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1、第一章电子线路的安装与焊接技术设计好一个电子电路后，需要安装焊接成实际电路，有的还要做成实用电子装置。从设计电子线路图纸到做成实际电路装置要经过十分重要的装接工艺。即使设计的电路十分合理，由于焊接安装不当也会严重地影响电子设备的性能，乃至使其不能正常工作。因此，整机的结构布局、元器件的安排布置及安装焊接等工作，是保证电子设备质量的重要环节。本章简要介绍有关装接工艺方面的知识。第一节电子装置的布局原则一、整机结构布局 把已经按设计选取好的元器件装接成实用电路，不仅要考虑便于调整、检修和使用，而且要防止器件之间的相互影响和干扰，以保证电路能正常工作。在设计整机结构时，应从电学、热学、力学性质和使用
2、方便等方面考虑布局问题。电子装置布局的一般原则如下。 （1）相互有影响或干扰的器件应尽可能分开或屏蔽 如强电（220V）和弱电（直流电源），输出级和输入级之间，要安排得远一些，干扰源（如频率较高的振荡器、电源变压器等）要注意屏蔽。电路走线应尽量短些，避免交杂混放在一起。放大器，特别是前置放大器的输入信号线应当选用屏蔽线，并注意屏蔽线外层一端接地。直流电源引线较长时，应加接滤波电路，防止50Hz交流干扰。 （2）要注意发热部件的安置 发热部件应当安置在靠近外壳或装置的后部，并在外壳上开凿通风孔以利于散热，必要时需加散热片、仪表风扇等装置，使元器件的温升不超过允许值，保证电路正常工作。晶体管、热敏
3、器件、电解电容等不宜放置在发热部件附近和装置的上方，因为电路长时间工作时，这较高的温度会影响上述器件的性能。大功率管及散热片可直接固定在外壳的外部，如果装在电路板上，要同其他电路元件保持一定距离。 （3）元器件的布置还应考虑整个装置的重心平衡和稳定 变压器和大电容等较重的器件，宜安装在整机的下部，使装置的重心靠下，容易稳定。另外，安排器件和箱体结构时，要考虑前后左右质量均匀，并使装置的长、宽、高比例恰当，一般高度比例要小一些，这样可提高装置的稳定度，也比较美观。（4）电路板的装接方法和元器件的位置要便于调试、测量和检修 一个较复杂的装置通常由多块印刷电路板组成，并通过印刷电路板插座同整机相连。
4、要充分利用每块印刷板的使用面积，又要减少电路板间的连线。最好按电路功能的不同分配印刷电路板。显示器件以及需要调节的旋钮、操作开关等，应装配在面板上。电源插座、保险丝以及不常调整的可调器件，一般安装在后盖上。二、抑制电磁干扰的措施一般电子装置都有电源变压器和整流滤波电路，而变压器和整流滤波电路往往是对电路影响最大的干扰源，必须设法减小其干扰。1 电源变压器的选择和安装电源变压器是带铁心的电感元件，其主磁通通过铁心构成闭合磁路，还有很少漏磁通穿过周围空气形成闭路，因此漏磁通在周围空间形成干扰源。变压器漏磁通分布情况如图1-1所示， X方向漏磁通最大，Y方向次之，Z方向最小。变压器体积越大，漏磁越多
5、。所以选择变压器不合理，电路元器件安排不当，电路都会受到干扰，甚至使电路无法正常工作。为了避免电源变压器干扰电路工作，应注意以下4点。 (1) 电源变压器功率储备不宜过大 选择或设计电源变压器时，功率储备不宜过大，在保证电路需要的前提下，适当提高每伏匝数值，尽可能降低变压器的磁通；同时要尽量减小变压器的体积，以减小漏磁。在制作电源变压器时，必须加入静电屏蔽。(2) 电源变压器应尽可能远离低频电路的输入级 变压器线圈的轴线方向应同印刷电路板平面平行，并使其铁心和金属底板垂直为好；但不要让硅钢片紧贴金属底板，以免变压器铁心的磁力线伸展到底板中，影响电路。为此，安装时应该用绝缘垫片将变压器固定在底板
6、上。(3) 将变压器屏蔽 为了防止变压器漏磁通的影响，还可以将变压器屏蔽起来。一种方法是在变压器的侧面（垂直X、Y的平面）包上几层带状铁皮，另一种方法是在变压器磁轭上（垂直Z、Y的平面）包上一层铜皮短路环。(4) 整流滤波电路和电源变压器的连线要尽可能短 这样，可以降低滤波电路的磁阻，减小电源的波纹电压，还可以减小整流电路引线产生的电磁场对放大电路的干扰。 2 低频放大器输入级的安装低频放大电路的输入级工作电平较低，容易受外界电磁场的干扰。因此，输入信号连线除需采用屏蔽之外，还应注意以下几点。（1）输入引线越短越好 尤其在连接电阻等元器件时，接交流高电位端的引线应尽量短，接交流地电位端的引线可
