电子设备中的电缆组件装配工艺*

2010-01-16杨艳玲

舰船电子工程 2010年10期

杨艳玲

(武汉数字工程研究所武汉 430074)

1 引言

电缆组件装配是军工生产的一个重要环节,电缆组件装配的好坏直接影响电子产品的性能。对于手工装配电缆来说,操作者制作水平的高低将直接决定电缆制作质量。随着电子设备功能日趋复杂,对连接技术和可靠性要求越来越高,因此电缆组件的可靠性越来越重要,对连接器要求也逐渐提高,在工艺制作中,如果处理不当,易产生插头松动、连接器接地线断路等现象,返修率较高,甚至导致部分产品组件报废等问题。为了确保产品质量,应该深入分析电缆加工工艺流程中各环节存在的关键问题,分析问题的性质,并找出解决问题的方法。明确关键工艺控制。

2 电缆组件加工流程

电缆组件装配加工流程包括:装配前准备—下料(包括:倒下剥头、捻头、镀锡、标识等)—布线(包括穿套外护套或防波套等)—焊接(压接)连接器接线端子—外护套处理—屏蔽层接地处理—连接器尾部封装处理—电缆束标识等工序[1]。

3 电缆组件装配工艺关键技术

通过对电缆组件在使用中出现故障现象及装配加工过程研究分析,电缆组件加工的关键工艺技术是接线端子的可靠连接及保护工艺技术和线缆屏蔽接地技术。

3.1 接线端子的连接工艺

连接器接线端子与导线连接通常采用焊接及压接两种方式[2]。

焊接型连接器的接线端子多为杯状端子,焊接时要求导线一定要插到杯底焊接。并在每一个端子连接处套上套管,以防止与其他端子短路。这种连接方式优点是简便易操作、易维修,缺点是存在虚焊。

压接型连接器其共同特点是其接触偶可从连接器内拿出来,或是插针或是插孔。这些接触偶通过专用压接工具将接触偶与导线紧密压接在一起。什么规格导线配多大孔径的接触偶有着严格的工艺要求。否则会造成导线的过压(导线易断)与欠压(导线易拉出来),使连接器在使用中存在隐患。对双绞线而言,双绞分离不得过长,应在离电缆头较近的位置分离,并进行导线压接。

压接方式对导线剥线要求较高。如果导线剥线损伤,哪怕是表面损伤(特别是不能有断股)都会在压接后影响导线拉脱力指标下降。

压接方式优点是不用电源加热,不用焊锡,不会带来环境污染,压接型连接器在耐热、抗震、抗冲击、可靠性等方面优于焊接型连接器。缺点是一个针/孔只能压接一次,并对导线要求高。

3.2 电缆护套的种类

在电子设备中电缆束往往需要穿套护套以保护线束,同时使线束整齐美观。电缆护套种类很多,锦纶丝线编织套由于其轻便、易伸缩、防静电等特性被广泛用作低频电缆护套。防波套也是一种使用最多、最广泛的套管,它是由铜镀铅锡合金的细丝编织而成。使用它可有效防止电磁波的泄露和防止电磁波的干扰。

3.3 电缆护套端口的处理工艺

不论什么护套,在穿套完后都要对护套端口进行处理,通常有以下几种方法:

1)用棉线将护套末端进行紧密缠绕,缠绕宽带10cm～20cm,再用一种快干蜡油在线宽部分进行涂抹[3]。

2)用白色锦纶线对护套末端进行紧密缠绕,不需涂抹任何胶,但要用热缩套管进行收紧封口。

3)选用耐压值为5000V绝缘粘胶带对护套末端进行紧密缠绕,由于这种粘胶带有一定弹性,在缠绕时,边缠绕,边将粘胶带拉长。使其能有效紧密缠绕在导线束上,并用热缩套管收缩紧固。

3.4 电缆屏蔽层接地工艺

电缆和连接器是漏入和漏出电子系统的主要电磁干扰源,对整机电磁发射电平的高低举足轻重,屏蔽电缆的屏蔽层多种多样,最常见的是金属丝网形式的屏蔽层。金属丝网的屏蔽效果随着编织密度的增大而增大,因此我们经常选用带有金属编织网的电缆或给信号电缆束加套防波套来抑制电磁干扰,电缆屏蔽皮接地工艺就成为关键技术问题。

电缆屏蔽层接地,根据不同连接器及使用环境有不同接地方法。

3.4.1 电缆屏蔽层接地工艺方案Ⅰ

将电缆屏蔽层或防波套翻转,抽出部分金属丝,转接 STVR/AVR-200/250—0.3～0.5mm 黑色导线,并在导线另一端头焊接单耳焊片,焊接点用热缩套管保护,然后将单耳焊平用尾夹螺钉固定在连接器上。对于剩余金属丝,用绝缘粘胶带缠紧,并用热缩套管保护并加热收缩[4]。

