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2024年2月13日发(作者:)

常用电子材料

电子整机生产常用的电子材料有线材、绝缘材料、印制板电路、磁性材料、粘合剂、焊接材料等,了解各种电子材料的分类、特点和性能参数,掌握正确选择和合理使用各类电子材料及元器件的方法,对于改善电子整机产品的性能,保证产品的质量至关重要。

2.1 线材

2.1.1 线材的分类

常用线材分为电线与电缆两类。它们是电能或电磁信号的传输线,一般又分为裸线、电磁线、绝缘电线和通信电缆四类。

构成电线与电缆的核心材料是导线。按材料可分为单金属丝(如铜丝、铝丝),双金属丝(如镀银铜线)和合金线;按有无绝缘层可分为裸电线和绝缘电线。导线的粗细标准称为线规,有线号制和线径制两种表示方法。按导线的粗细排列成一定号码的叫线号制,线号越大,其线径越小;按导线直径大小的毫米(mm)数表示叫线径制。中国采用线径制,而英、美等国采用线号制。

1.电线类

(1)裸导线。裸导线(又称裸线)是表面没有绝缘层的金属导线,可分为圆单线、绞线、软接线和其他特殊导线。裸线可作为电线电缆的导电线芯,也可直接使用,如电子元器件的连接线。

(2)绝缘电线。绝缘电线是在裸导线表面裹上绝缘材料层。按用途和导线结构分为固定敷设电线、绝缘软电线(橡胶绝缘编织软线、聚氯乙烯绝缘电线、铜芯聚氯乙烯绝缘安装电线、铝芯绝缘塑料护套电线)和屏蔽线。屏蔽线是用来防止因导线周围磁场的干扰而影响电路的正常工作的绝缘电线,是在绝缘电线绝缘层的外面再包上一层金属编织构成一个金属屏蔽层。

(3)电磁线。电磁线是由涂漆或包缠纤维做成的绝缘导线,它的导电电线芯有圆线、扁线、带箔等。主要用于绕制电机,变压器,电感线圈等的绕组,其作用是通过电流产生磁场或切割磁力线产生电流,以实现电能和磁能的相互转换。按绝缘层的特点和用途,电磁线分为绕包线(丝包、玻璃丝包、薄膜包、纱包)、漆包线、无机绝缘电磁线及特种电磁线(如高温、高湿低温等环境用电磁线)。

2.电缆类

电缆是在单根或多根绞合而相互绝缘的芯线外面再包上金属壳层或绝缘护套而组成的,按照用途不同,分为绝缘电线电缆和通信电缆。

电缆线结构如图2.1所示,由导体、绝缘层、屏蔽层、护套组成。

导体。导体的主要材料是铜线或铝线,采用多股细线绞合而成,以增加电缆的柔软性。为了减少集肤效应,也有采用铜管或皱皮铜管作导体材料。

绝缘层。它由橡皮、塑料、油纸、绝缘漆、无机绝缘材料等组成,有良好的电气和机械物理性能。绝缘层的作用是防止通信电缆漏电和电力电缆放电。

屏蔽层。屏蔽层是用导电或导磁材料制成的盒、壳、屏、板等将电磁能限制在一定的范围内,使电磁场的能量从屏蔽体的一面传到另一面时受到很大的衰减。一般用金属丝包或用细金属丝编织而成,也有采用双金属和多层复合屏蔽的。

护套。电线电缆绝缘层或导体上面包裹的物质称为护套。它主要起机械保护和防潮的作用,有金属和非金属两种。

为了增强电缆的抗拉强度及保护电缆不受机械损伤,有的电缆在护套外面还加有钢带铠装、镀锌扁钢丝或镀锌圆钢丝铠装等保护层。

电缆根据用途可分为如下3类:

(1)电力电缆。电力电缆主要用于电力系统中的传输和分配,大多是用纸或橡皮绝缘的2芯至4芯电缆,有的外层还用铅作为保护层,甚至再加上钢的铠装。

(2)电气装配用电缆。电气装配用电缆主要指矿用、船用、石油勘探、信号电线和直流高压软电缆等特殊场合及日用电器、小型电动设备、防水电缆及无线电用电缆。

(3)通信电缆。通信电缆包括电信系统中各种通信电缆、射频电缆、电话线和广播线等。通信电缆按不同结构分为对称电缆和同轴电缆;按不同用途分为市内通信电缆 、长途对称电缆和干线通信电缆三种。一般通信电缆多为对称电缆且为多芯电缆,是成骊出现的,对数可达几百甚至上千对,其芯间多为纸或塑料绝缘,外面还用橡胶、塑料或铅等作为保护层。由于对称电缆的每一对绝缘芯线与地是对称的,其磁场效应及涡流效应较强,传输频率不能太高,通常在几百kHz以下。

