1、高等教育出版社高等教育出版社电子产品制造工艺电子产品制造工艺第二版配套课件第二版配套课件13.1 3.1 常用导线与绝缘材料常用导线与绝缘材料1.导线导线 导线是能够导电的金属线，是电能和电磁信导线是能够导电的金属线，是电能和电磁信号的传输载体。号的传输载体。（1）导线材料）导线材料 导线分类导线分类 可分成裸线、电磁线、绝缘电线电缆和通可分成裸线、电磁线、绝缘电线电缆和通信电缆四类信电缆四类。2裸线：指没有绝缘层的单股或多股导线，大部分作裸线：指没有绝缘层的单股或多股导线，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为电线电缆的线芯，少部分直接用在电子产品中连接电路。接电路。电磁线：
2、有绝缘层的导线，绝缘方式有表面涂漆或电磁线：有绝缘层的导线，绝缘方式有表面涂漆或外缠纱、丝、薄膜等，一般用来绕制电感类产品的外缠纱、丝、薄膜等，一般用来绕制电感类产品的绕组，所以也叫做绕组线、漆包线。绕组，所以也叫做绕组线、漆包线。绝缘电线电缆：包括固定敷设电线、绝缘软电线和绝缘电线电缆：包括固定敷设电线、绝缘软电线和屏蔽线，用做电子产品的电气连接。屏蔽线，用做电子产品的电气连接。通信电缆：包括用在电信系统中的电信电缆和高频通信电缆：包括用在电信系统中的电信电缆和高频电缆。电缆。3 导线的构成材料导线的构成材料 导线一般由导体芯线和绝缘体外皮组成。导线一般由导体芯线和绝缘体外皮组成。a.导体材
3、料导体材料 主要有铜线和铝线。主要有铜线和铝线。纯铜线的表面很容易氧化，一般导线是在铜纯铜线的表面很容易氧化，一般导线是在铜线表面镀耐氧化金属。线表面镀耐氧化金属。如：如：普通导线普通导线镀锡能提高可焊性；镀锡能提高可焊性；高频用导线高频用导线镀银能提高电性能；镀银能提高电性能；耐热导线耐热导线镀镍能提高耐热性能；镀镍能提高耐热性能；线径：用导线直径的毫米（线径：用导线直径的毫米（mm）数表示线的规格）数表示线的规格4b.b.绝缘外皮材料绝缘外皮材料 绝缘外皮除了电气绝缘外，还有增强导线机绝缘外皮除了电气绝缘外，还有增强导线机械强度、保护导线不受外界环境腐蚀的作用。械强度、保护导线不受外界环境
4、腐蚀的作用。导线绝缘外皮的材料主要有：塑料类（聚氯导线绝缘外皮的材料主要有：塑料类（聚氯乙烯、聚四氟乙烯等）、橡胶类、纤维类（棉、乙烯、聚四氟乙烯等）、橡胶类、纤维类（棉、化纤等）、涂料类（聚脂、聚乙烯漆）。化纤等）、涂料类（聚脂、聚乙烯漆）。常见的塑料导线、橡皮导线、纱包线、漆包常见的塑料导线、橡皮导线、纱包线、漆包线等。线等。5（2）安装导线、屏蔽线安装导线、屏蔽线 6选择使用安装导线，要注意以下几点：选择使用安装导线，要注意以下几点：a.安全载流量安全载流量 截面积（mm2）0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 载流量（A）4 6 8 10 12 14 17 截面积截面
5、积（mm2）1.01.54.06.08.010.0载流量载流量（A）202545567085铜芯导线的安全载流量（铜芯导线的安全载流量（25）7选择使用安装导线，要注意以下几点：选择使用安装导线，要注意以下几点：a.安全载流量安全载流量 截面积（mm2）0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 载流量（A）4 6 8 10 12 14 17 截面积（mm2）1.01.54.06.08.010.0载流量（A）202545567085铜芯导线的安全载流量（铜芯导线的安全载流量（25）8b.最高耐压和绝缘性能最高耐压和绝缘性能 导线标志的试验电压，是表示导线加电导线标志的试验电压，是表
6、示导线加电1分钟分钟不发生放电现象的耐压特性。不发生放电现象的耐压特性。实际使用中，工作电压应该大约为试验电压实际使用中，工作电压应该大约为试验电压的的1/31/5。c.导线颜色导线颜色 9选择安装导线颜色的一般习惯选择安装导线颜色的一般习惯 电路种类 导线颜色 A相 红 B相 绿 三相交流电路 C相 蓝 零线或中性线 淡蓝 安全接地 绿底黄纹 一般交流电路 白 灰 接地线路 绿 绿底黄纹 红 棕 直流线路 GND 黑 紫 青 白底青纹 103.1.2 绝缘材料 绝缘材料的主要性能及选择绝缘材料的主要性能及选择 抗电强度 机械强度 耐热等级 级别代号最高温度/主要绝缘材料Y90未浸渍的棉纱、丝
