講解電路板的布線、焊接技巧及注意事項(xiàng)

PCB布線技巧

1、 輸入端與輸出端的邊線應(yīng)避免相鄰平行， 以免產(chǎn)生反射干擾。必要時(shí)應(yīng)加地線隔離，兩相鄰層的布線要互相垂直，平行容易產(chǎn)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(guān)系是：地線＞電源線＞信號(hào)線，通常信號(hào)線寬為：0.2～0.3mm,最經(jīng)細(xì)寬度可達(dá)0.05～0.07mm,電源線為1.2～2.5mm

3、 數(shù)字電路與模擬電路的共地處理，數(shù)字電路的頻率高，模擬電路的敏感度強(qiáng)，對(duì)信號(hào)線來(lái)說(shuō)，高頻的信號(hào)線盡可能遠(yuǎn)離敏感的模擬電路器件，對(duì)地線來(lái)說(shuō)，整個(gè)PCB對(duì)外界只有一個(gè)結(jié)點(diǎn)，所以必須在PCB內(nèi)部進(jìn)行處理數(shù)、模共地的問題，而在板內(nèi)部數(shù)字地和模擬地實(shí)際上是分開的它們之間互不相連，只是在PCB與外界連接的接口處（如插頭等）。數(shù)字地與模擬地有一點(diǎn)短接，請(qǐng)注意，只有一個(gè)連接點(diǎn)。也有在PCB上不共地的，這由系統(tǒng)設(shè)計(jì)來(lái)決定。

4、盡可能縮短高頻元器件之間的連線，設(shè)法減少它們的分布參數(shù)和相互間的電磁干擾。易受干擾的元器件不能相互挨得太近，輸入和輸出元件應(yīng)盡量遠(yuǎn)離。某些元器件或?qū)Ь€之間可能有較高的電位差，應(yīng)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(yīng)盡量布置在調(diào)試時(shí)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(shù)。一般電路應(yīng)盡可能使元器件平行排列。這樣，不但美觀．而且裝焊容易．易于批量生產(chǎn)。

6、輸入輸出端用的導(dǎo)線應(yīng)盡量避免相鄰平行。最好加線間地線，以免發(fā)生反饋藕合。

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

8、電源線設(shè)計(jì)

根據(jù)印制線路板電流的大小，盡量加租電源線寬度，減少環(huán)路電阻。同時(shí)、使電源線、地線的走向和數(shù)據(jù)傳遞的方向一致，這樣有助于增強(qiáng)抗噪聲能力。

9、地線設(shè)計(jì)

地線設(shè)計(jì)的原則是：

(1)數(shù)字地與模擬地分開。若線路板上既有邏輯電路又有線性電路，應(yīng)使它們盡量分開。低頻電路的地應(yīng)盡量采用單點(diǎn)并聯(lián)接地，實(shí)際布線有困難時(shí)可部分串聯(lián)后再并聯(lián)接地。高頻電路宜采用多點(diǎn)串聯(lián)接地，地線應(yīng)短而租，高頻元件周圍盡量用柵格狀大面積地箔。

(2)接地線應(yīng)盡量加粗。若接地線用很紉的線條，則接地電位隨電流的變化而變化，使抗噪性能降低。因此應(yīng)將接地線加粗，使它能通過(guò)三倍于印制板上的允許電流。如有可能，接地線應(yīng)在2~3mm以上。

(3)接地線構(gòu)成閉環(huán)路。只由數(shù)字電路組成的印制板，其接地電路布成團(tuán)環(huán)路大多能提高抗噪聲能力。

10、退藕電容配置

PCB設(shè)計(jì)的常規(guī)做法之一是在印制板的各個(gè)關(guān)鍵部位配置適當(dāng)?shù)耐伺弘娙荨?/span>

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(gè)集成電路芯片都應(yīng)布置一個(gè)0.01pF的瓷片電容，如遇印制板空隙不夠，可每4~8個(gè)芯片布置一個(gè)1 ~ 10pF的但電容。

(3)對(duì)于抗噪能力弱、關(guān)斷時(shí)電源變化大的器件，如 RAM、ROM存儲(chǔ)器件，應(yīng)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(zhǎng)，尤其是高頻旁路電容不能有引線。

11、 此外，還應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：

(1)在印制板中有接觸器、繼電器、按鈕等元件時(shí)．操作它們時(shí)均會(huì)產(chǎn)生較大火花放電，必須采用附圖所示的 RC 電路來(lái)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(yīng)，因此在使用時(shí)對(duì)不用端要接地或接正電源

