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第三章焊接技术掌握：电烙铁的内部结构、检修方法。对焊点好坏的判定，焊接的五步法、焊接工具的使用。熟悉：元器件管脚的成型及搪锡，熟悉焊接工艺流程。了解：工业焊接技术。重点：电烙铁的使用、保养与维护，对焊点的要求。难点：焊接工艺的掌握，如何避免虚焊的产生。在电子设计、制作、维修等过程中，焊接工作是必不可少的。元件不但要固定在电路板上，而且焊点必须要牢固、圆滑，焊接技术的好坏直接影响到电子制作的成功与否和质量的好坏，因此焊接技术是我们学院相关联的专业的学生必须掌握的基本功，焊接质量取决于焊接工具、焊料、焊剂这三个硬指标和焊接技术这个软指标共同决定。第一节有关概念一焊接是利用加热或采用其它措施使两种金属之间原子的壳层起作用（相互扩散）依靠内聚力使金属牢固地接合在一起。二焊接的分类通常分为熔焊、纤焊及接触焊。三锡焊采用铅焊料进行焊接称为铅锡焊，简称锡焊。四焊盘：分园形和岛形五元件引脚插孔六印制导线七焊接原理使焊锡和被接合金属之间的距离达到金属原子相互作用的距离，两者之间就产生润湿和扩散现象。第二节焊接工具及材料一烙铁（一）电烙铁的作用把电能转化为热能对焊点部位进行加热，同时熔化焊锡，使熔融的焊锡润湿被焊金属形成合金，冷却后被焊元器件通过焊点牢固地连接。（二）电烙铁应具备的基本条件1具有一定的输出功率，耗电少，热效率高，烙铁头的温度稳定、能连续工作。2漏电流小，静电弱，对元件无磁性影响，不损伤元件。3结构坚固，重量轻，便于操作，易损部件易更换（如烙铁头、芯），维修方便。（三）烙铁的种类1外热式电烙铁。2内热式电烙铁。3恒温式电烙铁。4吸锡电烙铁。5超声波烙铁。6弧焊电烙铁。（四）烙铁的选用1电烙铁的功率应由焊接点的大小决定，焊点的面积大焊点的散热速度也快，所以选用的电烙铁功率也应该大些。一般电烙铁的功率有20W25W30W35W50W等等。在制作过程中选用30W左右的功率比较合适。R25w=2KR35w=1.6KR45w=1K。2其中功率与烙铁头温度关系见书59页，表3-1（五）使用电烙铁的注意事项1应根据焊接对象合理选择不同类型（功率，外形）的电烙铁。2电烙铁插头最好使用三极插头。要使外壳妥善接地。3使用前，应认真检查电源插头、电源线有无损坏。检查烙铁头是否松动。测量插头两端阻值是否符合要求。4烙铁使用中，不能用力敲击。要防止跌落。烙铁头上焊锡过多时，可用布擦掉。不可乱甩，以防烫伤他人。在使用过程中要经常挂锡。5使用过程中，烙铁不能到处乱放。不焊时，应放在烙铁架上。注意电源线不可搭在烙铁头上，以防烫坏绝缘层而发生事故。6使用结束后，应及时切断电源，拔下电源插头。冷却后，再将电烙铁收回工具箱。（六）内热式电烙铁的结构及检修1内热式电烙铁的结构由烙铁头、烙铁芯、弹簧夹、连接杆、手柄和电源线六个部分组成。2内热式电烙铁的检修⑴外观检查。检查电源插头、电源线有无损坏。并检查烙铁头是否松动、氧化（发黑）。⑵电阻值在线测量。R在R0（有三种情况）R在R0（有三种情况）R在=R0⑶烙铁芯的安装。⑷烙铁头的打磨。⑸电烙铁的搪锡。⑹不使用期间的搁置方法。二辅助工具(一)为了方便焊接操作常采用尖嘴钳、偏口钳、镊子和小刀等做为辅助工具。应学会正确使用这些工具。尖嘴钳偏口钳镊子小刀（二）还有洗尔球，空心针，毛刷，多股软铜线。三焊接材料（一）焊料1分类：焊料按其组成成份可分为锡铅焊料、银焊料、铜焊料。锡（Sn）的熔点232℃，铅（Pb）的熔点为327℃。锡铅焊料分三个等级：S、A、B。65Sn用于印制板的自动焊接（浸焊、波峰焊）。63Sn熔点为183℃60Sn熔点为190℃。50Sn常用于手工焊、其液温约215℃。2锡铅焊料的形状块状（I）棒状（B）（用于浸焊，波峰焊）带状（R）丝状（W）有：0.5mm0.8、0.9、1.0、1.2、1.5、2.0等主要用于手工焊。粉末状（P）其中锡铅焊料被广泛应用于电子产品的装配中，锡占60％、铅占40％。