电子产品返修中的“飞线”问题研究.pdf
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1、Science and Technology&Innovation科技与创新2023 年 第 18 期111文章编号:2095-6835(2023)18-0111-03电子产品返修中的“飞线”问题研究成明宇,潘丽君,成 钢(兰州空间技术物理研究所,甘肃 兰州 730000)摘要:电子产品中的“飞线”,在产品返修、改装过程中经常被应用。飞线的材料选用和布局对操作难易程度和产品的质量有着很大的影响。结合相关标准和应用经验,对“飞线”问题进行了探讨,提出了“飞线”的应用原则和使用方法。关键词:电子产品;印制板;飞线;跨接线中图分类号:TN41文献标志码:ADOI:10.15913/ki.kjycx.
2、2023.18.032“飞线”是一个比较口语化的名称,没有严格的定义。通常所谓的“飞线”包括产品内部的飞线,这是指不同电路单元、不同印制板之间的新增加的连线,还有就是同一块印制板上的新增加的飞线,或者叫“跨接线”。原始设计的连接线是有明确固定的在印制板上的焊盘或接线柱,符合设计的原始状态,但是由于返修或电路更改形成的跨接线往往是一种临时的措施或者非规范的措施,对产品的可靠性会带来影响。正确处理跨接线的问题不但关系到产品的质量和可靠性,也是研制方和用户都十分关注的问题。1跨接线的定义和概念对跨接线提出要求的国内标准主要包括:GB/T203694印制电路名词术语和定义、GJB 283097挠性和刚
3、性印制板设计要求。国外标准包括:IPC-T-50H电子电路互连与封装术语及定义、IPC-A-610F电子组件的可接受性,IPC-7721印制板和电子组件的修复和改装、MIL-STD-275E(1984年)电子设备用的印制线路、MIL-P-28809印制线路组件等。根据 GB/T 203694 的定义,跨接线(JumperWire)连接是指设计结束后,即“预定的导电图形形成以后,加在印制板两点之间的属于原来设计的电气连线。是印制板上任意两点之间的(不是导体图形部分)越连接的。”1另外,给出了附加连线(Haywire)的名词解释:“预定的导电图形形成以后,修改原来而设计加在印制板上的一种电气连线。
4、”从英文单词的本意上讲,Haywire 原意为杂乱缠绕的线,其实该词更有“飞线”含义。将 2 种定义结合起来就构成了口语“飞线”所隐含的内容和概念,言下之意“飞线”就是电气连接形式之一。除了采用导线连接,还有用铜箔带等预制金属带以及空心铆钉等其他形式进行电气跨接;但是,印制板上某点与板外某点的电气连接线不属于国家标准中所定义的跨接线,因此不应归入跨接线的范畴,所以不应该用有关跨接线的标准对这种连接来提出要求。在IPC-T-50H中,跨接线被命名为“Jumper Wires”,中文译本翻译为“跳线”,在 IPC(Institute of PrintedCircuits,国际电子工业联接协会)中定
5、义为:“一种独立的电气连接,该连接是原始设计的一部分内容,用于跨接印制板上已经设计的部分导电图形。”2在 IPC-A-610F电子组件的可接受性中,跨接线仍采用“Jumper Wires”一词,定义为:在非连续的印制电路板上,来实现元器件相互连接所需要安装(不是增加)的分立的导线,这些跨接线可以焊接在镀覆孔、接线柱、焊盘以及元器件引出线。在实际的工程上,需要将跳线作为元器件来设计。IPC 作为全球电子行业协会,对于跨接线的定义是比较权威的,在协会的标准体系中,对跨接线(Jumper Wires)的定义既包括了原设计的电气连接,在实施过程中又模糊处理了原设计或是改装带来的导线跨接或者叫做“跳线”
6、。而在 GB/T 203694 中,既给出了跨接线(Jumper Wires)的定义,又给出了附加连线(Haywire)的定义,将原设计和修改的背景独立定义成 2 种不同的名称。从英文的名称来看,“跳线”与“跨接线”是同一种连接形式。从实践上对连接关系的处理上看,“跳线”与“跨接线”也是同一种连接形式。从定义和溯源来看,口语中的“飞线”一词是不严格的用词,在正式场合和技术文件的行文中应避免使用。连接到印制板以外的连接线是不应该用“跳线”或“跨接线”。2跨接线的要求在 GJB 283097 中,对于跨接线的使用提出了明确的要求,在挠性和刚性印制板上都可以使用跨接线。跨接线可以焊接在过孔、接线端子
7、或焊盘上,并可当科技与创新Science and Technology&Innovation1122023 年 第 18 期作元件。同时要求,跨接线的使用应短,而且不应处在其他元器件之上或之下。不跨越印制板上的导电区域,长度小于 13 mm 的跨接线可以不做绝缘防护。带有绝缘层的跨接线应和涂层材料适配3。在 IPC-A-610F 中明确规定:跳线长度应尽量短。除非设计另有明文规定,跳线不能跨越元器件之上,也不能穿越其下,以免影响元器件更换。布线或加固导线时,设计上需要考虑安全间隙等空间限制因素。跳线长度不超过 25 mm,不违反设计间隙要求、不跨越导电区域的跳线可以不做绝缘防护。当要求进行敷形
8、涂覆时,若要求使用带有绝缘护套的导线,绝缘护套应当与敷形涂覆兼容4。美军标 MIL-STD-275 中规定:跨接线(JumperWires)可以用在刚性电路板组装件上,跨接线应该连接在孔或者接线端子上,也可以用在预先设计的连接盘上。跨接线可认作元器件。跨接线尽可能短,不应跨越或穿过元器件(包括其他跨接线),并永久固定在印制板上,固定点间隔不超过 25.4 mm;未跨越导电区域或违反间隙要求的,长度小于 13 mm 的跨接线可以不做绝缘处理,有需要时做绝缘处理,涂覆层应和跨接线适应5。国军标对于跨接线的使用提出的要求基本上借鉴了 IPC 的要求,但对于军用标准,在执行层面要求更为严格,将可以不做
9、绝缘处理的导线长度由 25.4 mm缩短成了 13 mm,这和美军标的要求一致,借用了美军标的规定。镀银多股线在电子产品中使用非常广泛,由于铜比银材料的活性高,两者存在电位差,铜与银直接接触后,在潮湿环境下容易发生电化学腐蚀。电化学腐蚀的结果是生成氧化亚铜/氧化铜(红斑)6,当采用镀银多股线在进行跨接线时,特别是在印制板上搭焊时,由于助焊剂的芯吸作用造成焊剂渗入,而且难以完全清洁,因此会加剧多股镀银导线的腐蚀,而单股导线比较容易处理。在 NASA 的最优工艺实践(Best WorkmanshipPractice)中,关于线路的更改,对在印制板上采用跨接线(临时线)也提出了强制性的要求,跳线应为
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