7、稍长一些。（2）输入端电位器外壳和轴柄应当良好接地 如音调控制电路的高、低音调节和音量调节电位器，一般工作电平都较低，容易受空间电磁场的干扰。所以，既要将电位器的外壳接地，又要把轴柄也接地，保证良好的屏蔽，免受外界干扰。（3）正确安装指示灯 一般指示灯与电源变压器的灯丝绕组距离较远，所以引线很长，很容易成为交流声干扰源。为此，指示灯要远离输入电路，并且采用双线对地绝缘的指示灯座，最好把灯丝引线的双线绞合起来。（4）抑制干扰除采用上述电源处理和屏蔽方法之外，还可通过整机布线和接地、采取隔离措施、去耦和补偿等实现。 三、整机布线与接地正确地布线和合理地接地，是确保电路性能的重要因素之一，电路产生交
8、流声或自激振荡，往往是由于布线不合理所致。1 合理布置接地线在电路中有3种不同的接地：一是在强电电路中，把电气设备的外壳接大地以防触电；二是在电子电路中作为电位参考点，称之为“接地”；三是为了抑制干扰而采取的技术措施，抑制干扰的“接地”有4种，分别是“信号地”、“模拟地”、“数字地”和“仪器地”。作为电位参考点的“接地”，其位置如果选择不合理，就会给电路带来危害。图1-2所示的是一种不合理接地。机壳A与B之间由于地电流和杂散电磁场感应形成干扰信号us2输出级高电平电流i由C经B流入电源，因为CB间电阻形成电压降us3。us2和us3两个电压同信号源us1串接在一起，加到输入回路之中形成干扰。尽
9、管这类干扰电压数值很小，但经放大电路放大之后，就可能成为严重的干扰信号。有时在不加us1的情况下，由于us2的存在会产生交流声；加入us1后，如果干扰信号与信号源同相位，还可能引起寄生振荡。可见，接地问题非常讲究。多级放大电路正确的接地方法有两种，如图1-3所示。图1-3a所示为串联接地方式，电路连线比较简单，但因存在地线电阻，容易在地线上形成干扰电压，所以它抑制地电流干扰能力较差。图1-3b所示为并联接地，它比前一种接地法更为合理，只是引线太长，电感效应较强，容易影响高频特性。这两种接地方法，输入回路都没有串任何干扰信号，这是它们的共同优点。接地一般应注意以下几点。(1) 电路尽量一点接地，
10、如图1-3b所示。这样可以避免地电流干扰和寄生反馈。 (2) 输出级和输入级不允许共用一条地线。(3) 输入信号和“地”应就近接在输入放大器的地端，不要和其它地方的地线相连。 (4) 各种高频和低频去耦电容的地端应尽量远离输入级的接地点，可靠近高电平的接地端。 2 整流滤波电路的布线 整流滤波电路中的滤波电容主要是为减小脉动电流、滤除交流成分而设置的。但是，如果布线不合理，即使用大容量电容滤波，也不会收到良好的效果。因为整流二极管多是焊在电路板上，而大电容则常固定在底板上，所以图1-4所示是常用的一种滤波电路连接方法。但是，这种连接方法是不合理的。图1-5所示是该电路的等效电路，因为引线有电阻
11、，它同电容串联，增大了电容支路的等效阻抗，使实际的滤波效果变差，尤其当引线较长时，影响会更加明显。图1-6所示的连接方法是较为合理的，虽然增加了引线的长度，但因电路的直流电压直接从大电容两端取出，清除了整流滤波电路引线电阻的影响，改善了电源的波纹系数。 3 印刷电路板的布线 通常，原因不明而且难以排除的干扰大多是印刷电路板布局过密、过乱而造成的。合理的印刷电路板布局有利于降低和消除各种因素造成的干扰。印刷电路板的布线原则如下。 (1) 按电路图的走向顺序排列各级电路，尽量缩短接线，以减小分布参数对电路的影响。不允许有交叉电路，对于印刷电路图板中可能交叉的线条，可用“钻”、“绕”等办法解决。排线
12、应尽量减少形成闭合回路，避免由于空间磁场通过此环形成涡流，而产生干扰信号。 (2) 为了减小公共地线长度，实现一点接地，常从一点总地线分成若干个接地分支，使各部分电路地线分开；但直接耦合或电容耦合弱信号部位的两部分电路的接地不能分开。后级交直流回路的电流应绝对避免流经前级输入回路的地线。采用串联接地方式时，输出级和输入级的地线点不能公用，在插座引线上要分别给出输入和输出接地端。总地线必须严格按高频中频低频一级一级地从弱电到强电的顺序排列，切不可随便翻来覆去地乱接，级与级间宁可接线长些。高频电路常采用大面积包围式地线，以保证有良好的屏蔽效果。 (3) 输入级的输入阻抗和灵敏度都比较高时，为了减小
