基准地
19、大地支接地电缆除了与主接地电缆、设备的信号地及机壳地连接外，应与设备安装处金属体在电气上绝缘。隔离输入、输出信号线：不要把它们放在同一线束内；电缆下料：这就是大致的标准。什么是双分叉焊接端子呢？如何对它们进行装配焊接呢？2 整机装联中的接地分类上述技术一般可分为：人们逐步认识到：“没有一流的电气互联技术，没有一流的电气互联设备，就不可能有一流的设计、一流的电子产品，就不可能有一流的军事电子装备”。从五十年代以电子管为代表的第 一 代 组 装 技 术 到 八 十 年 代 以SMD/SMC为代表的第四代组装技术（SMT）的初期，我们曾经依靠一把烙铁、一把镊子进行电子产品的装联。当电子装联技术进入P
20、CB组件，器件安装密度高于3550个/（cm）2，焊点密度高于100点/（cm）2时；当产品的小型化、微型化需应用线间距0.3mm的高密度、高精度QFP、BGA、CSP等片式器件和0201（）、0402的Chip时；当面对3D组装、多芯片组件（MCM）为代表的第五代组装技术以及以SOI技术为主体的第六代电子组装技术时，过去那种“一把烙铁、一把镊子打天下”就行不通了，必须依赖先进的电气互联技术和先进的电气互联设备。因此，在现代电子产品的设计、开发、生产中，电气互联技术的作用发生了根本性的变化，它是总体方案设计人员、企业的决策者实现产品功能指标的前提和依赖。电子装联焊接机理及技术 1.软钎焊料合金
21、的性能、形状 2.软钎焊料合金焊膏 3.为什么电路元器件的连接要采用焊接？4.软钎焊接的机理 5.焊接的润湿作用 6.焊接技术及技巧 料、低温焊料。2.1 软钎焊料合金的性能、形状锡的性能 软钎焊料合金常用的是锡、铅及其合金。锡是银白色有光泽的金属，锡耐氧化性能好，暴露在空气中时仍保持其光泽，且延展性好，晶粒结构比较粗。当弯曲锡棒时，由于其晶粒界面相互磨擦，可发出称为锡鸣的奇特声音。锡是一种质软、低熔点金属，相变点为132，低于这个温度时变成粉末状的灰色锡，通常称为锡。当温度高于132时变成白色锡，通常称为锡，富有延展性。锡在大气中耐腐蚀性好，不失金属光泽，但不能抗氯、碘、苛性钠、苛性钾等物质
22、的腐蚀。铅的性能 铅是一种篮灰色金属，新时暴露的表面具有光亮的金属光泽。通常在空气中该表面很快变质，呈暗灰色。其氧化膜附着力非常强，保护其底层金属免受环境的进一步侵蚀，它使铅具有耐受多种化学和环境腐蚀的独特性能。铅是一种质软金属，具有面心立方晶格，很容易加工成形。铅是一种对人体有害的有毒金属，特别是和盐酸类接触时要特别注意。锡铅合金物理特性 锡和铅形成的二元合金，是装联工艺中广泛采用的主要焊接材料。主要优点是：熔化温度范围窄，适用于工程应用范围的需要；润湿性和机械物理性能尚可；经济性较好。表5列出了锡铅物理特性。对热容量大的工件，要严格尊守五步操做法；变压器的静电屏蔽引出端应作机械地处理；I1
23、、I2、I3依次表示电路1、电路2、电路3注入地线的电流，R1 R2 R3依次表示电路1、电路2、电路3的接地导线的电阻。如果，支接地电缆的截面积A=0.等条件成熟再干工作的，在科技发展的今天，在市场经济取代计划经济的眼下，可能许多行业都是不可能的了。因为工程设计是现行设计师们在学校里学不来的。2 整机装联中的接地分类15时，（即电路或部件尺寸小于0.表12 电烙铁的选用参考表各种PCB组装件，各种插件。良好焊点应具备的七个条件c）导线剥头时，绝缘层、屏蔽层以及外护套切除应整齐，线芯不得被刮伤，卷曲或产生裂痕、切口、断股；固体的表面是由吸附气、吸附水膜、氧化物、油脂、尘埃等组成，因而这些表面是
24、不清洁的；写线号：将胶带纸撕贴在玻璃板上，按排线表的顺序写线号（每个线号写两次），以备在排放线时贴在导线的两端。还有一种胶：GD-401 基本无色，透明，室温固化需约4小时。若干分机或印制底板级组装件互连，机柜及面板（包括电缆、连接器）。众所周知，并联谐振回路内部的电流是其外部电流的Q倍（Q为谐振回路的品质因数）。比 热(cal/g)电子系统设备的外表面必需要提供机壳接地连接点，其目的是为了屏蔽壳体内的电子电路，提高设备的电磁兼容性能力。软钎焊料合金常用的是锡、铅及其合金。表5 锡铅物理特性 特特 性性锡锡铅铅密密 度度(g/cmg/cm)锡（锡（1515）7.2987.298 锡（锡（1 1