（二）焊剂分类：根据作用不同分为助焊剂和阻焊剂。1助焊剂（1）助焊剂的作用a能溶解去除金属氧化物，并在焊接加热时包围金属的表面，使之与空气隔绝，防止金属加热时氧化。b可降低焊锡的表面张力，有利于焊锡的湿润。（2）助焊剂应具备的条件a有清洁被焊金属和焊锡表面的作用。b熔点比焊锡低，表面张力、粘度和密度比重比焊锡小，并且具有良好的流动性。c不产生有毒或有强烈臭味的气体，没有腐蚀性、导电性好吸湿性。d助焊剂的膜要光亮，致密，热稳定性好。（3）助焊剂的分类有机助焊剂、无机助焊剂、树脂助焊剂。我们这里常用的是树脂助焊剂---松香。松香温度大于210℃时就会碳化（变黑）。2阻焊剂（1）阻焊剂的作用：限制焊料只在需要焊接的焊点上进行焊接，把不需要焊接的印制板的板面部分覆盖起来，保护板面在焊接时受到的热冲击小，不易起泡，同时还起到防止桥接、拉尖、短路、虚焊等情况，使焊点饱满。（2）对阻焊剂的要求：见书63页。第三节手工焊接技术一锡焊的条件（一）焊件必须具有可焊性。（二）选择合适的焊剂。（三）适当的温度。（四）合适的焊接时间。决定焊接温度的主要条件：书64页表3-2二焊点的基本要求（一）焊点大小适中。（二）焊点应具有足够的机械强度。（三）焊点表面应美观。（四）焊点表面应呈现光滑状态，不应出现棱角或拉尖等。产生拉尖的原因是：焊接温度过高、烙铁的撤离方向不对、撤离速度太慢、焊剂质量不合格。（五）焊点应接触良好。常见的现象是虚焊。1虚焊未形成合金的焊料简单堆附或部分形成合金的锡焊。2虚焊产生的原因（1）焊件表面不清洁。（2）焊接时夹持工具晃动。（3）烙铁头温度过高或过低。（4）焊剂不符合要求。（5）焊点的焊料太多或太少。三对焊点外观的要求（一）外形以焊接导线为中心，匀称，成形拉开。（二）焊料的连接面呈半弓凹面，焊料于焊件交界处平滑，接触角为零。（三）表面有光泽且平滑。（四）无裂纹、针孔、夹渣。常见焊点缺陷：见书65页图3-3四焊锡丝的拿法（一）连续工作时的拿法用左手的姆指、食指和小指夹住焊锡丝，用另外两指配合就能把焊锡丝向前推进。（二）断续工作时的拿法焊锡丝通过左手虎口，用大拇指和食指夹住。五烙铁的握法（一）反握法用五指把手柄握在手掌内。动作稳定，不易疲劳。适用大焊件、大烙铁。（二）正握法手柄夹在弯曲的食指第二节和大拇指之间。用弯头烙铁。（三）握笔法就像拿笔一样把持。动作细小，易疲劳。适用于小烙铁，小焊件。六焊接方法七烙铁锡焊的基本步骤（一）五步法1准备焊接前，应对元件引脚或电路板的焊接部位进行焊前处理。元件必须清洁和搪锡，电子元件保存在空气中，由于氧化的作用，元件引脚上附有一层氧化膜，同时还有其它污垢，焊接前可用小刀刮掉氧化膜，并且立即涂上一层焊锡（俗称搪锡、也叫挂锡），然后再进行焊接。（1）剪裁：不允许破坏绝缘层，管脚保留适当长度。（2）拧头：多股芯线剥头后，芯线会有松散现象这时需再次拧紧，应朝一个方向拧，以便浸锡后焊接。（3）清除焊接部位的氧化层。可用断锯条制成小刀。刮去金属引线表面的氧化层，使引脚露出金属光泽。印刷电路板可用细纱纸将铜箔打光后，涂上一层松香酒精溶液。（4）元件搪锡在刮净的引线上搪锡。将带锡的热烙铁头在松香里压在引线上，并转动引线。即可使引线均匀地搪上一层很薄的锡层。导线焊接前，应将绝缘外皮剥去，再经过上面两项处理，才能正式焊接。经过上述处理后元件容易焊牢，不容易出现虚焊现象。（5）元件引脚的成型：见书66页图3-4到3-102加热被焊件（1）右手持电烙铁，焊接前，电烙铁要充分预热,焊接时，应使电烙铁的温度高于焊锡的温度，但也不能太高，以烙铁头接触松香刚刚冒烟为好。烙铁头刃面上要吃锡，即带上一定量焊锡。（2）将烙铁头刃面紧贴在焊点处，以便于熔化的锡从烙铁头上流到焊点上。焊接时间太短，焊点的温度过低，焊点融化不充分，焊点粗糙容易造成虚焊，反之焊接时间过长，焊锡容易流淌，并且容易使元件过热损坏元件烙铁头在焊点处停留的时间控制在2～3秒钟。