7、、纸等制品A105上述材料经浸渍E120有机薄膜、有机瓷漆B130用树脂粘合或浸渍的云母、玻璃纤维、石棉F155用相应树脂粘合或浸渍的无机材料H180耐热有机硅、树脂、漆或其它浸渍的无机物C200硅塑料、聚氟乙烯、聚酰亚胺及与玻璃、云母、陶瓷等材料的组合11常用绝缘材料常用绝缘材料 薄型绝缘材料。主要应用于包扎、衬垫、护套等。绝缘纸：常用的有电容器纸、青壳纸、铜板纸等。绝缘布：常用的有黄腊布、黄腊绸、玻璃漆布等。有机薄膜：常用的有聚脂、聚酰亚胺、聚氯乙烯、聚四氟乙烯薄膜。粘带：上述有机薄膜涂上胶粘剂就成为各种绝缘粘带，俗称塑料胶带。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，即用
8、聚氯乙烯为主料制成各种规格、各种颜色的套管。绝缘漆。使用最多的地方是浸渍电器线圈和表面覆盖。热塑性绝缘材料。热固性层压材料。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。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。123.2 焊接材料焊接材料焊接材料包括焊料（Solder）和焊剂（又叫助焊剂）133.2.1 焊料焊料焊料是易熔金属，它的熔点低于被焊金属。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
9、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。传统的电子产品装配焊接中，主要使用铅锡焊料，一般俗称为焊锡。14锡锡（SnSn）是一种质软低熔点的金属，熔点为）是一种质软低熔点的金属，熔点为232232，纯锡较，纯锡较贵，质脆而机械性能差；在常温下，锡的抗氧化性强。锡贵，质脆而机械性能差；在常温下，锡的抗氧化性强。锡容易同多数金属形成金属化合物。容易同多数金属形成金属化合物。铅铅（PbPb）是一种浅青白色的软金属，熔点为）是一种浅青白色的软金属，熔点为327327，机械性，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。能也很差。铅的塑
10、性好，有较高的抗氧化性和抗腐蚀性。铅属于对人体有害的重金属。铅属于对人体有害的重金属。15（1）铅锡合金铅锡合金 铅锡焊料具有一系列铅和锡所不具备的优点：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；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机械强度高，合金的各种机械强度均优于纯锡和铅；锡和铅；表面张力小、粘度下降，增大了液态流动性，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；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
11、氧化量。续保持，使焊料在熔化时减少氧化量。16（2）铅锡合金状态图铅锡合金状态图 共晶点共晶点17（3）共晶焊锡共晶焊锡 上图中在共晶点所对于的对应合金成分为上图中在共晶点所对于的对应合金成分为Pb-38.1、Sn-61.9的铅锡合金称为共晶焊锡，的铅锡合金称为共晶焊锡，它的熔点最低，只有它的熔点最低，只有182，是铅锡焊料中性，是铅锡焊料中性能最好的一种。能最好的一种。18杂质 杂杂质质对对焊焊锡锡性性能能的的影影响响 铜 强度增大，熔点上升，0.2就会生成不熔性化合物；粘性增大，焊接印制电路板时出现桥接和拉尖。锌 尽管含量微小，也会降低焊料的流动性，使焊料失去光泽；焊接印制电路板时出现桥接
12、和拉尖。铝 尽管含量很小，也会降低焊料的流动性，使焊料失去光泽；特别是腐蚀性增强，症状很像锌的影响。金 机械强度降低，焊点呈白色。锑 抗拉强度增大，但变脆，电阻大，降低流动性；为增加硬度，有时可添加4。铋 硬而脆，熔点下降，光泽变差。为增强耐寒性，需要时可加入微量。砷 焊料表面变黑，流动性降低。铁 量很少就饱和，难熔入焊料中，带磁性；熔点上升，难于焊接。19四、助焊剂四、助焊剂（1 1）助焊剂的作用助焊剂的作用 去除氧化膜去除氧化膜 防止氧化防止氧化 减小表面张力减小表面张力 使焊点美观使焊点美观（2 2）助焊剂的分类助焊剂的分类20正磷酸（H3PO4）盐酸（HCl）酸 氟酸 无机系列 盐 氯