13、输入端静电感应的影响，可以使输入端的接地面积尽量大一些，或者用地线包围输入端。另外，输入信号和输出信号的引线应尽可能分开一些，它们的插座上的引线端的距离也尽量远些，或者用中间设置地线引出端的方法，减小相互的耦合作用。 (4) 强电流引线（公共地线、功放电流引线等）应尽量宽些。 (5) 阻抗高的走线尽量短，阻抗低的走线可长一些。这是因为阻抗高的走线容易发射和吸收信号，引起电路不稳定。电源线、地线、无反馈元器件的基极走线、发射极引线等均属低阻抗走线。射极跟随器的基极走线、放大器集电极走线（如中频变压器）均属于高阻抗走线。要根据通过引线的电流和电压选择导线的粗细和绝缘性。不同功能的引线要有颜色区别。
14、 (6) 立体声扩音机、收录机、电视机等的两个声道的地线必须分开，各自成一路。一直到功放末端再合起来；否则，两路地线连来连去，极易产生串音，使分离度下降。 思考题1) 电子装置的整机结构布局一般原则是什么？2) 说明抑制电磁干扰的措施。3) 整机布线和接地如何才算正确合理？第二节印刷电路板的制作一、印刷电路板1 印刷电路板的组成 印刷电路板(Print Circuit Board缩写PCB)，是指具有一定尺寸和形状的、以绝缘有机材料为基材、其上至少有一个由铜箔构成的导电图形和若干孔的电路板。一块完整的印刷电路板主要由5部分组成。(1) 绝缘基材 一般由酚醛纸基、环氧纸基或环氧玻璃布制成。(2)
15、 铜箔面 由裸露的焊盘和被绿油覆盖着的铜箔线路所组成，为电路板的主体。焊盘用于焊接电子元器件。(3) 绿油面 保护铜线路的助焊面，由耐高温的助焊剂制成。(4) 白油面 主要用于标注元器件的编号和符号，便于印刷电路板加工时的电路识别。一般用白色油漆制成。(5) 孔 包括元件孔、工艺孔、机械安装孔及金属化孔等，用于基板加工、元件安装，产品装配及不同层面的铜箔线路之间的连接。2 印刷电路板的作用PCB已被广泛应用于几乎所有的电子产品，其主要作用有2种。(1) 作为电路中元器件安装的支撑体。(2) 通过铜箔线路和焊盘连接电路中的元器件。3 印刷电路板类型根据产品的使用要求，PCB通常被分为3种。单面板
16、 仅一面有导电图形的印刷电路板，主要用于民品，如一般的小家电产品。双面板 两面都有导电图形的印刷电路板，主要用于性能要求较高的通信电子设备、高级仪器仪表及计算机等。多层板 由交替的导电图形层和绝缘材料层层压粘合而成的印刷电路板，层间电路通过金属化孔互连，主要用于性能要求较高且体积受限的复杂电子产品。二、 PCB设计与protel软件1 PCB设计软件 2 protel软件三、印刷电路板的制作 制作印刷电路板的基本程序是，先在敷铜板上画好电路图，再将要留的导电部分涂上抗腐蚀的材料，然后放在腐蚀液中将其余部分腐蚀掉，最后擦去防腐材料即成待用的电路板。电路板的制作方法有多种。目前，生产电子电路的厂家
17、，为了批量生产，单面印刷电路板大多采用丝网漏印法制成，双面印刷电路板一般采用丝网印法（即利用丝网镂孔版和印料，经刮印得到导电图形的方法）或感光法（即利用光敏抗腐蚀经光化反应制作电路板导电图形的方法）制成，多层印刷电路板以感光法为主制作导电图形。但是，对需要数量很少，而且电路形式变化较多，又没有相应的设备、材料条件的，可以采用简易的制作方法。1 印刷电路板的简易制作方法 1) 选择敷铜板，清洁板面根据电路要求，裁好敷铜板的形状和大小。先用水磨砂纸将敷铜板边缘打磨一下，在敷铜面上放少许去污粉，加水用布将板面擦亮，然后再用干布擦干净。2) 复印印刷电路将设计好的印刷电路图用复写纸复印在敷铜板上（或将
18、印刷电路图贴在敷铜板上）。注意复印过程中，电路图一定与敷铜板对齐，并用胶纸或胶布粘牢，等到用铅笔或复写笔描完图形并检查无误后再将其揭开。这时在敷铜板上便制好了复印电路图。 3) 备漆、描板准备好黑色的调和剂。如果漆很稠，需用稀料或丙酮溶剂调稀一点，使其流动性好一些。但又不能过稀，调到用棍蘸漆后能往下滴为好。将漆放在敞口容器内，然后用毛笔或直线笔按复印电路图描板。一般毛笔适于描大面积的导电图形，直线笔适于描写窄线。4) 制腐蚀溶液，腐蚀电路板常用腐蚀剂有三氯化铁、氯化铜、过硫酸铵等。腐蚀液用大约以一份三氯化铁，二份水的重量比例配制。放置在玻璃、陶瓷或塑料平盘容器中。描好的电路板待漆干后，要经修整
19、并与原图核对且无误后再放入盛有三氯化铁溶液的容器中。为了加快腐蚀速度可增加三氯化铁浓度，并将溶液加温，但温度不超过50，否则会损坏漆膜。还可以用竹镊子夹住印刷电路板轻轻摇动，或用棉球轻轻擦拭板面。腐蚀完毕，用清水冲洗印刷板，用干布擦干，再用沾有稀料或丙酮的棉球擦掉保护漆，铜箔电路就显露出来了。 5) 钻孔、涂焊剂选用1mm 的钻头在焊点上钻孔。为防止钻头折断，可适当将钻头根部折短一些，并将钻头角度用油石磨好，可以大大提高质量和工效。打好孔，用细砂纸将印刷电路板轻轻擦亮，用干布擦去粉末，涂上防腐助焊剂。防腐助焊剂一般是松香、酒精按1:2比例配制成的溶液。将这种松香水涂于印刷电路板上即可。2 印刷