注意:烙铁和焊接点的位置，初学者在焊接时，一般将电烙铁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。（3）送入焊料：焊接点的上锡数量太少了焊接不牢，机械强度也太差。而太多容易造成外观一大堆而内部未接通。焊锡应该刚好将焊接点上的元件引脚及焊盘全部浸没，轮廓隐约可见为好。（4）撤离焊料（5）离烙铁：a形成的焊点圆润光滑，大小适中，电烙铁头以45度撤离。b形成的焊点圆润光滑，焊料过多，电烙铁头以和焊接面的水平方向撤离。c形成的焊点圆润光滑，焊料过少，电烙铁头以和焊接面的垂直方向撤离。（二）三步法1准备。2同时加热和同时加焊锡丝。3同时移开电烙铁和焊锡丝。八焊接后的检查焊接结束后必须检查有无漏焊、虚焊以及由于焊锡流淌造成的元件短路。虚焊较难发现，需从外形上仔细检查，如有怀凝立即补焊。九拆焊：书70页十焊点的手工清洗：书70页十一焊接作业（一）内容1楼梯2五角星（二）工艺流程1去掉氧化层或绝缘层（漆包线）2挂锡（搪锡）3焊接（1）搭架（2）加工第六章印制电路板设计与制作（调光电路板手工设计与制作）第一节印制电路板的设计原则印制电路板也称印制线路板、印制板、印刷电路板。它以绝缘板为基础材料加工成一定尺寸的板，在其上面至少有一个导电图形及所有设计好的孔，以实现元器件间的电气互连。一原理图原则（一）布局合理、排列均匀、图面清晰、便于看图、有利理解、有利阅读。（二）注意信号流向，一般从输入端或信号源画起，由上至下或由左至右按信号流向依次画出各单元电路，而反馈通路的信号流向则与此相反。（三）图形符号要标准，图中应加适当标注。（四）连接线应为直线，并且交叉和折弯应最少。二印制电路的设计原则（一）有关概念１印制电路将印制电路图印制到覆铜板上，腐蚀掉线路以外的铜箔，留下布线图部分的铜箔，作为导线和安装元件的连接点。２印制电路板分正面和反面（1）放置元件的一面称为正面或元件面。（2）布置印制电路的一面称为反面或印制面、焊接面。（二）元件排列原则（参考书167页）1元器件在整个版面分布均匀，疏密一致。2元器件不应占满整个版面，四周要留有一定空间，距边大于2mm。3元件放一面，每脚有独立焊盘。4元件布设不能上下交叉，相邻元件留间隔，大于1mm。5元件安装高度尽量低，一般不得大于5mm否则稳定性、倒伏性差，易相碰。6根据印制板在整机中的安装位置及状态，确定元件轴向，规则排列的元器件，应该使体积较大的元件的轴线方向在整机中处于竖立状态，可以提高元器件在板上固定的稳定性。7元件两端焊盘垮距应大于元件体轴向尺寸+3mm（应用于电阻，二极管）。8应根据元器件封装尺寸确定焊盘间距。9按信号流向排列，从输入级到输出级，从左到右，从上到下。10较大较重的元器件应置于重心低的地方。11发热较大的元件应置于散热好的位置及靠近机壳处，不方便的采用浮装或加散热片、风扇。12可调元件布置时要考虑调节方便。13元件排列尽量做到横平竖直，字体（色环）标注朝向一致（从左至右，从上至下）14充分考虑布线原则。15元件间保持安全距离，一般环境中间安全电压是200V/mm。16要考虑电路板固定时固定件是否影响附近元器件。17遵守行业规定，考虑兼容性。（三）布线原则1布线要短。2公共地线，电源线应要在靠边缘部位。3高频元件、高频引线一般布置在中间。4拐弯要圆≥90度。拐弯半径大于2mm。5印制导线不能交叉。6印制导线线宽：根据流经电流大小，留有0.5倍裕量计算印制导线宽度（1mm可以通过200mA电流）。常用的有0.5mm、1mm、1.5mm、2mmm。7走线正确、布线均匀。8元件管脚不能错位、变形安装。三印制电路板设计质量评判标准（一）线路的设计是否给整机带来干扰。（二）电路的装配与维修是否方便。（三）制板材料性价比是否最高。（四）线路板对外引线是否可靠。（五）元件排列是否均匀整齐。（六）版面布局是否合理美观。四印制板制作质量评判标准（一）电气连接正确。（二）符合元件排列、布线原则。（三）版面整洁美观。（四）焊盘圆滑、印制线周围无毛刺，无划伤，无脱落，无断路，无短路。五印制