常用材料和工具

常用材料和工具第一頁，共四十四頁，2022年，8月28日絕緣電線電纜包括固定敷設電線、絕緣軟電線和屏蔽線，用做電子產(chǎn)品的電氣連接。通信電纜包括用在電信系統(tǒng)中的電信電纜、高頻電纜和雙絞線。電信電纜一般是成對的對稱多芯電纜，通常用于工作頻率在幾百kHz以下的信號傳輸；高頻電纜對高頻信號傳輸損耗小，效率高。雙絞線用在計算機和電信信號的傳輸，頻率在10MHｚ至幾百MHZ。第二頁，共四十四頁，2022年，8月28日①導體材料

導體材料主要是導電性能好的銅線和鋁線，大多制成圓形截面，少數(shù)根據(jù)特殊要求制成矩形或其他形狀的截面。對于電子產(chǎn)品來說，幾乎都是使用銅線。純銅線的表面很容易氧化，一般導線是在銅線表面鍍耐氧化金屬。例如：

·普通導線——鍍錫能提高可焊性；

·高頻用導線——鍍銀能提高電性能；

·耐熱導線——鍍鎳能提高耐熱性能；后兩種導線的成本較高，使用不如鍍錫導線普遍。第三頁，共四十四頁，2022年，8月28日導線的粗細標準稱為線規(guī)，有線號和線徑兩種表示方法：按導線的粗細排列成一定號碼的叫做線號制，線號越大，其線徑越小，英、美等國家采用線號制；線徑制則是用導線直徑的毫米（mm）數(shù)表示線規(guī)，中國采用線徑制。第四頁，共四十四頁，2022年，8月28日②絕緣外皮材料導線絕緣外皮的作用，除了電氣絕緣、能夠耐受一定電壓以外，還有增強導線機械強度、保護導線不受外界環(huán)境腐蝕的作用。導線絕緣外皮的材料主要有：塑料類（聚氯乙烯、聚四氟乙烯等）、橡膠類、纖維類（棉、化纖等）、涂料類（聚脂、聚乙烯漆）。它們可以單獨構成導線的絕緣外皮，也能組合使用。常見的塑料導線、橡皮導線、紗包線、漆包線等，就是以外皮材料區(qū)分的。因絕緣材料不同，它們的用途也不相同。第五頁，共四十四頁，2022年，8月28日表3.1常用安裝導線型號名稱工作條件主要用途AV，BV聚氯乙烯絕緣安裝線250V/AC或500V/DC，-60~+70℃弱電流儀器儀表、電信設備，電器設備和照明裝置AVR，BVR聚氯乙烯絕緣安裝軟電線250V/AC或500V/DC，-60~+70℃弱電流電器儀表、電信設備要求柔軟導線的場合SYV聚氯乙烯絕緣同軸射頻電纜-40~+60℃固定式無線電裝置（50Ω）RVS聚氯乙烯絕緣雙絞線450V或750V/AC，<50℃家用電器、小型電動工具，儀器儀表、照明裝置RVB聚氯乙烯絕緣平行軟線450V或750V/AC，<50℃家用電器、小型電動工具，儀器儀表、照明裝置SBVD聚氯乙烯絕緣雙絞線-40~+60℃電視接收天線饋線（300Ω）AVV聚氯乙烯絕緣安裝電纜250V/AC或500V/DC，-40~+60℃弱電流電器儀表、電信設備AVRP聚氯乙烯絕緣屏蔽安裝電纜250V/AC或500V/DC，-60~+70℃弱電流電器儀表、電信設備SIV-7空氣-聚氯乙烯絕緣同軸射頻電纜-40~+60℃固定式無線電裝置（75Ω）第六頁，共四十四頁，2022年，8月28日第七頁，共四十四頁，2022年，8月28日選擇使用安裝導線，要注意以下幾點。⑴安全載流量