13、化物（ZnCl2、NH4Cl、SnCl2等）有机酸（硬脂酸、乳酸、油酸、氨基酸等）有机卤素（盐酸苯胺等）有机系列 胺基酰胺、尿素、CO(NH4)2、乙二胺等 松香 活化松香 助 焊 剂 松香系列 氧化松香 助焊剂的分类及主要成分助焊剂的分类及主要成分 21无机焊剂的活性最强无机焊剂的活性最强，能除去金属表面的氧化，能除去金属表面的氧化膜膜，但同时有强腐蚀作用，一般不能在焊接电，但同时有强腐蚀作用，一般不能在焊接电子产品中使用。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，且用，但是也有一定腐蚀性，残渣不易清理
14、，且挥发物对操作者有害。挥发物对操作者有害。说明：说明：22松香焊剂主要成分是松香，松香加热到松香焊剂主要成分是松香，松香加热到70以以上时开始呈液态，此时有一定的化学活性，呈上时开始呈液态，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现较弱的酸性，可与金属表面的氧化物发生化学反应；学反应；冷却后松香又变成稳定的固体，无冷却后松香又变成稳定的固体，无腐蚀性，绝缘性强。腐蚀性，绝缘性强。23免清洗助焊剂免清洗助焊剂免清洗助焊剂是目前电子工业普遍采用的一种助免清洗助焊剂是目前电子工业普遍采用的一种助焊剂，其优点是残留物少（焊剂，其优点是残留物少（2-5%2-5%），不需清洗，）
15、，不需清洗，绝缘电阻大，使用方便。绝缘电阻大，使用方便。243.2.33.2.3膏状焊料膏状焊料用再流焊设备焊接SMT电路板要使用膏状焊料。膏状焊料俗称焊膏或焊锡膏，由于当前焊料的主要成分是铅锡合金，故也称铅锡焊膏（无铅焊接的焊膏为“无铅焊膏”）。焊膏应该有足够的粘性，可以把SMT元器件粘附在印制电路板上，直到再流焊完成。25 焊粉焊粉是合金粉末，是焊膏的主要成分。焊粉是把合金材料在惰性气体（如氩气）中用喷吹法或高速离心法生产的，并储存在氮气中避免氧化。焊粉的合金组分、颗粒形状和尺寸，对焊膏的特性和焊接的质量（焊点的润湿、高度和可靠性）产生关键性的影响。26表表3.15 对不同粒度等级的焊粉的
16、质量要求对不同粒度等级的焊粉的质量要求型号多于80%的颗 粒 尺 寸/m应少于1%的大颗粒尺寸/m应少于10%的微 颗 粒 尺 寸/m1型75105150753型2045454型20383827表表3.16 焊膏中助焊剂的主要成分及其作用焊膏中助焊剂的主要成分及其作用成分主要材料作用树脂松香、合成树脂等净化焊接面，提高润湿性粘 合剂松香、松香脂、聚丁烯等提供贴装元器件所需的焊膏粘性活 化剂胺、苯胺、联胺卤化盐、硬脂酸等净化焊接面溶剂甘油、乙醇类、酮类等 调节焊膏的工艺特性其它触变剂、界面活性剂、消光剂等调节焊膏的工艺特性，防止分散和塌边28常用焊锡膏及选择依据使用方式名称化学活性等级适用范围丝
17、网印刷 无卤素焊锡膏R航天及军用电子设备丝网印刷 轻度活化焊锡膏RMA军用及专用电子设备丝网印刷 活化松香焊锡膏RA民用消费产品及电子设备丝网印刷 常温保存焊锡膏RMA专用电子设备定量分配器定量分配器用焊锡膏RMA定量分配器滴涂29焊膏管理与使用的注意事项焊膏管理与使用的注意事项 焊膏通常应该保存在510的低温环境下，可以储存在电冰箱的冷藏室内。超过了使用期限的焊膏，不能再用于生产正式产品。一般应该在使用前至少2小时从冰箱中取出焊膏，待焊膏达到室温后，才能打开焊膏容器的盖子，以免焊膏在解冻过程中凝结水汽。假如有条件使用焊膏搅拌机，焊膏回到室温只需要15分钟。30 观察锡膏，如果表面变硬或有助焊
18、剂析出，必须进行特殊处理，否则不能使用；如果焊锡膏的表面完好，则要用不锈钢棒搅拌均匀以后再使用。如果焊锡膏的粘度大而不能顺利通过印刷模板的网孔或定量滴涂分配器，应该适当加入所使用锡膏的专用稀释剂，稀释并充分搅拌以后再用。使用时取出焊膏后，应及时盖好容器盖，避免助焊剂挥发。涂敷焊膏和贴装元器件时，操作者应该戴手套，避免污染电路板。31 把焊膏涂敷到印制板上的关键是，要保证焊膏能准确地涂覆到元器件的焊盘上。如果涂敷不准确，必须擦洗掉焊膏再重新涂敷。擦洗免清洗焊膏不得使用酒精。印好焊膏的电路板要及时贴装元器件，尽可能在4小时内完成再流焊。免清洗焊膏原则上不允许回收使用，如果印刷涂敷的间隔超过1小时，
19、必须把焊膏从模板上取下来并存放到当天使用的单独容器里，不要将回收的锡膏放回原容器。完成再流焊的电路板，需要清洗的应该在当天完成清洗，防止焊锡膏的残留物对电路板产生腐蚀。32(4.)无铅焊料无铅焊料 1）铅及其化合物带来的污染铅及其化合物带来的污染 2）无铅焊接工艺的提出无铅焊接工艺的提出 日本首先研制出无铅焊料日本首先研制出无铅焊料，立法规定有铅焊接，立法规定有铅焊接的终止期限为的终止期限为2003年年底，从年年底，从2004年开始将不允年开始将不允许含铅电子产品进口；许含铅电子产品进口；欧盟也决定在欧盟也决定在2006年在电子产品中限制使用包括年在电子产品中限制使用包括铅在内的有害物质。铅在