单芯高频电缆通常又称为同轴电缆,结构如图2.1所示,其传输损耗小,传输效率很高,适于长距离和高频传输。同轴电缆特性阻抗有50Ω和75Ω两种,常用型号为SYV-XX-X意为聚乙烯绝缘射频同轴电缆,XX表示特性阻抗,X表示外导体近似直径(mm)。

高频电缆(射频电缆)主要用于传输高频、脉冲、低电平信号等,具有良好的传输效果,衰减小、抗干扰能力强、天线效应小、有固定的波抗阻,便于匹配,但加工较困难。高频电缆又分为单芯和双芯电缆,双芯高频电缆又移为平行线。如图2.2所示的SBVD型带电视引线,其特性阻抗为300Ω。它的优点是价格便宜,易实现匹配;缺点是没有屏蔽层,易引入干扰杂波,抗干扰性能差。

2.1.2 常用线材的主要用途

常用线材的名称、型号、主要用途见表2.1,表2.2,表2.3,表2.4。

表2.1 常用裸线的型号和用途

分类

线

铝绞线

钢芯铝绞线

线

铜电刷线(裸、软软

线

裸)

纤维编软电软线(铜、软铜)

裸铜软绞线

扁铜线(硬、软)

铜带(硬、软)

铜母线(硬、软)

线

铝母线(硬、软)

空心导线(铜、铝)

表2.2 常用电磁线的型号和用途

分类

名称

油性漆包线

缩醛漆包铜线漆

线

线

(圆、扁)

聚氨脂漆包圆铜QA-1~2

仪表用微细线圈

QQB

型号

Q

QQ-1~3,主要用途

中高频线圈及仪表、电器的线圈

普通中小电机绕组、油浸变压器线圈、电器仪表用线圈

要求Q值稳定的高频线圈、电视用线圈和LMY,LMR

TBRK,LBRK

供水内冷电机、变压器作绕组线圈的导体

TMY,TMR

面用

TRJ,TRJ-124

TBY,TBR

TDY,TDR

供电机、电器、安装配电设备及其他电工方供移动电器、设备连线连接线用

TS,TSR

供电机、电器线路连接线用

TSX,TSXR

LGJJ

LGJ、LGJQ、供高低压输电线路用

名称

圆铝线(硬、半硬、软)

圆铜线(硬、软)

镀锡软圆铜单线

型号

LY、LYB、LR

供电线电缆及电器设备制品用(如电机、变TY、TR

压器等),硬圆铜线可用于电力及通用架空线路

TRX

LT

主要用途

聚脂漆包扁铜线

QZ-1~2

中小型电器及仪表用线圈

改性聚脂亚氨漆包圆、扁铜线

耐冷冻剂漆包圆YHB

QZY-1~2,QZ高温电机、制冷电机绕组、干式变压器线圈、仪表线圈

QF

铜线

纸包铜线(圆,Z,ZB

扁)

双玻璃丝包铜线包

(圆,扁)

