电子电气设备结构与工艺设计.pdf

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1、前前 言言 工艺技术在电子设备的试制与生产中占有不容忽视的重要地位,它是实现电子设备 技术方案不可缺少的一个环节,亦是保证设备质量的重要手段之一,工艺技术水平的高 低,直接影响到设备的生产周期和效益. 而电子工业本身的薄弱环节之一是生产工艺与结构设计落后,而且不被重视.对于 一代技术决定一代工艺,一代工艺决定一代产品,以及对一个时代,一种生产方式,依靠一 代工艺生产技术支撑的工艺技术的重要性认识不足. 同时,我们应该清楚地看到,电子设备的差距主要在于产品的性能价格比上,而性能 价格比则在于技术秘密,而技术秘密许多情况下恰恰是工艺问题.因此,需要全面衡量工 艺技术在科研、生产中的地位和作用，使工

2、艺技术发挥应有的作用。 现代电子电气设备（产品）生产企业要求产品设计师既要掌握产品结构设计方面的专 业技术，又要懂得制造工艺技术。 面对电子产品与电气设备产业对结构设计与工艺知识的新需求，中国电子质量管 理协会与北京中质国发科技咨询有限公司将在全国范围内共同举办“电子电气设备结 构与工艺设计”技术高级培训班。培训班将邀请国内知名的具有丰富实践经验的专家 主讲。我们以理论和工程应用的实际需要相结合，特别编辑了电子电气设备结构与 工艺设计培训教材，希望它能为广大工程技术人员提供参考和帮助。 因编辑时间仓促、水平有限，书中难免有疏漏和错误之处，恳请读者谅解、指正。 编 者 汪方宝 2007-7-12

3、 1 第一章 概述.6 1.1 电子产品的发展及应用.6 1.2 电子设备装配工艺.6 1.3 电子整机装配工艺过程.8 第二章 电子材料及元器件.9 2.1 线材9 2.1.1 线材的分类.9 2.1.2 绝缘导线加工11 2.1.3 屏蔽导线端头的加工工艺.13 2.1.4 电缆加工.15 2.2 绝缘材料16 2.2.1 绝缘材料的分类.16 2.2.2 绝缘材料的主要性能指标.16 2.2.3 整机中常用的绝缘材料.16 2.3 印制电路板17 2.3.1 覆铜箔板的种类和选用.17 2.3.2 印制电路板的特点和分类.18 2.3.3 特种基板制造技术.18 2.4 插装类电子元器件

4、23 2.4.1 电阻元件23 2.4.2 电容元件.28 2.4.3 电感元件.29 2.4.4 二极管.29 2.4.5 三极管.30 2.4.6 开关.31 2.4.7 接插件.32 2.4.8 插装类元器件的引线成形及插装.33 2.5 表面安装元器件37 2.5.1 表面安装电阻器和电位器.37 2.5.2 表面安装电容器.39 2.5.3 电感器.41 2.5.4 表面安装半导体器件43 2.5.5 表面安装元器件的发展趋势.53 2.5.6 塑料封装表面安装器件的保管.54 2.6 焊料55 2.7 助焊剂56 2.7.1 助焊剂的作用56 2.7.2 助焊剂的分类56 2.7.

5、3 助焊剂的选用56 2.8 粘合剂.57 2.8.1 常用的粘合剂57 2.8.2 电子工业专用胶57 第三章 装配环境.57 3.1 安全用电.57 3.1.1 倒顺闸操作57 2 3.1.2 停电检修59 3.1.3 电工安全操作制度59 3.1.4 触电与急救知识60 3.2 防静电61 3.2.1 静电的基本概念61 3.2.2 电子工业中的静电危害.65 3.2.3 电子工业的静电防护措施.67 第四章 安装技术.71 4.1 绕接71 4.1.1 绕接的机理.71 4.1.2 绕接的特点.71 4.1.3 绕接的方法.72 4.2 压接72 4.2.1 压接机理.72 4.2.2

6、 压接的特点.72 4.2.3 压接端子及工具.73 4.2.4 压接操作.73 4.3 粘接73 4.3.1 粘接机理与粘接表面的处理.74 4.3.2 粘接接头的设计.74 4.3.3 粘合剂的选择使用.74 4.4 铆接75 4.4.1 铆钉尺寸的选用.75 4.4.2 铆接工具.75 4.4.3 空心铆钉的铆接.75 4.5 螺纹连接76 4.5.1 螺钉的选用.76 4.5.2 螺纹连接工艺要点.77 4.5.3 防止螺钉松动的方法.77 第五章 焊接技术.77 5.1 钎焊基本原理及特点77 5.1.1 焊点形成的必要条件.77 5.1.2 对焊接的基本要求.78 5.1.3 液态

7、钎料对母材的润湿作用.78 5.1.4 液态钎料在母材表面的铺展.79 5.1.5 液态钎料与母材的反应润湿动力学.80 5.1.6 影响钎料润湿与铺展的因素.82 5.1.7 液态钎料毛细流动.87 5.1.8 钎焊接头的结构.90 5.2 电子工业中的软钎焊91 5.2.1 软钎焊在电子工业中的地位.91 5.2.2 电子工业中钎焊连接的特点及发展趋势.92 5.3 软钎焊方法92 5.3.1 手工焊接.92 5.3.2 浸焊技术.101 5.3.3 波峰焊.103 3 5.3.4 再流焊.106 5.4 引线键合110 5.4.1 引线键合材料.110 5.4.2 引线键合的种类与方法.