20、内的有害物质。返回333）无铅焊料的研究与推广无铅焊料的研究与推广 对无铅焊料的理想化技术要求如下：对无铅焊料的理想化技术要求如下：无毒性无毒性 性能好性能好 兼容性好兼容性好 材料成本低材料成本低 无铅锡丝34无铅波峰焊设备无铅波峰焊设备35 最有可能替代铅锡焊料的无毒合金是以锡最有可能替代铅锡焊料的无毒合金是以锡（Sn）为主，添加银（）为主，添加银（Ag）、锌（）、锌（Zn）、铜）、铜（Cu）、锑（）、锑（Sb）、铋（）、铋（Bi）、铟（）、铟（In）等金）等金属元素。属元素。无铅焊料的可能选择方案：无铅焊料的可能选择方案：Sn-Ag 系焊料 Sn-Zn 系焊料 Sn-Bi 系焊料 364
21、）无铅焊料引发的新课题无铅焊料引发的新课题 元器件问题元器件问题 印制电路板问题印制电路板问题 助焊剂问题助焊剂问题 焊接设备问题焊接设备问题 工艺流程中的问题工艺流程中的问题 废料回收问题废料回收问题 373.2.5 SMT所用的粘合剂所用的粘合剂（红（红胶）胶）粘合剂在电子产品中的应用已经有了长久的历史，但它作为在焊接前把元器件固定在电路基板上的一种手段，却是SMT技术创造的新方法。38贴片胶的基本树脂特性固化方法环氧树脂热敏感，必须低温储存才能保持使用寿命（下6个月，常温下3个月），温度升高使寿命缩短，时，寿命和质量迅速下降；固化温度较低，固化速度慢，时间长；粘接强度高，电气特性优良；高
22、速点胶性能不好。单 一 热 固化丙烯酸脂性能稳定，不必特殊低温储存，常温下使用寿命12个月；固化温度较高，但固化速度快，时间短；粘接强度和电气特性一般；高速点胶性能优良。双重固化：紫外光+热表表3.19 SMT工艺常用贴片胶的构成工艺常用贴片胶的构成与固化方法与固化方法393.3 焊接工具3.3.1 3.3.1 电烙铁分类及结构电烙铁分类及结构 按加热方式分类：有直热式、感应式等；按加热方式分类：有直热式、感应式等；从功能分：有单用式、两用式、调温式、恒温式等。从功能分：有单用式、两用式、调温式、恒温式等。按烙铁功率分类：有按烙铁功率分类：有20W20W、30W30W、500W500W等；等；
23、40（1）直热式电烙铁直热式电烙铁 内热式电烙铁内热式电烙铁 41特点：发热快、体积小、重量轻和耗电低特点：发热快、体积小、重量轻和耗电低42外热式电烙铁外热式电烙铁 43外热直立式电烙铁的规格按功率分有外热直立式电烙铁的规格按功率分有30W、45W、75W、100W、200W、300W等等 44（4）调温式电烙铁调温式电烙铁 45温温控控电电烙烙铁铁烙铁架烙铁架清洁海绵清洁海绵烙铁架基座烙铁架基座电线电线发热器指示灯发热器指示灯控温旋钮控温旋钮校准旋钮校准旋钮电源开关电源开关烙铁头烙铁头烙铁手柄烙铁手柄主机主机46特点：恒温装置特点：恒温装置在烙铁本体内，在烙铁本体内，核心是装在烙铁核心是装
24、在烙铁头上的强磁体传头上的强磁体传感器。感器。恒温式电烙铁恒温式电烙铁：47（5）电烙铁的合理使用电烙铁的合理使用 焊接对象及工作性质 烙铁头温度（）选用烙铁 一般印制电路板、安装导线 300400 20W 内热式、30W 外热式、恒温式 集成电路 300400 20W 内热式、恒温式 焊 片、电 位 器、28W 电阻、大电解电容器、大功率管 350450 3550W 内热式、恒温式 5075W 外热式 8W 以上大电阻、2mm 以上导线 400550 100W 内热式、150200W 外热式 汇流排、金属版等 500630 300W 外热式 维修、调试一般电子产品 20W 内热式、恒温式、感
25、应式、储能式、两用式 482.烙铁头的形状与修整烙铁头的形状与修整（1）烙铁头的形状烙铁头的形状 过小合适合适过大选择合适的烙铁头选择合适的烙铁头:返回49B B型型/LB/LB型（圆锥形）型（圆锥形）特点：特点：应用范围：应用范围：B B型烙铁头无方向性，整个烙铁头前端均可进行焊接型烙铁头无方向性，整个烙铁头前端均可进行焊接。B B型适合一般焊接，无论大小型适合一般焊接，无论大小焊点，都可使用焊点，都可使用B B型烙铁头。型烙铁头。LBLB型是型是B B型的一种，形状修长，型的一种，形状修长，能在焊点周围有较高之元件或能在焊点周围有较高之元件或焊接空间狭窄的焊接环境中灵焊接空间狭窄的焊接环境
