电子设备制造工艺——第三章制造电子产品的常用材料和
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电子设备制造工艺——第三章制造电 子产品的常用材料和
•（2） 铅锡合金状态图
•共晶点
•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，它的熔点最低， 只有183℃，是铅锡焊料中性能最好电的子设一备制种造工。艺——第三章制造电
子产品的常用材料和
电子设备制造工艺——第三章制造电 子产品的常用材料和
电子设备制造工艺——第三章制造电 子产品的常用材料和
•（1） 铅锡合金
•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； • 机械强度高，合金的各种机械强度均优于纯 锡和铅； • 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； • 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氧化量。
接时间为4-5S）
正确的工作方法
电子设备制造工艺——第三章制造电 子产品的常用材料和
3.3.2 焊料
焊料 凡是用来熔合两种或两种以上的金属面，使之形成一个整 体的金属的合金都叫焊料。
根据其组成成分，焊料可以分为锡铅焊料、银焊料、及铜焊料 。 按熔点，焊料又可以分为软焊料（熔点在450℃以下）和硬焊 料（熔点在450℃以上）。
电子产品安装工艺中所谓的“焊接”就是软钎焊的 一种，主要使用锡、铅等低熔点合金材料作焊料，因此 俗称“锡焊”。
电子设备制造工艺——第三章制造电 子产品的常用材料和
焊接的机理1
(1)润湿过程
熔融的焊料在被焊金属表面上形成均匀、平滑、连续并且 付着牢固的合金的过程，称之为焊料在母材表面的润湿 。
浸润程度主要决定于焊件表面的清洁程度及焊料的表面张 力。金属表面看起来是比较光滑的，但在显微镜下面看， 有无数的凸凹不平、晶界和伤痕，的焊料就是沿着这些表 面上的凸凹和伤痕靠毛细作用润湿扩散开去的，因此焊接 时应使焊锡流淌。流淌的过程一般是松香在前面清除氧化 膜，焊锡紧跟其后，所以说润湿基本上是熔化的焊料沿着 物体表面横向流动。
电子设备制造工艺——第三章制造电 子产品的常用材料和
•b. 绝缘外皮材料
• 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。 • 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、化纤等）、涂料类（聚脂、聚乙烯 漆）。
• 常见的有塑料导线、橡皮导线、纱包线、 漆包线等。
电子设备制造工艺——第三章制造电 子产品的常用材料和
焊接的机理2
润湿的好坏用润湿角表示
•a）θ>90°不润湿 b）θ=90°润湿不良 c）θ<90°润湿良好
电子设备制造工艺——第三章制造电 子产品的常用材料和
•焊接的机理3
• (2)扩散过程
几乎在润湿同时，焊料与金属表面分子互相扩散，在接 触面形成3~10um厚合金层，称为扩散过程。 • 例如，用锡铅焊料焊接铜件，焊接过程中既有表面 扩散，又有晶界扩散和晶内扩散。锡铅焊料中的铅只参 与表面扩散，而锡和铜原子相互扩散，这是不同金属性 质决定的选择扩散。正是由于这种扩散作用，在两者界 面形成新的合金，从而使焊料和焊件牢固地结合。
•
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准 备 制 作 电 路 板 的 敷 铜 板
电子设备制造工艺——第三章制造电 子产品的常用材料和
•
人 工 切 割 敷 铜 板
电子设备制造工艺——第三章制造电 子产品的常用材料和
•
人 工 切 割 敷 铜 板
电子设备制造工艺——第三章制造电 子产品的常用材料和
•
机 器 切 割 敷 铜 板
电子设备制造工艺——第三章制造电 子产品的常用材料和
电子设备制造工艺——第三章制造电 子产品的常用材料和
•3.1.2 绝缘材料
•（1） 绝缘材料的主要性能及选择 • ① 抗电强度 •②机械强度 •③ 耐热等级
电子设备制造工艺——第三章制造电 子产品的常用材料和
•绝缘材料的耐热等级
电子设备制造工艺——第三章制造电 子产品的常用材料和
•(2) 常用绝缘材料
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•⑶ 粘合剂 • 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 合剂的性能。 • 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。
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•3.2.2 几种常用覆铜板的性能特点
在电子装配中常用的是锡铅焊料
电子设备制造工艺——第三章制造电 子产品的常用材料和
•锡（Sn）是一种质软低熔点的金属，熔点为 232℃，纯锡较贵，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。
•铅（Pb）是一种浅青白色的软金属，熔点为 327℃，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。铅属于对人体有害的重 金属。
电子设备制造工艺——第三章制造电 子产品的常用材料和
•⑵ 铜箔
