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講解電路闆的布線、焊接技巧及注意事項

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講解電路闆的布線、焊接技巧及注意事項

發布日期:2018-06-04 作者:admin 點擊:

PCB布線技巧

1、 輸入端與輸出端的邊線應避免相鄰平行, 以免産生反射幹擾。必要時應加地線隔離,兩相鄰層的布線要互相垂直,平行容易産生寄生耦合。

2、電源、地線之間加上去耦電容。盡量加寬電源、地線寬度,最好是地線比電源線寬,它們的關系是:地線>電源線>信号線,通常信号線寬為:0.2~0.3mm,最經細寬度可達0.05~0.07mm,電源線為1.2~2.5mm

3、 數字電路與模拟電路的共地處理,數字電路的頻率高,模拟電路的敏感度強,對信号線來說,高頻的信号線盡可能遠離敏感的模拟電路器件,對地線來說,整個PCB對外界隻有一個結點,所以必須在PCB内部進行處理數、模共地的問題,而在闆内部數字地和模拟地實際上是分開的它們之間互不相連,隻是在PCB與外界連接的接口處(如插頭等)。數字地與模拟地有一點短接,請注意,隻有一個連接點。也有在PCB上不共地的,這由系統設計來決定。

4、盡可能縮短高頻元器件之間的連線,設法減少它們的分布參數和相互間的電磁幹擾。易受幹擾的元器件不能相互挨得太近,輸入和輸出元件應盡量遠離。某些元器件或導線之間可能有較高的電位差,應加大它們之間的距離,以免放電引出意外短路。帶高電壓的元器件應盡量布置在調試時手不易觸及的地方。

5、在高頻下工作的電路,要考慮元器件之間的分布參數。一般電路應盡可能使元器件平行排列。這樣,不但美觀.而且裝焊容易.易于批量生産。

6、輸入輸出端用的導線應盡量避免相鄰平行。最好加線間地線,以免發生反饋藕合。

7、印制導線拐彎處一般取圓弧形,而直角或夾角在高頻電路中會影響電氣性能。如非要取直角,一般采用兩個135度角來代替直角。

8、電源線設計

根據印制線路闆電流的大小,盡量加租電源線寬度,減少環路電阻。同時、使電源線、地線的走向和數據傳遞的方向一緻,這樣有助于增強抗噪聲能力。

9、地線設計

地線設計的原則是:

(1)數字地與模拟地分開。若線路闆上既有邏輯電路又有線性電路,應使它們盡量分開。低頻電路的地應盡量采用單點并聯接地,實際布線有困難時可部分串聯後再并聯接地。高頻電路宜采用多點串聯接地,地線應短而租,高頻元件周圍盡量用栅格狀大面積地箔。

(2)接地線應盡量加粗。若接地線用很紉的線條,則接地電位随電流的變化而變化,使抗噪性能降低。因此應将接地線加粗,使它能通過三倍于印制闆上的允許電流。如有可能,接地線應在2~3mm以上。

(3)接地線構成閉環路。隻由數字電路組成的印制闆,其接地電路布成團環路大多能提高抗噪聲能力。

10、退藕電容配置

PCB設計的常規做法之一是在印制闆的各個關鍵部位配置适當的退藕電容。

退藕電容的一般配置原則是:

(1)電源輸入端跨接10 ~100uf的電解電容器。如有可能,接100uF以上的更好。

(2)原則上每個集成電路芯片都應布置一個0.01pF的瓷片電容,如遇印制闆空隙不夠,可每4~8個芯片布置一個1 ~ 10pF的但電容。

(3)對于抗噪能力弱、關斷時電源變化大的器件,如 RAM、ROM存儲器件,應在芯片的電源線和地線之間直接接入退藕電容。

(4)電容引線不能太長,尤其是高頻旁路電容不能有引線。

11、 此外,還應注意以下兩點:

(1)在印制闆中有接觸器、繼電器、按鈕等元件時.操作它們時均會産生較大火花放電,必須采用附圖所示的 RC 電路來吸收放電電流。一般 R 取 1 ~ 2K,C取2.2 ~ 47UF。