20、电路板的加工技巧1) 制作简易描板笔用毛笔或直线笔描板时，由于毛笔较软，线条宽窄不好掌握，直线笔描板沾漆又不方便，所以可用蘸水钢笔，将笔尖前部用钳子向外弯一下就制成了简易描板笔。用它描圆点和直线都好掌握。用笔沾漆先点在圆点上，再向长线条拉开，用起来方便。2) 用松香酒精溶液作涂料描板涂料一般是采用调和漆，如果一时难于购置，可以把松香溶于无水酒精中，适当加些染料作为涂料。这种涂料比较容易制作，而且干得快，易修改；电路制成后，原来涂上的松香又可成为助焊剂，比较容易吃锡。但用松香酒精溶液作涂料时，在描板前一定要用细砂纸把敷铜面打光。3) 制备腐蚀电路板的容器由于电路板大小形状不一，有时很难找到合适的
21、腐蚀电路板的容器。为了在条件较为简陋的地方及时腐蚀电路板，可选用以下几种简单容器。用塑料薄膜或塑料口袋，垫放在大小、深浅合适的纸盒或其他容器上，只要保证塑料不漏，即可代用作腐蚀用的容器。如果塑料薄膜较薄，可用两层叠起来。如果找不到合适大小的纸盒，也可以在地上挖一个尺寸合适的平底坑，或用铁丝焊一个架子，然后垫上塑料薄膜。 在电路板尺寸较小时，可用没有接缝的塑料袋直接作容器。袋内放入腐蚀液和电路板，把口扎住晃动塑料袋即可进行腐蚀。若想加速腐蚀过程，可以把装有三氯化铁和电路板的塑料袋放入热水盆中加温。4) 自制软刷子 腐蚀电路板时，有时需要软刷子涂抹电路板敷铜面加快腐蚀速度。由于一般棕刷多用铁丝制作
22、，容易被三氯化铁溶液腐蚀，所以自制软刷既简便又耐用。选用竹筷或细木棍，在其一端捆上些旧纱布或布条，用它刷洗敷铜板，比较柔软，不易损伤板面上的涂料。 3 印刷电路制造加工工艺图1-36所示为手工制作印刷电路板工艺流程图，图1-37、图1-38、图1-39所示分别为单、双、多面电路板制造的工艺流程图。 4 印刷电路的检验 对于制作好的印刷电路板除了进行电路性能检验外，还应进行外形表面检查。电路性能的检验包括导通性检验、绝缘性检验，以及其他检验等。外形表面检查的内容如下。 1) 印刷电路板板面 印刷电路板板面应平整，无严重翘曲，边缘应整齐，不应有明显碎裂、分层及毛刺。表面不应有未腐蚀的残箔，线路面应
23、具有可焊的保护层。 2) 印刷电路板导线 印刷电路板导线表面应光洁，边缘应光滑，没有影响使用的毛刺和凹陷；导线不应断裂。相邻导线不应短路。3) 印刷电路板金属化孔壁镀层 印刷电路板金属化孔壁镀层无裂痕、黑斑现象。表面无严重布纹。4) 印刷电路板尺寸 印刷电路板焊盘与加工孔中心应重合，外形尺寸、导线宽度、孔径位置及尺寸符合设计要求。好的与不好的接点图形比较，如图1-40所示。思考题1) 如何用软件设计印刷电路板？2) 手工制作印刷电路板时，导线粗细及焊盘大小怎样处理合理？第三节安装与焊接安装与焊接是电子技术中的基本工艺，电子产品的电路和结构设计完成后，要进行元器件的安装与焊接。一、安装电子产品的
24、安装，是将各种零散的元器件按照设计图纸的要求，组合、连接起来，形成整机的过程。安装工作主要集中在印刷电路板上元器件的安装。虽然，因产品小型化而出现的表面贴装元器件（SMC与SMD）及贴装技术（SMT），改变了“安装”一词的传统含义，但是，目前传统的穿孔插装元器件（THD）及穿孔插装技术（THT）在生产中仍然占相当大的比重，在产品开发与维修中THT更是不可替代。所以，这里仍以穿孔插装技术为例介绍安装技术。 1. 安装工艺流程 安装工艺因产品而异，没有统一的流程，大致可归纳为图1-41所示的几种。 图1-41所示流程图只是以印刷电路板的流动为线索来表示某种电子产品安装的主要过程，还有大量细节及辅助
25、工作未能完全表示出来。图1-41(a)中虚线表示表面贴装器件与穿孔插装元器件混装产品的生产流程。一般是先贴装后插装，如果贴装后还要经过插装工艺中的浸焊或波峰焊，则贴装时只能采用以胶贴剂定位元件的工艺。 图1-41(b)中带括弧的波峰焊工序，是表示用波峰焊对切脚以后的印刷电路板进行二次焊接。切脚后的二次焊接可以非常有效地消除大部分虚焊、漏焊、连焊等焊接缺陷，能明显地提高生产效率和产品质量；小批量生产，不易采用。 图1-41(a)、图1-41(b)所示焊接过程后的“底板清洗”，有利于后续工序的进行，能防止产生多余物。较先进的底板清洗办法，是采用超声波清洗或气相清洗；小批量生产，可用手工刷洗。 2.