26、中灵活操作。活操作。50D型型/LD型型特点：特点：用扁平部份进行焊接。适用范围：适合需要多锡量的焊接，例如焊接面积大、端子粗、焊垫大的焊接环境。51I 型型特点特点：烙铁头尖端幼细。适用范围：适用范围：适合精细之焊接，焊接空间狭小的情况，也可以修正焊接芯片时产生的锡桥。52C 型型/CF 型（斜切型（斜切直直柱形）柱形）特点特点：用烙铁头前端斜面部份进行焊接，适合需要多锡量的焊接。适用范围适用范围：型烙铁头应用范围与D型烙铁头相似，例如焊接面积大，粗端子，焊垫大的情况适用。533.4 3.4 印制板（敷铜板）印制板（敷铜板）1.1.覆铜板的组成覆铜板的组成 单面板单面板 54双面板双面板55
27、 覆铜板的基板覆铜板的基板 酚醛树脂基板和酚醛纸基覆铜板酚醛树脂基板和酚醛纸基覆铜板 用酚醛树脂浸渍绝缘纸或棉纤维板，两面加用酚醛树脂浸渍绝缘纸或棉纤维板，两面加无碱玻璃布，就能制成酚醛树脂层压基板。无碱玻璃布，就能制成酚醛树脂层压基板。环氧树脂基板和环氧玻璃布覆铜板环氧树脂基板和环氧玻璃布覆铜板 纤维纸或无碱玻璃布用环氧树脂浸渍后热纤维纸或无碱玻璃布用环氧树脂浸渍后热压而成的环氧树脂层压基板，电气性能和压而成的环氧树脂层压基板，电气性能和机械性能良好。机械性能良好。56 聚四氟乙烯基板和聚四氟乙烯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 用无碱玻璃布浸渍聚四氟乙烯分散乳液后用无碱玻
28、璃布浸渍聚四氟乙烯分散乳液后热压制成的层压基板，是一种高度绝缘、热压制成的层压基板，是一种高度绝缘、耐高温的新型材料。耐高温的新型材料。57 铜箔铜箔 铜箔是制造覆铜板的关键材料，必须有较高铜箔是制造覆铜板的关键材料，必须有较高的导电率及良好的焊接性。的导电率及良好的焊接性。铜箔表面不得有划痕、砂眼和皱折，金属纯铜箔表面不得有划痕、砂眼和皱折，金属纯度不低于度不低于99.8%，厚度误差不大于，厚度误差不大于5m。原电子工业部的部颁标准规定：铜箔厚度的标原电子工业部的部颁标准规定：铜箔厚度的标称系列为称系列为18m、25m、35m、50m、70m和和105m。目前普遍使用的是目前普遍使用的是35
29、m厚度的铜箔。厚度的铜箔。58 图3.19 表面铜厚测试仪59印制板上铜箔重量与铜箔厚度的关系按照英制体系计算，用印制板上单位面积铜箔的重量来表示铜箔的平均厚度：1OZ（1盎司，28.35g）重量的铜箔贴在1 Inch2（平方英尺）的面积上，厚度大约是35m。换算成公制：铜箔的重量除以铜的密度和表面积即为铜箔厚度T，已知铜的密度为8.9g/cm3，则 所以，英制中常用1OZ表示35m的铜箔厚度。60 粘合剂粘合剂 铜箔能否牢固地附着在基板上，粘合剂是重铜箔能否牢固地附着在基板上，粘合剂是重要因素。覆铜板的抗剥强度主要取决于粘合要因素。覆铜板的抗剥强度主要取决于粘合剂的性能。剂的性能。常用的覆铜
30、板粘合剂有酚醛树脂、环氧树脂、常用的覆铜板粘合剂有酚醛树脂、环氧树脂、聚四氟乙烯和聚酰亚胺等。聚四氟乙烯和聚酰亚胺等。613.43.4.1.2 覆铜板的生产覆铜板的生产工艺流程工艺流程使零价铜氧化为二价氧化铜或一价氧化亚铜，可以提高铜箔与基板的粘合力。铜箔氧化后在其粗糙面上胶，然后放入烘箱使胶预固化。玻璃布（或纤维纸）预先浸渍树脂并烘烤，让树脂也处于半固化状态。当胶处于半固化状态时，将铜箔与玻璃布（或纤维纸）对贴，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。压制过程中使用蒸汽或电加热，使半固化的粘结剂彻底固化，铜箔与基板牢固地粘合成一体，冷却后即为覆铜板。623.43
31、.4.2 覆铜板的指标与特点覆铜板的指标与特点覆铜板的非电技术指标 抗剥强度 翘曲度 抗弯强度 耐浸焊性（耐热性、耐焊性）阻燃性632.几种常用覆铜板的性能特点几种常用覆铜板的性能特点 品种 标称厚度（mm）铜箔厚度（m）性能特点 典型应用 酚醛纸基 覆铜板 1.0,1.5,2.0,2.5,3.0,3.2,6.4 5070 价格低，易吸水，不耐高温，阻燃性差 中、低档消费类电子产品，如收音机、录音机等 环氧纸基 覆铜板 同上 3570 价格高于酚醛纸基板，机械强度、耐高温和耐潮湿较好 工作环境好的仪 器 仪 表 和中、高档消费类电子产品 表表1返回64品种 标称厚度 铜箔厚度 性能特点 典型应
32、用 环氧玻璃布 覆铜板 0.2,0.3,0.5,1.0,1.5,2.0,3.0,5.0,6.4(mm)3550(m)价格较高，基板性能优于酚醛纸板且透明 工业装备或计算机等高档电子产品 聚四氟乙烯 玻璃布覆铜板 0.25,0.3,0.5,0.8,1.0,1.5,2.0 (mm)3550(m)价格高，介电性能好，耐高温，耐腐蚀 超 高 频（微波）、航空航天和军工产品 聚酰亚胺 覆铜板 0.2,0.5,0.8,1.2,1.6,2.0(mm)35(m)重量轻，用于制造绕性印制电路板 工业装备或消费 类 电 子 产品，如计算机、仪器仪表等 表2653.4.2.33.4.2.3金属芯印制板金属芯印制板金