(2)CMOS的輸入阻抗很高,且易受感應,因此在使用時對不用端要接地或接正電源

焊接原理及焊接工具

焊接原理

目前電子元器件的焊接主要采用錫焊技術。錫焊技術采用以錫為主的錫合金材料作焊料,在一定溫度下焊錫熔化,金屬焊件與錫原子之間相互吸引、擴散、結合,形成浸潤的結合層。外表看來印刷闆銅鉑及元器件引線都是很光滑的,實際上它們的表面都有很多微小的凹凸間隙,熔流态的錫焊料借助于毛細管吸力沿焊件表面擴散,形成焊料與焊件的浸潤,把元器件與印刷闆牢固地粘合在一起,而且具有良好的導電性能。

錫焊接的條件是:焊件表面應是清潔的,油垢、鏽斑都會影響焊接;能被錫焊料潤濕的金屬才具有可焊性,對黃銅等表面易于生成氧化膜的材料,可以借助于助焊劑,先對焊件表面進行鍍錫浸潤後,再行焊接;要有适當的加熱溫度,使焊錫料具有一定的流動性,才可以達到焊牢的目的,但溫度也不可過高,過高時容易形成氧化膜而影響焊接質量。

電烙鐵

手工焊接的主要工具是電烙鐵。電烙鐵的種類很多,有直熱式、感應式、儲能式及調溫式多種,電功率有15W、2OW、35w……300W多種,主要根據焊件大小來決定。一般元器件的焊接以2OW内熱式電烙鐵為宜;焊接集成電路及易損元器件時可以采用儲能式電烙鐵;焊接大焊件時可用150W~300W大功率外熱式電烙鐵。小功率電烙鐵的烙鐵頭溫度一般在300~400℃之間。

烙鐵頭一般采用紫銅材料制造。為保護在焊接的高溫條件下不被氧化生鏽,常将烙鐵頭經電鍍處理,有的烙鐵頭還采用不易氧化的合金材料制成。新的烙鐵頭在正式焊接前應先進行鍍錫處理。方法是将烙鐵頭用細紗紙打磨幹淨,然後浸入松香水,沾上焊錫在硬物(例如木闆)上反複研磨,使烙鐵頭各個面全部鍍錫。若使用時間很長,烙鐵頭已經氧化時,要用小锉刀輕锉去表面氧化層,在露出紫銅的光亮後用同新烙鐵頭鍍錫的方法一樣進行處理。當僅使用一把電烙鐵時,可以利用烙鐵頭插人烙鐵芯深淺不同的方法調節烙鐵頭的溫度。烙鐵頭從烙鐵芯拉出的越長,烙鐵頭的溫度相對越低,反之溫度就越高。也可以利用更換烙鐵頭的大小及形狀來達到調節烙鐵頭溫度的目的。烙鐵頭越細,溫度越高;烙鐵頭越粗,相對溫度越低。

根據所焊元件種類可以選擇适當形狀的烙鐵頭。烙鐵頭的頂端形狀有圓錐形、斜面橢圓形及鑿形等多種。焊小焊點可以采用圓錐形的,焊較大焊點可以采用鑿形或圓柱形的。

還有一種吸錫電烙鐵,是在直熱式電烙鐵上增加了吸錫機構構成的。在電路中對元器件拆焊時要用到這種電烙鐵

焊錫與焊劑

焊錫是焊接的主要用料。焊接電子元器件的焊錫實際上是一種錫鉛合金,不同的錫鉛比例焊錫的熔點溫度不同,一般為180~230 ℃。手工焊接中最适合使用的是管狀焊錫絲,焊錫絲中間夾有優質松香與活化劑,使用起來異常方便。管狀焊錫絲有0.5、0.8、1.0、1.5…等多種規格,可以方便地選用。

焊劑又稱助焊劑,是一種在受熱後能對施焊金屬表面起清潔及保護作用的材料。空氣中的金屬表面很容易生成氧化膜,這種氧化膜能阻止焊錫對焊接金屬的浸潤作用。适當地使用助焊劑可以去除氧化膜,使焊接質量更可靠,焊點表面更光滑、圓潤。

焊劑有無機系列、有機系列和松香系列三種,其中無機焊劑活性最強,但對金屬有強腐蝕作用,電子元器件的焊接中不允許使用。有機焊劑(例如鹽酸二乙膠)活性次之,也有輕度腐蝕性。應用最廣泛的是松香助焊劑。将松香熔于酒精(1:3)形成"松香水",焊接時在焊點處蘸以少量松香水,就可以達到良好的助焊效果。用量過多或多次焊接,形成黑膜時,松香已失去助焊作用,需清理幹淨後再行焊接。對于用松香焊劑難于焊接的金屬元器件,可以添加4%左右的鹽酸二乙膠或三乙醇膠(6%)。至于市場上銷售的各種助焊劑,一定要了解其成分和對元器件的腐蝕作用後,再行使用。切勿盲目使用,以緻日後造成對元器件的腐蝕,其後患無窮。