26、 安装工艺卡 工艺卡是根据产品的整体要求设计的每一道安装工序并形成的文件，是产品整套安装工艺的具体分解，是指导每个工位上工人如何操作的指令性文件。安装工艺卡包括以下内容。 (1) 该工序的工序号及工序内容，给该工序编一个流水号、取个名。(2) 该工序所要使用的各种材料的名称、数量和规格，包括各种元器件、辅助材料，以及上道工序传下来的半成品的名称、数量和状态。(3) 该工序中所要使用的各种工具、设备，并指定操作前必须调整到什么状态。(4) 该工序具体的操作步骤、操作方法及操作完成后必须达到的效果。(5) 该工序与前后工序的关系。(6) 该工序的参考效率指标，即一般情况下该道工序需占用多少工时或单
27、位时间内可以加工多少工件。(7) 设计者与审批者的签名及日期。工艺卡既是工人的操作指导性文件也是工人的工作标准，必须严密周到地制定，一经制定不得随意变更。当然，随着产品安装工艺的完善及技改需要，对工艺卡内容进行变更是必要的，但这种变更也只能是阶段性的有限几次。 3. 元器件的检验、老化和筛选电子产品线路复杂，单机所拥有的元器件数往往很大，整机的正常工作有赖于每一个元器件的可靠性，若有一个元器件不合格，所带来的麻烦和损失将是无法估计的。因此，安装前要对所有的元器件再进行一次检验，较严格的还要进行老化和筛选。 1) 元器件的检验检验，就是按照相关的技术文件对元器件的各项性能指标进行检查，包括外观尺
28、寸和电气性能两个方面的检查。成熟的电子产品一定含有其三大技术文件，即技术文件、工艺文件、质量管理文件。这些文件对元器件的技术要求和测试方法一般都规定得很细，并具有很强的可操作性。大批量生产，其元器件可以抽样检验，但样本的抽取方法、样本数量以及受检对象批合格与否的判据等，均需根据质量管理文件按照国家标准（GB-2828-1987, GB-2829-1987）严格执行；小批量生产或试制，其元器件一定要全检。尚无标准文件的则更要做好检验时的数据记录，为以后文件的编写作准备。对检验工作的具体要求参考有关材料。2) 老化和筛选对某些性能不稳定的元器件，或者可靠性要求高的关键元器件，必须经过老化和筛选处理
29、。老化和筛选是配合进行的，其目的是要剔除那些有缺陷的、用通常的检测方法又看不出问题，但在恶劣条件工作时间稍长就会失效的元器件。老化和筛选，是指模拟该元器件将要遇到的各种恶劣工作环境条件，成批地让其经受一段时间，或者同时加上工作电流、工作电压等，促使其进一步定性，然后再来测量，从而筛选出性能合格而又稳定的优质元器件。老化的常规项目有：高温储存、高低温循环温度冲击、功率老化、冲击、振动、跌落、高低温测试、高电压冲击等。老化、筛选采用哪些项目，根据每种元器件的性能、产品的使用环境、质量指标和生产成本来制定。每种项目采用的具体条件和测试参数牵涉到产品的整机质量和成本，过严，将造成不必要的浪费，提高成本
30、；过松，则会降低可靠度，产品质量达不到要求。4. 元器件的预处理1) 印刷电路板（PCB）的预处理(1)批量电路板的预处理 电路板厂按设计图纸成批生产出来的电路板通常不需要处理即可直接使用，但要抽样检验。抽样检验内容包括检查基板的材质和厚度、铜箔电路腐蚀的质量、焊盘孔是否打偏、贯孔的金属化质量怎样等，应符合订货合同；若是首批样品，还须试装几部成品整机来检验。(2)少量电路板的预处理 手工腐蚀出来的电路板，则要进行打孔、砂光、涂松香酒精溶液等。 2) 元器件引脚的预处理 元器件的安装分卧式和立式两种。卧式美观、牢固、散热条件好，检查辨认方便，如图-42(a)所示；立式节省空间，结构紧凑，只有在电
31、路板安装面积受限时才采用，如图1-42(b)所示。有些元器件，如瓷片电容、电解电容、三极管等，本来就是直插型，不进行上述处理。元器件的引脚在安装前，要根据电路板上焊盘孔之间的距离及元器件离开电路板的高度等尺寸，预先加工成一定的形状，即“成形”，如图1-43所示的几种。图1-43中的d,e,f,g,h,j几种可使元器件能承受自上往下的压力。批量生产时元器件的成形由专用的自动成形机完成；小批量手工插件生产或试制几块电路板时，可边安装边手工成形，或在简易的成形模具上完成。成形时应注意以下几点。(1) 成形尺寸要准，形状应符合要求，使得后续的插装工作能够顺利进行。(2) 成形后的元器件上的标准面应向上