线

聚酰胺薄膜绕包Y,YB

线

换位导线

特种电磁线

聚乙烯绝缘尼龙护套湿式潜水电机绕组线

表2.3 常用通信电缆的型号和主要用途

名 称

橡皮广播电缆

橡皮软电缆

橡皮安装电缆

聚氯乙烯绝缘同轴射频电缆

空气-聚乙烯绝缘同轴射频电缆

耐高温射频电缆

型 号

SBPH

YHR

SBH,SBHP

SYV

SIV-7

SFB

QYN,SYN

QQLBH

SBEC,SBECB

空调设备和制冷设备电机的绕组

油浸变压器线圈

中、大型电机的绕组

高温电机和特种场合用电机绕组

大型变压器线圈

潜水电机绕组

主 要 用 途

用于无线广播、录音和留声机设备,固定安装或移动式电器设备连接。使用温度:-50℃~+50℃

用于固定式无线电装置。使用温度-40℃~+60℃

适用于耐高温的无线电设备连接线,可传输高频信号。使用温度:-55℃~+250℃

铠装强力射频电缆

双芯高频电缆

SJYYP

SBVD

适用于传输高频电能。使用温度:-40℃~+60℃

适用于电视接收天线引线(馈线)。使用温度:-40℃~+60℃

聚氯乙烯安装电缆

AVV

适用于野外线路及仪表固定安装。使用温度:-40℃~+60℃

表2.4 常用绝缘电线电缆的型号和用途

分类

名称

型 号

主要用途

适用于交流500V以下的电气设备和橡皮绝固定

敷设

缘电线

BXW,BLXW,照明装置,固定敷设。长期工作温度不超BXY,BLXY

过65℃

BV,BLV,电线

聚氯乙BVR,BLVV,烯绝缘电线

BV-105

BV,RVB(平聚氯乙行连接软线),烯绝缘软电RVS(双绞线),线

RWB,RV-105

适用于交流电压450/750V及以下的动力装置的固定敷设

适用于交流额定电压450/750V及以下的家用电器、小型电动工具、仪器仪表及动力照明等装置,长期工作温度低于50℃,RV-105低于105℃

适用于交流额定电压为300V及以下绝缘

橡皮绝软电

缘编织软电线

线

橡皮绝缘平软型电线

户外

钢芯聚用聚

氯乙烯电线

氯乙

铅芯聚烯绝

氯乙烯绝缘缘电

电线

线

铜芯

聚氯

乙烯

绝缘

安装

电线

聚氯乙烯绝缘安装电线

500V以下的弱电流仪表或电信设备电路聚氯乙的连接,使用温度-60℃~+70℃

烯绝缘软电线

AVR

AV

用于交流电压250V以下或直流电压BLVW

温度为-20℃~+70℃

BVW

的户外架空固定敷设电线,长期允许工作适用于交流额定电压450/750V以下RXB

RXH

工作温度不超过65℃

适用于各种移动式的额定电压为250V及以下的电气设备、无线电设备及照明灯具等,长期工作温度不超过60℃

RXS,RX,的室内照灯具、家用电器和工具等,长期

纤维聚氯乙烯绝缘安装线

纤维聚氯乙烯绝缘安装线

绝缘低QVR,QFR

压电线

专用

绝缘

电线

绝缘高压电线

航空导FVL,FVLP,与特殊安装FVN,FVNP

线

ZLL,ZL,油浸纸绝缘电缆

ZLQ,ZLLF,1kV~35kV级,电网中传输电能之用

ZLQQ,ZLDF,ZLCY

VLV,VV,塑料绝YLY

缘电缆

电力

电缆

橡皮绝

缘电缆

气体绝缘电缆

新型电缆(低湿超导)

