试论电子装联禁(限)用工艺的应用
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电子行业电子装联工艺技术课件1. 引言电子行业是现代社会中一个不可或缺的重要行业,而电子装联工艺技术则是电子行业中的一个重要领域。
本课件将介绍电子装联工艺技术的基本概念、重要性以及相关的工艺流程和技术。
2. 电子装联工艺技术的概述电子装联工艺技术是指在电子制造过程中,通过一系列的工艺流程和技术手段,将电子元器件和组件连接起来,形成完整的电路板或电子器件的技术。
它涉及到电子元器件的布局设计、焊接工艺、表面处理等方面。
3. 电子装联工艺技术的重要性电子装联工艺技术在电子制造中起着至关重要的作用。
它不仅直接影响到电子产品的质量,还关系到产品的可靠性和寿命。
合理的工艺技术能够提高产品的性能和稳定性,减少生产成本,提高生产效率。
4. 电子装联工艺技术的工艺流程4.1 元器件布局设计 - 元器件布局设计是电子装联工艺技术的第一步,它涉及到元器件的选型和布局设计,要考虑到电路的功能要求、接线的合理性以及生产工艺的可行性。
- 元器件布局设计的目标是最大程度地减少电路板上的线路长度和线路复杂度,提高电路板的性能和稳定性。
4.2 焊接工艺 - 焊接工艺是电子装联工艺技术中最关键的一个环节。
- 常见的焊接工艺包括手工焊接、波峰焊接、表面贴装焊接等。
- 焊接工艺的选择要根据电路板的设计和元器件的要求来确定,同时要考虑到生产效率和成本。
4.3 表面处理 - 表面处理是为了改善电子元器件的导电性和耐环境腐蚀性。
- 常见的表面处理方法包括镀金、镀锡和喷锡等。
- 表面处理工艺的选择要根据产品的要求和使用环境来确定。
5. 电子装联工艺技术的常见问题与解决方法5.1 接触不良问题 - 这是电子装联工艺技术中常见的问题之一,可能导致电路板无法正常工作。
- 解决方法包括重新焊接、更换元器件等。
5.2 过热问题 - 在焊接过程中,由于温度过高可导致元器件损坏。
- 解决方法包括控制焊接温度、加强散热设计等。
5.3 氧化问题 - 元器件的接触表面可能会因为氧化而导致导电性能下降。
再论实施军用PCBA“禁止双面焊”的必要性与可行性陈正浩一.引言2009年4月,笔者应北京中际赛威文化有限公司的邀请作了关于“电子装联禁(限用工艺与装联缺陷分析”专题讲座以来,关注者甚多,也引发了一些争议。
二.什么是禁限用工艺?对于严重影响产品质量和可靠性的设计和工艺、影响环境保护和职业健康安全的设计和工艺,包括:易造成产品质量常见病、多发病的工艺,导致产品合格率低的工艺,导致产品质量不稳定又难以控制、难以检测的工艺等;特别是严重影响产品可制造性的设计,我们用禁(限)用工艺来表示。
1.什么是禁用工艺?禁用工艺规定为:“违反国家法律法规、严重污染环境、危害安全生产需要明令禁止的或明确淘汰的工艺,以及严重影响产品质量,易造成引起质量常见病、多发病的工艺;致使产品工艺质量不稳定又难以控制的工艺;技术要求不明确又难以检测的工艺;目前仍在使用但必须明令禁止的工艺;已有先进、成熟的工艺可以取代落后的老工艺”。
2.什么是限用工艺?限用工艺“特指对于从保证产品质量、环境和技术安全的角度出发应予以禁止的,但近期实际使用情况而言,尚无成熟替代工艺,在一定期限内采取规定控制手段的前提下还可使用,但长远必须逐步淘汰的工艺”。
3.禁限用工艺并非航天专利“禁、限用工艺”各行各业都有。