8、111 5.4.3 引线键合的机理.111 5.4.4 引线键合的设备与工作原理.112 5.4.5 引线键合的判定依据.114 5.4.6 引线键合的失效原因及分析.116 5.4.7 提高引线键合强度的对策.117 5.4.8 引线键合技术的发展趋势.118 第六章 电子部件装配.118 6.1 印制板组件装配118 6.1.2 表面组装技术的定义及特点.119 6.1.3 印制板组件组装方式.120 6.1.4 焊膏印刷技术.120 6.1.5 贴片技术及贴片机.123 6.1.6 回流焊.138 6.1.7 检测技术.144 6.2 无铅技术145 6.2.1 无铅的立法.146 6.

9、2.2 无铅焊料的选择.147 6.2.3 无铅技术对组装工艺的影响.148 6.2.4 无铅技术对 DFM 和外观检验的影响 148 6.2.5 无铅技术对组装设备的影响.148 6.2.6 无铅技术的总体状况及在商业上的影响.149 6.2.7 无铅技术推行的问题.149 6.3 电缆组件装配150 6.3.1 线扎的加工工艺.150 6.3.2 常用的几种绑扎线束的方法.152 6.3.3 电缆与插头、插座的连接.154 第七章 整机装配.156 7.1 整机装配的顺序和基本要求156 7.1.1 整机装配的基本顺序156 7.1.2 整机装配的基本要求156 7.2 整机装配中的流水线

10、157 7.3 整机装配的工艺流程.157 7.3.1 整机装配的工艺流程157 7.3.2 整机装配中的接线工艺.158 7.3.3 整机装配中的机械安装工艺要求.159 7.3.4 整机装配中的面板、机壳装配.159 7.3.5 常见的其它装配工艺.160 7.4 整机的调试161 7.4.1 调试工作的内容162 7.4.2 调试仪器、仪表的选择与使用162 7.4.3 调试工艺163 7.4.4 调试中查找和排除故障.165 4 第八章 整机的检验、防护、包装.166 8.1 整机的检验166 8.1.1 外观检验.167 8.1.2 性能检验.167 8.1.3 整机产品的老化.16

11、7 8.2 整机的防护168 8.2.1 抗振措施.168 8.2.2 减少接触故障的工艺可靠性设计.168 8.2.3 温度环境的防护设计.169 8.2.4 低气压环境防护措施.169 8.2.5 防潮湿.169 8.2.6 防霉菌.169 8.2.7 防腐蚀.169 8.3 整机的包装170 8.3.1 包装的种类.170 8.3.2 包装的原则.170 8.3.3 包装的要求.171 8.3.4 包装的封口和捆扎.171 8.3.5 包装的标志.171 5 第一章 概述第一章 概述 1.1 电子产品的发展及应用电子产品的发展及应用 随着电子技术的发展，电子设备正广泛地应用于人类生活的各

12、个领域，如国防、科技、工业、 生活等。目前，电子产品呈现如下特点：体积越来越小、质量越来越轻；应用广泛； 可靠性高；寿命长；精度高、控制系统复杂；技术综合性强，涉及到电气、电子、精密机械、材料、 化学等学科；产品更新周期短。随着电子设备的使用范围越来越广，使用条件越来越复杂，质量要 求越来越高，因此对电子产品生产和装配的要求也越来越高。 1.2 电子设备装配工艺电子设备装配工艺 电子设备装配是指将各种电子元器件、机电元件及结构件，按照设计要求，装接在规定的位置 上，组成具有一定功能的完整的电子产品的过程。下表为电子产品装联等级。 表 1.1 电子产品装联等级 电子设备装配工艺在整机装配中占有重

13、要地位，主要表现如下： 1. 装配工艺是电子设备研究、试制、生产技术基础之一，它是实现电子设备技术方案不可缺 少的一个环节，亦是保证设备质量的重要手段之一； 2. 工艺技术水平的高低，直接影响到设备的生产周期和质量； 3. 电子设备研制、生产组织管理工作的重要依据； 4. 实现优质、低耗、节能、高效益研制的重要保证； 5. 促进科研、生产现代化的重要途径； 电子设备装配工艺基本上可分为三大类:电装装配、机械装配、其他装配。电装装配工艺主要 指软钎焊工艺，可应用于印制板组件装配、电气组件装配和整机装配中的电连接装配；机械装配工 艺主要指螺纹连接、熔焊、铆接，可应用于机械结构件的装配以及印制板组件