2.1.3 线材的选用

线材的选用要从电路条件、环境条件和机械强度等多方面综合考虑。

220kV~500kV级电网中使用

等连接线

YJLV

6kV~220kV级

0.5kV~35kV级用于发电厂、变电站110kV级,防腐性能好

用于飞机上的低压线的安装

QGV,QGXV,QGVY

低压电线之用

汽车、拖拉机等发动机、高压点火器作连接线

ASTV,ASTVR

ASTVRP

适用于电器设备、仪表内部及仪表之间固定安装用线。使用温度为-40℃~+60℃

供汽车、拖拉机中电器、仪表连接及AVRP

1. 电路条件

(1)允许电流。允许电流指常温下工作的电流值,导线在电路中工作时的电流要小于允许电流值。

(2)电线电阻的压降。导线很长时,要考虑导线电阻对电压的影响。

(3)额定电压与绝缘性。使用时,电路的最大电压应小于额定电压,以保证安全。

(4)使用频率与高频特性。对不同的频率选用不同的线材,要考虑高频信号的趋肤效应。

(5)特性阻抗。在射频电路中选用同轴电缆馈线,应注意阻抗匹配,以防止信号的反射波。特性阻抗有50Ω和75Ω两种。

2.环境条件

(1)温度。温度会使电线的敷层变软或变硬,以致于变形而造成短路。因此,所选线材应能适应环境温度的要求。

(2)耐老化性。一般情况下线材不要与化学物质及日光直接接触。

3.机械强度

所选择的电线具有良好的拉伸、耐磨损和柔软, 性,质量要轻,以适应环境的机械振动等条件。

选材还要考虑安全性,防止火灾和人身事故的发生。易燃材料不能作为导线的敷层。具体选择使用条件可查有关手册。

2.2 绝缘材料

具有高电阻率、能够隔离相邻导体或防止导体间发生接触的材料称为绝缘材料,又称电介质。它的作用是在电气设备中把电位不同的带电部分隔离开来。因此,绝缘材料应该有较高的绝缘电阻和耐压强度,能避免发生漏电、爬电或电击穿等事故;耐热性能要好(其中尤其以不因长期受热作用而产生性能变化最为重要);还应有良好的导热性、耐潮、较高的机械强度以及工艺加工方便等特点。

2.2.1 绝缘材料的分类

绝缘材料按物质形态可分为气体绝缘材料、液体绝缘材料和固体绝缘材料3种类型。

(1)气体绝缘材料,如空气、氮气、氢气等;

(2)液体绝缘材料,如电容油、变压器油、开关油等;

(3)固体绝缘材料,如电容器纸、聚苯乙烯、云母、陶瓷、玻璃等。

绝缘材料按其用途可分为介质材料、装置材料、浸渍材料和涂敷材料等类型。介质材料,如陶瓷、玻璃、塑料膜、云母、电容纸等;装置材料,如装置陶瓷、酚醛树脂等。

常用绝缘材料按其化学性质不同,分为有机绝缘材料、无机绝缘材料和混合绝缘材料3种类型。

(1)有机绝缘材料。有机绝缘材料有棉纱、麻、蚕丝、树脂、人造丝等。有机绝缘材料的特点是密度小、易加工、柔软,但耐热性不高、化学稳定性差、容易老化。

(2)无机绝缘材料。无机绝缘材料有石棉、陶瓷、大理石、硫磺、云母等,主要用作电机、电器的绕组绝缘以及开头底板和绝缘子的制造材料等。无机绝缘材料的特点与有机绝缘材料相反。

(3)混合绝缘材料。混合绝缘材料是由以上两种材料经加工后制成的各种成型绝缘材料,常用作电器底座、外壳等。

2.2.2 常用绝缘材料的性能及用途

1.绝缘材料的基本性能

(1)绝缘材料(电介质)的极化和介电常数。绝缘材料中的绝大多数电荷是被束缚的,在外电场作用下,这些束缚电荷将按其所受作用力的方向发生位移,其表面会出现净的正、负电荷,这称为电介质的极化。

表征电介质极化程度的物理量称为介电常数(又称电容率,用ε表示,以法拉每米,即F/m为单位表示)。中性电介质的介电常数一般小于10,而极性电介质的介电常数一般大于10,甚至达数千。影响绝缘材料介电常数因素有频率、温度、湿度。

(2)电阻率。绝缘材料并不是绝对不导电的材料,在绝缘材料内部多少存在一些带电质点,在电场作用下总会有极微弱的电流流过,此电流称为漏导电流或漏导。绝缘材料的电导特性一般用电阻率ρ或电导率γ来定量地表示,其关系为γ=1/ρ。绝缘材料的电阻率ρ为

其中绝缘材料的电阻为R(Ω),截面积为A(m2),长度为l,电阻率单位是Ω.m。

(3)介质损耗。在交变电场作用下,电介质的部分电能将转变成热能,这部分能量叫做电介质的损耗,简称介质损耗。单位时间内消耗的能量称为介质损耗功率。介质损耗是绝缘材料的重要品质指标之一,特别是用作电容器的介质,不容许有大量的能量损耗,否则会降低整个电路的工作质量,损耗严重时甚至会引起介质的过热而损坏绝缘。介质损耗的主要原因是漏导损耗和极化损耗。

(4)绝缘强度。处于电场中的绝缘物质,当电场强度增大到某一临界值时,通过绝缘物质的电流剧烈增长,致使绝缘物质局部破坏或分解,丧失绝缘性能,使绝缘物质击穿的电场强度称为绝缘强度(或绝缘耐压强度)。它反映绝缘材料在外施电压达到某一极限值时保持绝缘性能的能力。

(5)绝缘材料物理、化学和机械性能。绝缘材料都或多或少地具有从周围媒质中吸潮的能力,称为绝缘材料的吸湿性。如受到空气湿度的影响,引起电介质的介电常数增加、绝缘电阻下降、损耗增大和承受电场作用的能力降低。因此,提高电介质的防潮性能很重要。