表3.2中列出的安全載流量，是銅芯導線在環(huán)境溫度為25℃、載流芯溫度為70℃的條件下架空敷設的載流量。當導線在機殼內、套管內等散熱條件不良的情況下，載流量應該打折扣，取表中數(shù)據(jù)的1/2是可行的。一般情況下，載流量可按5A/mm2估算，這在各種條件下都是安全的。表3.2銅芯導線的安全載流量（25℃）截面積（mm2）0.20.30.40.50.60.70.81.01.54.06.08.010.0載流量（A）46810121417202545567085第八頁，共四十四頁，2022年，8月28日⑵最高耐壓和絕緣性能隨著所加電壓的升高，導線絕緣層的絕緣電阻將會下降；如果電壓過高，就會導致放電擊穿。導線標志的試驗電壓，是表示導線加電1分鐘不發(fā)生放電現(xiàn)象的耐壓特性。實際使用中，工作電壓應該大約為試驗電壓的1/3~1/5。⑶導線顏色塑料安裝導線有棕、紅、橙、黃、綠、藍、紫、灰、白、黑等各種單色導線，還有在基色底上帶一種或兩種顏色花紋的花色導線。為了便于在電路中區(qū)分使用，習慣上經(jīng)常選擇的導線顏色見表3.3，可供參考。見P142第九頁，共四十四頁，2022年，8月28日⑷工作環(huán)境條件?室溫和電子產(chǎn)品機殼內部空間的溫度不能超過導線絕緣層的耐熱溫度；

?當導線（特別是電源線）受到機械力作用的時候，要考慮它的機械強度。對于抗拉強度、抗反復彎曲強度、剪切強度及耐磨性等指標，都應該在選擇導線的種類、規(guī)格及連線操作、產(chǎn)品運輸?shù)确矫孢M行考慮，留有充分的余量。⑸要便于連線操作應該選擇使用便于連線操作的安裝導線。例如，帶絲包絕緣層的導線用普通剝線鉗很難剝出端頭，如果不是機械強度的需要，不要選擇這種導線作為普通連線。第十頁，共四十四頁，2022年，8月28日3.1.2絕緣材料絕緣材料又稱電介質，它在直流電壓的作用下，只允許極微小的電流通過。絕緣材料的電阻率（電阻系數(shù)）一般都大于109Ω?cm，在電子工業(yè)中的應用相當普遍。這類材料品種很多，要根據(jù)不同要求及使用條件合理選用.第十一頁，共四十四頁，2022年，8月28日3.1.2.1絕緣材料的主要性能及選擇⑴抗電強度抗電強度又叫耐壓強度，即每毫米厚度的材料所能承受的電壓，它同材料的種類及厚度有關。對一般電子產(chǎn)品生產(chǎn)中常用的材料來說，抗電強度比較容易滿足要求。⑵機械強度絕緣材料的機械強度一般是指抗張強度，即每平方厘米所能承受的拉力。對于不同用途的絕緣材料，機械強度的要求不同。例如，絕緣套管要求柔軟，結構絕緣板則要求有一定的硬度并且容易加工。同種材料因添加料不同，強度也有較大差異，選擇時應該注意。第十二頁，共四十四頁，2022年，8月28日⑶耐熱等級耐熱等級是指絕緣材料允許的最高工作溫度，它完全取決于材料的成分。按照一般標準，耐熱等級可分為七級，參見表2.6。級別代號最高溫度（℃）主要絕緣材料Y90未浸漬的棉紗、絲、紙等制品A105上述材料經(jīng)浸漬E120有機薄膜、有機瓷漆B130用樹脂粘合或浸漬的云母、玻璃纖維、石棉F155用相應樹脂粘合或浸漬的無機材料H180耐熱有機硅、樹脂、漆或其它浸漬的無機物C＞200硅塑料、聚氟乙烯、聚酰亞胺及與玻璃、云母、陶瓷等材料的組合第十三頁，共四十四頁，2022年，8月28日3.1.2.2常用絕緣材料⑴薄型絕緣材料。主要應用于包扎、襯墊、護套等。絕緣紙：常用的有電容器紙、青殼紙、銅板紙等，具有較高的抗電強度，但抗張強度和耐熱性都不高。主要用于要求不高的低壓線圈絕緣。絕緣布：常用的有黃臘布、黃臘綢、玻璃漆布等。它們具有布的柔軟性和抗拉強度，適用于包扎、變壓器絕緣等。這種材料也可制成各種套管，用做導線護套。有機薄膜：常用的有聚脂、聚酰亞胺、聚氯乙烯、聚四氟乙烯薄膜。厚度范圍是0.04~0.1mm。其中以聚脂薄膜使用最為普遍。粘帶：上述有機薄膜涂上膠粘劑就成為各種絕緣粘帶，俗稱塑料膠帶，可以取代傳統(tǒng)的“黑膠布”，大大提高了耐熱、耐壓等級。塑料套管：除絕緣布套管外，大量用在電子裝配中的是塑料套管，即用聚氯乙烯為主料制成各種規(guī)格、各種顏色的套管。由于耐熱性差（工作溫度為-60~＋70℃），不宜用在受熱部位。還有一種熱縮性塑料套管，經(jīng)常用作電線端頭的護套。第十四頁，共四十四頁，2022年，8月28日⑵絕緣漆。使用最多的地方是浸漬電器線圈和表面覆蓋。⑶熱塑性絕緣材料。⑷熱固性層壓材料。⑸云母制品。⑹橡膠制品。第十五頁，共四十四頁，2022年，8月28日3.2制造印制電路板的材料—覆銅板覆銅板是用減成法制造印制電路板的主要材料。所謂覆銅板，全稱為覆銅箔層壓板，就是經(jīng)過粘接、熱擠壓工藝，使一定厚度的銅箔牢固地附著在絕緣基板上的板材3.2.1.1覆銅板的組成銅箔覆在基板一面的，叫做單面覆銅板，覆在基板兩面的稱為雙面覆銅板。第十六頁，共四十四頁，2022年，8月28日第十七頁，共四十四頁，2022年，8月28日幾種常用覆銅板的基板材料及其性質如下：①酚醛樹脂基板和酚醛紙基覆銅板②環(huán)氧樹脂基板和環(huán)氧玻璃布覆銅板③聚四氟乙烯基板和聚四氟乙烯玻璃布覆銅板