• 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。 • 铜箔表面不得有划痕、砂眼和皱折，金属 纯度不低于99.8%，厚度误差不大于±5μm。
• 原电子工业部的部颁标准规定：铜箔厚度 的标称系列为18μm、25μm、35μm、50μm、 70μm和105μm。 • 目前普遍使用的是35μm厚度的铜箔。
•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 产品的绕组，所以也叫做绕组线、漆包线。
电子设备制造工艺——第三章制造电 子产品的常用材料和
•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。 •通信电缆：包括用在电信系统中的电信电缆 和高频电缆。
电子设备制造工艺——第三章制造电 子产品的常用材料和
合金层
一个好的焊点必须具备：
良好的机械性能使元器件牢牢固定在PCB板上 优良导电性能
电子设备制造工艺——第三章制造电 子产品的常用材料和
焊接要素
焊接母材的可焊性 可焊部位必须清洁 焊接工具 焊料 助焊剂 温度（焊锡的最佳温度为250±5ºC） 时间（一般IC、三极管焊接时间小于3S，其他元件焊
电子设备制造工艺—— 第三章制造电子产品的
常用材料和
2020/11/28
电子设备制造工艺——第三章制造电 子产品的常用材料和
第三章 制造电子产品的常用材料和工具
常用导线和绝缘材料 制造印刷电路板的材料——覆铜板 焊接材料 其他常用材料 SMT工艺的生产材料 电子产品装配常用五金工具 焊接工具
•② 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 压而成的环氧树脂层压基板，电气性能和机械 性能良好。
电子设备制造工艺——第三章制造电 子产品的常用材料和
•③ 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 液后热压制成的层压基板，是一种高度绝 缘、耐高温的新型材料。
电子设备制造工艺——第三章制造电 子产品的常用材料和
•（3） 电磁线 •常用电磁线的型号、特点及用途 •表1
电子设备制造工艺——第三章制造电 子产品的常用材料和
•常用电磁线的型号、特点及用途 •表2
电子设备制造工艺——第三章制造电 子产品的常用材料和
•（4） 带状电缆（电脑排线） •导线根数有8、12、16、20、24、28、 32、37、40线等规格。
•线号制 ：按导线的粗细排列成一定号码 ，线 号越大，其线径越小，英、美等国家采用线号 制。 •线径制：用导线直径的毫米（mm）数表示线 规，中国采用线径制。
电子设备制造工艺——第三章制造电 子产品的常用材料和
•b. 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1分 钟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 的1/3-1/5。
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•3.1.1 导线
•导线是能够导电的金属线，是电能和电磁信 号的传输载体。
•（1）导线材料 •①导线分类 • 可分成裸线、电磁线、绝缘电线电缆和通信 电缆四类 。
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•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 中连接电路。
•选择使用安装导线，要注意以下几点： •a. 安全载流量
•铜芯导线的安全载流量（25℃）
截面积 1.0 1.5 4.0 6.0 8.0 10.0
（mm2）
载流量 20 25 45 56 70 85
（A）
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•线规 ：指导线的粗细标准 ，有线号和线径两 种表示方法 。
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•（5） 电源软导线 •⑴ 选择电源线的载流量，要比机壳内导线的 安 全系数大。 •(2)要考虑气候的变化，应该能经受弯曲和移动。 •⑶ 要有足够的机械强度。
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•（6） 高压电缆 • 高压电缆一般采用绝缘耐压性能好的聚乙烯 或阻燃性聚乙烯作为绝缘层，而且耐压越高，绝 缘层就越厚。 •耐压与绝缘层厚度的关系
•c. 导线颜色
电子设备制造工艺——第三章制造电 子产品的常用材料和
•选择安装导线颜色的一般习惯
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•d. 工作环境条件 •• 室温和电子产品机壳内部空间的温度不能超 过导线绝缘层的耐热温度； •• 当导线（特别是电源线）受到机械力作用的 时候，要考虑它的机械强度。 •e. 要便于连线操作
•常用焊锡：一般铅锡焊料的成分及用途
•表1
电子设备制造工艺——第三章制造电 子产品的常用材料和
•表2
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•② 导线的构成材料
•导线一般由导体芯线和绝缘体外皮组成。 •a. 导体材料
•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 线表面镀耐氧化金属。 如： •高频用导线——镀银能提高电性能； •普通导线——镀锡能提高可焊性； •耐热导线——镀镍能提高耐热性能；