该方案具有良好的接地性能。确定合适的接地线长度,以及绑扎方式和选用合适的热缩套管规格是该工艺方案的关键。

3.4.2 电缆屏蔽层接地工艺方案Ⅱ

直接将电缆尾夹紧固在电缆屏蔽层或防波套上。这种方式要求线缆束直径大于连接器尾夹直径。将屏蔽皮或防波套修剪整齐,并均匀翻转,保持其原有编织纹理,用绝缘粘胶带将屏蔽皮端头金属丝缠紧,并套热缩套管。注意要留出一定宽度的屏蔽皮,以便连接器尾夹直接紧固在屏蔽层金属表面。

这种工艺方案,屏蔽效果良好,线缆屏蔽层360°全方位与连接器尾夹接触。其操作关键是如何控制线束直径与连接器尾夹直径关系。线束直径小,屏蔽层容易从连接器尾夹内脱离,线束直径大,连接器尾夹螺钉拧不到位。应明确工艺控制点。

3.4.3 电缆屏蔽层接地工艺方案Ⅲ

对于连接器本身带有屏蔽装置,如中航光电YM系列连接器,其尾部附件由两部分组成,前部为带有凹槽的屏蔽套,后部为电缆固定夹。这种连接器屏蔽接地比较好操作,将电缆屏蔽层修剪整齐,张开屏蔽层,360°均匀覆盖在屏蔽套上,屏蔽皮端头不得超出屏蔽套凹槽,然后将第二层尾部附件拧紧在第一层屏蔽套尾端,这就像一个夹层一般将屏蔽皮牢牢夹在连接器屏蔽套内。

这种工艺方案,不论接地效果,还是屏蔽效果都非常理想。

3.4.4 电缆屏蔽层接地工艺方案Ⅳ

对于许多插座型连接器,不带尾部附件,在接地时,通常采用方案Ⅰ,将引出接地线用螺钉安装在插座螺钉孔上。但有时我们需要将屏蔽层完全覆盖住导线与连接器才能达到理想效果。

将屏蔽层张开,均匀覆盖在连接器金属外壳上,并用铜镀银线缠紧或将绝缘粘胶带裁成0.5cm宽窄条缠紧。修剪端口毛边,套上热缩套管。为防止屏蔽层与连接器接线端子短路,应先将连接器端头导线与连接端子套上热缩套管,与屏蔽层隔离开。

3.5 电缆护套转接工艺

在实际生产中许多电缆是一头对两头或一头对多头,这种电缆套一个护套肯定不行,必须进行分叉处理,分叉部位要依据电缆长度及分支电缆连接分设备结构部位而定。注意分叉部位应选择电缆行程的平直部位,避开折弯和转角部位。

确定好分叉部位后,修剪整齐该部位分支护套端口,绝缘粘胶带裁成0.5cm宽的窄条,缠紧分支护套端口。将主护套穿过分叉口,包裹住分支护套,用裁好的绝缘粘胶带将主护套端口缠紧,并套热缩套管。这样处理后电缆外形较美观,分叉部分不会形成一个“大突包”。

3.6 尾部封装工艺

电缆尾部封装通常采用填充裹敷材料,填充材料多种多样,以往选用毛毡及聚氯乙烯套管等,各自存在很多问题。填充材料的选择要与连接器的结构,电缆使用环境等结合起来,统一考虑。硅橡胶皮因其柔软富有弹性,防静电等特性,成为一种不错的填充材料。

将硅橡胶平裁成2cm宽的长条,裹敷在连接器尾夹内,并上紧连接器尾夹螺钉。裹敷厚度依据连接器尾夹直径而定。为美观起见,可将漏出多余硅橡胶皮用刀片沿尾夹切平。注意切除时不得划伤电缆护套。

电缆尾部封装还可采取灌注环氧树脂对接线端子焊点进行保护,灌注高度要超过接线端子的热缩套管部分[5]。

4 视频电缆组件装配工艺关键技术

视频电缆组件的性能主要取决于电缆与连接器间的装联技术和工艺水平,在装联过程中内导体剥离和焊接,填充介质截面的处理,屏蔽层接地处理质量的高低等均影响电缆组件的特性。这些不仅与工装水平、工艺技术相关,还与制作者自身的技术水平密切相关。在加工制作视频电缆组件过程中,如果加工工艺技术欠妥,容易出现视频电缆屏蔽层与内导体短路,内导体连接质量不高,填充介质截面加工不规范等问题,使视频电缆组件的插入损耗过大而难以使用,最终对电子产品系统的性能指标产生影响。故此加强对视频电缆组件装联技术的研究,对改善电子产品本身的质量和技术指标都是十分重要的。