电子设备互连与连接-科普123

电子设备互连与连接

生物科学2023-02-03 01:11:15百科

电子设备互连与连接

[拼音]：dianzi shebei hulian yu lianjie

[外文]：interconnection and connection in electronic equipment

一部电子设备由若干个甚至几十万个电子元件、器件和机电元件组成；这些元件须按电路图互相连接方能完成预定功能。任何两个分立接点之间的电气连通称为互连；两个紧连的接点的电气连通称为连接。互连系统应正确可靠，并符合信号传输的技术要求；连接结构应确保接触良好，能承受相应的环境影响。电子设备的失效概率统计表明，接触不良往往是一个重要因素。因此，电子设备的组装必须根据使用和可靠性的要求正确选用互连与连接型式。

互连型式

电子设备的互连有分立导线互连、线缆互连、印制导体互连、厚膜导体互连、薄膜导体互连等几种型式。

分立导线互连

早期电子设备的组装采用分立导线互连。现代，分立导线互连仅用于高电压、大电流及芯片载体（基板）内引线互连和其他特殊场合。

线缆互连

用线扎、电缆、扁平电缆、同轴电缆和挠性印制电缆等进行互连，主要用于分机、机柜或印制板之间的互连，以及高电压、大电流、高频率或需拆卸连接的场合。

印制导体互连

用印制线路板技术进行单面、双面和多层布线互连。这种连接方法的互连密度高，一致性好，生产率高。其体积、重量比前两种小得多。这是现代电子设备使用得最多的一种互连方法。

厚膜导体互连

用厚膜技术进行单层或多层布线互连。其组装互连密度和可靠性比印制板高，体积、重量更小，高频性能更好（见微电子组装）。

薄膜导体互连

用薄膜技术进行单层或多层布线互连，其组装互连密度最高。集成电路和薄膜混合电路均采用这种连接方法，它适用于小面积基板的互连。80年代初，超大规模和超高速集成电路的线宽和间隔已达1～1.25微米。

连接型式

电子设备中元件、器件和机电元件的连接主要包括经常开合和可拆连接、机械压力连接、焊接、键合等型式。

经常开合和可拆的连接

经常开合连接如继电器、开关的接点。可拆连接属于持续连接，但又是便于拆装的连接，如各种连接器。

机械压力连接

包括螺纹连接、绕接和压接等方式。

（1）螺纹压紧连接：如接线板和接线柱等；

（2）绕接：用绕接工具对单股实心导线施加一定拉力，按预定圈数绕在有两个以上棱边的接线柱上（图1）。棱角处的接触面积小，接触压力很高，能使金属变形，形成可靠的气密性连接。绕接的优点是可靠性高，操作简单，易于实现机械化和自动化。实践证明，绕接的可靠性优于锡焊；

（3）压接：用压接钳或专用设备将导线与连接孔(套)挤压在一起。在压力作用下，连接处的金属发生塑性变形，形成牢固的气密性接点。利用压接可连接铜或铝的单股或多股导线，其连接强度高，不需加热，操作简单。

锡焊与钎焊

用加热方法在被焊金属件之间充填一层非铁金属实现连接。加热温度在 425℃以下，称为锡焊；在425℃以上，称为钎焊。锡焊是电气连接中应用最早、最广泛的连接方法。常用的焊料是锡铅合金。此外，还有铅基合金、铟基合金、添加锑、铋、镉、银、铜的各种锡铅合金等。钎焊主要用于集成电路组装和微电子组装。焊料一般为铜基合金和银基合金。除焊料外，焊接时还需采用助焊剂。常用的锡焊方法有：

（1）手工锡焊。

（2）浸焊，是将所有元件在印制线路板上安装好，然后将其焊接面浸入已熔化的锡槽中，对全部焊点同时进行焊接（图2）。浸焊适用于小批量生产。

（3）波峰焊，是将已装好元件的印制线路板，在机械传送机构的带动下使其焊接面通过熔化的焊锡波峰，以完成全部焊点的焊接（图3）。由于焊接过程可实现机械化或半自动化，焊接质量好，生产效率高。

（4）再流焊又称重熔焊，是将预先加到焊点上的焊料（如成形焊料、膏状焊料或厚膜焊锡浆料）加热熔化完成焊接的方法。加热源有热板、热风、红外线、激光、热脉冲、机械热脉冲等。再流焊常用于微电子组装的载体与基板的焊接。

（5）汽相锡焊，70年代出现的一种群焊方法，也是一种再流焊，只是加热方法不同。将置于容器底部的氟碳液体加热到沸点，使之蒸发形成饱和蒸汽区。将装好元件并放好焊料的被焊工件送入蒸汽区。蒸汽遇到冷的工件，迅速凝结并释放出汽化潜热，使焊料快速熔化而完成焊接（图4）。这种焊接方法适用于陶瓷载体和基板、插针和印制线路板之间的焊接。其优点是加热均匀、时间短、热效高，在惰性蒸汽保护下可以防止氧化。焊接质量比其他方法高。其缺点是氟碳液体价格昂贵和易挥发泄漏。