《常用電子材料》word版

1、第二章常用電子材料第一課時教學內容：線材教學重點;常用線材的結構與用途教學難點：使用方法教學課時：2課時“教學過程：一、基本概念常用線材分為電線與電纜兩類。 在電子線路中，它們是電能或電磁信號的傳輸線。 構成線材的核心材料是導線。導線的粗細標準叫線規(guī)。 線規(guī)有線號制和線徑制兩種表示方法。按導線的粗細排列成一定號碼的叫線號制，按導線直徑大小的毫米（mm）數(shù)表示叫線徑制。 英美等國家采用線號制，我國采用線徑制。 常用線材二、電子產品常用線料有： 安裝導線 電磁線 扁平電纜（平排線） 屏蔽線 電纜 電源軟導線1. 安裝導線（安裝線） 用于電子產品裝配的導線。常用的安 裝線有裸導線和塑膠絕緣電線等。

2、裸導線：指沒有絕緣層的光金屬導線。只能用于單獨連線、短連線及跨接線等。 塑膠絕緣電線(塑膠線)：一般是由導電的線芯、絕緣層和保護層組成。廣泛用于電子產品的各部分、各組件之間的各種連接。 2. 電磁線由涂漆或包纏纖維作為絕緣層的圓形或扁形銅線。主要用于繞制各類變壓器，線圈，電感等。由多股細漆包線外包纏紗絲的絲包線是繞制收音機天線或其它高頻線圈的常用線材。 由涂漆作為絕緣層的圓形銅線，通常稱為漆包線。 3. 扁平電纜（又稱排線或帶狀電纜）由許多根導線結合在一起，相互之間絕緣，整體對外絕緣的一種扁平帶狀多路導線的軟電纜?？捎米鞑遄g的連接線，印制電路板之間的連接線及各種信息傳遞的輸入/輸出柔性連接。

3、 4. 屏蔽線 屏蔽線是在塑膠絕緣電線的基礎上，外加導電的金屬屏蔽層和外護套而制成的信號連接線。主要用于1MHz以下頻率的信號連接。 屏蔽線具有靜電（高電壓）屏蔽、電磁屏蔽和磁屏蔽的作用,能防止或減少線外信號與線內信號之間的相互干擾。 5.電纜 電子產品裝配中的電纜主要包括： 同軸電纜：其結構與單芯屏蔽線基本相同，只是使用的材料有所不同，電性能不同。同軸電纜主要用于傳送高頻電信號。 饋線：由兩根平行的導線和扁平狀的絕緣介質組成的，專用于將信號從天線傳到接收機或由發(fā)射機傳給天線的信號線。 高壓電纜：其結構與普通的帶外護套的塑膠絕緣軟線相似，只是要求絕緣體有很高的耐壓特性和阻燃性，故一般用阻燃型聚

4、乙烯作為絕緣材料，且絕緣體比較厚實。 6.電源軟導線 其主要作用是：連接電源插座與電氣設備的。由于它是用在設備外邊、且與用戶直接接觸、并帶有可能會危及人身安全的電壓，所以其安全性就顯得特別重要。按要求，線及插頭要分別通過安全認證。 電源軟導線采用雙重絕緣方式，即將兩根或三根已帶絕緣層的芯線放在一起，在它們的外面再加套一層絕緣性能和機械性能好的塑膠層。 三、小結四、作業(yè)簡述常用線材的種類及主要用途第二課時 教學內容：電子產品中的絕緣材料教學重點：絕緣材料的種類與用途教學難點：主要用途教學課時：1課時教學過程絕緣材料的特點具有高電阻率、電流難以通過的材料稱為絕緣材料。 絕緣材料應具有的特點： 具有

5、良好的介電性能，即具有較高的絕緣電阻、耐壓強度； 耐熱性能好，穩(wěn)定性高； 具有良好的導熱性、耐潮防霉性； 具有較高的機械強度，加工方便等。 二絕緣材料分類按化學性質可分為： 無機絕緣材料：如云母、石棉、陶瓷等。 有機絕緣材料：如蟲膠、樹脂、橡膠、棉絲、紙、麻、人造絲等。 復合絕緣材料：如玻璃布層壓板。 三常用絕緣材料的性能A、介電常數(shù) B、電阻率 C、介質損耗 D、絕緣強度 E、絕緣材料的其它物理、化學、機械性能四絕緣材料的用途A.介質材料B.裝置和結構材料C.浸漬、灌封材料D.涂敷材料五常用絕緣材料（1）薄型絕緣材料： 主要用于包扎、襯墊、護套等。絕緣紙：常用的有電容器紙、青殼紙等。絕緣布：