32、、向外，使其美观，便于检修。(3) 成形时不能损坏元器件，不能刮伤其引脚的表面镀层，不能让元器件的引脚受到轴向拉力和额外的扭力，弯折点离引脚根部要保持一定距离，尤其像带磁心的小型直插式固定电感一类元器件，引脚部位比较薄弱，要特别小心。(4) 集成电路的引脚一般用专用设备成形；双列直插式集成电路引脚之间距离也可以利用平整桌面或抽屉边缘手工操作来调整，如图1-44所示。3元器件引脚上锡有些元器件的引脚由于材料性质或长时间存放而氧化，可焊性变差，必须除去氧化层，应上锡（也称搪锡）后再装，否则极易造成虚焊。除去氧化层的方法很多，对于少量元器件，用手工刮削的办法较为易行可靠。线芯氧化或有漆的多股软导线上
33、锡最麻烦，要先除去每股线芯的绝缘、氧化层，分别上好锡，捻紧后再上一次锡。大批量生产的焊接中，基本上不用上锡，焊接质量完全由元器件引脚当时的可焊性来保证。因此，要选择好元器件的进货渠道，缩短元器件的仓储时间，做好投产前的可焊性检验工作。5. 元器件的安装元器件在电路板上的安装次序应以前道工序不妨碍后道工序为原则，一般是先装低短的、小功率卧式元器件，然后装立式元器件和大功率卧式元器件，再装可变元器件、易损元器件，最后装带散热器的元器件和特殊元器件。 插件生产线上的插件次序是：先插跳线（单面电路板上用来跨接电路的型导线），再插卧式IC(集成电路)和其他小功率卧式元器件，最后插立式元器件和大功率卧式元
34、器件；而开关、插座等有缝隙的元器件，以及带散热器的元器件和特殊元器件一般都不插，待上述已插元器件整体焊接以后再由手工分装完成。常用电子元器件的安装参考其他书籍，在此不再赘述。需要指出，批量生产时，仪器、电源与电路板的连接和拆卸必须方便快捷，所以在生产线上半成品电路芯板的测试一般都在一种测试针床上完成。这种测试针床如果稍加改进后与计算机结合，就可成为计算机控制的在线测试仪，进行计算机辅助测试（CAT），实现自动化检测。二、焊接在这里，焊接是特指电子产品安装工艺中的锡焊。国外某著名电子公司的一位高层管理者曾深有体会地说：“谁掌握了优良的焊接技术，谁就真正掌握了市场。”可见焊接技术在电子产品中的地位
35、。事实上，电子产品无论是在生产过程中还是在使用时新出现的故障，多半都是由于焊接不良所引起的。目前，有多种自动焊接技术，其效率和质量都是手工焊接所无法比拟的。但是，这些自动焊接技术只能在特定的、大批量生产的情况下使用。一般情况下还是离不开手工焊接，比如产品的研制、维修，小批量生产，自动化生产中特殊元器件的手工分装以及整机的组装等，都靠手工焊接。另外，掌握手工焊接技术还是一个必经的学习过程，通过手工焊接理解了焊接的机理，掌握了焊接过程的要领之后，再去驾驭其他各种自动焊接设备，就一定会得心应手。因此，这里着重介绍手工焊接技术。 1. 焊接概述 焊接，一般是用加热的方式使两件金属物体结合起来。如果在焊
36、接过程中需熔入第三种物质，则称之为“钎焊”，加熔上去的第三种物质称为“焊料”。按焊料熔点的高低将钎焊分为“硬钎焊”和“软钎焊”，一般熔点低于450的为“软钎焊”。电子产品安装工艺中的所谓“焊接”就是软钎焊的一种，主要用铝等低熔点合金做焊料，俗称“锡焊”。 任何焊接都是一个“扩散”的过程，是一个在高温下两个物体表面分子互相渗透的过程。锡焊，就是让熔化的焊锡渗透到两个被焊物体的金属表面分子中，然后冷却凝固而使之结合。 元器件引出脚和焊锡、焊锡与焊盘（Pad）之间若形成良好的扩散，元器件引出脚与焊盘就会通过焊锡结合起来。形成良好的扩散必须满足：两金属表面能充分接触，中间没有杂质隔离（例如氧化膜，油污