手工焊接

手工焊接方法

手工焊接是傳統的焊接方法,雖然批量電子産品生産已較少采用手工焊接了,但對電子産品的維修、調試中不可避免地還會用到手工焊接。焊接質量的好壞也直接影響到維修效果。手工焊接是一項實踐性很強的技能,在了解一般方法後,要多練;多實踐,才能有較好的焊接質量。

手工焊接握電烙鐵的方法,有正握、反握及握筆式三種。焊接元器件及維修電路闆時以握筆式較為方便。

手工焊接一般分四步驟進行。①準備焊接:清潔被焊元件處的積塵及油污,再将被焊元器件周圍的元器件左右掰一掰,讓電烙鐵頭可以觸到被焊元器件的焊錫處,以免烙鐵頭伸向焊接處時燙壞其他元器件。焊接新的元器件時,應對元器件的引線鍍錫。②加熱焊接:将沾有少許焊錫和松香的電烙鐵頭接觸被焊元器件約幾秒鐘。若是要拆下印刷闆上的元器件,則待烙鐵頭加熱後,用手或銀子輕輕拉動元器件,看是否可以取下。③清理焊接面:若所焊部位焊錫過多,可将烙鐵頭上的焊錫甩掉(注意不要燙傷皮膚,也不要甩到印刷電路闆上!),用光烙錫頭"沾"些焊錫出來。若焊點焊錫過少、不圓滑時,可以用電烙鐵頭"蘸"些焊錫對焊點進行補焊。④檢查焊點:看焊點是否圓潤、光亮、牢固,是否有與周圍元器件連焊的現象。

焊接質量不高的原因

手工焊接對焊點的要求是:①電連接性能良好;②有一定的機械強度;③光滑圓潤。

造成焊接質量不高的常見原因是:①焊錫用量過多,形成焊點的錫堆積;焊錫過少,不足以包裹焊點。②冷焊。焊接時烙鐵溫度過低或加熱時間不足,焊錫未完全熔化、浸潤、焊錫表面不光亮(不光滑),有細小裂紋(如同豆腐渣一樣!)。③夾松香焊接,焊錫與元器件或印刷闆之間夾雜着一層松香,造成電連接不良。若夾雜加熱不足的松香,則焊點下有一層黃褐色松香膜;若加熱溫度太高,則焊點下有一層碳化松香的黑色膜。對于有加熱不足的松香膜的情況,可以用烙鐵進行補焊。對于已形成黑膜的,則要"吃"淨焊錫,清潔被焊元器件或印刷闆表面,重新進行焊接才行。④焊錫連橋。指焊錫量過多,造成元器件的焊點之間短路。這在對超小元器件及細小印刷電路闆進行焊接時要尤為注意。⑤焊劑過量,焊點周圍松香殘渣很多。當少量松香殘留時,可以用電烙鐵再輕輕加熱一下,讓松香揮發掉,也可以用蘸有無水酒精的棉球,擦去多餘的松香或焊劑。⑥焊點表面的焊錫形成尖銳的突尖。這多是由于加熱溫度不足或焊劑過少,以及烙鐵離開焊點時角度不當造成的。

易損元器件的焊接

易損元器件是指在安裝焊接過程中,受熱或接觸電烙鐵時容易造成損壞的元器件,例如,有機鑄塑元器件、MOS集成電路等。易損元器件在焊接前要認真作好表面清潔、鍍錫等準備工作,焊接時切忌長時間反複燙焊,烙鐵頭及烙鐵溫度要選擇适當,确保一次焊接成功。此外,要少用焊劑,防止焊劑侵人元器件的電接觸點(例如繼電器的觸點)。焊接MOS集成電路最好使用儲能式電烙鐵,以防止由于電烙鐵的微弱漏電而損壞集成電路。由于集成電路引線間距很小,要選擇合适的烙鐵頭及溫度,防止引線間連錫。焊接集成電路最好先焊接地端、輸出端、電源端,再焊輸入端。對于那些對溫度特别敏感的元器件,可以用鑷子夾上蘸有元水乙醇(酒精)的棉球保護元器件根部,使熱量盡量少傳到元器件上。


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