14、、电气组件、整机装 配中的机械构件的装配；其他装配工艺主要指胶接装配、压接装配、绕接装配，可应用于印制板组 件装配、电气组件装配和整机装配。 6 电子设备装配工艺的发展大致经历了如下四个阶段： 表 1.2 电子设备发展过程与装配工艺发展概况 发展阶段 电子设备特点 装配工艺概况 第一阶段 以分立阻容元件、 真空电子管为主， 设 备体积大、重量重、故障率高、维修困难 以手工接线装配和机械装配为主，装配工艺简单， 装配要求不高 第二阶段 设备采用半导体晶体管和中小规模集 成电路；单双面印制板，但印制板组件装 配密度不高；各设备按独立整机设计，每 个整机对应一个特定功能，尚未形成分系 统概念 装配工

15、艺、工具和设备有了很大发展，元器件引脚 成形、插装工艺、锡焊工艺日趋成熟，已形成半自动 装配生产线，但手工装配仍是常用装配方式 第三阶段 设备采用了超大规模集成电路、存储 器、 多层印制板， 印制板组件装配密度高； 电子分系统、功能模块开始应用，提高了 电子设备的可靠性和可维护性 以自动插装机、贴片机、回流炉等自动化设备为依 托的高密度组装技术；焊接成为影响装配可靠性的关 键环节； 第四阶段 MCM、SoP、SiP、SOC 等高集成、立 体三维器件/组件开始应用； 电子设备多功 能、高密度集成；进一步向模块化、微型 化方向发展 继续沿用第三阶段的高密度组装技术， 同时许多新 技术开始应用，如立

16、体组装、虚拟装配、并行工程、 纳米级的精密焊接 电子设备装配工艺发展特点有： （1）连接工艺的多样化：电子设备在生产制造中有许多装连方法，实现电器连接的工艺主要 是焊接（手工和机器焊接）。除焊接外，压接，绕接，胶接等连接工艺也越来越受到重视。压接可 用于高温和大电流接点的连接、电缆和电连接器的连接；绕接可用于高密度接线端子的连接，印制 电路板接插件的连接；胶接主要用于非电气焊点的连接，如金属或非金属零件的粘接，采用导电胶 也可实现电气连接。 （2）工装设备的改进：电子设备的小型化，大大促进了组装工具和设备的不断改进，采用小 巧、精密和专用的工具和设备，使组装质量有了可靠的保证。例如采用手动、电

17、动、气动成形机， 集成电路引线成形模具等，可提高成形质量和效率。 （3）检测技术的自动化：电子设备组装质量的检查和电气性能的测试，正在向自动化方向发 展。例如，焊接质量的检测，用可焊性测试仪，预先测定引线可焊性水平，达到要求的元器件才能 安装焊接。逐渐得到广泛使用的润湿秤量法就是一种先进的自动化测量方法。焊点自动检测的设备 已经产生，逐渐会在生产中得到应用。 检查电气连接是否正确，用人工检查的方法不仅效率低，而且容易出现错检和漏检，特别是装 配密度高，元器件小型化的印制电路板组件，人工检查越来越困难，而采用计算机控制的在线测试 仪，可以根据预先设置的程序，快速正确的判断连接的正确性和装连后元器

18、件参数的变化。 对于整机性能的测试，目前利用通用测试仪进行测试，速度慢，精度低，因此已逐步采用计算 机辅助测试（CAT）来进行整机测试，测试用的仪器仪表已大量使用高精度、数字化智能化产品， 使测试精度和速度大大提高。 （4）新工艺技术的应用：为提高产品质量，在组装过程中，新工艺、新技术、新材料正不断 地被采用。例如，焊接材料采用活性氢化松香焊锡丝代替传统使用的普通松香焊锡丝，抗氧化焊料 在波峰焊和搪锡中也得到应用。表面防护处理，采用喷涂501-3聚胶脂绝缘清漆及其他绝缘清漆工 艺，提高了产品防潮、防盐雾、防霉菌等能力。新型连接导线，如氟塑料绝缘导线，镀膜导线在产 品中得到越来越多的应用，对提高

19、连接的可靠性、减轻重量和缩小体积起到一定的作用。 7 1.3 电子整机装配工艺过程电子整机装配工艺过程 电子整机装配工艺过程可分为装配准备、装联(安装和焊接)、总装、调试、检验、包装、入库 或出厂几个环节。 图 1.1 整机装配工艺过程 （1）准备 装配前对所有装配件、紧固件等从配套数量和质量合格两个方面进行检查和准备，同时做好整 机装配及调试的准备工作。 在该过程中， 元器件分类是极其重要的， 处理好这一工作， 是避免出错、 迅速装配高质量产品的首要条件。在大批量生产时，一般采用流水线作业法进行装配，元器件的分 类也应落实到各装配工序。 （2）装联 包括各部件的安装、焊接、连接等内容，都应在