当温度升高时,绝缘材料的电性能显著恶化以致不能工作,即当温度升高超出其允许的承受值时,将产生热击穿而造成电介质的损坏。绝缘材料承受高温作用的能力称为耐热性。绝缘材料在正常运行条件下允许的最高工作温度分级称为耐热等级。

绝缘材料在电子产品中主要有如下几方面的应用:

(1)介质材料。介质材料用作电容器的介质,要求介电常数大、损耗小。

(2)装置和结构材料。装置和结构材料用作开关、接线柱、线圈骨架、印制电路板及一些机械结构件,要求有高的机械强度。对作为高频应用的材料还要求介质损耗和介电常数小,以减小损耗和分布电容。

(3)浸渍、灌封材料。浸渍、灌封材料要求有良好的电性能以及粘度小、化学稳定性高、吸水性小、阻燃性好、无毒等。

(4)涂敷材料。涂敷材料要求有良好的附着性。

常用绝缘材料的主要用途,可参考表2.5。使用时应根据产品的电气性能和环境条件要求,合理选用绝缘材料。

表2.5常用绝缘材料及用途

2.3 印制电路板

2.3.1 覆铜箔板的种类与选用

覆以铜箔的绝缘层压板称为覆铜箔层压板,简称覆铜板。它是用腐蚀铜箔法制作电路板的主要材料。覆铜箔层压板的种类很多,按基材的品种可分为纸基板和玻璃布板;按粘结树脂来分有酚醛、环氧酚醛、聚四氟乙烯等。

1.覆铜箔层压板的种类

(1)酚醛纸基覆铜层压板。它是用浸渍过酚醛树脂的绝缘纸或纤维板用为基板,两面加无碱玻璃布,并在一面或两面覆以电解紫铜箔,经热压而成的板状制品。

此类层压板价格低廉,但机械强度低,易吸水,耐高温性能差(一般不超过100℃)主要用于低频和一般民用产品中。标准厚度有1.0mm,1.5mm,2.0mm三种,一般应优先选用1.5mm和2.0mm厚的层压板。

(2)环氧酚醛玻璃布覆铜层压板。这是无碱玻璃布浸以环氧树脂经热压而成的层压制品,一面或两面覆以电解紫铜箔。这类层压板的电气和机械性能良好,加工方便,可用于恶劣环境和超高频电路中。

(3)环氧玻璃布覆铜层压板。这类层压板由玻璃布浸以双氰胺固化剂的环氧树脂经热压而成。这类层板基材的透明度良好,与环氧酚醛覆铜板相比,具有较好的机械加工性能,防潮性良好,工作温度较高。

(4)聚四氟乙烯玻璃布覆铜层压板。这是以无碱玻璃布浸渍聚四氟乙烯分散乳液为基材,覆以经氧化处理的电解紫铜箔,经热压而成的层压板,是一种耐高温和高绝缘的新型材料。具有较宽的耐温范围(-23℃~260℃),在200℃下可长期工作,并可在300℃下间断工作。它主要用在高频和超高频电路中。此外,还有聚苯乙烯覆铜箔板、软性聚酯覆铜箔板等。

2.覆铜层压板的选用

覆铜层压板的性能指标主要有抗剥强度、耐浸焊性(耐热性)、翘曲度(又叫弯曲度),电气性能(工作频率范围、介质损耗、绝缘电阻和耐压强度)及耐化学溶剂性能。覆铜箔板的选用主要是根据产品的技术要求、工作环境和工作频率,同时兼顾经济性来决定的。在保证产品质量的前提下,优先考虑经济效益,选用价格低廉的覆铜箔板,以降低产品成本。

2.3.2 印制电路板的特点和分类

1. 印制电路板的特点

印制电路是指在绝缘基板上的印制导线和印制元件系统。具有印制电路的绝缘基板称之为印制电路板。印制电路板用于安装和连接小型化元件、晶体管集成电路等电路元器件。

使用印制电路板制造的产品具有可靠性高, ,一致性、稳定性好,机械强度高、耐振、耐冲击,体积小、重量轻,便于标准化、便于维修以及用铜量小等优点。其缺点是制造工艺较复杂,单件或小批量生产不经济。

