1、第 1 章 电子产品工艺知识概述 1.1 1.1 工艺的基本概念工艺的基本概念1.2 1.2 电子产品设计的工作流程电子产品设计的工作流程1.3 电子产品装配工艺过程电子产品装配工艺过程 1.1 工艺的基本概念工艺的基本概念 1.1.工艺技术工艺技术 工艺技术是人类在劳动中逐渐积累起来并经过总结的操作技术经验,它是应用科学、生产实践及劳动技能的总和。2.2.工艺管理工艺管理工艺管理是指从系统的观点出发,对产品制造过程的各项工艺技术活动进行规划、组织、协调、控制及监督,以实现安全、优质、高产、低消耗的既定目标。3.3.电子产品工艺发展历程电子产品工艺发展历程电子产品装联工艺技术的发展经历了五个时
2、代。第一代:电子管底座框架时代(20世纪50年代);第二代:晶体管通孔插装(THT)时代(20世纪60年代);第三代:集成电路CD*2通孔插装时代(20世纪70年代);第四代:大规模集成电路表面安装(SMT)时代(20世纪80年代初期);第五代:超大规模集成电路多层复合贴装(MPT)时代(20世纪80年代后期)。装联工艺如图11、图12和图13所示。图 1-1 通孔插装板 图 1-2 表面安装板一 图 1-3 表面安装板二 1.2 电子产品设计的工作流程电子产品设计的工作流程 1.1.传统电子设计工作流程传统电子设计工作流程完成一个电子产品的设计必须经过原理设计、初步验证、批量生产等几个过程。
3、对于电子产品设计工程师而言,必须保证理论设计、初步验证两个过程完全正确,才能将电路设计图绘制成PCB图,并进行下一步的生产。图 1-4 电子产品线路设计和制作的一般程序框图 2.2.现代电子设计工作流程现代电子设计工作流程随着计算机软件技术的发展及对电子器件的进一步研究,人们可以对各种器件进行数学建模,借助计算机软件对其进行分析、计算,并在计算机上仿真出近似于实际结果的数据及各种波形。这种由软件进行验证的设计方法克服了传统方法的缺点,解决了传统设计和调试中存在的问题。而且由于这种方法可以事先排除大部分设计上的缺陷,设计工程师就可以将大量的精力用于设计而不是调试,因而大大提高了设计速度,使新产品
4、可以更快地推出,为企业创造更好的经济效益。1.3 电子产品装配工艺过程电子产品装配工艺过程 1.1.装配准备装配准备1)技术准备做好技术资料的准备工作,例如工艺文件、必要的技术图纸等。特别是新产品的生产技术资料,更应准备齐全。装配人员应熟悉和理解产品的有关技术资料,例如产品性能、技术条件、装配图、产品的结构特点、主要零部件的作用及其相互连接关系、关键部件装配的注意事项及要求等。企业在新产品装配生产前应举办技术学习班,对有关人员进行技术培训。2)生产准备生产准备分为生产组织准备及装配工具和设备准备。生产组织准备是指根据工艺文件确定工序步骤和装配方法,进行流水线作业安排、人员配备等。在电子产品的部
5、件装配和整件装配中,目前使用的大部分是手工工具。但在某些大型企业一致性要求强的产品大批量生产的流水线上,为了保证产品质量,提高劳动生产率,配备了一些专用装配设备。常用手工装配工具有电烙铁、剪刀、斜口钳、尖嘴钳、平嘴钳、剥线钳、镊子、螺钉旋具(又叫起子、改锥、螺丝刀)、螺帽旋具(用于装拆六角螺母和螺钉)等。电子产品整机装配专用设备有下列几种:(1)切线剥线机,用于自动裁剪导线,并按需要的剥头长度剥去塑料绝缘层。(2)元器件刮头机,用于刮去元器件表面的氧化物。(3)普通浸锡炉,用于焊接前对元器件引线、导线剥头、焊片等进行浸锡处理,也可用于小批量印制电路板制作。(4)自动插件机,用于把规定的电子元器
6、件插入并固定在印制电路板预制孔中。(5)波峰焊接机,用于印制电路板的焊接。(6)烫印机,用于烫印金箔,例如扬声器的面框。3)材料准备材料准备是指按照产品的材料工艺文件进行购料、领料、备料等工作,并完成下列任务:(1)协作零部整件的质量抽检。(2)元器件测量。(3)导线和线把加工,屏蔽导线和电缆加工。(4)元器件引线成形与搪锡。(5)打印标记。2.2.部件装配部件装配 一台电子整机产品通常由各种不同的部件组成,其中装配质量的好坏将直接影响到整机的质量。在生产厂中,部件装配一般在生产流水线上进行,有些特殊部件也可由有关专业生产厂家提供。1)印制电路板的装配 电子产品的部件装配中,印制电路装配元器件