第十八頁，共四十四頁，2022年，8月28日根據(jù)基板厚度要求選擇玻璃布（或纖維紙）層的數(shù)量，按尺寸剪切后進行壓制。壓制中使用蒸汽或電加熱，使半固化的粘結劑徹底固化，銅箔與基板牢固地粘合成一體，冷卻后即為覆銅板。覆銅板的生產(chǎn)工藝流程如圖3.3所示。

圖3.3覆銅板的生產(chǎn)工藝流程第十九頁，共四十四頁，2022年，8月28日3.2.2覆銅板的技術指標和性能特點1、

覆銅板的非電技術指標

A、抗剝強度是使單位寬度的銅箔剝離基板所需要的最小力，單位為kg／cm。用這個指標來衡量銅箔與基板之間的結合強度。此項指標主要取決于粘合劑的性能及制造工藝。B、翹曲度

翹曲度指單位長度上的翹曲值，衡量敷銅板相對于平面的不平度指標，取決于基板材料和厚度。

第二十頁，共四十四頁，2022年，8月28日C、抗彎強度抗彎強度表明敷銅板所能承受彎曲的能力，單位為kg／cm。。這項指標主要取決于敷銅板的基板材料。在確定印制板厚度時應考慮這項指標。D、耐浸焊性

耐浸焊性指敷銅板置人一定溫度的熔融焊錫中停留一段時間(一般為10s)后，所能承受的銅箔抗剝能力。一般要求銅箔板不起泡、不分層。如果浸焊性差，印制板在經(jīng)過多次焊接時，將可能使焊盤及導線脫落。此項指標對印制電路板的質量影響很大，主要取決于板材和黏合劑。

除上述幾項指標外，衡量敷銅板的技術指標還有表面平滑度、光滑度、坑深、介電性能、表面電阻、耐氰化物等，其電氣指標可參閱相關手冊。第二十一頁，共四十四頁，2022年，8月28日幾種常用覆銅板的性能特點

品種標稱厚度（mm）銅箔厚度（μm）性能特點典型應用酚醛紙基覆銅板1.0,1.5,2.0,2.5,3.0,3.2,6.450~70價格低，易吸水，不耐高溫，阻燃性差中、低檔消費類電子產(chǎn)品，如收音機、錄音機等環(huán)氧紙基覆銅板