6、常用的有黃蠟布、黃蠟綢、玻璃漆布。有機薄膜：常用的有聚酯薄膜。一般可代替絕緣紙或絕緣布。粘帶：有機薄膜涂上膠粘劑就成為各種絕緣粘帶。塑料套管：塑料套管大量用在電子裝配中，即用聚氯乙烯為主料做成的各種顏色和規(guī)格的套管。 還有一種熱縮性塑料套管，經常用在電線端頭的護套。（2）絕緣漆： 主要用于浸漬電器線圈和表面覆蓋。 （3）熱塑性絕緣材料：可以進行熱塑加工，用于各種護套，儀器蓋板等。（4）熱固性層壓材料：常用作絕緣基板。（5）云母制品：主要用作耐高壓的絕緣襯墊。小結作業(yè)什么叫線規(guī)？常用絕緣材料有哪些？第三課時 教學內容：印刷線路板教學重點：印刷線路板的結構與工藝流程教學難點：工藝流程教學課時：2課

7、時教學過程一、印刷線路板概念 PCB是英文(Printed Circuit Board)印制線路板的簡稱。通常把在絕緣材上，按預定設計，制成印制線路、印制元件或兩者組合而成的導電圖形稱為印制電路。而在絕緣基材上提供元器件之間電氣連接的導電圖形，稱為印制線路。這樣就把印制電路或印制線路的成品板稱為印制線路板，亦稱為印制板或印制電路板。 制造印刷線路板的主要材料是敷銅板 二、敷銅板 覆以銅箔的絕緣板稱為覆銅板，它是制作印制板的主要材料。常用覆銅板有： TFZ-62、TFZ-63覆銅箔酚醛紙基層壓板 THFB-65覆銅箔酚醛玻璃布層壓板 聚四氟乙烯覆銅板 聚苯乙烯覆銅箔板 軟性聚酯覆銅薄膜 多層印制

8、板 覆銅板就是經過粘接、熱擠壓工藝，使一定厚度的銅箔牢固地覆著在絕緣基板上。所用覆銅板基板材料及厚度不同。 覆銅板所用銅箔與粘接劑也各有差異，制造出來的敷銅板在性能上就有很大差別。銅箔覆在基板的一面，稱作單面敷銅板，覆在基板二面的稱作雙面敷銅板。覆銅板的構成部分(1) 基板：高分子合成樹脂和增強材料組成的絕緣層壓板可以作為敷銅板的基板。合成樹脂的種類繁多，常用的有酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、聚四氟乙烯等。增強材料一般有紙質和布質兩種，它們決定了基板的機械性能，如耐浸焊性、抗彎強度等。 (2) 銅箔：是制造敷銅板的關鍵材料，必須有較高的導電率及良好的焊接性。要求銅箔表面不得有劃痕、砂眼和皺褶，金屬純度不

9、低于998，厚度誤差不大于5um。按照部頒標準規(guī)定，銅箔厚度的標稱系列為18、25、35、70和105um。我國目前正在逐步推廣使用35um厚度的銅箔。銅箔越薄，越容易蝕刻和鉆孔，特別適合于制造線路復雜的高密度的印制板。 (3) 覆銅板粘合劑：粘合劑是銅箔能否牢固地覆在基板上的重要因素。敷銅板的抗剝強度主要取決于粘合劑的性能敷銅板名稱敷銅板標稱厚度銅箔厚度 um敷銅板特點敷銅板應用酚醛紙質敷銅1.O 1.5 2.O 2.5 3.O 3.2 6.45070價格低，阻燃強度低，易吸水，耐高溫性能差中低檔民用產品如收音機、錄音機等環(huán)氧紙質敷銅同上3570價格高于酚醛紙板，機械強度、耐高溫和潮濕性較好

10、工作環(huán)境好的儀器、儀表及中檔以上民用電器環(huán)氧玻璃布敷銅板O.2 O.3 O.5 1.O 1.5 2.O 3.O 5.0 6.43550價格較高。性能優(yōu)于環(huán)氧酚醛紙質板，且基板透明工作環(huán)境好的儀器、儀表及中檔以上民用電器聚四氟乙烯敷銅板0.25 0.3 O.5 O.8 1.O 1.5 2.O3550價格高，介電常數(shù)低，介質損耗低，耐高溫，耐腐蝕微波、高頻、電器、航天航空、導彈、雷達等聚酰亞胺柔性敷銅板O.2 O.5 O.8 1.2 1.6 2.O35可撓性、重量輕民用及工業(yè)電器、計算機、儀器儀表等三、印刷線路板的特點與分類 （1）特點： PCB幾乎我們能見到的電子設備都離不開它，小到電子手表、計