7、数量最多,工作量也较大。印制电路板的装配工艺质量和产品质量密切相关。2)机壳、面板装配技术 产品的机壳、面板既用于安装部分零部件,构成产品主体框架,同时也对产品的机内部件起保护作用,为使用、运输和维护带来方便。优美的外观造型又具有观赏价值,可以提高产品的竞争力。产品机壳、面板的装配要求主要有以下几点:(1)对于注塑成形的机壳、面板,经过喷涂、烫印等工艺后,装配过程中要注意保护,工作台面上应放置塑料泡沫垫或橡胶软垫,防止弄脏、划损面板和机壳。(2)进行面板、机壳和其他部件的连接装配时,要准确装配到位并注意装配程序,一般是先轻后重、先低后高。紧固螺钉时用力要适度,既要紧固,又不能用力过大造成滑牙穿
8、透,损坏部件。(3)面板、机壳、后盖上的铭牌、装饰板、控制指示、安全标记等应按要求端正、牢固地装于指定位置。(4)面板上装配的各种可动件应操作灵活、可靠。3)其他常用部件的装配(1)屏蔽件的装配。为了保证屏蔽效果,屏蔽件装配时要保证接地良好。对螺纹连接或铆接的屏蔽件,螺钉、铆钉的紧固要做到牢靠、均匀。对于锡焊装配的屏蔽件,焊缝要做到光滑无毛刺。(2)散热件的装配。散热件和相关元器件的接触面要平整贴紧,以便增大散热面。连接紧固件要拧紧,使它们接触良好,以保证散热效果。3.3.整件装配整件装配整件装配又叫整机总装,是把组成整机的有关零件和部件等半成品装配成合格的整机产品的过程。这些半成品在进入整件
9、装配前应是通过检验合格的。例如,具有一定功能的印制电路板部件应经过调试合格后方可进入总装。整件装配工艺流程图如图1-5所示。图 1-5 整件装配工艺流程图 整件装配通常应注意下列事项:(1)整件装配应有清洁、整齐、明亮、温度和湿度适宜的生产环境。装配时应按要求戴好白纱手套再进行操作。操作人员应熟悉装配工艺卡的内容要求,必要时应熟悉整机产品的性能和结构。(2)进入整件装配的零件、部件应经过检验,并被确定为要求的型号、品种、规格的合格产品或调试合格的单元功能板。若发现有不合要求的,应及时更换或修理。(3)装配时应确定好零部件的位置、方向、极性,不要装错。安装原则一般是从里到外,从下到上,从小到大,
10、从轻到重,前道工序应不影响后道工序,后道工序不改变前道工序。(4)安装的元器件、零件、部件应端正、牢固。紧固后的螺钉头部应用红色胶粘剂固定。铆接的铆钉不应有偏斜、开裂、毛刺或松动现象。(5)操作时应细心,不能破坏零件的精度、表面粗糙度、镀覆层,不能让焊锡、线头、螺钉、垫圈等异物落在整机中,同时应注意保护好产品外观。(6)总装接线要整齐、美观、牢固,导线或线把的放置要稳固和安全,要防止导线绝缘层被损伤,以免造成短路或漏电现象。电源线或高压线一定要连接可靠,不可受力。(7)水平导线或线把应尽量紧贴底板放置,竖直方向的导线可沿边框四角敷设,导线转弯时弯曲半径不宜过小。抽头、分叉、转弯、终端等部位或长
11、线束中间每隔2030 cm用线夹固定。交流电源或高频引线可用塑料支柱、支承架空布线,以减小干扰。(8)对产品的性能、寿命、可靠性、安全性等实用性有严重影响或工艺上有严格要求,严重影响下道工序的关键工位工序,应设置“质量管理点”,通过对质量管理点的强化控制来保证产品的质量。第 2 章 电子产品工艺实训基础 训练训练1 1 锡焊技术锡焊技术训练训练2 2 常用仪表、仪器使用常用仪表、仪器使用训练训练3 3 常用电子元器件常用电子元器件思考题与练习题思考题与练习题 训练训练1 锡焊技术锡焊技术 一、一、训练要求训练要求(1)了解电烙铁的结构、工作原理与检测方法,正确使用电烙铁。(2)根据所焊元器件与
12、电路板的结构特点选择合适的电烙铁。(3)了解常用的焊剂、焊料类型,根据实际选择合适的焊料与焊剂。(4)掌握常用电子元器件及各种导线的焊接工艺。(5)掌握电路板的处理与焊接工艺。(6)掌握常用电子元器件、插接件的拆焊方法。二、二、主要器材主要器材(1)各式电烙铁。(2)各种电子元器件(积累实验过程中损坏的元器件、废弃电器上的元器件)。(3)各种规格的导线、安装板(铜铆钉板、报废的仪器仪表、废旧电器的电路板较好)。(4)焊锡条、锡丝、焊剂(松香)、清洗剂(酒精)、绝缘漆等。(5)镊子、吸锡网、小硬毛刷等。三、三、训练内容训练内容1.1.电烙铁的选择与检测电烙铁的选择与检测电烙铁有内热式和外热式两种
13、。1)外热式电烙铁外热式电烙铁在铁管的外侧先用数层云母片包裹绝缘,在云母片上绕制电热丝,然后再用数层云母绝缘后做成烙铁心,最后将烙铁紫铜头插入铁管。通电后电热丝发热,加热云母片,云母片将热传给铁管,铁管再将热传给烙铁紫铜头。外热式电烙铁热效率较低,温度上升慢,但坚固耐用且功率比较大,目前仍被使用。市场上外热式电烙铁有小功率(1530 W)、中功率(3080 W)和大功率(80500 W)三种。2)内热式电烙铁内热式电烙铁是在外热式电烙铁基础上改进的,它在瓷管外绕制电热丝,在电热丝外再套一层绝缘用瓷管,做成内热式烙铁心,将烙铁心插入不锈钢管中,在不锈钢管外套上焊接用的电烙铁紫铜头。通电后,电热丝