焊接原理及焊接工具

一

焊接原理

目前電子元器件的焊接主要采用錫焊技術(shù)。錫焊技術(shù)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(kuò)散、結(jié)合,形成浸潤(rùn)的結(jié)合層。外表看來(lái)印刷板銅鉑及元器件引線都是很光滑的,實(shí)際上它們的表面都有很多微小的凹凸間隙,熔流態(tài)的錫焊料借助于毛細(xì)管吸力沿焊件表面擴(kuò)散,形成焊料與焊件的浸潤(rùn),把元器件與印刷板牢固地粘合在一起,而且具有良好的導(dǎo)電性能。

錫焊接的條件是:焊件表面應(yīng)是清潔的,油垢、銹斑都會(huì)影響焊接；能被錫焊料潤(rùn)濕的金屬才具有可焊性,對(duì)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(duì)焊件表面進(jìn)行鍍錫浸潤(rùn)后,再行焊接；要有適當(dāng)?shù)募訜釡囟?使焊錫料具有一定的流動(dòng)性,才可以達(dá)到焊牢的目的,但溫度也不可過(guò)高，過(guò)高時(shí)容易形成氧化膜而影響焊接質(zhì)量。

二

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(yīng)式、儲(chǔ)能式及調(diào)溫式多種,電功率有15W、2OW、35w……300W多種,主要根據(jù)焊件大小來(lái)決定。一般元器件的焊接以2OW內(nèi)熱式電烙鐵為宜；焊接集成電路及易損元器件時(shí)可以采用儲(chǔ)能式電烙鐵；焊接大焊件時(shí)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(hù)在焊接的高溫條件下不被氧化生銹,常將烙鐵頭經(jīng)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(yīng)先進(jìn)行鍍錫處理。方法是將烙鐵頭用細(xì)紗紙打磨干凈,然后浸入松香水,沾上焊錫在硬物(例如木板)上反復(fù)研磨,使烙鐵頭各個(gè)面全部鍍錫。若使用時(shí)間很長(zhǎng),烙鐵頭已經(jīng)氧化時(shí),要用小銼刀輕銼去表面氧化層,在露出紫銅的光亮后用同新烙鐵頭鍍錫的方法一樣進(jìn)行處理。當(dāng)僅使用一把電烙鐵時(shí),可以利用烙鐵頭插人烙鐵芯深淺不同的方法調(diào)節(jié)烙鐵頭的溫度。烙鐵頭從烙鐵芯拉出的越長(zhǎng),烙鐵頭的溫度相對(duì)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(lái)達(dá)到調(diào)節(jié)烙鐵頭溫度的目的。烙鐵頭越細(xì),溫度越高；烙鐵頭越粗,相對(duì)溫度越低。

根據(jù)所焊元件種類可以選擇適當(dāng)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(diǎn)可以采用圓錐形的,焊較大焊點(diǎn)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(jī)構(gòu)構(gòu)成的。在電路中對(duì)元器件拆焊時(shí)要用到這種電烙鐵

三

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(shí)際上是一種錫鉛合金,不同的錫鉛比例焊錫的熔點(diǎn)溫度不同,一般為180~230 ℃。手工焊接中最適合使用的是管狀焊錫絲,焊錫絲中間夾有優(yōu)質(zhì)松香與活化劑,使用起來(lái)異常方便。管狀焊錫絲有0.5、0.8、1.0、1.5…等多種規(guī)格,可以方便地選用。

焊劑又稱助焊劑,是一種在受熱后能對(duì)施焊金屬表面起清潔及保護(hù)作用的材料?？諝庵械慕饘俦砻婧苋菀咨裳趸?這種氧化膜能阻止焊錫對(duì)焊接金屬的浸潤(rùn)作用。適當(dāng)?shù)厥褂弥竸┛梢匀コ趸?使焊接質(zhì)量更可靠,焊點(diǎn)表面更光滑、圓潤(rùn)。

焊劑有無(wú)機(jī)系列、有機(jī)系列和松香系列三種,其中無(wú)機(jī)焊劑活性最強(qiáng),但對(duì)金屬有強(qiáng)腐蝕作用,電子元器件的焊接中不允許使用。有機(jī)焊劑(例如鹽酸二乙膠)活性次之,也有輕度腐蝕性。應(yīng)用最廣泛的是松香助焊劑。將松香熔于酒精(1：3)形成"松香水",焊接時(shí)在焊點(diǎn)處蘸以少量松香水,就可以達(dá)到良好的助焊效果。用量過(guò)多或多次焊接,形成黑膜時(shí),松香已失去助焊作用,需清理干凈后再行焊接。對(duì)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(chǎng)上銷售的各種助焊劑,一定要了解其成分和對(duì)元器件的腐蝕作用后,再行使用。切勿盲目使用,以致日后造成對(duì)元器件的腐蝕,其后患無(wú)窮。