• 接触焊
在焊接过程中，必须对焊件施加压力(加热或不加 热)完成焊接的方法。如超声波焊、脉冲焊、摩擦焊 等。
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钎焊
钎焊采用比被焊件熔点低的金属材料作焊料，将焊件和焊料 加热到高于焊料的熔点而低于被焊物的熔点的温度，利用液 态焊料润湿被焊物，并与被焊物相互扩散，实现连接。 钎焊根据使用焊料熔点的不同又可分为硬钎焊和软钎焊。 (450oc)
•3.2.1 覆铜板的组成
•铜箔
•基板
•单面覆铜板
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•铜箔
•双面覆铜板
•基板
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•⑴ 覆铜板的基板
•① 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 加无碱玻璃布，就能制成酚醛树脂层压基板。
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•（2） 安装导线、屏蔽线
电子设备制造工艺——第三章制造电 子产品的常用材料和
•常用安装导线
•表1
电子设备制造工艺——第三章制造电 子产品的常用材料和
•表2
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•表3
电子设备制造工艺——第三章制造电 子产品的常用材料和
•①薄型绝缘材料：主要应用于包扎、衬垫、护 套等。 •包括：绝缘布；有机薄膜；粘带；塑料套管 •②绝缘漆 •③热塑性绝缘材料。 •④热固性层压材料 •⑤云母制品 •⑥橡胶制品
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•制造印制电路板的材 料—覆铜板
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电子设备制造工艺——第三章制造电 子产品的常用材料和
•表2
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•焊接材料
电子设备制造工艺——第三章制造电 子产品的常用材料和
3.3.1 焊接的基础知识
焊接分类及特点
焊接一般分三大类：熔焊、接触焊和钎焊。
• 熔焊
熔焊是指在焊接过程中，将焊件接头加热至熔化 状态，在不外加压力的情况下完成焊接的方法。如电 弧焊、气焊等。
•（2） 铅锡合金状态图
•共晶点
•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，它的熔点最低， 只有183℃，是铅锡焊料中性能最好电的子设一备制种造工。艺——第三章制造电
子产品的常用材料和
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•（1） 铅锡合金
•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； • 机械强度高，合金的各种机械强度均优于纯 锡和铅； • 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； • 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氧化量。
接时间为4-5S）
正确的工作方法
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3.3.2 焊料
焊料 凡是用来熔合两种或两种以上的金属面，使之形成一个整 体的金属的合金都叫焊料。
根据其组成成分，焊料可以分为锡铅焊料、银焊料、及铜焊料 。 按熔点，焊料又可以分为软焊料（熔点在450℃以下）和硬焊 料（熔点在450℃以上）。
电子产品安装工艺中所谓的“焊接”就是软钎焊的 一种，主要使用锡、铅等低熔点合金材料作焊料，因此 俗称“锡焊”。
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焊接的机理1
(1)润湿过程
熔融的焊料在被焊金属表面上形成均匀、平滑、连续并且 付着牢固的合金的过程，称之为焊料在母材表面的润湿 。
浸润程度主要决定于焊件表面的清洁程度及焊料的表面张 力。金属表面看起来是比较光滑的，但在显微镜下面看， 有无数的凸凹不平、晶界和伤痕，的焊料就是沿着这些表 面上的凸凹和伤痕靠毛细作用润湿扩散开去的，因此焊接 时应使焊锡流淌。流淌的过程一般是松香在前面清除氧化 膜，焊锡紧跟其后，所以说润湿基本上是熔化的焊料沿着 物体表面横向流动。
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•b. 绝缘外皮材料
• 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。 • 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、化纤等）、涂料类（聚脂、聚乙烯 漆）。
• 常见的有塑料导线、橡皮导线、纱包线、 漆包线等。
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焊接的机理2
润湿的好坏用润湿角表示
•a）θ>90°不润湿 b）θ=90°润湿不良 c）θ<90°润湿良好