14、发热,加热瓷管,瓷管将热传给不锈钢管,不锈钢管再把热传给烙铁紫铜头。内热式电烙铁的启动时间快,体积小,热效率高,温度上升快，是目前最普遍使用的锡焊工具;其缺点是电热心的瓷管较细,容易摔断。市场上内热式电烙铁只有小功率和中功率两种。电烙铁还可根据烙铁头的形状(直头、弯头、尖头和扁头)、功率、使用电压来分类。高压电烙铁使用的电压为220 V,功率有20 W、25 W、30 W、35 W、50 W等几种。低压电烙铁使用的电压常有12 V和24 V两种,功率有15 W、20 W等。3)电烙铁功率的选用电烙铁的功率应视焊点的面积大小而定。焊点大时散热速度也快,因此选用的电烙铁功率也应该大些。焊接印刷线路
15、板、无线电元器件一般采用2545 W的小型电烙铁,使用大烙铁容易损坏元器件。应根据所焊接的元器件特点来选择烙铁头的形状。电烙铁的电源线一般采用电灯用的花线(塑料线也可以),长度约为1.5 m。正常电烙铁用万用表欧姆挡测其两电极间电阻约在12 k之间。若电阻无穷大或接近零,则表示烙铁心已损毁,应更换烙铁心。2.2.电烙铁的正确使用与维护电烙铁的正确使用与维护电烙铁是焊接电路的主要工具,正确使用电烙铁是焊接技术的关键。在使用电烙铁时要注意下面几点:(1)新烙铁使用之前,先用锉刀将其表面镀层去净并露出铜头,然后将烙铁通电,等烙铁头部微热时插入松香,在烙铁头上均匀地“吃上”焊锡。(2)使用烙铁时应严禁
16、摔碰,以免电热丝受振动而断开,损坏电烙铁。(3)不要将烙铁头在金属上刻划或用力去除粗硬导线的绝缘套,以免使烙铁头出现损伤或缺口,减少其使用寿命。(4)经常用测电笔检查烙铁是否漏电,电源线的绝缘层是否完好,防止发生触电事故。(5)焊接一些特殊元件时,必须按要求接地线。(6)电烙铁经过长时间使用后,烙铁头部会生成一层氧化物,不容易吃锡。如果烙铁口呈灰白色,可以用钢丝刷去。如果烙铁口呈棕黄色,可用锉刀锉掉氧化层,按照处理新烙铁头的方法涂上焊锡即可继续使用。当烙铁头严重磨损时,将影响焊接质量，此时必须更换新的烙铁头。(7)在焊接过程中,电烙铁如果用用停停,则烙铁上集结的热量就不能及时散失,当热量储存过
17、多时,容易将烙铁头“热死”(即全部被氧化物覆盖而“吃”不上锡),从而影响焊接质量并缩短电烙铁的使用寿命。为了避免发生烙铁头“热死”现象而影响焊接速度,最好在不焊时将烙铁降温,使用时又能较快地达到焊接温度。(8)电烙铁不用时,宜放在烙铁架上。3.3.焊料、焊料、焊剂的选用与烙铁温度的控制焊剂的选用与烙铁温度的控制锡焊是利用高温使锡熔化,用于接合金属(包含导线、元器件与电路板)的技术。焊锡是低熔点的铅锡合金,锡与铅的比例不同,焊锡的熔点也不相同。焊锡的质量直接影响焊接的质量,焊锡丝的选择要视具体焊接对象而定,焊点较大的元器件可用较粗的焊锡丝,引脚较细的元件、焊点较小的焊盘宜用细焊锡丝。一般焊接电子
18、元件应选用低熔点焊锡丝(常用0.8 mm、65%的含松香焊锡丝)。焊剂在常温或焊件温度升高时能成为薄层分布到焊缝上,形成保护层,防止与空气中的氧气起作用,改善焊接性能。焊接工艺不同,助焊剂也不同。在电路板的焊接中,选用低熔点的焊锡丝和没有腐蚀性的助焊剂(比如松香、活性松香等)能满足大部分电子产品的装配要求,不宜采用工业焊锡和有腐蚀性的酸性焊油。如果采用含有松香的焊锡丝,使用起来会非常方便。在实际焊接中,可以根据需求自制助焊剂,下面是三种助焊剂配方。(1)松香酒精焊剂:松香20 g,酒精70 g,澳化水杨酸15 g。(2)中性焊剂:医用凡士林100 g,三乙醇胺10 g,无水酒精40 g,水杨酸
19、10 g。(3)无机焊剂:氧化锌40 g,氯化胺5 g,盐酸5 g,水50 g。在电子元器件及PCB(印刷电路板)的焊接中,固体松香就是很好的助焊剂。烙铁温度直接影响焊接质量。焊接时,应使电烙铁的温度高于焊锡的温度,但也不能太高,过高时焊锡容易流淌,且可能使元件过热,损坏甚至破坏电路板上的铜皮。温度过低时,焊锡不能充分熔化,焊点粗糙,会造成虚焊、堆焊现象。一般保持烙铁头温度比焊料熔化温度高50较为适宜。烙铁产生的温度与烙铁的功率和焊接的时间有关,同一功率的烙铁,焊接点尺寸小,其焊接时间要短一些;反之,则要增加焊接时间。在实际焊接中,常用普通焊锡丝,烙铁温度一般控制在320350之间。烙铁烧到什