20、装连中加以实施。 （3）总装 整机的总装就是将组成整机的各个部分，经检验合格后，进行总装合成和连接。整机在装配完 毕后，必须进行整机调试、使整机达到规定技术指标的要求，保证产品能稳定可靠地工作 （4）调试 整机调试包括调试和测试两部分工作， 各类电子整机在装配完成后， 一般在最后都要经过调试， 才能达到规定的技术指标要求。 （5）检验 整机检验应遵循产品标准（或技术条件）规定的内容进行。在生产过程中，通常有交收试验、 新产品的定型试验和定型产品的定期试验（又称例行试验）等三类试验。 （6）包装 包装是整机装配过程中保护和美化产品及促进销售的环节。 电子产品的包装通常着重于方便运 输和储存两个方

21、面。 （7）入库或出厂 合格的电子产品经过合格的包装后，就可以入库储存或直接出厂，从而完成整个装配过程。 由于产品的复杂程度、设备条件、生产场地条件、生产批量、技术力量及操作工人技术水平等 情况的不同， 因此生产的组织形式和工序也并非一成不变的， 要根据实际情况进行适当调整。 例如， 小批量生产可按工艺流程主要工序进行，若大批量生产，则其装配工艺流程中的印制板装配、机座 装配及线束加工等几个工序，可并列进行。在实际操作中，要根据生产人数、装配人员的技术水平 等条件来编制最有利于现场指导的工序。 8 第二章第二章 电子材料及元器件电子材料及元器件 电子整机生产常用的电子材料有线材、绝缘材料、印制

22、电路板、磁性材料、黏合剂、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 线材线材 2.1.1 线材的分类线材的分类 常用线材分为电线和电缆两类。它们是电能和电磁信号的传输线，一般分为裸线、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

23、；按导线 直径大小的毫米数表示叫线径制。我国采用线径制，而英美等国家采用线号制。 (a) 安装导线 (b) 屏蔽线 (c) 平行连接线 (d) 双绞线 (e) 同轴电缆 (f) 馈线 图 2.1 常用导线实物图 1. 电线类线材有裸导线、绝缘电线和电磁线电线类线材有裸导线、绝缘电线和电磁线 （1）裸导线 裸导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、电缆的导电纤芯，也可以直接使用，如电子元器件的连接线。 表 2.1 常用裸导线的种类、型号和用途 分 类 名 称 型 号 主 要 用 途 硬圆铜单线 TY 软圆铜单线 TR 用作电线电缆的芯线和电器制

24、品 （电机、 变压器等） 的绕组线， 硬圆铜单线也可用作电力及通信架空线 镀锡软铜单线 TRX 用于电线电缆的内外导体制造及电器制造的电气连接 裸单线 裸铜软天线 TTR 适用于通信的架空天线 软铜扁线 硬铜扁线 TBR TBY 适用于电机、电器、配电线路及其它电工制品 裸型线 裸铜电刷线 TS,TSR 用于电机及电气线路上连接电刷 单股线多用于线路板上的跨接线。较粗的单股线多用于悬浮连线。 多股绞合线是将几根或几十根单股线绞合起来，制成较粗的导线。这样有利于大电流的通过， 同时又能克服单股粗线太硬、不便加工等缺点。它主要用于较大元器件的管脚引线、短路跳线和电 9 路中的接地线等。 镀锡绞合线

25、是在多股绞合线的表面通过镀锡的方法而制成的。它具有以下特点：具有多股绞合 线的柔软性；对伤痕的抗折弯强度大；既可绕接又可焊接，不易劈头，便于加工。 多股编织线是通过将多股软铜原线编织起来组成一根粗导线。 多股编织线有扁平编织线和圆筒 形编织线两种。它具有自感小、聚肤效应小、高频电阻小、柔软性好、便于操作等优点。主要用作 高频电路的短距离连接、接地和大电流连接线等。 金属板是直接用铜、镀锡铜、镀锡铁等金属板作导线。它的最大优点是抗弯曲强度大。适合用 作悬浮连线、高频接地、屏蔽和大电流的连线等。 （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 和

26、屏蔽线。屏蔽线是在塑胶导线的基础上，外加导电的金属屏蔽网层而制成的信号连接线。它具有 静电屏蔽、电磁屏蔽和磁屏蔽的效果，能防止或减少线外信号和线内信号之间的相互干扰。 屏蔽线有单芯、双芯和多芯几种。一般用于工作频率为 1MHz 以下的信号连接。 （3）电磁线 表 2.2 常用电磁线的型号、特点及用途 型号 名 称 线径规格(mm) 主 要 特 点 用 途 QQ 高强度聚乙烯醇 缩醛漆包圆铜线 0.062.44 机械强度高，电气性能好 电机、变压器绕组 QZ 高强度聚酯漆包 圆铜线 0.062.44 同 QQ 型，且耐热 1300C，抗 溶剂性能好 耐热要求B级的电机、 变压器绕组 QSR 单丝