同上35~70價格高于酚醛紙基板，機械強度、耐高溫和耐潮濕較好工作環(huán)境好的儀器儀表和中、高檔消費類電子產(chǎn)品環(huán)氧玻璃布覆銅板0.2,0.3,0.5,1.0,1.5,2.0,3.0,5.0,6.435~50價格較高，基板性能優(yōu)于酚醛紙板且透明工業(yè)裝備或計算機等高檔電子產(chǎn)品聚四氟乙烯玻璃布覆銅板0.25,0.3,0.5,0.8,1.0,1.5,2.035~50價格高，介電性能好，耐高溫，耐腐蝕超高頻（微波）、航空航天和軍工產(chǎn)品聚酰亞胺覆銅板0.2,0.5,0.8,1.2,1.6,2.035重量輕，用于制造繞性印制電路板工業(yè)裝備或消費類電子產(chǎn)品，如計算機、儀器儀表等第二十二頁，共四十四頁，2022年，8月28日3.3焊接材料焊接材料包括焊料和焊劑（又叫助焊劑）。掌握焊料和焊劑的性質、成份、作用原理及選用知識，是電子工藝技術中的重要內容之一，對于保證產(chǎn)品的焊接質量具有決定性的影響。

3.3.1焊料焊料是易熔金屬，它的熔點低于被焊金屬。焊料熔化時，將被焊接的兩種相同或不同的金屬結合處填滿，待冷卻凝固后，把被焊金屬連接到一起，形成導電性能良好的整體。一般要求焊料具有熔點低、凝固快的特點，熔融時應該有較好的潤濕性和流動性，凝固后要有足夠的機械強度。按照組成的成分，有錫鉛焊料、銀焊料、銅焊料等多種。目前在一般電子產(chǎn)品的裝配焊接中，主要使用鉛錫焊料，一般俗稱為焊錫。第二十三頁，共四十四頁，2022年，8月28日3.3.1.1鉛錫合金與鉛錫合金狀態(tài)錫（Sn）是一種質軟低熔點的金屬，熔點為232℃，純錫較貴，質脆而機械性能差；在常溫下，錫的抗氧化性強。高于13.2℃時，錫呈銀白色；低于13.2℃時，錫呈灰色；低于-40℃時，錫變成粉末。鉛（Pb）是一種淺青白色的軟金屬，熔點為327℃，機械性能也很差。鉛的塑性好，有較高的抗氧化性和抗腐蝕性。⑴鉛錫合金鉛錫焊料具有一系列鉛和錫所不具備的優(yōu)點：熔點低，低于鉛和錫的熔點，有利于焊接；機械強度高，合金的各種機械強度均優(yōu)于純錫和鉛；表面張力小、粘度下降，增大了液態(tài)流動性，有利于在焊接時形成可靠接頭；抗氧化性好，鉛的抗氧化性優(yōu)點在合金中繼續(xù)保持，使焊料在熔化時減少氧化量第二十四頁，共四十四頁，2022年，8月28日⑵鉛錫合金狀態(tài)圖圖3.5表示了不同比例的鉛和錫的合金狀態(tài)隨溫度變化的曲線。從圖中可以看出，當鉛與錫用不同的比例組成合金時，合金的熔點和凝固點也各不相同。除了純鉛在330℃（圖中C點）左右、純鉛在230℃（圖中D點）左右的熔化點和凝固點是一個點以外，只有T點所示比例的合金是在一個溫度下熔化。其它比例的合金都在一個區(qū)域內處于半熔化、半凝固的狀態(tài)。在圖3.5中，C-T-D線叫做液相線，溫度高于這條線時，合金為液相；C-E-T-F-D叫做固相線，溫度低于這條線時，合金為固相；在兩條線之間的兩個三角形區(qū)域內，合金是半熔融、半凝固狀態(tài)。例如，鉛、錫各占50％的合金，熔點是212℃，凝固點是182℃，在182~212℃之間，合金為半熔化、半凝固的狀態(tài)。因為在這種比例的合金中錫的含量少，所以成本較低，一般的焊接可以使用；但又由于它的熔點較高而凝固點較低，所以不宜用來焊接電子產(chǎn)品。圖中A-B線表示最適合焊接的溫度，它高于液相線約50℃。第二十五頁，共四十四頁，2022年，8月28日第二十六頁，共四十四頁，2022年，8月28日⑶共晶焊錫圖3.5中的T點叫做共晶點，對應合金成分為Pb-38.1％、Sn-61.9％的鉛錫合金稱為共晶焊錫，它的熔點最低，只有182℃，是鉛錫焊料中性能最好的一種。它具有以下優(yōu)點：低熔點，降低了焊接時的加熱溫度，可以防止元器件損壞。