2. 印制电路板的分类

印制电路板按其结构可分为如下4种。

(1)单面印制电路板。单面印制电路板通常是用酚醛纸基单面覆铜箔板,通过印制和腐蚀的方法,在绝缘基板覆铜箔一面制成印制导线。它适用于对电性能要求不高的收音机、收录机、电视机、仪器和仪表等。

(2)双面印制电路板。双面印制电路板是在两面都有印制导线的印制板。通常采用环氧树脂玻璃布铜箔板或环氧酚醛玻璃布铜箔板。由于两面都有印制导线,一般采用金属化孔连接两面印制导线。其布线密度比单面板更高,使用更为方便。它适用于对电性能要求较高的通信设备、计算机、仪器和仪表等。

(3)多层印制电路板。多层印制电路板为在绝缘基板上制成三层以上印制导线的印制电路板。它由几层较薄的单面或双面印制电路板(每层厚度在0.4mm以下)叠合压制而成。为了将夹在绝缘基板中的印制导线引出,多层印制电路板上安装元件的孔需经金属化处理,使之与夹在绝缘基板中的印制导线沟通。目前,广泛使用的有四层、六层、八层,更多层的也有使用。

多层印制电路板的主要特点:与集志电路配合使用,有利于整机挑战型化及重量的减轻;接线短、直,布线密度高;由于增设了屏蔽层,可以减小电路的信号失真;引入了接地散热 层,可以减少局部过热,提高整机的稳定性。

(4)软性印制电路板。软性印制电路板也称柔性印制电路板,是以软层状塑料或其他软质绝缘材料为基材制成的印制电路板。它可以分为单面、双面和多层三大类。此类印制电路板除了重量轻、体积小、可靠性高以外,最突出的特点是具有挠性,能折叠、弯曲、卷绕,自身可端接以及三维空间排列。软性印制电路板在电子计算机、自动化仪表、通信设备中应用广泛。

2.4 磁性材料

2.4.1 磁性材料分类

磁性材料通常分为两大类:软磁材料和硬磁材料(又称永磁材料)。

(1)软磁材料。软磁材料的主要特点是高导磁率和低矫顽力,软磁材料在较弱的外磁场下能产生高的磁感应强度,并随外磁场的增强很快达到饱和。当外磁场去除时,它的磁性即基本消失。

(2)硬磁材料。硬磁材料的主要特点是具有高矫顽力,在所加磁化磁场去掉后仍能在较长时间内保持强而稳定的磁性。永磁材料包括金属永磁性材料和永磁铁氧体材料。

2.4.2 常用磁性材料的主要用途

软磁材料主要用来导磁,用作变压器、扼流圈、电感线圈、继电器的铁心或磁心、听筒的膜片、扬声器中的导磁零件等。

永磁材料主要用来储藏和供给磁能,用于各种电声器件,如扬声器、拾音器、话筒等。此外,在电子聚焦装置、磁控管、微电机中亦有应用。表2.6为常用磁性材料的主要用途。

表2.6 常用磁性材料的主要用途

2.5辅助材料

2.5.1 焊料

将元器件引线与印制板或底座焊接在一起就叫做焊接。在焊接过程中用于熔合两种或两种以上的金属面,使它们成为一个整体的金属或合金叫焊料。按组成的成分不同可分为锡铅焊料、银焊料和铜焊料等。按熔点不同可分为软焊料(熔点在450℃以下)和硬焊料(熔点高于450℃)。在电子产品装配中,常用的是软焊料(即锡铅焊料),简称焊锡。

1.常用焊锡

(1)管状焊锡丝。管状焊锡丝由助焊剂与焊锡制作在一起做成管状,在焊锡管中夹带固体助焊剂。助焊剂一般选用特级松香为基质材料,并添加一定的活化剂。管状焊锡丝一般适用于手工焊接。管状焊锡丝的直径有0.5mm,0.8mm,1.2mm1.5mm,2.0mm,2.3mm,2.5mm,4.0mm,5.0mm。

(2)抗氧化焊锡。抗氧化焊锡由锡铅合金中加入少量的活性金属,能使氧化锡、氧化铅还原,并漂浮在焊锡表面形成致密覆盖层,从而保护焊锡不被继续氧化。这类焊锡适用于浸焊和波峰焊。