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•焊接的机理3
• (2)扩散过程
几乎在润湿同时，焊料与金属表面分子互相扩散，在接 触面形成3~10um厚合金层，称为扩散过程。 • 例如，用锡铅焊料焊接铜件，焊接过程中既有表面 扩散，又有晶界扩散和晶内扩散。锡铅焊料中的铅只参 与表面扩散，而锡和铜原子相互扩散，这是不同金属性 质决定的选择扩散。正是由于这种扩散作用，在两者界 面形成新的合金，从而使焊料和焊件牢固地结合。
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•
人 工 切 割 敷 铜 板
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机 器 切 割 敷 铜 板
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•3.1.2 绝缘材料
•（1） 绝缘材料的主要性能及选择 • ① 抗电强度 •②机械强度 •③ 耐热等级
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•绝缘材料的耐热等级
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•(2) 常用绝缘材料
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•⑶ 粘合剂 • 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 合剂的性能。 • 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。
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•3.2.2 几种常用覆铜板的性能特点
在电子装配中常用的是锡铅焊料
电子设备制造工艺——第三章制造电 子产品的常用材料和
•锡（Sn）是一种质软低熔点的金属，熔点为 232℃，纯锡较贵，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。
•铅（Pb）是一种浅青白色的软金属，熔点为 327℃，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。铅属于对人体有害的重 金属。
电子设备制造工艺——第三章制造电 子产品的常用材料和
•⑵ 铜箔
• 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。 • 铜箔表面不得有划痕、砂眼和皱折，金属 纯度不低于99.8%，厚度误差不大于±5μm。
• 原电子工业部的部颁标准规定：铜箔厚度 的标称系列为18μm、25μm、35μm、50μm、 70μm和105μm。 • 目前普遍使用的是35μm厚度的铜箔。
•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 产品的绕组，所以也叫做绕组线、漆包线。
电子设备制造工艺——第三章制造电 子产品的常用材料和
•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。 •通信电缆：包括用在电信系统中的电信电缆 和高频电缆。
电子设备制造工艺——第三章制造电 子产品的常用材料和
合金层
一个好的焊点必须具备：
良好的机械性能使元器件牢牢固定在PCB板上 优良导电性能
电子设备制造工艺——第三章制造电 子产品的常用材料和
焊接要素
焊接母材的可焊性 可焊部位必须清洁 焊接工具 焊料 助焊剂 温度（焊锡的最佳温度为250±5ºC） 时间（一般IC、三极管焊接时间小于3S，其他元件焊
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常用材料和
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第三章 制造电子产品的常用材料和工具
常用导线和绝缘材料 制造印刷电路板的材料——覆铜板 焊接材料 其他常用材料 SMT工艺的生产材料 电子产品装配常用五金工具 焊接工具
•② 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 压而成的环氧树脂层压基板，电气性能和机械 性能良好。
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•③ 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 液后热压制成的层压基板，是一种高度绝 缘、耐高温的新型材料。
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•（3） 电磁线 •常用电磁线的型号、特点及用途 •表1
电子设备制造工艺——第三章制造电 子产品的常用材料和
•常用电磁线的型号、特点及用途 •表2
电子设备制造工艺——第三章制造电 子产品的常用材料和
•（4） 带状电缆（电脑排线） •导线根数有8、12、16、20、24、28、 32、37、40线等规格。
•线号制 ：按导线的粗细排列成一定号码 ，线 号越大，其线径越小，英、美等国家采用线号 制。 •线径制：用导线直径的毫米（mm）数表示线 规，中国采用线径制。