20、么程度合适可用烙铁头与松香接触来判断,烙铁头和松香接触冒出柔顺的白烟,松香向烙铁头上扩展又不“吱吱”作响,这就是烙铁最好的焊接状态。4.4.焊接焊接1)PCB(印刷电路板)焊接技术在电子实验、实习、电子产品制作过程中,焊接工作是必不可少的。焊接不但要将元件固定在电路板上,而且要求焊点必须牢固、圆滑,不能有虚焊、假焊、堆焊现象。焊接的质量直接影响到电子实验、实习及制作的成功与否,因此,焊接技术是每一位学习电子应用的学生和电子制作爱好者必须掌握的基本功。锡焊中,锡和焊点结合紧密,焊点圆滑、光亮是锡焊的基本要求。正确的操作步骤是:烙铁头接触松香沾锡烙铁沾锡的地方接触焊点23秒钟移开烙铁使锡凝固,焊锡
21、凝固前焊件不能乱动,以免造成假焊。电子元器件、电路板保存在空气中,由于氧化作用,元件引脚、电极、焊盘上附有一层氧化膜,同时还有其它污垢,焊接前可用小刀或细砂纸打磨掉氧化膜,并且立即涂上松香或其他焊剂,然后上一层焊锡(俗称搪锡)。搪锡就是将要锡焊的元器件引线或导电的焊接部位预先用焊锡润湿,一般也称为镀锡、上锡等。搪锡是否合理是焊接成功的关键,它是靠金属的扩散形成结合层后而使焊件表面“镀”上一层焊锡的。搪锡并非锡焊不可缺少的操作,但对手工烙铁焊接,特别是维修、调试、研制工作,几乎是必不可少的。元器件引线搪锡的方法如图2-1所示。图 2-1 元器件引线搪锡的方法(a)元件移动；(b)烙铁移动 经过搪
22、锡处理后的元件容易焊牢,不容易出现虚焊现象。焊接时，先把被焊元件引脚插到PCB(印刷电路板)的应插位置,调整到合适的高度,用烙铁头沾取适量焊锡,接触焊点,待焊点上的焊锡全部熔化并浸没元件引线头后,电烙铁头沿着元器件的引脚轻轻往上一提离开焊点。高质量的焊点应呈正弦波波峰状,表面光亮圆滑,无锡刺,锡量适中。焊接点上的焊锡量太少,焊接不牢,机械强度也差。而过量的焊锡则会增加焊接时间,降低工作速度,毫无必要地消耗较贵的锡,更为严重的是,在高密度的电路中,过量的锡很容易造成不易察觉的短路。焊锡应该刚好将焊接点上的元件引脚全部浸没,轮廓隐约可见为好。焊接点上焊剂的用量如图2-2所示。图 2-2 焊剂用量比
23、较(a)焊锡过多，浪费;(b)焊锡过少，焊点强度差;(c)合适的焊锡量，合格的焊点 焊接过程中,焊点的形成与烙铁撤离时的角度和方向也有一定关系。图2-3所示是烙铁在不同撤离方向时对焊点的影响示意图。撤烙铁时轻轻旋转一下,可保持焊点有适当的焊料,当然,这需要在实际练习焊接操作中去体会。图 2-3 不同撤离方向对焊点的影响(a)烙铁轴向45撤离；(b)向上撤离;(c)水平方向撤离；(d)垂直向下撤离;(e)垂直向上撤离 助焊剂的用量也应适宜。过多,焊点不美观,还会腐蚀元件;过少,会造成虚焊。电路焊好后,切记将多余的焊剂用乙醇(无水酒精)或异丙醇清洗掉,以防碳化后的助焊剂影响电路正常工作。焊接结束后
24、,必须检查有无漏焊、虚焊以及由于焊锡流淌造成的元件短路。虚焊较难发现,可用镊子夹住元件引脚轻轻拉动,如发现摇动应立即补焊。另外,焊接时流动的焊锡容易掉在板子上,焊接完毕后要仔细检查，清理残锡,防止通电后造成短路。2)PCB焊接练习(1)元器件的成形。电子元件在安装焊接之前一般都必须把元件的引脚整理成合适的形状,通常把这一步骤叫做“弯脚”或“窝腿”。由于元件与引脚的连接部(或称根部)比较脆弱,经不起太大的机械应力,因而在弯脚时应用镊子夹住引脚靠根部的部分(起保护根部的作用),而用另一只手把引脚压弯。弯曲点与根部的距离不得小于3 mm;不要弯成直角;引脚弯曲半径不得小于2 mm。(2)表面处理与搪
25、锡。电子元件表面处理与搪锡时,要特别注意对三极管或集成电路的引脚以及电路板的操作。三极管或集成电路的引脚外层只有一层很薄的金层或银层,里面的金属丝很难上锡,引脚有锈就更不容易上锡,切不能用力刮或打磨,只能用细砂纸轻轻打几下,即使锈蚀没有全部去掉,也不要再处理。应当用沾有大锡球的烙铁去“蹭”引脚,让引脚“埋”在熔化的锡球里。如果“蹭”后引脚上了锡,那还可以使用。如果引脚上只有少数地方上锡,这样的器件就不能再使用了。集成电路焊接时,电烙铁要可靠接地,或断电后利用余热焊接。实际做电子电路时,一般最好使用集成电路专用插座,焊好插座后再把集成电路插上去。印刷板:如果印刷板上有保护腊或保护漆,或者表面太脏