·熔點和凝固點一致，可使焊點快速凝固，幾乎不經(jīng)過半凝固狀態(tài)，不會因為半熔化狀態(tài)時間間隔長而造成焊點結晶疏松，強度降低。這一點，對于自動焊接有著特別重要的意義。因為在自動焊接設備的傳輸系統(tǒng)中，不可避免地存在振動。流動性好，表面張力小，潤濕性好，有利于提高焊點質量。機械強度高，導電性好。實際應用中，一般把Sn-60％、Pb-40％左右的焊料就稱為共晶焊錫，其熔化點和凝固點也不是在單一的183℃上，而是在某個小范圍內。

第二十七頁，共四十四頁，2022年，8月28日3.3.1.1常用焊料及雜質的影響表3.8不同比例鉛錫合金的物理性能和機械性能錫鉛導電（銅：100％）抗張強度（kgf/mm2）剪切強度（kgf/mm2100013.91.49295513.63.153.1604011.65.363.5505010.74.733.1425810.24.413.135659.74.573.630709.34.733.501007.91.421.4第二十八頁，共四十四頁，2022年，8月28日表3.9雜質對焊錫性能的影響雜質對焊料的影響銅強度增大，熔點上升，0.2％就會生成不熔性化合物；粘性增大，焊接印制電路板時出現(xiàn)橋接和拉尖。鋅盡管含量微小，也會降低焊料的流動性，使焊料失去光澤；焊接印制電路板時出現(xiàn)橋接和拉尖。鋁盡管含量很小，也會降低焊料的流動性，使焊料失去光澤；特別是腐蝕性增強，癥狀很像鋅的影響。金機械強度降低，焊點呈白色。銻抗拉強度增大，但變脆，電阻大，降低流動性；為增加硬度，有時可添加≤4％。鉍硬而脆，熔點下降，光澤變差。為增強耐寒性，需要時可加入微量。砷焊料表面變黑，流動性降低。鐵量很少就飽和，難熔入焊料中，帶磁性；熔點上升，難于焊接。第二十九頁，共四十四頁，2022年，8月28日3.3.1.2常用焊錫表2.10一般鉛錫焊料的成分及用途名稱牌號主要成分（％）雜質熔點抗拉強度用途及錫銻鉛℃kgf/cm2焊接對象10錫鉛焊料HLSnPb1089~91≤0.15

2204.3儀器、器皿、醫(yī)藥衛(wèi)生物品39錫鉛焊料HLSnPb3959~61≤0.8

1834.7電子、電氣制品50錫鉛焊料HLSnPb5049~51余＜0.1％2103.8計算機、散熱器、黃銅制品58-2錫鉛焊料HLSnPb58-239~41

235工業(yè)及物理儀表等68-2錫鉛焊料HLSnPb68-229~311.5~2

2563.3電纜護套、鉛管等80-2錫鉛焊料HLSnPb80-217~19

2772.8油壺、容器、散熱器90-6錫鉛焊料HLSnPb90-63~45~6量＜0.6％2655.9黃銅和銅制品73-2錫鉛焊料HLSnPb73-224~261.5~2

2.8鉛制品45錫鉛焊料HLSnPb4553~57

200

第三十頁，共四十四頁，2022年，8月28日3.3.2助焊劑3.3..2.1助焊劑的作用⑴去除氧化膜。其實質是助焊劑中的氯化物、酸類同焊接面上的氧化物發(fā)生還原反應，從而除去氧化膜。反應后的生成物變成懸浮的渣，漂浮在焊料表面。⑵防止氧化。液態(tài)的焊錫及加熱的焊件金屬都容易與空氣中的氧接觸而氧化。助焊劑融化以后，形成漂浮在焊料表面的隔離層，防止了焊接面的氧化。⑶減小表面張力。增加熔融焊料的流動性，有助于焊錫潤濕和擴散。⑷使焊點美觀。合適的助焊劑能夠整理焊點形狀，保持焊點表面的光澤。第三十一頁，共四十四頁，2022年，8月28日3.3.2.2助焊劑的分類助焊劑的分類及主要成分見表3.12