(3)含银焊锡。含银焊锡在锡铅焊料中加0.5%~2.0%的银,可减少镀银件中银在焊料中的熔解量,并可降低焊料的熔点。

(4)焊膏。焊膏是表面安装技术中一种重要的贴材料,由焊粉、有机物和溶剂组成,制成糊状物,能方便地用丝网、模板或点膏机印涂在印制电路板上。

焊粉是用于焊接的金属粉末,其直径为15μm~20μm,目前已有Sn-Pb,Sn-Pb-Ag,Sn-Pb-In,等。有机物包括树脂或一些树脂溶剂混合物,用来调节和控制焊膏的粘性。使用的溶剂有触变胶、润滑剂、金属清洗剂。

2. 常用焊锡特性及用途

常用焊锡特性及用途见表2.7。

表2.7 常用焊锡特性及用途一览表

2.5.2 助焊剂

助焊剂主要用于锡铅焊接中,有助于清洁被焊接面,防止氧化,增加焊料的流动性,使焊点易于成形,提高焊接质量。

1.助焊剂的分类

常用助焊剂分为无机助焊剂、有机助焊剂和树脂助焊剂三大类。

(1)无机类助焊剂。无机类助焊剂的化学作用强,腐蚀性大,焊接性非常好。这类助焊剂包括无机酸和无机盐。它的熔点约为180℃,是适用于钎焊的助焊剂。由于其具有强烈的腐蚀作用,不宜在电子产品装配中使用,只能在特定场合使用,并且焊后一定要精除残渣。

(2)有机类助焊剂。有机类助焊剂由有机酸、有机类卤化物以及各种胺盐树脂类等合成。这类助焊剂由于含有酸值较高的成分,因而具有较好助焊性能,但具有一定程度的腐蚀性,残渣不易清洗,焊接时有废气污染,限制了它在电子产品装配中的使用。

(3)树脂类助焊剂。这类助焊剂在电子产品装配中应用较广,其主要成分是松香。在加热情况下,松香具有去除焊件表面氧化物的能力,同时焊接后形成的膜层具有覆盖和保护焊点不被氧化腐蚀的作用。由于松脂残渣为非腐蚀性、非导电性、非吸湿性,焊接时没有什么污染,且焊后容易清洗,成本又低,所以这类助焊剂被广泛使用。松香助焊剂的缺点是酸值低、软化点低(55℃)左右,且易热门货、易结晶、稳定性差,在高温时很容易脱羧碳化而造成虚焊。

目前出现了一种新型的助焊剂—氢化松香,它是用普通松脂提炼的。氢化松香在常温下不易氧化变色,软化点高、脆性小、酸值稳定、无毒、无特殊气味。残渣易清洗,适用于波峰焊接。

2.使用助焊剂应注意的问题

常用的松香助焊剂在超过60℃时,绝缘性能会下降,焊接后的残渣对发热元件有较大的危害,所以要在焊接后清除焊剂残留物。另外,存放时间过长的助焊剂不宜使用。因为助焊剂存放时间过长时,助焊剂的成分会发生变化,活性变坏,影响焊接质量。