27、（人造丝）漆 包圆铜线 0.052.10 工作温度范围达-60+1250C 小型电机、 电器合仪表 绕组 QZB 高强度聚酯漆包 扁铜线 (2.0010.00) (0.22.83) 绕线满槽率高 同 QZ 型， 用于大型线 圈绕组 QJST 单丝包绞合漆包 高频电磁线 0.050.20 高频性能好 高频线圈、 变压器绕组 2. 电缆电缆 电缆是在单根或多根绞合而互相绝缘的芯线外面再包上金属壳层或绝缘护套而组成的。 电缆结 构由导体、绝缘层、屏蔽层和护套组成。下面结单介绍几种常见的电缆。 （1）高压电缆 高压电缆的结构与普通的带外护套的塑胶绝缘软线相似， 只是要求绝缘体应有很高的耐压特性 和阻燃

28、性。故高压电缆一般采用耐压性能好的聚乙烯或阻燃性聚乙烯作绝缘层，绝缘层的厚度与所 需的耐压大小有关。高压电缆的耐压与绝缘体厚度的关系如表 1.3。 表 2.3 高压电缆耐压与绝缘体厚度的关系 耐压（DC:V） 绝缘体厚度(mm) 耐压(DC:V) 绝缘体厚度(mm) 6kV 约 0.7 30kV 约 2.1 10kV 约 1.2 40kV 约 2.5 20kV 约 1.7 （2）扁平电缆 扁平电缆又称排线或带状电缆，是由许多根导线结合在一起，相互之间绝缘、整体对外绝缘的 一种扁平带状多路导线的软电缆。如图 2.1 所示。它通常在数字电路特别是计算机电路中用作数据 总线、地址总线和控制总线。这种

29、电缆具有造价较低、韧性强、质量小等优点，因而在电子产品中 应用广泛。 10 图 2.2 扁平电缆 目前使用较多的扁平电缆是导线芯为 70.1mm 多股软线，外皮为聚氯乙烯，导线间距为 1.27mm。导线的根数为 8、12、16、20、24、32、37、40 线等规格。 （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。一般通信电缆多为对 称电缆且为多芯电缆，是成对出现的，对数可达几百甚至上千对，其芯间多为纸或塑料绝缘，外面 用橡胶、塑料或铅等作为保护层。 单芯高频电缆通常称为同轴电缆，其传输损耗小，传输效率很高，适用于长距离和高频传输。 高频电缆（射频电缆）主要用

30、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。 2.1.2 绝缘导线加工绝缘导线加工 绝缘导线加工工序为：剪裁剥头清洁捻头（对多股线）镀锡印标记等。现将主要工 序分述如下： 1. 剪裁剪裁 在剪裁导线时，应先剪长导线，后剪短导线，这样可减少线材的浪费。手工剪裁绝缘导线时要 先拉直再剪。细裸铜导线可用人工拉直，粗裸导线可用调直机调直。对于一般的导线可用斜口钳、 自动剪线机进行剪裁，对于较粗的铜管一般用锯剪裁，扁铜带一般在剪床上剪裁。剪线要按工艺文 件中的导线加工表规定进行，长度符合公差要求（如无公差要求可按表 2.

31、4 选择公差） 。剪裁过程 中，绝不允许损伤导线的绝缘层，否则会降低其绝缘性能。导线的芯线应无锈蚀，否则影响导线传 输信号的能力。 表 2.4 导线长度与公差要求表 导线长度(mm) 50 50100 100200 200500 500100 1000 以上 公差(mm) +3 +5 +5+10 +10+15 +15+20 +30 2. 剥头剥头 将绝缘导线的两端去掉一段绝缘层而露出芯线的过程称为剥头。在生产中，剥头长度应符合工 艺文件（导线加工表）的要求。剥头长度应根据芯线截面积和接线端子的形状来确定。表 2.5 是根 据一般电子产品所用的接线端子，按连接方式列出的剥头长度及调整范围。剥头时

32、不应损伤芯线， 多股芯线应尽量避免断股，一般可按表 2.6 进行检查。 表 2.5 剥头长度及调整范围表 剥头长度(mm) 连接方式 基本尺寸调整范围 搭焊 3 +2.0 钩焊 6 +4.0 绕焊 15 5.0 表 2.6 多股芯线允许损伤的股数表 芯线股数 允许损伤芯线的股数 40 6 常用的剥头方法有刃截法和热截法两种： （1）刃截法 刃截法是用专用剥线钳进行剥头，在大批量生产中多使用自动剥线机。在使用剥线钳剥头时， 只要把导线端头放进钳口并对准剥头距离，紧握钳柄，然后松开，取出导线即可。为了防止出现损 伤芯线或拉不断绝缘层的现象，应选择与芯线粗细相配的钳口。 剥头也可用剪刀、电工刀手工操