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•b. 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1分 钟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 的1/3-1/5。
电子设备制造工艺——第三章制造电 子产品的常用材料和
•3.1.1 导线
•导线是能够导电的金属线，是电能和电磁信 号的传输载体。
•（1）导线材料 •①导线分类 • 可分成裸线、电磁线、绝缘电线电缆和通信 电缆四类 。
电子设备制造工艺——第三章制造电 子产品的常用材料和
•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 中连接电路。
•选择使用安装导线，要注意以下几点： •a. 安全载流量
•铜芯导线的安全载流量（25℃）
截面积 1.0 1.5 4.0 6.0 8.0 10.0
（mm2）
载流量 20 25 45 56 70 85
（A）
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•线规 ：指导线的粗细标准 ，有线号和线径两 种表示方法 。
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•（5） 电源软导线 •⑴ 选择电源线的载流量，要比机壳内导线的 安 全系数大。 •(2)要考虑气候的变化，应该能经受弯曲和移动。 •⑶ 要有足够的机械强度。
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•（6） 高压电缆 • 高压电缆一般采用绝缘耐压性能好的聚乙烯 或阻燃性聚乙烯作为绝缘层，而且耐压越高，绝 缘层就越厚。 •耐压与绝缘层厚度的关系
•c. 导线颜色
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•选择安装导线颜色的一般习惯
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•d. 工作环境条件 •• 室温和电子产品机壳内部空间的温度不能超 过导线绝缘层的耐热温度； •• 当导线（特别是电源线）受到机械力作用的 时候，要考虑它的机械强度。 •e. 要便于连线操作
•常用焊锡：一般铅锡焊料的成分及用途
•表1
电子设备制造工艺——第三章制造电 子产品的常用材料和
•表2
电子设备制造工艺——第三章制造电 子产品的常用材料和
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•② 导线的构成材料
•导线一般由导体芯线和绝缘体外皮组成。 •a. 导体材料
•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 线表面镀耐氧化金属。 如： •高频用导线——镀银能提高电性能； •普通导线——镀锡能提高可焊性； •耐热导线——镀镍能提高耐热性能；
• 接触焊
在焊接过程中，必须对焊件施加压力(加热或不加 热)完成焊接的方法。如超声波焊、脉冲焊、摩擦焊 等。
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钎焊
钎焊采用比被焊件熔点低的金属材料作焊料，将焊件和焊料 加热到高于焊料的熔点而低于被焊物的熔点的温度，利用液 态焊料润湿被焊物，并与被焊物相互扩散，实现连接。 钎焊根据使用焊料熔点的不同又可分为硬钎焊和软钎焊。 (450oc)
•3.2.1 覆铜板的组成
•铜箔
•基板
•单面覆铜板
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•铜箔
•双面覆铜板
•基板
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•⑴ 覆铜板的基板
•① 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 加无碱玻璃布，就能制成酚醛树脂层压基板。
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•（2） 安装导线、屏蔽线
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•常用安装导线
•表1
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•表2
电子设备制造工艺——第三章制造电 子产品的常用材料和
•表3
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•①薄型绝缘材料：主要应用于包扎、衬垫、护 套等。 •包括：绝缘布；有机薄膜；粘带；塑料套管 •②绝缘漆 •③热塑性绝缘材料。 •④热固性层压材料 •⑤云母制品 •⑥橡胶制品
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•制造印制电路板的材 料—覆铜板
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•表2
电子设备制造工艺——第三章制造电 子产品的常用材料和
•焊接材料
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3.3.1 焊接的基础知识
焊接分类及特点
焊接一般分三大类：熔焊、接触焊和钎焊。
• 熔焊
熔焊是指在焊接过程中，将焊件接头加热至熔化 状态，在不外加压力的情况下完成焊接的方法。如电 弧焊、气焊等。