26、,应当用细砂纸或钢棉轻轻打掉,一直到露出的铜箔或锡很光亮为止,然后用酒精布轻轻擦干净,再上锡。给通孔上锡时,应保证通孔仍可让元器件的引脚穿过。如果孔被堵上,则可以用吸锡器吸走通孔里的锡,或用不沾锡的铁丝或铝丝捅穿孔。(3)元器件的插装。所有元器件在PCB上按工艺文件要求进行装连。为了方便测试、识别,元器件标志、参数要朝易看见的方向。元器件插装过程中,要按先低后高顺序进行,注意有极性元器件的方向不能插反。总之,元器件在PCB上插排既要整齐美观,又要符合电器特性。(4)元器件的焊接。在实际焊接中,针对电子元件的特点可采用点焊和拖焊的方法。点焊分为加焊锡丝助焊与不加焊锡丝助焊两种。加焊锡丝助焊时，左
27、手持焊锡丝,右手握烙铁对焊接点进行点焊。其焊接过程是:把准备要焊接的元器件引脚插入线路板的焊接孔内,检查位置无错后,调整元器件的高度(例如变压器不能将底面贴在主件板上)。先焊好一个脚,然后对其它脚进行点焊。焊接时,让焊锡丝接触焊接点,烙铁熔化焊锡丝,而后镀在焊接处,左手根据焊点大小向前进锡。锡上足后,左手立刻回收停止进锡,而右手中的烙铁仍留在焊点上,停留时间一般在0.8秒左右,完成点焊。另外,电烙铁撤离焊点的速度要快,沿水平方向抽出。不加焊锡丝助焊是指在焊点上已上好足够的焊锡或在烙铁头上沾有一定量的焊锡,然后用电烙铁对焊点进行点焊。例如将一只晶体三极管直接焊接在铜箔线路板上,首先对三极管引脚搪
28、锡,再对焊盘处理并上好足量的焊锡,然后用烙铁熔化焊锡,接触焊点,使三极管引脚充分与焊锡接触后,烙铁迅速离开焊点。拖焊是焊接多脚元器件时常采用的焊接方法。操作时先将元器件的位置固定好(可用焊锡固定),然后将焊锡丝靠在焊脚上,用大面积触头的C型烙铁头熔化焊锡丝,使锡不断进入焊点。当焊点(指熔化的焊锡)足够大时,左手的焊锡丝与右手的烙铁同时同步移动。移动时烙铁头不要接触元器件的引脚,而是让高温熔化的焊锡填在引脚与线路板焊接点之间,这是拖焊的特别之处。为保证拖焊的焊接质量,在操作时要特别控制好烙铁移动的速度和进锡的速度。贴片式集成电路的特点是引脚细,焊盘薄,要选用合适的电烙铁和焊锡丝。焊接时先将集成电
29、路的引脚涂上松香水,然后将集成电路引脚与印制板上的焊盘位置准确定位。将四角焊牢固定,再检查一遍确认集成电路的每一个引脚都正确与焊盘位置相对应。然后将主板竖起(需别人帮忙),左手拿焊锡丝,右手拿烙铁,烙铁与主板成35角,从集成电路右边最上一脚焊起,烙铁与焊锡丝一起向下移动,利用流动的热锡将引脚与焊盘焊牢。从最上个引脚移到最下个引脚期间,若有两个引脚或多个引脚焊连在一起,重复以上动作,利用松香的表面张力使相邻两脚分开。焊接完一面后,甩掉残锡,蘸一下松香清洁烙铁头,使之保持光洁。转动主板,再重复以上动作,将所有引脚焊完。若有个别引脚还焊在一起,可用吸锡绳吸开,再分别补焊。初学者在焊接时,一般将电烙铁
30、在焊接处来回移动或者用力挤压,这种方法是错误的。正确的方法是用电烙铁的搪锡面去接触焊接点,这样传热面积大,焊接速度快。随着电子电路设计与PCB设计的自动化、电子元器件小型化,电路板上元件布局密集数量越来越大,为手工焊接带来了一定的难度。条件具备时,用波峰焊机和锡流焊机装配实习电路,以掌握最新焊接技术。5.5.导线焊接练习导线焊接练习导线的焊接与元器件的焊接大致相同,都要先进行绝缘层处理、搪锡，然后再焊接。一般去绝缘层露出3 mm的金属导线即可。导线的类型不同,有不同的处理方法:多芯线去绝缘层后,要沿一个方向将多芯线拧紧,然后搪锡;漆包线要先轻轻刮去漆层,或用带有焊锡的烙铁烫一会儿,在去漆包皮的
31、同时上锡;丝包线在去绝缘层后,还要去掉丝包层才能上锡。导线焊接包括导线与导线的焊接(连接)与导线在印制板或铜铆钉板上的焊接。导线连接时将搪有焊锡的导线并齐放置,用烙铁头的搪锡面焊接导线,沿导线平放方向离开烙铁;导线在印制板或铜铆钉板上焊接时,要像元件焊接一样将导线穿过焊孔,在焊接面焊接。实际练习焊接时,可用做实验时的废弃导线,用前面练习元件焊接的电路板进行导线焊接练习。也可以将硬心导线或铜丝焊接成一定的几何形状,以增加焊接练习的趣味性。在短导线的焊接中,注意用镊子或尖嘴钳夹住导线,以防烫手。细导线焊接尽量在较短的时间内完成,以防焊坏导线。6.6.拆焊练习拆焊练习1)三脚以下元件的拆焊方法拆焊此