37、等）；温度足够高；时间足够长。 但是，并非温度越高、时间越长越好，受元器件其他部位材料耐温程度的限制，受焊剂将被挥发、老化，焊料和被焊金属将会重新氧化的限制，在实际焊接工艺中，温度和时间不能过长。焊接不是“粘”，不是“涂”，不是“敷”，而是“熔入”，是“浸润”、“扩散”，是“形成合金层”。 焊接过程还需经冷却，使两个被焊物的位置相对固定，使焊接部位保持应有的机械强度。 2. 焊接工具1) 电烙铁电烙铁在手工锡焊过程中担任加热各被焊金属、熔化焊料、运载焊料和调节焊料用量的多重任务。(1) 电烙铁的分类 电烙铁有普通电烙铁、自动恒温电烙铁、储能式安全电烙铁、低压电烙铁、超低压电烙铁、手枪式快速电烙
38、铁等。普通电烙铁 分内热式和外热式两种。内热电烙铁的发热芯与管身一并被套在烙铁头的里面，外形小巧，预热快，热效高，功率为20W,30W的应用较多；外热式电烙铁的发热芯套在烙铁头外面，结构牢固、经久耐用，热惯性大，工作时温度较为恒定，温度的调节较为方便。目前广泛采用外热式电烙铁。自动恒温电烙铁 分可调式和不可调式两种。可调式自动恒温电烙铁实际上是由一只质量较好的普通低压电烙铁和一套变压恒温调节器组成。其温度控制精确，适用范围广，性能优良，适用于产品开发、研究等场合使用；但售价昂贵，不便携带，不适于初学者使用。不可调式节能恒温电烙铁是近几年出现的一种产品，采用PTC之类的新型半导体材料作发热体，由
39、于这种材料本身的非线性，可使工作温度恒定在一定的范围内，同时这种电烙铁的空载电流很小，节能效果明显；但是，温度不可调节，可靠性和适应性方面有待市场的考验。储能式安全电烙铁 是将电烙铁的加热部分与储热工作部分做成可分离的形式，加热芯装在兼作烙铁架用的加热座子内，或者用其他的能源加热，操作时烙铁头完全以储存的热量工作，不带电，是焊接MOS器件等敏感元器件的专用工具；但其工作温度的恒定性较较差。低压及超低压电烙铁 低压电烙铁使用36V以下的安全电压，超低压电烙铁的工作电压低于5V。低压、超低压电烙铁都可做成可调式自动控温形式。枪式电烙铁 手枪快速式电烙铁，可以单手操作的送锡枪、贴面元器件焊接与拆卸用
40、的热风枪等，均是比较特别或新颖的焊接工具。除手枪式快速电烙铁外，其他电烙铁的结构大同小异，在实际中掌握。（2）电烙铁的选用及使用 按照焊接任务的不同，选择不同种类和不同功率的电烙铁。一般半导体电路的元件焊接，选用20W电烙铁即可；如果焊接面积较大，可用45W电烙铁；焊接金属底板、粗地线等大器件，需用75W电烙铁；有些特殊器件如MOS电路，最好选用内热式20W电烙铁，外壳要良好接地（或选有储能式安全电烙铁）。 新的电烙铁使用前应将烙铁头锉干净，并按需要锉成一定形状，如锉成细长的斜面或者楔形等。通电加热后，先上一层松香粉，再挂一层锡，可以防止烙铁头因长时间加热氧化而被“烧死”，不再“吃锡”。长时间
41、烧用的电烙铁，不焊接时可将电源电压调低一些，避免电烙铁头“烧死”。若出现“烧死”的现象，按新的电烙铁处理后再用。2) 烙铁架为了便于放置电烙铁和焊剂，一般应配置烙铁架。烙铁架用方形木板作主体，一端装上用粗铁丝或铁片做成的支架。烙铁架的板面上可控制或装订上凹槽，以便放置松香焊剂等；还可以用木螺钉固定一个滚筒，将焊锡丝绕在上边，焊接时随用随放，既方便又不易丢失。 3) 其他工具焊接所用的工具还有吸锡器、放大镜、镊子、尖嘴钳、剥线钳、小刀和台灯等。这些要根据需要和条件而定。3. 焊剂和焊料1) 焊剂焊剂又称为钎剂，是焊接过程中需要使用的助焊剂。焊剂种类很多，有酸性和中性之分。焊油、焊锡膏等属于酸性助
42、焊剂，在焊点有氧化物时，用这种助焊剂可以除去锈层保证焊牢元器件，但它对金属有腐蚀作用，残存的酸性助焊剂都会损害敷铜板和元器件引线，当焊剂粘在电路板上，能逐渐渗进电路板中，破坏电路板的绝缘性能，所以在电子线路焊接中，很少使用酸性焊剂。如果为了除去焊接处的锈渍，确保焊点质量，需使用少量焊油，焊接后一定要用酒精将焊点擦洗干净，以防残留焊油对电路起腐蚀作用。松香或酒精松香溶液助焊剂，是中性助焊剂。2) 焊料(1) 焊锡 焊料又名钎料，在锡焊工艺中所用焊料就是焊锡。焊锡大多是“铅锡合金”，有焊锡条，焊锡丝，焊锡圈，焊锡片，焊球等不同形状。焊条在使用前应熔化加工成小块或细焊锡丝。市场出售的多为焊锡丝，而且