25、）5.7655.76511.34(99.9%2211.34(99.9%22)熔熔 点点()238.9238.9327.4(99.9%)327.4(99.9%)沸沸 点点()3260326017251725比比 热热(cal/g(cal/g)锡（锡（0 0100100）0.05340.0534锡（锡（8 81313）0.04930.04930.03050.0305 导热性导热性(cal/cms(cal/cms)0.15280.15280.083(00.083(0)导热率导热率(cal/cms(cal/cms)(20)(20)0.160.160.0830.083结结 晶晶 结结 构构锡锡 金刚石型
26、晶格金刚石型晶格锡锡 体心立方晶格体心立方晶格面心立方晶格面心立方晶格膨胀系数膨胀系数(40(40)2.2342.2341010-5-52.932.931010-5-5导电率导电率(m/(m/-mm-mm)12.1(100%)12.1(100%)7.9(100%)7.9(100%)比电阻比电阻(mmmm)11.5(2011.5(20多晶多晶)20.648(2020.648(20)97.867(340)97.867(340)温度系数（温度系数（/）4.474.471010-3-3(0(0100100)3.363.361010-3-3(20(204040)锡铅合金状态图 下图示出了锡铅合金的熔化温
27、度随着锡的含量而变化的情况，称其为锡铅合金状态图。0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Sn(%)0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Sn(%)100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Pb(%)100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Pb(%)A A 327 327液相线液相线液液 态态糊状糊状 232 232共晶点共晶点183183+固固 态态纯锡纯锡固相线固相线纯铅纯铅35030025020015010050 CDBE锡铅合金状态图的解释 只有纯铅（A）点、纯锡（C点）、+合金（B
28、）点是在单一温度下熔化的。其它配比构成的合金则是在一个温度区域内熔化的，其上限ABC线称为液相线，下线AD-BEC线称做固相线。位于和固溶体区内的合金将呈单相，它们的溶解度曲线表示二区固溶体中的溶质数量随冷却而减少。在两个温度线之间为半液体区，焊料呈稠糊状，分别为相+液相和相+液相构成的半熔化状态区。随着或固态结晶体在锡和铅液液熔体中的扩散及温度的降低，该液熔体不再能溶解大量的第二相，并形成更多的或晶体，直达到低共熔温度，在该温度下其余材料全部凝固为和的固态混合体。（+）固溶体区的合金由不同配比的相和相组合而成。在B点合金不呈半液体状态，可由固体不经过糊状直接变成液体，这个B点称为共晶点，这个
29、温度称为共晶温度。按共晶点的配比配制的合金称为共晶合金。锡63%、铅37%，锡铅合金焊锡的共晶点冷却后形成的细晶粒混合结构，对形成焊接接头的机、电性能有特殊意义。当锡含量高于63%，熔化温度升高，强度降低。当锡含量少于10%时，焊接强度差，接头发脆，焊料润湿能力差。共晶焊锡是理想的焊锡，其焊锡熔化温度低，这样减少了被焊接元件受热损坏的机会。同时，由于共晶焊锡由液体直接变成固体，减少了虚焊现象。故共晶焊锡应用得非常广泛。焊料的形状 国际标准国际标准ISO-9453ISO-9453中规定了软钎焊料产品单元的中规定了软钎焊料产品单元的制造要求与化学成份。制造要求与化学成份。表表6 6 产品单元随焊料
30、变化表产品单元随焊料变化表 焊焊 料料 形形 状状 产产 品品 单单 元元锭、条、板、棒、杆锭、条、板、棒、杆以单一的锭、条、板、棒、杆以单一的锭、条、板、棒、杆为单位为单位 丝状丝状以单一的卷为单位以单一的卷为单位精制的预成型件、环、球或精制的预成型件、环、球或粉材粉材以每一包装量为单位以每一包装量为单位 电子装联中通常使用的是焊锡丝，在丝的芯里灌注了助焊剂，灌注一股的称单丝焊料，灌注两股的是双芯焊料，最多是三股。焊料的选择 表7 焊丝的选择被焊对象被焊对象锡丝直径锡丝直径/1 1印制板焊接点印制板焊接点0.80.81.21.22 2小型端子与导线焊接小型端子与导线焊接1.01.01.21.