11、算器、大到計算機、通迅電子設備、軍用武器系統(tǒng)，只要有集成電路等電子無器件，它們之間電氣互連都要用到PCB。它提供集成電路等各種電子元器件固定裝配的機械支撐、實現(xiàn)集成電路等各種電子元器件之間的布線和電氣連接或電絕緣、提供所要求的電氣特性，如特性阻抗等。同時為自動錫焊提供阻焊圖形；為元器件插裝、檢查、維修提供識別字符和圖形。（2）分類 印刷線路板按結構可分為如下四種： 單面印刷線路板 雙面印刷線路板 多層印刷線路板 軟性印刷線路板三、印刷線路板的制造工藝流程 單面印制線路板制作工藝 單面剛性印制板：單面覆銅板下料（刷洗、干燥）鉆孔或沖孔網印線路抗蝕刻圖形或使用干膜固化檢查修板蝕刻銅去抗蝕印料、干燥

12、刷洗、干燥網印阻焊圖形（常用綠油）、UV固化網印字符標記圖形、UV固化預熱、沖孔及外形電氣開、短路測試刷洗、干燥預涂助焊防氧化劑（干燥）或噴錫熱風整平檢驗包裝成品出廠 雙面印制線路板制作工藝 雙面剛性印制板：雙面覆銅板下料疊板數(shù)控鉆導通孔檢驗、去毛刺刷洗化學鍍（導通孔金屬化）（全板電鍍薄銅）檢驗刷洗網印負性電路圖形、固化（干膜或濕膜、曝光、顯影）檢驗、修板線路圖形電鍍電鍍錫（抗蝕鎳/金）去印料（感光膜）蝕刻銅（退錫）清潔刷洗網印阻焊圖形常用熱固化綠油（貼感光干膜或濕膜、曝光、顯影、熱固化，常用感光熱固化綠油）清洗、干燥網印標記字符圖形、固化（噴錫或有機保焊膜）外形加工清洗、干燥電氣通斷檢測檢驗

13、包裝成品出廠 貫通孔金屬化法制造多層板工藝流程內層覆銅板雙面開料刷洗鉆定位孔貼光致抗蝕干膜或涂覆光致抗蝕劑曝光顯影蝕刻與去膜內層粗化、去氧化內層檢查（外層單面覆銅板線路制作、B階粘結片、板材粘結片檢查、鉆定位孔）層壓數(shù)控制鉆孔孔檢查孔前處理與化學鍍銅全板鍍薄銅鍍層檢查貼光致耐電鍍干膜或涂覆光致耐電鍍劑面層底板曝光顯影、修板線路圖形電鍍電鍍錫鉛合金或鎳/金鍍去膜與蝕刻檢查網印阻焊圖形或光致阻焊圖形印制字符圖形（熱風整平或有機保焊膜）數(shù)控洗外形清洗、干燥電氣通斷檢測成品檢查包裝出廠。從工藝流程圖可以看出多層板工藝是從雙面孔金屬化工藝基礎上發(fā)展起來的。它除了繼了雙面工藝外，還有幾個獨特內容：金屬化孔

14、內層互連、鉆孔與去環(huán)氧鉆污、定位系統(tǒng)、層壓、專用材料。第四課時 教學內容：磁性材料教學重點：磁性材料的分類與特點教學難點：各類磁性材料的特點教學課時：2課時教學過程：電子產品中使用的其它磁性材料有: 軟磁材料 硬磁材料一、軟磁材料 Soft magnetic material具有低矯頑力和高磁導率的磁性材料。軟磁材料易于磁化，也易于退磁，廣泛用于電工設備和電子設備中。應用最多的軟磁材料是鐵硅合金(硅鋼片)以及各種軟磁鐵氧體等。軟磁材料種類繁多，通常按成分分為： 純鐵和低碳鋼。含碳量低于0.04，包括電磁純鐵、電解鐵和羰基鐵。其特點是飽和磁化強度高，價格低廉，加工性能好；但其電阻率低、在交變磁場