32、类元件所用电烙铁的烙铁头应锉得尖一些,使得烙铁头碰到焊点时不会接触到印制板的其它部分。拆焊时,用烙铁头接触印制板背面的焊点,与此同时,要用镊子夹住印制板正面的元件引脚,当发现焊锡开始熔化时,用镊子慢慢把引脚拉出通孔。如果拉出引脚的过程不太顺利,应使烙铁头暂时撤离焊点,以防过多的热量传到元件内部。2)多脚元器件的拆焊方法对如集成电路这样的多引脚元器件,一般需使用吸锡器。如果没有吸锡器,可以采取下述变通方法:把印制板斜放起来,背面朝下,用电烙铁的烙铁头接触背面的焊点,并用一根铝丝去接触这个焊点,铝丝的另一头朝下。当焊锡熔化时,把铝丝捅进通孔里,这时熔化的焊锡会顺着铝丝掉下来。电子元件的拆焊要特别注
33、意烙铁头与焊点的接触时间一般不宜超过10秒钟。过热会使覆铜层脱离印制板或印制板被烫焦。如果一次拆焊不成功,可等焊点稍冷之后再重新做一次。拆焊时要特别注意不要损坏印制板,必须注意保护好元件。元器件拆焊后,焊盘上会残留焊锡。尤其是集成电路拆下后,焊盘上的残锡更多,会给重焊元器件造成困难,必须清理干净。用吸锡绳浸上松香,将残锡吸掉。吸时一定要注意,吸锡绳的移动方向要顺着焊盘的走向,不要横移,否则极易损坏焊盘。残锡清理完后,用酒精清洗集成电路各引脚上的残余松香,烘干或自然风干后,整个拆焊工作才算结束。3)拆焊操作原则为防止失误,拆焊过程中还应遵循以下操作原则:第一,最好每次只拆下一个元器件。拆下元器件
34、时应记下每个脚的焊接位置。当引脚数目较多或者对这种元器件的引脚排列方式不太熟悉时,应在每个引脚上贴上胶布,写上记号,或者采取其它的标记方法。第二,如果不得已必须拆下较多的元器件,一定要给每个元器件分别做上记号。第三,如果测量结果表明该元件没有故障,应及时把它焊到电路板上。第四,应利用元器件拆下来的这个机会,检查一下印制板有没有毛病。四、四、焊接技能考核焊接技能考核 表表2-1 2-1 手工焊接技术手工焊接技术(电子元器件插装、电子元器件插装、焊接焊接)考核评分细则考核评分细则训练训练2 常用仪器、仪表的使用常用仪器、仪表的使用 一、一、训练要求训练要求(1)了解常用仪器、仪表的基本结构与功能。
35、(2)理解常用仪器、仪表的工作原理。(3)掌握常用仪器、仪表的使用方法与操作步骤。二、二、主要器材主要器材(1)万用表、直流稳压电源、信号发生器、双踪示波器、晶体管特性图示仪等。(2)电阻组件，电容组件，二极管、三极管等若干。(3)面包板一块,硬导线若干,常用工具一套。三、三、训练内容训练内容(一)指针式万用表万用表是一种可以实现多量程、多种电量测量的便携式电气测量仪表,一般可以用来测量直流电流、直流电压、交流电压、电阻和音频电平等电参量。除此之外,有的万用表还可以测量交流电流、晶体管放大倍数、电感、电容等参数。万用表广泛应用于无线电、通信和电工测量等领域。万用表的种类和型号很多,量程也各不相
36、同,根据工作原理的不同,一般可以分为指针式万用表和数字式万用表两大类。1.1.主要技术指标主要技术指标MF-47是磁电式便携多量程万用表,其外形如图2-4所示。该万用表可供测量直流电流、交直流电压、直流电阻等电参量,具有26个基本量程和电平、电容、电感、晶体管直流参数等7个附加参考量程。它的测量范围和精度等级见表2-2。图 2-4 MF-47型万用表外形图 表表 2-2 MF-47型万用表的测量范围和精度等级型万用表的测量范围和精度等级 2.2.各主要旋钮的作用各主要旋钮的作用MF-47型万用表面板上半部分是表头(指示部分),通过指针的位置和与之对应的表盘刻度值可指示被测参数的数值。表头指针调
37、零器在表头下方。仪表面板下半部分是供操作的旋钮和插孔,其中右上角为零欧姆调节器,左上角为三极管hFE测量插孔,测试笔插孔在最下方。主要旋钮和插孔的名称及作用介绍如下。(1)机械零点调节螺帽:万用表在使用之前应水平放置并检查指针是否在标度尺的起始点上。如果不在起始点,则应调整中间的胶木质机械零点调节螺帽,使表针回到标度尺的起始点上。(2)欧姆零点调节旋钮:测量电阻时,无论选择哪一挡,都要先将指针指在欧姆标度尺的起始零点上,否则会给测量值带来一定的误差。(3)转换开关:通过转换开关可选择5个测量项目、26个量程，以及电平、电容、电感、晶体管直流参数等7个附加参考量程。(4)负极插孔:在其左边标有“
38、*”标记。测量任何项目时,黑表笔都应插在该插孔里。(5)正极插孔:在其右边标有“+”标记。在测量电阻、直流电流及交直流电压时,红表笔应插在该插孔里。(6)晶体管静态直流放大系数检测装置供临时检测三极管使用。(7)交直流2500 V和直流5 A分别有单独插座,测试时黑表笔插在“-”极插孔位置,红表笔插在交直流2500 V和直流5 A的单独插座中。3.3.表头刻度表头刻度标度盘与开关指示盘印制成红、绿、黑三色。二盘颜色分别按交流红色,晶体管绿色,其余黑色对应制成,使用时读取示数方便。标度盘共有七条刻度,第一条专供测电阻用;第二条供测交直流电压和直流电流用;第三条供测交流10 V电压用;第四条供测晶