31、23 3大型端子与导线焊接大型端子与导线焊接1.21.22.02.0 2.2 软钎焊料合金焊膏 随着再流焊技术的应用，焊膏已成为表面组装技术（SMT）中最重要的工艺材料，近年来获得飞速发展。焊膏是由合金焊料粉、糊状焊剂和一些添加剂混合而成的具有一定粘性和良好触变特性的膏状体。在常温下焊膏可将元器件初粘在既定位置，当焊膏被加热到一定温度时，随着溶剂和部分添加剂的挥发、合金粉的熔化，焊膏再流使被焊元器件与焊盘互联在一起经冷却形成永久连接的焊点。当电子装联技术进入PCB组件，器件安装密度高于3550个/（cm）2，焊点密度高于100点/（cm）2时；b）相距较远的单元微带电路板之间应采用高频电缆连接
32、的方式进行。在高频时，由于集肤效应，高频电流只流经导体表面，即使加大导体厚度也不能降低阻抗。（7）航天产品组装应设立“航天产品组装岗位”。表12 电烙铁的选用参考表信号接地连接的对象是种类繁多的电路，因此信号地的接地方式有多种多样。要把具有最低接地电平的电路放在最靠近接地点G的地方，即图中的A点，以便B点和C点的接地电位受其影响最小。不能把高电平能量的同轴电缆和非屏蔽电缆或低电平信号屏蔽电缆放在同一个线束内；为什么要这样做？让我们看下面的例子d）导线搪锡原则上采用电烙铁搪锡方式，当批量生 产需要预先进行线缆准备时，就要用锡锅搪锡。4 整机/单元的装焊a）装前必须将带盒体的微带电路板放入恒温电烘
33、箱，缓慢加热至755，预热30min方可焊接。35mm以上导线 A、B面的短连，往往是电源用线，因此它需占用两、三个焊接端子。当锡含量高于63%，熔化温度升高，强度降低。为了解决这个问题，在设备和大地之间接进一个阻值很大的泄放电阻，以消除静电积累的影响。在电子设备的整机中,各种器件、零件、部件它们的焊接端其形状一般有：常用的进口同轴电缆弯曲要求大突变电流电路和低电平信号的地应彼此隔离，并同其它地回路隔离。模拟地工程实践中，模拟信号地与数字信号地分别设置，直流电源地和交流电源地分别设置，以抑制电磁干扰。第一章电子装联技术概述 合金焊料粉是焊膏的主要成分，约占焊膏重量的85%90%。最常用的合金成
34、份为Sn63/Pb37以及Sn62/Pb36/Ag2，其中尤其值得提出的是含银体系，通常称为掺银焊料，它具有较好的物理特性和优良的焊接性能，且不具腐蚀性，适用范围极广，其熔点仅为179180，且2%银的加入可提高焊点的机械强度，还可防止银离子在与元器件接触过程中发生迁移。尤其是多层陶瓷电容器往往具有银/钯镀层，当采用只含Sn/Pb的焊膏时，银度层会与焊料的接触表面发生“溶蚀”现象，从而降低了焊点的结合强度。常用合金粉的粒度是200325目，超出此范围的以小于10%为宜。对精细间距的元器件，则要求更细的金属粉粒度，其粒度为270500目或325500。合金粉表面的氧化程度既与制备和处理过程中惰性
35、气体保护状况有关，也与其形状和颗粒尺寸有关。球形合金粉与无定形合金粉相比，其表面积小，氧化程度就低；而粒子太细，由于表面积增大，也会使表面的氧化程度增加。通常要求表面氧化物的含量应小于0.5%。最好控制在100P.m以下。焊膏片 美国有一个公司生产的焊膏片约300多种合金，包括无铅在内，有不同规格尺寸：垫圈形、圆盘形、长方形、正方形、相框形、颗粒形、球体形、组合阵列形、及特殊形状等。圆盘形的直径可小到0.1mm。垫圈形的内径可小到0.38mm，外径可小到0.63mm。焊膏片的包装形式可选择瓶、盘、调色板和载带卷轴来存放。另外，这些焊膏片还可提供助焊剂涂覆层，可帮助提高产品质量和生产效率。2.3