建筑行业有建筑行业的“禁、限用工艺”,食品行业有食品行业的“禁、限用工艺”,机械行业有机械行业的“禁、限用工艺”,林林总总。
“禁、限用工艺”这个名词起因于国家有关部门对加快产品技术进步,淘汰落后的生产能力,促进生产工艺装备和产品的升级换代而发布的《淘汰落后生产能力、工艺和产品的目录》。
“禁、限用工艺”这个名词不是航天的专利,也不是由航天部门首先提出来的。
在电子装联领域,对于实施“禁、限用工艺”的必要性和可行性,长期以来得不到应有的重视。
虽然很多标准内都以“不”、“不能”、“不应”、“不允许”、“应按”等词表述,但或许认识不足,或者由于内容分散,或许由于宣贯不力,并未引起工艺师尤其是电路设计师的高度重视,航天部门给予强调,提出“禁、限用工艺”来规范设计和工艺,对于规范电子产品的设计和工艺,提高产品质量无疑是有益的。
电子封装技术在电子信息工程中的应用随着科技的不断进步和发展,电子信息工程已经成为现代社会中不可或缺的一部分。
而在电子信息工程中,电子封装技术的应用更是至关重要。
本文将探讨电子封装技术在电子信息工程中的应用,并讨论其对现代社会的影响。
一、电子封装技术的定义和作用电子封装技术是将电子器件进行封装,以保护电子器件免受外界环境的影响,并提供电气连接和机械支持的一种技术。
电子封装技术的主要作用包括:保护电子器件、提供电气连接、实现机械支持、降低成本、提高可靠性等。
二、1. 芯片封装技术芯片封装技术是电子封装技术中最重要的一部分。
芯片封装技术将芯片封装在塑料或陶瓷封装体中,以保护芯片免受机械和环境的损害,并提供电气连接。
芯片封装技术的应用广泛,涵盖了电子信息工程中的各个领域,如通信、计算机、消费电子等。
2. 焊接技术焊接技术是电子封装技术中的一项重要技术。
焊接技术通过将电子器件与电路板焊接在一起,实现电气连接。
焊接技术的应用范围广泛,包括表面贴装技术(SMT)、插件焊接技术等。
这些技术的应用不仅可以提高电子器件的连接可靠性,还可以提高生产效率。
3. 封装材料技术封装材料技术是电子封装技术中的关键技术之一。
封装材料技术主要包括封装胶、封装胶带等。
这些材料可以提供对电子器件的保护,并提供机械支持。
封装材料技术的应用可以提高电子器件的可靠性和耐用性。
4. 散热技术散热技术是电子封装技术中的一项重要技术。
随着电子器件的不断发展,功率密度也越来越高,因此散热问题成为制约电子器件性能的一个重要因素。
散热技术的应用可以有效地解决电子器件的散热问题,提高电子器件的可靠性和性能。
三、电子封装技术对现代社会的影响电子封装技术的应用对现代社会产生了深远的影响。
首先,电子封装技术的应用使得电子产品的体积不断减小,重量不断降低,从而提高了电子产品的便携性和舒适性。
其次,电子封装技术的应用提高了电子产品的可靠性和耐用性,延长了电子产品的使用寿命,降低了维修和更换的成本。
现代电子装联工艺技术浅析摘要:电子装联工艺技术对于一个国家的科技发展是有着重要影响的,另外,此技术也是相关电子行业的重要部分,并影响着相关行业的经济成本以及长久发展。
而如今经济科技迅速发展的时期正是此技术迅速发展的时期,虽然前途是光明的,但是在发展的过程当中也会遇到一定的挫折。
本文对于现阶段电子装联工艺技术的意义进行了简要分析,并且也探究了当下现代电子装联工艺技术的现状以及未来的发展前景。
关键词:电子装联;工艺技术;微组装引言:现在大多数的电子设备内在构造都是非常精巧的,而且由于其需要实现众多复杂的功能,因此也需要较为先进且相关的技术进行封装。