39、体管放大倍数用;第五条供测电容用;第六条供测电感用;第七条供测音频电平时使用。标度盘上装有反光铝膜,以消除视差。4.4.万用表的使用方法万用表的使用方法万用表的种类和结构是多种多样的,面板上的旋钮、开关的布局也各有差异。因此在使用万用表之前,应仔细了解和熟悉各部件的作用,同时也要分清表盘上各条标度尺所对应的测量量。使用时,只有掌握正确的方法,才能确保测试结果的准确性,使测量误差减小到最低程度,以保证人身和设备的安全。1)插孔和转换开关的使用 首先要根据测试项目选择插孔或转换开关的位置。由于使用过程中测量电压、电流和电阻等可能会交替进行,因而一定不要忘记换挡或转换表笔插孔。切不可用测电流或测电阻
40、的挡位去测电压。如果用直流电流或电阻挡去测量交流220 V电源,则万用表会立刻烧毁。2)测试表笔的使用 万用表有红、黑两根表笔,如果位置接反、接错,将会使测试错误或烧坏表头。一般万用表的红表笔为“+”,黑表笔为“-”或“*”。表笔插入万用表插孔时一定要严格按颜色和正负极插入。测直流电压或直流电流时,一定要注意正负极性。测电流时,表笔与电路串联;测电压时,表笔与电路并联,不能搞错。3)如何正确读数万用表使用前应检查指针是否指在零位上。如不指零位,可调整表盖上的机械零点调节螺帽。万用表有多条标度尺,一定要认清所对应的读数标尺,不能图省事而把交流和直流标尺任意混用,更不能看错。万用表同一测量项目有多
41、个量程,例如直流电压量程有1 V、2.5 V、10 V、50 V、100 V等。量程选择应使指针移动到满刻度的23以上。测电阻时,应使指针指向该挡中心电阻值附近读数,这样才能使测量准确。读数时操作者的视线应正视表针,以减少操作者因视线偏左或偏右而引起的使用误差。测量读数时要注意:万用表标度盘上的刻度线都是按表的精度刻画的,因此只要按表的刻度读数即可,最多插入半格读数。例如用万用表10 V挡测某一直流电压,表针指在40刻度线偏右一点,10 V挡的精度为2.5%,最大绝对误差为0.25 V,这时读数就不应为8 V,也不应为8.02 V,而应读为8.0 V。4)电阻的测量先将红表笔插在“”专用插孔内
42、,黑表笔接“*”插孔,将两表笔短接,同时旋动欧姆零点调节旋钮,使指针指在“”标度尺的零位上。每次换挡之后都必须重新使零欧姆电位器调零。如果旋动欧姆调零旋钮不能使指针指到欧姆零位,则说明电池电压太低,应更换新电池。在完成上述步骤后,可将表笔接到被测电阻的两个金属引出端,根据所设定的挡位读出电阻值。注意两手不应同时触及电阻两端,因为这样等于在被测电阻两端并上人体电阻,使测得值变小,在测高电阻时误差更大。量程选择应尽量在“”标度尺的中间区域读数。也决不能带电测量电阻。带电测量相当于用欧姆挡去测量电阻端电压,这样不但测量结果无效,而且可能损坏电表。在测量电阻之前应切断电源,电路中有电容时应先放电。万用
43、表的内附电池正极与表盘上的“-”或“*”插孔相连,负极与表盘上的“”插孔相连。若用欧姆挡判别晶体二极管、晶体三极管管脚,则由于晶体管所能承受电压较低和允许通过的电流较小,故应选用低电压高倍率挡(如R100或R1 k挡)进行测量。R1、R10、R100、R1 k、R10 k五个量程合用R14型2号1.5 V电池,R100 k量程使用的是专用6F22型15 V层叠电池。5)直流电压的测量红表笔接万用表的“+”插孔,黑表笔接“*”插孔,测量时把万用表与被测电路以并联形式连接,红表笔触到被测电路的正端,黑表笔触到电路的负端,不要接反。若不知道被测对象的正负极,可先将转换开关置于直流电压最大量程挡,然后
44、将一只表笔接到被测对象任何一极上,再将另一表笔在另一极上迅速相碰,立即拿开,观察指针偏向。若指针向正方向偏转,则红表笔接触的为正极；若指针反方向偏转,则红表笔接触的是负极。待极性确定后,估计被测量大概数值,将转换开关旋到适宜的量程上,使指针获得最大可能的偏转。如果电路上的电压大小估计不出来,就要先用大的量程,粗略测量后再用合适的量程,这样可以防止由于电压过大而损坏万用表。测量直流电压时,还应注意万用表内阻所造成的误差。当被测对象电阻很高时(如电子电路),万用表的接入可能会改变电路工作状态而引起很大的测量误差,此时建议采用输入阻抗高的仪表测量。6)直流电流的测量把转换开关置于直流电流挡位,如无法