助焊劑

無機系列

正磷酸（H3PO4）酸鹽酸（HCl）

氟酸鹽氯化物（ZnCl2、NH4Cl、SnCl2等）

有機系列

有機酸（硬脂酸、乳酸、油酸、氨基酸等）有機鹵素（鹽酸苯胺等）胺基酰胺、尿素、CO(NH4)2、乙二胺等

松香系列

松香活化松香氧化松香第三十二頁，共四十四頁，2022年，8月28日2.助焊劑（1）助焊劑的作用去除氧化膜防止氧化減小表面張力使焊點美觀（2）助焊劑的分類見下表第三十三頁，共四十四頁，2022年，8月28日說明：無機焊劑的活性最強，能除去金屬表面的氧化膜，但同時有強腐蝕作用，一般不能在焊接電子產(chǎn)品中使用。有機焊劑的活性次于氯化物，有較好的助焊作用，但是也有一定腐蝕性，殘渣不易清理，且揮發(fā)物對操作者有害。第三十四頁，共四十四頁，2022年，8月28日松香焊劑主要成分是松香，松香加熱到70℃以上時開始呈液態(tài)，此時有一定的化學活性，呈現(xiàn)較弱的酸性，可與金屬表面的氧化物發(fā)生化學反應；冷卻后松香又變成穩(wěn)定的固體，無腐蝕性，絕緣性強。第三十五頁，共四十四頁，2022年，8月28日第三十六頁，共四十四頁，2022年，8月28日電子產(chǎn)品的制造需要使用各種導線、絕緣材料等。了解這些材料的種類、性能和特點，掌握正確選用的方法，這對于優(yōu)化生產(chǎn)工藝、保證產(chǎn)品質量是至關重要的。2.5.1導線1．裸線是指沒有絕緣層的單股或多股銅導線，大部分作為電線電纜的線芯，少部分直接用在電子產(chǎn)品中連接電路。2．電磁線指有絕緣層的銅線，絕緣方式有表面涂漆或外纏紗、絲等，一般用來繞制電感類產(chǎn)品的繞組，所以也叫做繞組線。3．絕緣電線指由導電的線芯、絕緣層等組成的導線，用做電子產(chǎn)品的電氣連接。導線絕緣外皮的材料主要是塑料類和橡膠類，在結構上有固定敷設電線、絕緣軟電線和屏蔽線。3.5常用材料第三十七頁，共四十四頁，2022年，8月28日4．排線排線如右下圖所示。在數(shù)字電路中，特別是計算機類產(chǎn)品中，數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等連接導線往往是成組出現(xiàn)的，其工作電平、導線走向都大體一致。5．電線電纜電線電纜又稱安裝電纜，一般由導電芯線，絕緣層和保護層組成。芯線有單芯，多芯，并有各種不同的線徑，左下圖所示為電線電纜的結構示意圖。已安裝接插頭的排線電線電纜結構示意圖第三十八頁，共四十四頁，2022年，8月28日

3.5.2常用絕緣材料

絕緣材料是電很難通過的材料，具有較高的電阻率、耐壓強度和耐熱性能，在電子產(chǎn)品中主要用于包扎、襯墊、護套等。1．絕緣紙

常用的有電容器紙、青殼紙、銅板紙等，主要用于要求不高的低壓線圈絕緣。2．絕緣布常用的有黃臘布、黃臘綢、玻璃漆布等。這種材料也可制成各種套管，用做導線護套。3．有機薄膜

常用的有聚脂、聚酰亞胺、聚氯乙烯、聚四氟乙烯薄膜。有機薄膜涂上膠粘劑就成為各種絕緣粘帶。4．塑料套管除絕緣布套管外，大量用在電子裝配中的是塑料套管