15、下渦流損耗大，只適于靜態(tài)下使用，如制造電磁鐵芯、極靴、繼電器和揚聲器磁導體、磁屏蔽罩等。 鐵硅系合金。含硅量 0.5 4.8，一般制成薄板使用，俗稱硅鋼片。在純鐵中加入硅后，可消除磁性材料的磁性隨使用時間而變化的現(xiàn)象。隨著硅含量增加，熱導率降低，脆性增加，飽和磁化強度下降，但其電阻率和磁導率高，矯頑力和渦流損耗減小，從而可應用到交流領域，制造電機、變壓器、繼電器、互感器等的鐵芯。 鐵鋁系合金 。含鋁616，具有較好的軟磁性能，磁導率和電阻率高，硬度高、耐磨性好，但性脆，主要用于制造小型變壓器、磁放大器、繼電器等的鐵芯和磁頭、超聲換能器等。鐵硅鋁系合金。在二元鐵鋁合金中加入硅獲得。其硬度、飽和磁

16、感應強度、磁導率和電阻率都較高。缺點是磁性能對成分起伏敏感，脆性大，加工性能差。主要用于音頻和視頻磁頭。 鎳鐵系合金。鎳含量3090，又稱坡莫合金，通過合金化元素配比和適當工藝，可控制磁性能，獲得高導磁、恒導磁、矩磁等軟磁材料。其塑性高，對應力較敏感，可用作脈沖變壓器材料、電感鐵芯和功能磁性材料。 鐵鈷系合金。鈷含量2750。具有較高的飽和磁化強度，電阻率低。適于制造極靴、電機轉子和定子、小型變壓器鐵芯等。 軟磁鐵氧體。非金屬亞鐵磁性軟磁材料。電阻率高（10-21010m ），飽和磁化強度比金屬低，價格低廉，廣泛用作電感元件和變壓器元件（見鐵氧體）。 非晶態(tài)軟磁合金。一種無長程有序、無晶粒合金

17、，又稱金屬玻璃，或稱非晶金屬。其磁導率和電阻率高，矯頑力小，對應力不敏感，不存在由晶體結構引起的磁晶各向異性，具有耐蝕和高強度等特點。此外，其居里點比晶態(tài)軟磁材料低得多，電能損耗大為降低，是一種正在開發(fā)利用的新型軟磁材料。 超微晶軟磁合金。20世紀80年代發(fā)現(xiàn)的一種軟磁材料。由小于50納米左右的結晶相和非晶態(tài)的晶界相組成，具有比晶態(tài)和非晶態(tài)合金更好的綜合性能，不僅磁導率高、矯頑力低、鐵損耗小，且飽和磁感應強度高、穩(wěn)定性好?，F(xiàn)主要研究的是鐵基超微晶合金。 二、硬磁材料 硬磁材料是指磁化后不易退磁而能長期保留磁性的一種鐵氧體材料，也稱為永磁材料或恒磁材料。硬磁鐵氧體的晶體結構大致是六角晶系磁鉛石型

18、，其典型代表是鋇鐵氧體BaFe12O19。這種材料性能較好，成本較低，不僅可用作電訊器件如錄音器、電話機及各種儀表的磁鐵，而已在醫(yī)學、生物和印刷顯示等方面也得到了應用。硬磁材料常用來制作各種永久磁鐵、揚聲器的磁鋼和電子電路中的記憶元件等。第五課時 教學內容：焊料、焊劑和焊接的輔助材料教學重點：焊接技術的分類及焊料、焊劑的特點教學難點：各類焊料焊劑及輔助材料的作用教學課時：2課時教學過程焊接的定義及分類 焊接：是使金屬連接的一種方法。 現(xiàn)代的焊接技術主要分為熔焊、釬焊和接觸焊。（1）熔焊：熔焊是一種加熱被焊件（母材），使其熔化產生合金而焊接在一起的焊接技術，即直接熔化母材的焊接技術。常見的熔焊：

19、電弧焊，激光焊，氣焊，超聲波焊等。（2）釬焊：在已加熱的被焊件之間，熔入低于被焊件的材料，使被焊件與焊料熔為一體的焊接技術，即母材不熔化，焊料熔化的技術。常見的釬焊有：錫焊，火焰釬焊，真空釬焊等。在電子產品的焊接中，大量使用錫焊技術。（3）接觸焊：是一種不用焊料和焊劑，即可獲得可靠連接的焊接技術。常見的接觸焊有壓接，繞接，穿刺等。 二、焊料 焊料是一種熔點低于被焊金屬，在被焊金屬不熔化的條件下，能潤濕被焊金屬表面，并在接觸面處形成合金層的物質。 電子產品生產中，最常用的焊料稱為錫鉛合金焊料（又稱焊錫），它具有熔點低、機械強度高、抗腐蝕性能好的特點。 錫、鉛組成的合金很活潑，在一定的溫度下能與銅