36、 为什么电路元器件的连接要采用焊接？电子工业使用的接线方法通常是锡焊，如果认为电路元器件的连接除采用锡焊接外就没有其它方法了，这种看法是无道理的。装联中对电路连接的方法有绕接、压接、粘接等，那末，为什要从各种连接方法中选择焊接呢？表8列出了把两个金属物体接在一起的方法，有很多种，那么，作为电路元器件的连接，需要考虑哪些因素呢？表8 两个金属物体连接在一起的方法 1 1焊接：电弧焊、点焊、气焊焊接：电弧焊、点焊、气焊2 2钎焊：硬钎焊、软钎焊（锡焊）钎焊：硬钎焊、软钎焊（锡焊）3 3压接、压焊：热压接、冷压接、超声波压焊压接、压焊：热压接、冷压接、超声波压焊4 4铆接铆接5 5螺钉紧固螺钉紧固6
37、 6镶嵌镶嵌7 7绕接绕接8 8粘接（粘接剂、导电胶固定）粘接（粘接剂、导电胶固定）9 9化学连接化学连接 要使两种金属连接在一起，首先必须能通过电流，另外还要求牢固，能经受一定的机械强度，制造时还连着，到用户手中或用起来就断开，这样的连接就毫无意义。表9列出了电路元器件连接质量需要的三个技术要素。元件连接质量三要素 表9 元件连接质量三要素 1 1能通过电信号能通过电信号2 2机械强度要到达要求机械强度要到达要求3 3不随时间的变化而老化不随时间的变化而老化 另外，家用电器和电子工业中各种设备广泛采用焊接的理由，除技术上的要求外，还有很多优点，如成本低、加工方便、安全性好等。具体理由见表10
38、所示。表10 电路元器件采用锡焊接的理由 1 1导电性好导电性好2 2可得到足够的机械强度可得到足够的机械强度3 3助焊剂残渣可以不清洗，不影响使用（民用产品）助焊剂残渣可以不清洗，不影响使用（民用产品）4 4可一次焊接多个点可一次焊接多个点5 5象铁和铜那样，两种金属可连接起来象铁和铜那样，两种金属可连接起来6 6焊锡来源多，价格便宜焊锡来源多，价格便宜7 7焊接设备简单，与它有关的技术也具备焊接设备简单，与它有关的技术也具备8 8短时间就能培养出熟练的人员短时间就能培养出熟练的人员9 9操作温度低、简单操作温度低、简单1010不会出现大的灾害不会出现大的灾害同时，由于共晶焊锡由液体直接变成
39、固体，减少了虚焊现象。此外，如有可能，还可以用一个大型导电物体作为整个系统的公共地。但要注意，要避免所用的电容器与引线电感发生谐振。圆盘形的直径可小到0.d）插头座及非密封继电器电装时应防止助焊剂倒流。会造成各地线相互间的耦合，且随着频率增加，地线阻抗、地线间的电感及电容耦合都会增大。电子装联中容易使机箱通电后产生麻烦的除了虚焊外，往往就是地线的干扰。（+）固溶体区的合金由不同配比的相和相组合而成。如在逻辑电路中有一脉冲电流，其前沿上升时间t=20ms，幅度 Im=50ma的脉冲电流，流经一公尺长的地线时，由地线电感感生的电压为：主要优点是：熔化温度范围窄，适用于工程应用范围的需要；如在逻辑电
40、路中有一脉冲电流，其前沿上升时间t=20ms，幅度 Im=50ma的脉冲电流，流经一公尺长的地线时，由地线电感感生的电压为：对低频插头上的短接线（指活动的孔状接线柱）均用软导线连接，不允许用裸镀银铜线焊接，以免增加插头座的插拔力造成焊接故障。第二章 电子装联焊接机理及技术当 L/0.300W以上外热式或火焰锡焊主地线，分支地线的连接示意图交流线束、直流线束要分开布置；装联时电子设备地回路的干扰与接地点的位置、接地点的个数直接相关，因此在考虑接地时，必须恰当地选择接地点的位置和个数。分支线束扎制不合格的情形分析 独立地线并联一点接地需要注意：因锡焊接有如此多的优点，所以已被广泛使用。但是，锡焊接