正确合理选择助焊剂,还应注意以下几点。

(1)在元器件加工时,若引线表面状态不太好,又不便采用最有效的清洗手段,可选用活化性强和清除氧化物能力强的助焊剂。

(2)在总装时,焊件基本上都处于可焊性较好的状态,可选用助焊剂性能不强,腐蚀性较小,清洁度较好的助焊剂。

4.常用助焊剂的配方及用途

常用助焊剂的配方及主要用途见表2.8。

表2.8 常用助焊剂的配方及主要用途

2.5.3 阻焊剂

阻焊剂是一种耐高温的涂料。在焊接时可将不需要焊接的部位涂上阻焊剂保护起来,使焊料公在需要焊接的焊接点上进行。广泛用于浸焊和波峰焊。

1. 阻焊剂的优点

(1)可避免或少浸焊时桥接、拉尖、虚焊和连条等弊病,使焊点饱满,大大减少板子的返修量,提高焊接质量,保证产品的可靠性。

(2)使用阻焊剂后,除了焊盘外,其余线条均不上锡,可节省大量焊料;另外,由于受热少、冷却快、降低印制板的温度,起了保护元器件和集成电路的作用。

(3)由于板面部分为阻焊剂膜所覆盖,增加了一定硬度,是印制板很好的永久性保护膜,还可以起到防止印制板表面受到机械损伤的作用。

2.阻焊剂的分类

阻焊剂的种类很多,一般分为干膜型焊剂和印料型阻焊剂。现广泛使用印料型阻焊剂。这种阻焊剂又可分热固化和光固化两种。

(1)热固化阻焊剂的优点是附着力强,能耐300℃高温,缺点是要在200℃高温下烘烤二小时,板子易翘曲变形,能源消耗大,生产周期长。

(2)光固化型(光敏阻焊剂)的优点是:在高压汞灯照射下,只要2~3分钟就能固化,节约了大量能源,大大提高了生产效率,便于组织自动化生产。另外,毒性低,减少了环境污染。不足之处是溶于酒精,能和印制板上喷涂的助焊剂中的酒精成分相溶而影响印制板的质量。

2.5.4 粘合剂

粘合剂可用于同类或不同类材料之间的胶接。两种材料是否能很好胶合主要取决于粘合剂的特性。绝大部分的粘合剂由合成树脂、橡胶等化工材料配制而成。由于组成、比例和合成方法的不同,其粘合性能差异很大,具体用途也各不相同。分类的方法很多,具体如下:

1. 按粘合强度分

按粘合强度可分为低强度(抗剪切强度在(30~40)kg/cm2以下。胶合件承载轻);中强度胶(抗剪切强度在(40~100)kg/cm2之间能承受一定的载荷);高强度胶(抗剪切强度在100kg/cm2以上,如环氧胶,粘合较重的结构件)。

2.按胶合件材料分

(1)橡胶胶。橡胶胶用于橡胶之间、橡胶与金属之间的粘合,如xy-401胶。

(2)木胶。木胶用于木料之间的粘合,如牛皮胶,聚醋酸胶。

(3)塑料胶。塑料胶用于一般塑料之间,塑料与金属之间的粘合,如聚氨脂类的101胶。

(4)层压纤维胶。层压纤维胶用于纤维板层压、浸渍及其胶合,如缩醛类X98-1胶。

(5)硬质材料胶。硬质材料胶用于陶瓷、玻璃、金属等材料之间的粘合,如环氧胶。

(6)有机玻璃胶。有机玻璃胶用于粘合有机玻璃,经抛光后无痕迹,如三氯甲烷,502胶。

3.按胶膜的特殊性能分(特种粘合剂)

(1)导电胶。导电胶胶内加有银粉,具有良好的导电性能,可用于波导管与法兰盘的胶合,代替银焊;也可用于导线接点的胶合,代替锡铅焊接等。有DAD-3,DAD-5,DAD-6等牌号,价格较贵。

(2)导磁胶。导磁胶胶内加羰基铁粉,具有较好的导磁性能,用于硅钢片、铁氧体磁心的胶接。

(3)感光胶。感光胶内加重铬酸等感光剂,胶膜对光照有敏感性,爆光后的胶膜具有较强的粘结力,非爆光部分的胶膜容易洗除,可用作丝网漏印的模板。

(4)密封胶。密封胶胶膜的气密性好,有一定弹性,用于要密封的场合,如聚醚型聚氨酯胶。

(5)防潮灌封胶。防潮灌封胶具有防潮、绝缘和固定作用,为线包组件的港灌封材料,如有机硅凝胶。

(6)超低温胶。超低温胶在-196℃或更低的负温下仍有较好的粘合强度,如DW-3胶。

(7)高温结构胶。高温结构胶在+180℃~250℃温度中仍具有中等粘合强度,如E-4胶。

(8)压敏胶。压敏胶常态为干式胶膜,胶合时只需用手指的压力就能粘合,胶膜不固化,能被撕剥,便于返修,适于标牌的粘贴。

(9)热熔胶。热熔胶在室温时,热熔胶为固态,加热到一定温度时成为熔融状态,冷却后,可被粘物体接在一起。

粘合剂的特性包括使用性能和施工特性,主要有强度、吸附性、润湿性、固化特性、涂刷性能、工作寿命、耐温性、耐老化、耐介质腐蚀和毒性等。

粘合剂有单组份和双组份两类。双组份则由主体胶与固化剂组成。固化剂所占比例会影响胶膜固化条件。常用粘合剂的特性和应用见表2.9。

表2.9 常用粘合剂特性和应用一览表

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