电子设备由于自身特殊性,因此密闭封装是基础要求,如果电子设备封装出现问题是可能会造成事故的。
但是如今有许多的电子设备体积较重,不易携带,人们对于电子设备的要求也是越来越多,既想要可以实现更多更高级的功能,又想设备可以体积更小,重量更轻。
1.现代电子装联技术发展意义1.1电子装备外在要求电子设备的不断普及要求设备在外形上更加的小巧精细,但是在内里却又要承担着更多、更复杂的功能,想要更好的满足需求,那么组装技术是必不可少的,在这其中高密度元器件组装技术则是优势较为明显的。
使用高密度元器件组装技术,不仅在封装方面可以达到要求,另一方面,设备在具体工作过程当中是会产生热量的,而过于封闭或者不够密闭都有可能会导致设备出现问题,但是使用高密度元器件组装技术可以使散热性能更好,同时设备互相连接的长度以及信号的准确也都有一定的优势,可以保证数据在传输过程当中顺利进行,不会轻易出现损坏现象。
其次,立体组装技术也是较有优势的,此技术是以二维平面为基础进行建立的,同时又在三维空间上进行了多层的叠加,最终才完成的三维结构的组装。
例如,三维电路在装配的过程当中,体积较小,重量较轻的组件占比较多,甚至已经达到80%,而由于此技术的优势所在,不仅可以使设备在重量和体积上达到更加小型化,另外在此基础上,装配空间的使用效率反而可以得到增加,在三维空间内可以得到更加全面且更好的信号以及更快的传输速度,在传输的过程当中也可以减少电路干扰程度,更好地进行工作。
电子封装材料的研究与应用随着科技的不断进步和社会的不断发展,电子封装材料在现代工业中的作用变得越来越重要。
电子封装技术所使用的材料在保护电子器件的同时,也为其提供了良好的导电性和绝缘性能。
本文将会探讨电子封装材料的研究发展和广泛应用的相关领域,旨在展示该领域的重要性以及未来的发展方向。
1. 电子封装材料的研究进展电子封装材料的研究一直以来都是工程师和科学家们的关注焦点。
随着电子器件不断变小、不断提高性能的需求,研究人员们为了保护电子器件,延缓器件老化和损坏的过程,不断开发和改进电子封装材料。
一种研究重点是热导率高的封装材料。
由于现代电子器件工作时产生大量热量,因此需要一种能够有效传导热量的封装材料,以保持电子器件的正常运行。
新型的热导率高的材料,例如奈米导热膏和石墨烯,正在被广泛研究和应用。
除了热传导性能之外,电子封装材料的电绝缘性能也至关重要。
优秀的电绝缘性能可以保持电子器件的安全性,避免电路短路或漏电现象。
因此,研究人员正在开发新型的高绝缘性材料,以满足电子封装行业对于电绝缘性能的需求。
此外,环保性也是电子封装材料研究的新方向。
随着人们对环境问题的关注度不断提高,研究人员开始寻找替代有害材料的可行方案。
例如,研究者们致力于寻找无铅封装材料,来替代传统的含铅封装材料。
2. 电子封装材料在通信领域的应用电子封装材料在通信领域有着广泛的应用。
通信设备通常需要将许多不同的电子元件整合成一个微小的封装空间,并确保其正常运行。
因此,在通信设备的制造过程中,封装材料起着至关重要的作用。
在无线通信领域,封装材料被广泛应用于制造天线。
由于天线精度和性能要求极高,因此要求封装材料具有高热导率和低介电损耗特性。
新型的低介电损耗聚合物和陶瓷基复合材料的研究和开发,极大地提高了天线的性能和稳定性。
另一个重要的应用领域是光纤通信。
光纤通信设备需要具有良好的导光性能和高温稳定性。
因此,研究人员在电子封装材料的领域中也不断进行研究和进一步改进,以满足光纤通信的需求。