20、、鋅、銀、金等金屬以及鐵鎳鈷等合金化合成新的合金金屬。而且在焊點凝結成固態(tài)后又很穩(wěn)定，并且有良好的導電性能，抗拉強度，以及很好的耐腐蝕性能。 錫的熔點為231.9,鉛的熔點為327.4。當錫鉛組成合金時，其熔點會降低，并隨著比例之不同，其熔點也會有所不同。當合金中錫的含量為63，鉛含量為36.5,其它的金屬含量為0.5時，其熔點大約為190，這時焊錫的抗拉的強度處于最佳狀態(tài)為4.7kg/mm2。常用焊料（1）加銻焊錫 由于錫鉛合金會在極冷的環(huán)境中重新結晶，此時的焊錫不再是金屬而是晶態(tài)，并且很脆，這種結晶變化會使焊點膨脹而斷裂脫焊。所以在焊錫中融入適量的銻就可防止焊錫的重新結晶。加銻焊錫的焊料比

21、例為63%的錫、367%的鉛、03%的銻。（2）加鎘焊錫 如果在某些對溫度比較敏感的場合，可以使用加鎘焊錫，它的熔點在145，所以稱之為超低溫焊錫，它的比例是：錫50%、鉛33%、鎘17%，但由于鎘的毒性較強，所以應慎謹使用。（3）加銀焊錫 加銀焊錫我們在電子產品中也是比較常用的，它常常被用在對信號要求較高的電子產品或某些鍍銀元器件的焊接中，它的比例一般是：錫62%、鉛36%、銀2%。（4）加銅焊錫 焊接極細的銅線時，為防止焊錫及助焊劑對細銅線的侵蝕，應使用加銅焊錫，它的比例為：50%錫、485%鉛、15%銅。常用焊錫(1)管狀焊錫絲：適用于手工焊接。(2)抗氧化焊錫：適用于浸焊和波峰焊。(3

22、)含銀焊錫：適合焊接含銀焊件。(4)焊膏：焊膏是表面安裝中的重要物料，由 焊粉、有機物和溶劑組成，制成糊狀物。 需在04的溫度條件下保存。三焊劑(助焊劑)焊劑是進行錫鉛焊接的輔助材料。 （1）焊劑的作用:去除被焊金屬表面的氧化物，防止焊接時被焊金屬和焊料再次出現(xiàn)氧化，并降低焊料表面的張力，增加焊料的流動性，有助于焊接。 常用的助焊劑有： 無機焊劑 有機助焊劑 松香類焊劑：電子產品的焊接中常用。 （2）對焊劑(助焊劑)的要求熔點應低于焊料表面張力、粘度、比重小于焊料殘渣易于清除不能腐蝕母材不產生有害氣體和刺激性氣味對可靠性要求較高的產品及高頻電子產品，焊接后要用專用清洗劑，清除焊劑的殘留物。存放

23、時間過長的焊劑不宜再使用。對可焊性較差的元器件使用活性較強的焊劑。對可焊性較好的元器件宜使用殘留物較少的免清洗焊劑。（3）使用焊劑的注意事項四清洗劑在完成焊接操作后，要對焊點進行清洗，避免焊點周圍的雜質腐蝕焊點。 常用的清洗劑有： 無水乙醇（無水酒精） 航空洗滌汽油 三氯三氟乙烷（F113） 五阻焊劑 阻焊劑是一種耐高溫的涂料，其作用是保護印制電路板上不需要焊接的部位。 阻焊劑的種類 熱固化型阻焊劑 紫外線光固化型阻焊劑（光敏阻焊劑） 電子輻射固化型阻焊劑六、其它材料(1).塑料塑料是一種絕緣材料，在電子產品工藝制作中，常用在布線工藝上。其特點是：原料豐富、價格便宜，但對溫度和潮濕的變化比較敏

24、感。電子產品生產工藝中，常用塑料有： 聚酰胺（尼龍） 甲基丙烯酸甲脂（有機玻璃） 酚醛塑料 工程塑料 塑料的分類：塑料目前尚無確切的分類，一般分類如下： 1按塑料用途分： 通用塑料(Universal Plastics)：一般指產量大、用途廣、成型性好、價廉的塑料。包括：聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）、聚氯乙烯（PVC）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、環(huán)氧樹脂（EP）、酚醛樹脂（PF）、聚氨酯（PU）、不飽和聚脂 泛用工程塑料(Engineering Plastics)：一般指能承受一定的外力作用，并有良好的機械性能和尺寸穩(wěn)定性，在高、低溫下仍能保持其優(yōu)良性能，可以作為工程結構件的塑料。包括五種：聚酰胺（PA）、聚對苯二甲酸丁二醇酯（PBT）和聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚碳酸