43、多已夹入松香焊剂，即有活化松香焊剂芯的焊锡丝。焊锡丝的直径从0.5到5.0，分为十多种规格。一般的电子产品安装焊接使用1.2左右即可，0.5以下的焊锡丝用于密度较大的贴装电路板上微小元器件的焊接(2) 无铅焊料 无铅焊料中不含有毒元素铅，是以锡为主的一种锡、银、铋的合金。由于含有银的成分，提高了焊料的抗氧化性和机械强度。该焊料具有良好的润湿性和焊接性，可用于瓷基元器件的引出点的焊接和一般元器件引脚的搪锡。(3) 焊膏 焊膏（俗称银浆）是由高纯度的焊料合金粉末、焊剂和少量印刷添加剂混合而成的浆料，可以用钢模或丝网印刷的方式涂布于电路板上，是现代表面贴装技术(SMT）的关键材料。3) 金属的可焊性
44、金属的可焊性是由金属本身的晶体结构和金属表面的化学活动性质所决定的，如表1-1所示。表中前三项金属的可焊性很好，用一般的松香助焊剂就可以得到很好的焊接点。黄铜，磷铜则视其成分而定，有的焊接还可以，有的较差，要使用活性较强的有机焊剂才会吃锡。要在铁的表面焊锡必须使用助焊性能极强且腐蚀性较大的氯化锌类无机焊剂。铝在空气中生成氧化膜的速度很快，氧化铝很难用酸性的助焊剂来还原，因此要想在铝的表面焊接，就必须采用特殊的办法，如用温度高的烙铁，在焊剂中掺入金刚砂，再加上摩擦、超声波振动等手段才行。为了提高元器件的可焊性，元器件出厂时一般都会在引脚上预先搪锡或镀银。选购焊料时要注意其品牌、型号和质量。即使同
45、样规格、同一牌号的产品，有时不同货批其杂质的成分和含量也会不同，焊接性能相差甚远。成批购入焊料时，一定要先做焊接试验。4. 焊接工艺为了保证焊接质量，要求焊点光亮、圆滑，一定不能有虚焊。虚焊带来的危害极大，必须防止虚焊。(1) 元器件引线刮净、挂锡 引线表面常有氧化物或油渍，不易“吃锡”，不但焊接困难，且易形成虚焊。因此焊接前，元器件引线要刮净，最好先挂锡再焊。(2) 焊接温度和时间要掌握好 温度不够，焊锡流动性差，很容易凝固；温度过高，焊锡流淌，焊点又不易存锡。一般焊接时让烙铁头的温度高于焊锡熔点，烙铁头与焊点接触时间以使焊点锡光亮、圆滑为宜。如果焊点不亮或呈“豆腐渣”状，说明温度不够，焊接
46、时间太短，在这种情况下焊剂没能充分挥发，很容易形成虚焊，因此，需要增加焊接温度。要使焊点温度增高，只要将烙铁头在焊点上多停留些时间即可，不必加压力或来回移动。(3) 扶稳不晃，上锡适量 焊接时，被焊物必须扶稳扶牢，特别是在焊锡凝固过程中不能晃动被焊元器件，否则很容易造成虚焊。烙铁沾锡多少要根据焊点大小来决定，使所沾锡量能包住被焊物最好。如果一次上锡不够，可以下次填补，但要注意再次填补焊锡时一定待上次的锡一同熔化后使焊点熔结为一体方可移开烙铁头。(4) 按一定顺序焊接，且操作正确 电子电路常由一些基本单元组成，电路重复性和规律性较强。焊接时，一般先焊电阻、电容、二极管等元件，最后焊三极管。焊电阻
47、、电容、二极管等元件时，先将元件引线弯曲成所需形状，一次插入焊孔，并设法使元件排列整齐，然后统一焊接，待检查焊点后剪去过长引线；焊接三极管管脚时，焊接时间一般要短一些，引脚也不宜剪得太短，防止焊接时烫坏管子。初学者可用镊子夹住管脚进行焊接，以便通过镊子散热，保护三极管。(5) 焊接结束，要检查焊接质量 主要检查电路有无漏焊、错焊、虚焊等问题。有条件的用仪器进行检验，通常采用外观观察检验法和带松香重焊检验法。首先用尖嘴钳或镊子将每一元件拉一拉，看有无松动，特别是三极管管脚是否焊牢。有的虚焊这样做仍查不出来，经验丰富的人可以凭焊点的外表来判断其内部的焊接质量。一个良好的焊点其表面应光洁、明亮，不得有拉尖、起皱、鼓气泡、夹渣、出现麻点等现象；其焊锡到被焊金属的过渡处应呈现圆滑流畅的浸润状凹曲面。检验虚焊最可靠的方法是重新焊一下：用满带松香焊剂、缺少焊锡的烙铁重新熔融焊点，从旁边或下方撤走烙铁，若有虚焊，其焊锡一定都会被强大的表面张力收走，使虚焊处暴露无余。5. 自动生产线上的焊接在电子产品的批量生产中，电路板上绝大部分元器件的大量焊接工作必须由一次性整体焊接来完成。电路板的整体焊接包括浸焊、波峰焊和再流焊。浸焊是一种半手