33、属芯印制板，就是用一块厚度适当的金属板代替环氧玻璃布基板，经过特殊处理以后，电路导线在金属板两面相互连通，而与金属板本身高度绝缘。金属芯印制板的优点是散热性能好，尺寸稳定；所用金属材料具有电磁屏蔽作用，可以防止信号之间相互干扰；并且制造成本也比较低。图3.21 金属芯印制板材的制造工艺流程663.5.1 3.5.1 电子产品与印制电路板的电子产品与印制电路板的性能等级性能等级在有关的IPC标准中建立了三个通用的产品等级(class)第一等级 通用电子产品包括消费产品、某些计算机和计算机外围设备，以及适合于那些可靠性要求不高、外观不重要的电子产品。第二等级 专用服务电子产品包括那些要求高性能和长
34、寿命的通信设备、复杂的商业机器、仪器和军用设备，并且希望这些设备不间断服务，但允许偶尔的故障。第三等级 高可靠性电子产品包括那些关键的商业与军事产品设备，要求高度可靠性，因故障停机是不允许的。3.5 印制电路板基础知识印制电路板基础知识673.5.2 印制电路板的结构与组成印制电路板的种类和特点印制电路板的种类和特点 单面印制电路板 双面印制电路板 多层印制电路板 柔性印制板 平面印制电路板印制电路板的印制导线嵌入绝缘基板，与基板表面平齐。一般情况下在印制导线上都电镀一层耐磨金属层，通常用于转换开关、电子计算机的键盘等68 图3.22 印制板的基本构成与焊点的形成69 顶层布线层（TOP LA
35、YER）底层布线层（BOMTTOM LAYER）通孔层（MULTI LAYER）钻孔定位层（DRILL GUIDE）钻孔描述层（DRILL DRAWING）顶层/底层阻焊层（TOP/BOTTOM SOLDER）顶层/底层丝印层（TOP/BOTTOM OVERLAY）：机械层（MECHANICAL LAYERS）：印制板机械加工层，可作为机械尺寸标注或者特殊用途 中间信号层（MID LAYERS）：多用于多层板的中间层布线。也可作为特殊用途层，但是必须在同层标识清楚其用途。内电层（INTERNAL PLANES）：用于多层板。禁止布线层（KEEPOUT LAYER）：禁止布线层，也可以用做PCB
36、机械外形，但当MECHANICAL LAYER1已经用来标识外形层时，不得使用禁止布线层。顶层/底层锡膏层（TOP/BOTTOM PASTE）：印制电路板各层的定义及描述7071 图3.24“邮票板”几块印制板的拼板72 图3.25 印制板通过插座对外连接(金手指)73印制板对外连接方式的选择印制板对外连接方式的选择 导线焊接方式 图3.26 对外引线的焊点应该靠近板边 图3.27 线路板对外引线焊接方式图3.28 用紧固件将引线固定在板上74 插接件连接 图3.29 提高印制板插座对外连接的可靠性 图3.30 插针式接插件与印制板的连接753.5.3 3.5.3 印制电路板上的焊盘及导线印制
37、电路板上的焊盘及导线1、焊盘（1）假设插孔的直径为do，元器件引脚的直径为dI，do应比dI大0.2mm左右 焊盘的外径 在单面板上，焊盘的外径一般应当比引脚插孔的直径大1.3mm以上 在双面电路板上，由于焊锡在金属化孔内也形成浸润，提高了焊接的可靠性，所以焊盘直径可以比单面板的略小一些。孔金属化 双面印制板两面的导线或焊盘需要连通时，可以通过金属化孔实现。76 图3.31 各种形式的焊盘77大面积铜箔上的焊盘对于特别宽的印制导线和为了减少干扰而采用的大面积接地覆铜上，要把焊盘的形状做成“十字花形”的特殊处理（俗称热焊盘，Thermal），如图3.31(g)所示。这是出于保证焊接质量的考虑。因
38、为大面积铜箔的热容量大而需要长时间加热、热量散发快而容易造成虚焊，在焊接时受热量过多会引起铜箔鼓涨或翘起。783 3.5 5.3.23.2 印制导线印制导线 印制导线的宽度与载流能力的关系温升102030铜箔厚度（OZ/m）0.5/17.51/352/700.5/17.51/352/700.5/17.51/352/70印制导线宽度（mil）承载最大电流（A）100.51.01.40.61.21.60.71.52.2150.71.21.60.81.32.41.01.63.0200.71.32.11.01.73.01.22.43.6250.91.72.51.22.23.31.52.84.0301.