33、作。剥头时，先在规定长度的剥头处切割一个圆形线口，然后 切深，注意不要割透绝缘层而损伤导线，接着在切口处将剪刀向导线端头方向使力，拉下绝缘层。 刃截法易损伤芯线，故对较细的单股导线不宜使用。 （2）热截法 热截法是使用热控剥皮器进行剥头， 热控剥皮器如图 2.3 所示。 使用时将剥皮器预热一段时间， 待电阻丝呈暗红色时便可进行截切。为了使切口平正，应在截切时同时转动导线，待四周绝缘层均 被切断后用手边转动边向外拉，即可剥出端头。操作时应注意调节温控器的温度，温度过高易烧焦 导线，温度过低则不易切断绝缘层。 热截法的优点是操作简单，不损伤芯线，但加热绝缘层时会放出有害气体，因此要求有通风装 置。

34、 图 2.3 热控剥皮器 3. 清洁清洁 绝缘导线在空气中长时间放置，导线端头易被氧化，有些芯线上有油漆层。故在焊接前应进行 清洁处理，除去芯线表面的氧化层和油漆层，提高导线端头的可焊性。清洁的方法有两种：一种是 用小刀刮去芯线的氧化层和油漆层，在刮时注意用力适度，同时应转动导线，以便全面刮掉氧化层 和油漆层；二是用砂纸清除掉芯线上的氧化层和油漆层，用砂纸清除时，砂纸应由导线的绝缘层端 向端头单向运动，以免损伤导线。 4. 捻头捻头 多股芯线经过清洁后，芯线易松散开，因此必须进行捻头处理，以防镀锡后线端直径太粗。捻 头时应按原来合股方向扭紧。捻线角一般在 300450之间，如图 2.4 所示。

35、捻头时不宜用力过猛， 以防止捻断芯线。大批量生产时可使用捻头机进行捻头。 图 2.4 多股导线的捻头角度 5. 镀锡镀锡 绝缘导线经过剥头、捻头和清洁工作后再镀锡。镀锡前应先涂助焊剂，然后再镀锡。镀锡时间 12 要短，一般为 13s，且只能镀到绝缘层前 12mm 处，以防止导线绝缘层因过热而收缩或破裂。 镀锡后要立刻浸入酒精中散热，最后再按图纸要求进行检验、修整。 6. 印标记印标记 简单的电子设备机用的导线很少，靠塑胶线的颜色即能分清连线的走向，可不印标记。复杂的 电子设备要使用很多导线，单靠塑胶线的颜色已不能区分清楚，需在导线的两端印上线号或色环标 记（也可将标记印在套管上，再把套管套在导

36、线上） 。 （1）导线端印字标记：导线标记位置应在离绝缘端 815mm 处（有特殊要求的按工艺文件执 行） ，如图 2.5 所示。印字要清楚，印字方向要一致，字号应与导线粗细相适合。对于机内跨接的 导线，若不在线扎内，由于数量较少，可不印标记。短导线数量较多，可只在一端印标记，在印标 记时先将印号机墨盘上的油墨滚成均匀的一薄层，然后再开始印。深色导线可用白色油墨，浅色导 线用黑色油墨，以使字迹清晰。 图 2.5 导线端印标记 （2）绝缘导线染色环标记：色环位置根据线的粗细，从距导线绝缘端 1020mm 处开始，色 环宽度为 2mm，色环间距离 2mm，参见图 7-4 所示。各色环的宽度、距离、

37、色度要均匀一致。导 线色环并不代表数字，而是区别不同导线的一种标志，色环读法是从线端开始向后顺序读出，如图 2.6。用少数颜色排列组合可构成多种色标。例如用红、黑、黄即可组成下列色标：只用一个色环 的，有 3 种色标，用两个色环可组成 9 种色标，用三个色环可组成 27 种色标。因此三种颜色共可 组成 39 种色环，对于一般小线扎已经够用。如果导线超过 39 根，可用四色组合排列，也可多用几 种颜色而少用几种组合。 染色环时所用的设备为染色环机、眉笔、台架（供染色环后自然干燥用的简单设备） 。所用颜 色由各色盐基性染料加聚氯乙烯 10、二氯乙烷 90配制而成。 图 2.6 导线端染色环标记 2

38、.1.3 屏蔽导线端头的加工工艺屏蔽导线端头的加工工艺 屏蔽导线是指单根或多根绝缘导线外面套上一层金属屏蔽层的特殊导线。 它可以抑制信号线周 围的电磁场作用， 确保电路正常工作。 在对屏蔽导线进行端头处理时应注意去除的屏蔽层不宜太多， 否则会影响屏蔽效果。去除的长度应根据导线的工作电压而定，通常可按表 2.7 中所列的数据进行 选取。 表 2.7 去除屏蔽层的长度 工作电压 去除屏蔽层长度 600V 以下 1020mm 13 6003000V 2030mm 3000V 以上 3050mm 由于对屏蔽导线的质地和设计要求不同，线端头加工的方法也不同。 1. 屏蔽导线不接地端的加工屏蔽导线不接地端