41、仍有许多不稳定的因素，缺乏质量上的一致性。不要认为它是一个单纯的操作，好象谁也会干，在产品焊接中凑够焊点数就认为是完成了任务，但是要使成千上万个焊点使用时都不会发生问题，都可以是高可靠性焊点，就不是一件容易做到的事了，焊接是一个技巧性很强的工作。2.4 软钎焊接的机理 连接两种或两种以上金属面的金属填料，其熔化温度低于450，并能润湿母材金属。这种填料与母材金属表面原子间的相互润湿作用，在低于母材金属熔点的温度下把两种金属连接到一起，这个过程称为软钎焊。软钎焊材料是重要的电子信息材料，据记载，人类开始使用软钎焊料的历史可以追溯到古埃及时代，古罗马时代起就开始使用锡铅焊料了。但只是在最近的几十年
42、间，随着电子工业的掘起，软钎焊接技术和软钎焊材料才得以迅猛发展。锡焊过程 焊接过程是金属表面、助焊剂、熔融 焊料和空气等相互之间作用的复杂过程。：物理学 润湿、粘度、毛细管现象、热传导、扩散、溶解。化学助焊剂分解、氧化、还原。冶金学合金、合金层、金相、老化现象。软钎焊的结合机理主要有扩散连接理论、浸润理论、间合金属理论、晶间渗透理论以及机械齿合理论。扩散连接理论 铜 箔 及 元 件 引 线 的 铜 原 子 经90110温度的预热后已具备一定的活性，到达波峰处时，在250的焊接温度下铜原子进一步活化与锡-铅焊料中的原子相互扩散，纠缠在一起，冷却后形成合金。金属原子以结晶排列，原子间作用力平衡，保
43、持晶格间的形状和稳定。当金属与金属接触时，界面上晶格紊乱，导致部分原子从一个晶格点阵到另一个晶格点阵。三种扩散形式：表面扩散，粒界扩散，体扩散(粒內扩散)扩散条件:相互距离（金属表面清洁，无氧化层和其它杂 质两块金属原子间才会发生引力）温度（在一定温度下金属分子才具有动力）浸润理论 浸润是指当一滴液体与固体表面接触后,接触面自动增大的过程,是液体与固体表面接触时发生的分子间相互作用现像。液体的浸润是由表面张力引起的。当熔融锡-铅焊料与铜箔表面接触时,铜箔的表面张力力图使锡-铅焊料铺展；而锡-铅焊料液滴的表面张力则使液滴收缩。表面张力 表面张力：在不同相共同存在的体系中，由于相界面分子与体相内分
44、子之间作用力不同，导致相界面总是趋于最小的现象。熔融焊料在金属表面也存在表面张力现象。表面张力与润湿力的方向相反，不利于润湿。表面张力是物质的本性，不能消除，但可以改变。间合金属理论 铜箔和元件引线与熔融锡-铅焊料接合处形成金属间化合物Cu3 Sn，Cu6 Sn5。熔融锡-铅焊料原子置换铜箔及元件引线的金属格子；熔融锡-铅焊料原子浸入铜箔及元件引线的金属格子内。见下面示意图 原来的格子 置换型 浸入型 熔融锡铅焊料进入固体金属的形态分类图 机械齿合理论 应先了解固体表面的性质：固体表面的复杂性 任何固体表面层的性质与它內部完全不同，经过长时间暴露后其差别更为明显。固体的表面是由吸附气、吸附水膜
45、、氧化物、油脂、尘埃等组成，因而这些表面是不清洁的；固体表面的粗糙性 宏观上光滑的表面，在微观上都是非常粗糙的，凹凸不平，近似峰谷交错，两固体的表面接触，只能是高峰的接触，其接触面仅为几何面积的1%左右。在250的焊接温度下，铜原子进一步活化与锡铅焊料中的原子相互扩散，纠缠在一起，冷却后形成合金。2.5 焊接的润湿作用 形成良好焊接的第一个条件就是润湿。润湿是指液态焊料和被焊基体金属表面之间发生相互作用的现象。既熔融焊料在基体金属表面扩展形成完整均匀的复盖层。就是使结合金属表面上的焊锡充分地摊开，与结合金属表面熔为一体。这样的过程叫做“润湿”。焊点形成的基本过程取决于钎料和基本金属结合面间的润