39、11.93.01.42.54.01.73.25.0501.52.64.02.03.66.02.64.47.3752.03.55.72.84.57.83.56.010.01002.64.26.93.56.09.94.37.512.52004.27.011.56.010.011.07.513.020.52505.08.312.37.212.320.09.015.024.5表表3.23.23 印制导线载流容量印制导线载流容量79印制板上导线载流能力的计算一直缺乏权威的技术方法和公式，经验丰富CAD工程师依靠经验能做出比较准确的判断，一般10mil（0.254mm）线宽可以载流1A。80印制导线的间距
40、导线之间距离的确定，应当考虑在最坏的工作条件下，导线之间的的要求。印制导线越短，间距越大，则绝缘电阻按比例增加。实验证明，导线之间的距离在60mil（1.5mm）时，绝缘电阻超过10M，允许的工作电压可达到300V以上；间距为40mil（1mm）时，允许电压为200V。现在，电子产品的印制板普遍涂覆了阻焊层，导线间实际绝缘电阻和击穿电压都更高了。81 图3.32 印制导线的走向与形状 印制导线的走向不能有急剧的拐弯和尖角，拐角不得小于90。这是因为很小的内角在制板时难于腐蚀，而在过尖的外角处，铜箔容易剥离或翘起。导线通过两个焊盘之间而不与它们连通的时候，应该与它们保持最大而相等的间距；同样，导
41、线与导线之间的距离也应当均匀地相等并且保持最大。导线与焊盘的连接处的过渡也要圆滑，避免出现小尖角。焊盘之间导线的连接：当焊盘之间的中心距小于一个焊盘的外径D时，导线的宽度可以和焊盘的直径相同；如果焊盘之间的中心距比D大时，则应减小导线的宽度；如果一条导线上有三个以上焊盘，它们之间的距离应该大于2D。823.5.4 印制电路板加工与组装的文件要求一般，需转交专业制版厂家的的技术文件包括：可同时由EDA软件输出的GERBER文件（RS-274-X格式）和钻孔文件。钻孔文件要区分金属化孔、非金属化孔（对装配孔，要特别说明为非金属化孔）和异形孔的位置。外形尺寸与公差图（包括定位孔尺寸及位置要求）。说明
42、文件应标明加工工艺要求，如基板厚度、层数、铜箔厚度，是否拼板等。对丝印油墨材料、颜色以及阻焊层材料厚度，如有特殊要求，也应加以说明。83印制电路板的评价角度 准确性 可靠性 工艺性 经济性843.6 SMT工艺对印制电路板的要求图3.33 SMC装焊图示与传统的THT（插装工艺）相比较，采用SMT工艺的电路板上，元器件的体积更小而组装密度更大，对焊盘的精度和焊接的质量要求更高。所以，在PCB设计时，要更加重视“可制造性”和“可靠性”要求，对焊盘和元器件布局做出相应的处理，在设计阶段就充分考虑产品的组装质量。853.6.1 SMT3.6.1 SMT印制板的设计要求印制板的设计要求3.6.1.1
43、3.6.1.1 选用选用SMTSMT基板的原则基板的原则根据SMD的组装形式，对SMT基板的性能有以下几点要求：外观要求 热膨胀系数 导热系数 耐热性。铜箔的粘合强度。弯曲强度 SMT印制板的翘曲度 电性能 基板厚度种类指标要求图示上翘曲0.5mm下翘曲1.2mm86组装形式示意图特征(a)单面全部贴装SMD，采用再流焊(b)双面全部贴装SMD，采用再流焊(c)单面混装，既有SMD又有THC，先用再流焊，后用波峰焊(d)A面插装THC，B面仅贴装简单SMD，全部采用波峰焊(e)A面混装，采用再流焊；B面仅贴装简单SMD，采用波峰焊87SMTSMT印制板的形状、结构与定位要求印制板的形状、结构与
44、定位要求 形状 工艺边（夹持边、传送边）宽度一般为5mm（不小于3.8mm），在此范围内不允许布放元器件和焊盘、通孔、走线 机械定位孔 光学定位基准点88 图3.37 光学定位基准图形及在印制板上的设置89光学定位基准点主要有两个作用：在SMT生产中，锡膏印刷机、贴片机都会以MARK点为基准，计算印刷锡膏焊盘的位置或贴装元件的位置，光学基准点为设备提供工作时的公共测量依据。对于SMT设备来说，没有MARK点就无法准确定位。另外，BGA以及一些引脚密集的器件，在贴装时还要根据专用的MARK点再一次精确定位。识别产品的种类。90 图3.38 印制板拼板的V形槽和邮票孔913.6.2 SMT印制板上