试论电子装联禁(限)用工艺的应用摘要:本文对在航天电子产品的电子装配焊接中,所使用的一些工艺方法要求,禁止或限制应用情况,结合现状操作进行了客观的剖析。
同时结合现代电子材料的应用和发展,装联技术现状与某些标准执行时所发生的冲突提出了看法。
在电子装联界,众所周知,禁(限)用工艺的提法,主要是指从事航天电子产品的装配焊接时的一种特别强调的工艺要求,不能把所有其它标准中(如GJB-国军标、SJ-电子工业行业军标、HB-等)但凡涉及到“不”、“不能”、“不应”、“不允许”、“要求”、“应按”等字眼的这些常规工艺要求及规定,提炼出来通通称之为禁(限)用工艺,这是不妥当的,禁(限)用工艺就是航天产品的专用名词,为的是突显航天产品的重要性、不可维修性。
航天产品的生产,不仅在电子装联中有禁(限)用工艺的说法,在航天产品的整个加工过程中都有禁(限)用工艺的要求。
例如:在冷加工的切削工艺中:对精密零件精加工后有瓷质阳极化工序时,精加工不可采用乳化液冷却;气体轴承组件的精密密封面不得采用湿式研磨。
在焊接及特种加工工艺中:对铝及铝合金的熔焊要求,严禁采用突然拉高电弧而收弧的方法焊接铝及其合金;钛及钛合金焊接有密封承力及耐蚀要求的钛合金构件的焊接,对正反面不能保护或保护效果不好的情况下不允许焊接。
在表面工程中:镀覆工艺要求,对于各种焊接部件,如果有缝隙或气孔,不允许镀覆;下列情况不宜采用镀锌(限用):以硝酸为基的氧化剂及其蒸气中工作的零件;在工作中受摩擦的零件;厚度小于0.5 mm的薄片零件;具有渗碳表面的零件。
在热加工中:热处理工艺及锻造加工工艺要求,禁止燃烧炉的火焰直接接触工件;高温合金热处理禁止使用还原气氛;Cr13型不锈钢在回火腐蚀区回火的零件禁止用酸洗。
在复合材料构件加工中:对O型橡胶密封圈工艺要求,O型圈在制造、使用过程中严禁与油类,酸,碱有机溶剂等影响橡胶性能的物质接触;对航天用胶料混炼,转运的要求是,航天用胶料混炼禁止有胶疙瘩及大于0.15 mm的外来杂质;胶料的搬运严禁与油类、润滑脂、酸碱及其它化学药品等有害于混炼质量的物质接触。
等等还有很多这样的禁(限)用要求条项,这里不能一一列举出来了。
为什么在航天电子设备领域里对产品的制造有这些较为详细的、严格的、明确的要求呢?这正是航天产品每一个制造者都知道的:稳妥可靠,万无一失,这些禁(限)用工艺要求的出处,大多都是在产品的某一个制造环节中、甚至在发射过程中,曾经出过质量故障而引发的。
1 问题的提出笔者原是中国电子科技集团公司第29研究所的一名连续从事电装工艺近三十年的高级工程师,曾制定过两项电装的SJ行业军标,目前正担任两项电装的GJB国军标的制定(电装工艺上GJB目前是属空白,近期已通过总装预审)。
29所自八十年代以来的第一个航天产品开始,到本人退休(2007年)的二十多年中,一直独立承担着航天产品的电子装联整机工艺工作(PCB、高低频电缆、整机/模块分机等)。
通过这几十年来对电子装联技术及对航天产品装焊工作经验的积累,对禁(限)用工艺的应用提出以下看法。
1.1基础固化技术的应用在电子装联技术中,有很多加工方法和操作都是一种较为固定的加工模式,或较为固化的工艺要求,这些能够固化的工艺方法或要求,应该属于装联技术中的基础技术。
例如:对元器件在PCB上的安装和成型,航天禁用工艺是:不论导线还是元器件引线,插入任何一个印制板安装孔不应超过一根(QJ3012-98《航天电子电气产品元器件通孔安装技术要求》标准);扁平封装集成电路的引线不允许用刮刀清除氧化物,只能用绘图橡皮轻擦(QJ/Z147-85《电子元器件搪锡工艺细则》);限用工艺是:轴向引线元器件的安装不能非水平安装;非轴向引线元器件进行侧装或倒装时,元器件本体应粘固或用某种方法固定在印制电路板上,防止冲击和振动时产生位移(QJ3012-98标准)。