46、湿作用，也正是基体金属被熔融钎料的物理润湿过程形成了结合界面。因此，在焊接焊点形成过程中，润湿机理具有特别重要意义，它揭示了焊点的原子结构和产生连接强度的原因。润湿条件 1.液态焊料与母材之间有良好的亲和力，能互相溶解。互溶程度取决于：原子半径和晶体类型。（因此润湿是物体固有的性质）2.液态焊料与母材之间表面清洁，无氧化物和其它污染物.润湿力：清洁的表面使焊料与母材原子紧密接近而产生的引力 当焊料与被焊金属有氧化层和其它污染物时，就会妨碍 金属原子自由接近，不能产生润湿作用。这是形成虚焊产生的原因之一。当两个基体金属用钎料连接在一起时，由于钎料分别和两个基体金属连接在一起而形成的两个连接界面，
47、从而建立了金属的连续性。每个焊点至少有两个这样的连接界面。下图说明了这种连接界面的连续性。基体金属A与钎料的连接界面钎料钎料与基体金属B的连接界面基体金属B。显然，钎料既是连接的媒介，也是构成基体金属连续性中的一个组成环。基体金属A 钎料层 基体金属B用钎料连接起来的两个基体金属用钎料连接起来的两个基体金属 润湿角 润湿角是指金属表面和熔融焊料交界面与熔融焊料表面在其交点处切线和金属表面间的夹角用表示。注：注：角的起始点应是固相（被焊工件）液相（熔融焊料）和空气的交点，角的起始点应是固相（被焊工件）液相（熔融焊料）和空气的交点，由交点做液面的切线，切线内液面的夹角为由交点做液面的切线，切线内液
48、面的夹角为角。角。(a)(a)润湿好润湿好(45(9090）一般情况下，接地引线与接地平面平行时，其特性阻抗较小；5 整机/模块中地线的处理这是由于产品的研制、生产节奏以及日新月异发展的元器件等因素，造成了上述情况的产生，结构设计不懂电装布线是最大的因素之一。如何在机柜连接图上简明设计出（与结构师设计有着不同区别）电缆头、电缆头芯数、针头还是孔头、L8头、还是SMA头、N型头还是L16头，使装机者找电缆时快速、使检验者一目了然。细而长的导线刚性较差，在冲击和振动下，很容易变形和移动位置，引起电容、电感耦合的变化，使高频电路参量不稳定而影响电路正常工作。（3）厂房内噪音、有害或挥发性气体应有有效
49、控制，并符合国家有关标准和规定要求。此种胶流淌比GD-414快，因而可浸入到线束的里面，胶体不明显，但在操作上要困难些。无论是那种类型的机柜，在机柜的两侧或一侧，在敷设低频电缆前，都应钳装好“地带”（铜镀银约1020mm宽），这便是机柜的主地线。因此，我们需要了解在电子装联中常见的“地”是什么地、常用的接地方法有哪些？3 机箱/模块中常见的几种地对于印制电路板，会导致焊盘剥落。R3为CB段的地线电阻；这也是一种固定线束的可行方法，但这种化学方法，它会随着时间的推移，环境的变化其可靠性有下降的可能。所谓机柜就是各分机的组合，也就是各分机的“家”。若干第1级、第2级、第3级组装件互连，电缆、连接器
50、、控制面板及外壳。本章内容对不合理的来回交叉导线，在布线上优先考虑电磁兼容的问题，无论有否干扰问题，对这些来回交叉的导线都应单独布线，并且尽量布短线。同时，在电装工人和检验人员中存在一种错误认识，认为9075是焊点“饱满”，而1530则是锡量太少！线扣或线结之间距离均匀美观；机柜中电缆的敷设工艺 用润湿角来目视判断焊点的好坏是很直观且实用可行的方法，运用这种方法应知晓润湿程度的慨念，既接触角的余弦值。当接触角趋向于零，其余弦值接近于1时，焊料在表面上达到完全润湿。当接触角增大到180，余弦值接近于1时，则完全不润湿。不良润湿则是焊料对基体金属表面的接触角较大，焊料不能充分润湿整个表面，既表面的