45、元器件的布局与放置 元器件在印制板上尽可能均匀排放，避免轻重不均。离板边3mm内不能布线，离边5mm内不能放置元器件。考虑维修时方便拆卸，元器件间距不得太小。大质量的元器件热容量较大，如果布局过于集中，再流焊时容易造成局部温度低而导致假焊；大型器件周边要留一定的维修空隙（保证返修设备加热头能够进行操作）。92 大功率器件应均匀地放置在印制板边缘或机箱内的通风位置上，把大功率器件分散开，可以避免电路工作时印制板上局部过热产生应力，影响焊点的可靠性。采用如表3.100图(c)所示单面混装时，应把贴装和插装元器件放置在A面；采用如表3.100图(d)所示双面波峰焊混装时，应把大的贴装和插装元器件布放
46、在A面，并且两面的大器件要尽量错开放置；采用如表3.100图(e)所示A面再流焊、B面波峰焊混装时，应把大的贴装和插装元器件布放在A面（再流焊面），把适合于波峰焊的矩形、圆柱形片式元件和较小的SO器件（引脚数小于28，引脚间距1mm以上）布放在B面（波峰焊板面）。波峰焊板面上不能安放四边有引脚的器件，如QFP、PLCC等。93 波峰焊板面上的元器件，封装必须能承受较高的焊接温度并是全密封型的。贵重的元器件不要放置在印制板的边缘、四角，或靠近接插件、安装孔、槽、拼板的切割、豁口和拐角等处，以上这些位置是印制板的高应力区，容易造成焊点和元器件的开裂或损伤。如图3.40所示。94 在SMT电路板上，
47、同类或类型相似的元器件，应该以相同的方向排列在板上，这样做，不仅是出于美观的考虑，还让元器件的贴装、焊接和检查更容易。在高密度组装印制板上，为了焊接后人工或自动检验，元器件周围应留出视觉空间，特别是在QFP、PLCC器件周围不要有较高的器件。95 图3.42 SMT印制板采用波峰焊时元器件在板上的方向96SMT印制板上的焊盘 SMD焊盘与较大面积的导电区如地、电源等平面相连时，应通过一根长度不小于0.635mm的较细导线进行热隔离。在两个互相连接的元器件之间，要避免采用单个大焊盘直接连接。因为焊接时大焊盘上熔融的焊锡将把两元器件拉向中间。印制导线应避免呈一定角度与焊盘相连。只要可能，印制导线应
48、从焊盘的长边的中心处与之相连 对于同一个元器件，凡焊盘是对称的（如片状电阻、电容、SOIC、QFP等），设计焊盘时应严格保持其全面的对称性97 图3.43 SMD焊盘对外连接98 凡多引脚的元器件（如SO、QFP等集成电路），引脚焊盘之间的短接处不允许直通，应由焊盘加引出互连线之后再短接，以免产生桥接。另外还应尽量避免在其焊盘之间穿越互连线（特别是细间距的引脚器件），凡穿越相邻焊盘之间的连线，必须覆盖阻焊膜。焊盘内不允许印有字符和图形标记，标志符号离焊盘边缘距离应大于0.5mm。凡没有外引脚的器件（如LCCC等），其焊盘之间不允许有过孔，以保证清洗质量。波峰焊板面上的SMT元器件，其较大元器件
49、（如三极管接插件等）的焊盘要适当加大，这样可以避免因组件的“阴影效应”而产生的空焊。例如，SOT23的焊盘可加长0.81mm。99SMTSMT印制板印制板上的上的过过孔孔 避免在SMT焊盘以内或在距焊盘0.635mm以内设置过孔。否则在再流焊过程中，焊盘上的锡膏熔化后会沿着过孔流走，不仅将产生虚焊、缺锡，还可能流到板的另一面造成短路。如果实在无法避免，须用阻焊层把焊料流失的通道阻断。作为测试点的过孔，在布局时就要充分考虑不同直径的探针在进行自动在线测试时的最小间距。1003.6.4 SMT多层印制板101 图3.49 测试点设置方案比较1023.7 3.7 各类常用防静电材料及设施各类常用防静
50、电材料及设施3.7 7.1 人体防静电服饰人体防静电服饰3.7.1.1 防静电腕带103 图3.51 防静电工作服、手套和鞋104 图3.52 防静电包装材料105 图3.53 静电消除器106 图3.54 防静电工作台垫和防静电地板1073.7.3.37.3.3 设备的防静电措施设备的防静电措施 对设备的防静电要求设备机壳：各种设备的交流电源一律使用有接地端的三端电源插头，设备外壳一律接地。外加工的工装：一律使用防静电材料制做，并接地处理。工作台：表面需铺上防静电台垫，其表面电阻率为105109。电烙铁：外壳需接地处理，烙铁头对地电阻2。零件盒：半导体元器件被装入或取出时，操作人员必须配带防