在焊接工艺的要求上,航天禁用工艺是:手工焊接时,严禁用嘴吹或用其它强制冷却方法,焊点应在室温下自然冷却;限用工艺是:对有缺陷的焊点允许返工,每个焊点的返工次数不得超过三次;与接线端子连接部位的导线截面积一般不应超过接线端子接线孔的截面积。
每个接线端子上一般不应超过三根导线(QJ3117-99《航天电子电气产品手工焊接工艺技术要求》);采用焊剂芯焊料或液态焊剂时,不能采用不符合GB9491的R型或RMA型焊剂。
导线、电缆的焊接不应使用RA型焊剂,其它场合使用RA型焊剂应得到有关部门的批准(QJ165A-95《航天电子电气产品安装通用技术要求》)。
在清洗工艺上,航天禁用工艺是:气相清洗禁止采用氟里昂(F113)为清洗剂;限用工艺是:超声波清洗不应用于清洗电气或电子部件、元器件或装有电子元器件的部件,清洗时应采取保护措施,以防元器件受损(美军标DOD-STD-2000-4A《电气和电子设备通用焊接技术要求》)。
在防静电工艺上,航天产品有一条禁用工艺,要求是:电装中禁止不戴防静电手环等工具接触、焊接CMOS等易受静电损伤的元器件;拿取静电敏感元器件时,裸手不可与敏感元器件外引线相接触(QJ3012-98《航天电子电气产品元器件通孔安装技术要求》)。
在修复和改装方面,航天产品只提出了限用工艺,它们是:对任何一块印制电路板组装件,修复的总数不得超过六处;任何一块印制电路板上任意25cm2面积内,改装总数应不超过二处;清除焊点的焊料避免用电烙铁直接拆除元器件,应使用带真空泵的连续吸焊装置;每个印制电路的焊盘不允许解焊两次,即只允许更换一次元器件(QJ2940A-2001《航天用印制电路板组装件修复和改装技术要求》)。
以上这些禁(限)用工艺,都是来自航天产品的装配要求,其实这些工艺要求也同样在军品的其它电子设备装配焊接工艺中进行着实施。
因为,笔者认为这些当属电装工艺中的基础固化工艺要求,航天把它们特别提出来了,目的就是希望在产品的加工中给予强调、固化,作为禁止或限用操作应该是非常合理和正确的,也是在今后的电装操作上必须要求做到的。
1.2某些禁(限)用工艺要求与实际操作的差异在禁(限)用工艺标准中,有些规定与提法与现行实际操作存在一些差异,下面列举一些例子对这个问题进行说明。
(1) QJ2465中规定:存取片式元器件应采用真空吸笔或镊子,禁止裸手触摸。
这条规定在实际操作中是不能严格做到的:首先片式元器件的外形大小有很大差异的,对大一些的片式元件,手工装焊时,裸手触摸是无法避免的,往往还是直接拿取(无源器件,可以用手拿取),特别是在这些器件的准备阶段(库房领取、周转过程、分发操作等)更是难以做到。
“触摸”比拿取更为严格,拿取都难以做到,何况是要求“触摸”!所以,此条首先应界定片式元件的大小,根据大小制定要求(针对手工能操作的,太小只能上贴片机);其次,此条只应作为限制要求,而不应作为禁止要求。
(2) QJ3012和QJ3117中规定:印制电路板金属化孔焊接应采用单面焊,焊料从印制板的一侧连续流到另一侧,禁止双面焊。
这个规定是对的,但在实际操作中这个“禁止”条项是永远完全做不到的!除非在装焊前严格筛选PCB上每一个与之相配的元器件引线(孔径应比元器件引线直径大0.2 mm~0.4 mm),而实际中每一块PCB上元器件的引脚都不是一样粗细的(厂家不同,型号一样的器件引线粗细也有差异)。