手工焊接

一

手工焊接方法

手工焊接是傳統(tǒng)的焊接方法，雖然批量電子產(chǎn)品生產(chǎn)已較少采用手工焊接了，但對(duì)電子產(chǎn)品的維修、調(diào)試中不可避免地還會(huì)用到手工焊接。焊接質(zhì)量的好壞也直接影響到維修效果。手工焊接是一項(xiàng)實(shí)踐性很強(qiáng)的技能,在了解一般方法后,要多練;多實(shí)踐,才能有較好的焊接質(zhì)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板時(shí)以握筆式較為方便。

手工焊接一般分四步驟進(jìn)行。①準(zhǔn)備焊接:清潔被焊元件處的積塵及油污,再將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(shí)燙壞其他元器件。焊接新的元器件時(shí),應(yīng)對(duì)元器件的引線鍍錫。②加熱焊接:將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。若是要拆下印刷板上的元器件,則待烙鐵頭加熱后,用手或銀子輕輕拉動(dòng)元器件,看是否可以取下。③清理焊接面:若所焊部位焊錫過(guò)多,可將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板上!),用光烙錫頭"沾"些焊錫出來(lái)。若焊點(diǎn)焊錫過(guò)少、不圓滑時(shí),可以用電烙鐵頭"蘸"些焊錫對(duì)焊點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)焊。④檢查焊點(diǎn):看焊點(diǎn)是否圓潤(rùn)、光亮、牢固,是否有與周圍元器件連焊的現(xiàn)象。

二

焊接質(zhì)量不高的原因

手工焊接對(duì)焊點(diǎn)的要求是：①電連接性能良好；②有一定的機(jī)械強(qiáng)度；③光滑圓潤(rùn)。

造成焊接質(zhì)量不高的常見原因是:①焊錫用量過(guò)多,形成焊點(diǎn)的錫堆積；焊錫過(guò)少,不足以包裹焊點(diǎn)。②冷焊。焊接時(shí)烙鐵溫度過(guò)低或加熱時(shí)間不足,焊錫未完全熔化、浸潤(rùn)、焊錫表面不光亮(不光滑),有細(xì)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板之間夾雜著一層松香,造成電連接不良。若夾雜加熱不足的松香,則焊點(diǎn)下有一層黃褐色松香膜；若加熱溫度太高,則焊點(diǎn)下有一層碳化松香的黑色膜。對(duì)于有加熱不足的松香膜的情況,可以用烙鐵進(jìn)行補(bǔ)焊。對(duì)于已形成黑膜的,則要"吃"凈焊錫,清潔被焊元器件或印刷板表面,重新進(jìn)行焊接才行。④焊錫連橋。指焊錫量過(guò)多,造成元器件的焊點(diǎn)之間短路。這在對(duì)超小元器件及細(xì)小印刷電路板進(jìn)行焊接時(shí)要尤為注意。⑤焊劑過(guò)量,焊點(diǎn)周圍松香殘?jiān)芏唷．?dāng)少量松香殘留時(shí),可以用電烙鐵再輕輕加熱一下,讓松香揮發(fā)掉,也可以用蘸有無(wú)水酒精的棉球,擦去多余的松香或焊劑。⑥焊點(diǎn)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(guò)少,以及烙鐵離開焊點(diǎn)時(shí)角度不當(dāng)造成的。

三

易損元器件的焊接

易損元器件是指在安裝焊接過(guò)程中,受熱或接觸電烙鐵時(shí)容易造成損壞的元器件,例如,有機(jī)鑄塑元器件、MOS集成電路等。易損元器件在焊接前要認(rèn)真作好表面清潔、鍍錫等準(zhǔn)備工作,焊接時(shí)切忌長(zhǎng)時(shí)間反復(fù)燙焊,烙鐵頭及烙鐵溫度要選擇適當(dāng),確保一次焊接成功。此外,要少用焊劑,防止焊劑侵人元器件的電接觸點(diǎn)(例如繼電器的觸點(diǎn))。焊接MOS集成電路最好使用儲(chǔ)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,要選擇合適的烙鐵頭及溫度,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(duì)于那些對(duì)溫度特別敏感的元器件,可以用鑷子夾上蘸有元水乙醇(酒精)的棉球保護(hù)元器件根部,使熱量盡量少傳到元器件上。