39、的加工 屏蔽导线不接地端的加工步骤如下： （1）用热截法或刃截法剥去一段屏蔽导线的外绝缘层，如图 2.7a 所示。 （2）松散屏蔽层的铜编织线，用左手拿住屏蔽导线的外绝缘层，右手推屏蔽铜编织线，使之 称为图 2.7b 所示形状。再用剪刀剪断屏蔽铜编织线，如图 2.7c。 （3）将松散的屏蔽铜编织线翻过来，套上热收缩套并加热，使套管套牢，如图 2.7d 和图 2.7e 所示。 （4）截去一段芯线外绝缘层，给芯线镀锡，如图 2.7f 所示。 (a)截外绝缘层 (b)松散铜编织线 (c)截断屏蔽线 (d)翻过编织线 (e)加套管 (f)截芯线绝缘层，并镀锡 图 2.7 屏蔽导线不接地端的加工工艺 2

40、. 屏蔽导线接地端的加工屏蔽导线接地端的加工 屏蔽导线接地端的加工步骤如下： （1）用热截法或刃截法剥去一段屏蔽导线的外绝缘层，如图 2.8a 所示。 （2）从屏蔽铜编织线中取出芯线，如图 2.8b 和图 2.8c 所示。操作时可用划针或镊子在屏蔽层 的适当位置拨开一个小孔，弯曲屏蔽层，从小孔抽出绝缘线。 （3）将抽出的屏蔽铜编织线拧紧，也可以将屏蔽铜编织线剪短并去掉一部分，然后焊上一段 引出线，以做接点线使用，如图 2.8d 所示。 （4）去掉一段芯线外绝缘层，并将芯线和屏蔽铜编织线镀锡，如图 2.8e 所示。对较粗、较硬 屏蔽导线接地端的加工，采用镀银金属导线缠绕引出接地端的方法，如图 2

41、.9 所示。 (a) 截外绝缘层 (b)弯曲屏蔽层 (c) 取出芯线 (d) 拧紧编织线 (e)芯线和编织线镀锡 图 2.8 屏蔽导线接地端的加工工艺 14 图 2.9 金属导线缠绕引出接地端 线端经过加工的屏蔽导线，一般需要在线端套上绝缘套管，以保证绝缘和便于使用。给线端加 绝缘套管，通常采用图 2.10 所示的几种方法。使用热收缩套管时，可以用灯泡或电烙铁烘烤，收 缩套紧即可。使用稀释剂软化套管时，可将套管浸在香蕉水中，浸泡半小时后取出套上，待香蕉水 挥发尽后便可套紧。 (a)使用热收缩套管 (b) 使用稀释剂软化套管 图 2.10 线端加绝缘套管的方法 2.1.4 电缆加工电缆加工 1.

42、 绵织线套多芯电缆的加工绵织线套多芯电缆的加工 绵织线套多芯电缆线一般用作经常活动器件的连接，如电话软线等。其外套端部极易散开，它 的加工主要是对绵织线外套端部的绑扎。缠绕的方法如图 2.11 所示。 图 2.11 绵织线套电缆端头绑扎 2. 射频同轴电缆的加工射频同轴电缆的加工 射频同轴电缆的金属屏蔽层应同轴。在加工过程中要防止将屏蔽层压扁，如果芯线不在屏蔽层 的中心位置，会造成特性阻抗不准确，信号传输受到损耗。图 2.12 所示为同轴电缆结构示意图。 图 2.12 同轴电缆结构 射频同轴电缆除剥头、捻紧、镀锡等常规端头加工外，与插头、插座的连接应是加工过程中的 关键。 连接在射频电缆上的插

43、头、 插座应与射频电缆相匹配， 如 75 的射频电缆应配 75 的插头、 插座。连接时，要求各导线在焊到焊片上之前所留的长短应合适，焊接要光滑、平整、无毛刺，安 装后的电缆线束在插头、插座内不能再产生自由松动的现象。电缆线束的弯曲半径不得小于线束直 径的两倍，在插头、插座根部的弯曲半径不得小于线束直径的 5 倍，以防电缆在活动中折损。 3. 扁平电缆的加工扁平电缆的加工 扁平电缆大都采用穿刺工艺与专用接插件连接，如图 2.13 所示，接头内有与扁平电缆尺寸相 对应的 U 形接线簧片，在压力作用下，簧片刺破电缆绝缘层，将导线压入 U 形刀口，并紧紧挤压 15 导线，获得电气接触。这种压接一般有专

44、用压线工具，也可用手工压接。压接前须认真核对方向， 然后打开插座上压板，将芯线的中心对准插座每一个簧片中的 U 形刀口，插上上压板后均匀加压， 使导线压入刀口，直到上压板的活动扣卡到插座中为止。 (a)对准 (b)压入 (d)连接 图 2.13 扁平电缆穿刺卡接示意图 2.2 绝缘材料绝缘材料 绝缘材料是电流很难通过的材料，其电阻系数一般大于 109 cm。绝缘材料能把电子设备中 电位不同的带电部分隔离开来。绝缘材料应具有良好的介电性能，即具有较高的绝缘电阻和耐压强 度。绝缘材料的耐热性能要好，在长期受热的情况下性能不发生变化。此外，绝缘材料还应具有良 好的导热性、耐潮防霉性和较高的机械强度及