这给设计者们提出了很高的要求,但是年轻的设计师们总也避免不了会交工程设计学费的!再有,还必须严格控制元器件引线和PCB焊盘的可焊性、金属化孔的镀覆质量。
只有这样才能有望印制电路板金属化孔的焊接可以连续从焊接面流向安装面。
就是在航天产品的焊接操作中,往往不得已还是要对不到75%的(甚至还低)透锡率焊接孔进行补焊或另一面焊接(特别是PCB上的连接器插座)。
目前这种操作已不是经常性的了,但在实际操作中它是普遍存在的:难道就因几个孔不达透锡率要求而报废?!或重做PCB 或废弃元器件?!处于“消防队员”角色的工艺,一般来讲只能采取“不得已”的做法。
同样这个问题,在QJ3011-98中却是限用要求:“对有引线或导线插入的金属化孔,通孔应充填焊料,焊料应从印制电路板一侧连续流到另一侧元器件面,并覆盖焊盘面积的90%以上,焊料允许凹进孔内,焊料下凹最大为25%板厚”。
没有强调不允许在另一面焊接。
所以,这个条项应该定为限用工艺。
(3) QJ3012中规定:元器件引线大于1.3 mm时,一般不可弯曲成型,以免损伤元器件密封剂引线与内部的连接。
实际上,在元器件的整形操作中只要对元器件引出线的根部提出保护要求就行了,我们很多研究所和企业的“工艺细则”都是这样要求的。
引线大于1.3 mm的元器件在PCB的装焊中,特别是电源板上是比比皆是,难道不能弯曲成型吗?否则是无法安装焊接的。
(4) QJ3171中规定:多引线的元器件如扁平封装器件,引线的成型应使用专用工具,禁止手工成型或剪切引线。
多引线的元器件在装联中是很多的,只要引出线大于三根的元器件都应是多引线的,比如8bj1系列器件(10~12根引线),这种器件的安装情况大多是“翻焊”,即图1所示的装法。
像这种类型的器件,在手工操作中,大多是手工成型的:用平口钳或尖嘴钳(应用胶布将内齿缠绕以免夹伤引线,平口钳不用这样)夹住引线根部,再按要求尺寸用手直接往外翻就行了。
因此,这一条应该只是针对扁平封装器件而言。
(5) QJ3012-98中说:一般情况下,不允许在金镀层上直接进行焊接,引线表面金镀层大于2.5μm需经过两次搪锡处理,小于2.5 μm应进行一次搪锡处理。
QJ3011-98 中说“对镀金的元器件应经搪锡处理(高频器件、微波器件除外)”QJ3117-99中说“镀金的导线芯线、元器件引线和各种接线端子的焊接部位,需经搪洗锡处理后才能进行焊接。
”从QJ3011来看,为什么高频器件、微波器件的镀金引线要除外呢?难道“去金”要求与焊点频率有关?关于航天产品的焊接中要求镀金引线去金问题,在业界一直是个非常有争议的问题,特别是它的可操作性问题(电连接器的接触偶、高频电缆的内导体)、利弊问题等(论文后序有议)。
在其它非航天的军事产品中,几十年来并没有这么做。
笔者主管本单位航天产品软钎焊接的工艺,也从未在工艺卡中要求过所谓的“去金”。
手工焊接质量的好坏和关键,个人认为对有镀金引线的器件来讲,并不在“去金”与否!IPC-001D《电气电子组件的焊接要求》3.9.3中对镀金器件的搪锡要求时提到:如果在审核时有证据证明金没有导致与焊接加工有关的焊料变脆问题的存在,那么这些要求可以免除。
为什么IPC这个标准在谈及对镀金引线的搪锡要求时又专门补充上文内容呢?1.3 企业标准与行业标准的冲突问题企业自己制定的标准一般是参照、依据国家各种标准,再根据企业自身产品特点与客户要求而进行定论的。