45、估计被测电流的大小,可先选择直流电流量程最大的一挡进行测试,再根据指针偏转情况选择合适的量程。不允许在测量过程中带电切换挡位,以防止损坏万用表。测量时应先切断电源,将被测电路断开一点,把万用表串联在电路中,把红表笔接在高电压端(或“+”端),黑表笔接在低电压端(或“-”端),否则表针反偏。测量直流电流时要特别注意,不能将万用表与被测电路并联,若将万用表与被测电路并联,则通过表头的电流会大大超过满偏电流,损坏万用表的表头。需要注意的是，万用表电流挡内阻会使电流减小引起测量误差。在测量中,若已知电路中某组件的电阻值,为了避免断开电路,可用万用表直流电压挡测该组件端电压,再运用欧姆定律求出电路电流。
46、将万用表串联在电路中以后,接通电源,在第三条刻度线读取直流电流数据。7)交流电压的测量将万用表转换开关置于交流电压挡,其余操作与直流电压的测量相同,只是无须区分表笔的正负极。另外,交流电压挡的标度尺是按正弦交流电有效值标度的,如果测量对象不是正弦波,则误差要增大。还要注意的是,万用表表盘上都标明了使用频率范围(MF-10型万用表的频率范围为45 Hz1.5 kHz)。如果交流电频率超过这个范围，则误差就会变大,原因是附加电阻有分布电容存在,当频率升高时,附加电阻总阻抗降低,会使读数不准。8)音频电平的测量万用表的音频电平测量功能是指对信号传输过程中的衰减或增益进行测量。由于音频电压为交流参数,
47、因而其测量方法与交流电压相似,只是在dB刻度上读数。另外还要注意,音频电平是以交流10 V刻度的,如使用交流50 V及以上量程,要按表2-3修正测量值;如果被测对象含有直流成分,则测试表笔的一端必须串联一只0.1 pF以上、耐压为400 V以上的电容器,用来隔断直流电压。表表2-3 万用表的分贝修正值万用表的分贝修正值 5.5.注意事项注意事项(1)使用万用表之前,应熟悉各转换开关、旋钮或按键、专用插口、测量插孔以及相应附件的作用,了解每条刻度线对应的被测电量。第一次拿起表笔准备测量时,务必核对测量种类及量程选择开关是否拨对位置,否则可能损坏万用表。(2)万用表在使用时一般应水平放置,在干燥、
48、无振动、无强磁场及环境温度适宜且无腐蚀性气体的条件下使用。(3)测量交直流电压时,应将表笔插入连有导线的绝缘管内,且不应暴露金属部分,并应谨慎操作。正在测量较高电压或较大电流时,不能旋动转换开关,以免使开关接点间产生电弧,使开关损坏。(4)万用表使用完毕后,应将表笔取下,挡位转换开关置于交流电压最高挡,以防下次测量时不注意看转换开关位置而烧坏万用表,并可避免转换开关在欧姆挡时表笔短接,浪费电池。(5)万用表长期不用时应将电池取出,以免日久电池变质,渗出液体使电表损坏。(二二)数字式万用表数字式万用表数字式万用表与指针式万用表相比具有许多优点:测量值直接用数字显示,使读数变得直观、准确;机内采用
49、大规模集成电路,极大地提高了测量内阻,从而减小了测量误差,提高了测量精度;防磁能力也得到提高,使万用表在强磁场下也能正常工作;增加了保护装置,具备了输入超限显示功能,提高了可靠性和耐久性。数字式万用表是在直流数字电压表的基础上扩展而成的。直流数字电压表主要由模/数转换器(A/D)、计数器、译码显示器和控制器等组成。在此基础上,利用交流/直流(AC/DC)转换器、电流/电压变换器(I/U)、电阻/电压变换器(/U)、电容/电压变换器(C/U)、频率/电压变换器(F/U)等即可把被测量转换成直流电压信号,这样就构成了一块数字式万用表。TD-830型万用表是使用较多的一种袖珍式数字万用表,采用9 V
50、叠层电池供电,用LCD液晶显示器显示数字,最大可显示1999。该表使用旋钮式量程转换开关,操作简便,具有多种检测项目;表内装有蜂鸣器,可提高连续检测的速度;使用时电池能量消耗较小,并设有表内电池低电压指示功能;电路在设计上采用熔断管过流保护电路和过压保护组件,具备全量程保护功能。1.1.主要技术指标主要技术指标TD-830型数字式万用表共有28个基本挡。(1)直流电压(DCV)分5挡:200 mV,2 V,20 V,200 V,1000 V;分辨率分别为0.1 mV,1 mV,10 mV,100 mV,1 V;测量范围为0.1 mV1000 V。(2)交流电压(ACV)分5挡:200 mV,2