45、加工方便等特点。 2.2.1 绝缘材料的分类绝缘材料的分类 常用绝缘材料按其化学性质的不同， 可分为无机绝缘材料、 有机绝缘材料和混合绝缘材料三种。 无机绝缘材料有云母、石棉、大理石、陶瓷、硫磺等。有机绝缘材料有橡胶、棉纱、树脂、虫胶、 纸、麻、蚕丝、人造丝等。混合绝缘材料是由以上两种材料加工而制成的各种绝缘材料，如玻璃布 层压板。 绝缘材料按物质形态的不同可分为气体绝缘材料、液体绝缘材料和固体绝缘材料。气体绝缘材 料有空气、氮气、氢气等。液体绝缘材料有电容器油、变压器油、开关油等。固体绝缘材料有电容 器纸、聚苯乙烯、云母、陶瓷、玻璃等。 绝缘材料按用途的不同可分为介质材料、装置材料、浸渍材料

46、和涂敷材料。 2.2.2 绝缘材料的主要性能指标绝缘材料的主要性能指标 （1）绝缘耐压强度 把绝缘材料处于电场中，当电场强度增大到某一极限值时，绝缘材料就会击穿。这个绝缘击穿 的电场强度称为绝缘耐压强度（又称介电强度或绝缘强度） ，通常用每毫米厚绝缘材料所能耐受的 电压千伏值表示。 （2）抗拉强度 绝缘材料的抗拉强度是指绝缘材料每单位截面能承受的拉力。 2.2.3 整机中常用的绝缘材料整机中常用的绝缘材料 （1）塑料 塑料由树脂为基本材料，再加入其他填料、增塑剂、染料和稳定剂等而制成。其原料丰富，价 格便宜。塑料制品对温度变化和潮湿比较敏感，因此，对尺寸要求较高的零件不宜用塑料。下面介 绍几种

47、常用的塑料。 聚氯乙烯。是热塑性塑料。加入不同的增塑剂和稳定剂可制成各种硬质或软质制品。 聚酰胺（尼龙） 。是热塑性塑料。抗拉强度高且有良好的耐冲击韧性。适宜于制造接插件、 基座、衬套、电缆护套等。 聚四氟乙烯。是热塑性塑料。有耐酸、耐碱等良好的化学性能。产品有板料、棒料、管料、 16 薄膜等。 甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃） 。是热塑性塑料。有较好的韧性、耐磨性和耐冲击性。适宜制 作透明罩壳、绝缘零件等。 酚醛塑料。是热固性塑料。性质较脆，有良好的耐酸、耐霉、耐油、耐热性。适用于制造 耐腐蚀零件和各类规格的层压板。 （2）橡胶 橡胶是一种具有弹性的绝缘材料。可分为天然橡胶和合成橡胶两大类。橡胶在

48、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，是一种用途广泛的绝缘材料。 （3）云母 云母是一种层状结晶型硅酸盐聚合物。它具有良好的导热性能和良好的绝缘性能，化学性能稳 定。主要用于绝缘要求高且能导热的场合，如用作大功率晶体管与散热片之间的垫片。 （4）陶瓷 陶瓷是无机盐类。具有耐热、耐潮性好、机械强度高、电绝缘性能优良、温度膨胀系数小等优 点，但性质较脆。常用于制作插座、线圈骨架、瓷介电容等。 2.3 印制电路板印制电路板 印制电路板(PCB)是在一块不导电的平板上，支撑着按照一定图形排列的导体阵列。印制电路 板是现代电子整机设备中不可缺少的关键部件。小到电子表、手机和电

49、脑，大到巨型计算机、程控 交换机和卫星，无一不是由形形色色的电子元器件组成，而这些元器件的载体和相互连接所依靠的 正是印制电路板。不断发展的印制电路板技术使电子产品设计、装配走向标准化、规模化、机械化 和自动化，使电子产品体积越来越小，成本逐步降低，可靠性、稳定性提高，装配、维修越来越简 单。 2.3.1 覆铜箔板的种类和选用覆铜箔板的种类和选用 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基板； 按黏结树脂来分有酚醛、 环氧酚醛、聚四氟乙烯等。 1覆铜箔板的种类覆铜箔板的种类 （1）酚醛纸基覆铜箔板。它是用浸渍过酚醛树脂的绝缘纸或纤维板作为基板，两面加无碱玻 璃布，并在一面或两面覆以电解紫铜箔，经热压而成的板状层压制品。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 1000C） ，主要用于低频和一般民用产品中。标准 厚度有 1.0mm、1.5mm 和 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箔板。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