《电子技能实训教程》课件第3章

第3章电子焊接工艺和制板技术3.1元器件引脚成形和连接导线端头处理技术3.2搪锡方法和技术要求3.3手工焊接技术3.4制作印制电路板3.5表面组装技术简介本章学习内容与目标：

(1)了解表面组装技术的基本原理，组装技术所应用的波峰焊、再流焊的工作过程；

(2)掌握元器件引脚成形、导线端头处理以及焊前上锡的操作方法、注意事项和印制电路板的设计、制作方法；

(3)熟练掌握通过合理选用焊接工具、焊接材料进行手工焊接的方法；

(4)熟悉电路板的装配方法及工艺要求。

【基础知识与技能准备】

在元器件安装和焊接之前，要根据实际情况把元器件引脚处理成合适的形状；同样，各种连接导线也要在焊接之前对端头进行剥除绝缘层及整形处理。3.1元器件引脚成形和连接导线端头处理技术3.1.1引脚成形方法和技术要求

1．手工整形

手工整形工具主要有镊子和尖嘴钳，基本步骤及图示如表3-1-1所示。

表3-1-1用镊子进行引脚成形的步骤及图示

2．专用整形设备

在大批量生产中，引脚成形全是用专用设备来完成的，如集成电路引脚成形专用设备、电阻引脚成形专用设备等，详细介绍如表3-1-2所示。

表3-1-2引脚成形专用设备3．引脚成形的技术要求

(1)引脚成形后，元器件本身不能受伤，不可以出现模印、压痕和裂纹。

(2)引脚成形后，引脚直径的减小或变形不可以超过原来的10%。

(3)若引脚上有焊点，则在焊点和元器件之间不准有弯曲点，焊点到弯曲点之间应保持2

mm以上的间距。

(4)通常各种元器件的引脚尺寸都有不同的基本要求，如表3-1-3所示。

表3-1-3引脚成形标准尺寸

表3-1-3引脚成形标准尺寸3.1.2导线和屏蔽线端头处理

1．导线的种类

常用连接导线有三类：单股线、多股线和屏蔽线(同轴电缆)，其外形如表3-1-4所示。

表3-1-4连接导线种类及图例2．单股线与多股线的处理方法

单股线与多股线的处理步骤及图示如表3-1-5所示。表3-1-5单股线与多股线的处理方法3．屏蔽线端头的处理方法

屏蔽线端头的处理步骤及图示如表3-1-6所示。

表3-1-6屏蔽线端头的处理方法3.1.3元器件成形、导线处理注意事项

1．安装方式

电子元器件成形的安装方式图示及说明如表3-1-7所示。

表3-1-7安装方式2．标记朝向

引脚成形、安装以后，元器件的标记朝向如表3-1-8所示。

表3-1-8标记朝向3．引脚弯折处理

当安装、焊接固定元件时，为防止元件掉出来应折弯引脚，并且要注意整形效果。具体操作如图3-1-1所示。图3-1-1引脚折弯处理操作示例元件掉出来

4．安装时注意事宜

在安装时，不要用手直接触碰元器件引脚和印制板上的焊盘。

【基础知识与技能准备】

搪锡是指在元器件引脚、导线端头以及初次使用的烙铁头上均匀地熔上一层锡，待锡冷却后能起到防止断丝、方便连接和连接可靠的作用。如果焊接前不搪锡，则很容易造成虚焊。搪锡工具有电烙铁、搪锡锅和超声波搪锡仪等，如表3-2-1所示。3.2搪锡方法和技术要求

表3-2-1搪锡工具图例及说明3.2.1烙铁头搪锡

电烙铁可以作为搪锡工具，但它在第一次使用时，也要被搪锡。具体方法是烙铁通电后，不断将烙铁头在烙铁架的海绵上擦拭，去掉表面污渍，然后加焊锡丝上锡，再将烙铁头在海绵上擦拭，再加焊锡丝上锡，反复多次，直至烙铁头挂满焊锡为止。3.2.2导线搪锡

导线的搪锡步骤如下：

(1)根据需要，剥除一定长度导线的绝缘层，露出原金属芯。

(2)在烙铁架内熔较多的松香和焊锡。

(3)将导线前端的金属部分和已达到正常焊接温度的烙铁同时放入烙铁架内。

(4)将金属部分的前端在已熔的焊锡内用烙铁头压住打磨一定时间。

搪锡后的导线端头应有1

mm的距离，表面应光滑明亮，无毛刺，焊料层均匀，无残剩，不能出现烛心效应。搪锡效果如表3-2-2所示。

表3-2-2导线搪锡效果3.2.3元器件的引脚搪锡

如果元器件长期裸露在空气中，会因引脚表面附有灰尘、杂质而氧化，使得可焊性变差。为保证焊接质量，必须在焊前对引脚进行如下搪锡处理：

(1)用小刀或锋利的工具，沿引线方向，在距离引线根部2～4

mm处向外刮杂质及氧化物等，边刮边转动引线，直至刮净为止。

(2)在烙铁架内熔较多的松香和焊锡。

(3)将元器件的引脚和已达到正常焊接温度的烙铁同时放到烙铁架内。

(4)将元器件的引脚在已熔的焊锡内用烙铁头压住打磨，并持续一定时间。注意事项：

(1)搪锡后，锡层和元器件主体应有2

mm以上的距离，另外表面要光滑，无毛刺，锡层均匀、无残剩。

(2)搪锡后的元器件外观无损伤，标志清晰。不可损伤未搪锡的部分。

(3)如果引脚有锈迹，最好不要用普通砂布使劲打磨，否则更难上锡。正确的方法是用细砂纸轻磨两下，再用蘸有大锡球的烙铁在烙铁架内打磨引脚。

(4)如果引脚只有少数部位能上锡，则这种元器件不能安装。

(5)新元件一般不需要搪锡。3.2.4印制板搪锡

如果印制板上有阻焊层或焊接面有污迹、锈迹等，则需要对其进行搪锡，具体操作如下：

(1)先用细砂纸轻轻打磨印制板，直至露出光亮的铜箔为止。

(2)再用酒精擦拭。

(3)在需要搪锡处熔一些松香。

(4)用蘸有锡球的烙铁在需要搪锡处打磨直至上好锡。

另外，其他焊接面如果需要搪锡，可以按照印制板搪锡的方法进行操作。3.2.5注意事项

在搪锡操作时应注意以下事项：

(1)控制好搪锡的温度和时间，不可对一个元器件连续长时间搪锡。

(2)去除氧化层或绝缘层后应立即搪锡，不要放置太长时间。

(3)如果多次搪锡质量依旧不好，应停止操作，找出原因后再进行搪锡。

3.3.1常用焊接工具及材料

常用的焊接工具有电烙铁、烙铁架、吸锡器、镊子。焊接材料主要有焊锡丝、助焊剂。3.3手工焊接技术

1．电烙铁

电烙铁是电子元器件拆装时不可缺少的工具。常用的电烙铁按加热方式可分为外热式和内热式两大类。近年来，随着焊接技术的发展又出现了恒温式电烙铁、吸锡式电烙铁、台式恒温电烙铁、热风吹焊机等几种。

1)结构特点和适用范围

常用电烙铁的结构特点和适用范围如表3-3-1所示。

表3-3-1常用电烙铁的结构特点和适用范围

2)电烙铁的选用

(1)电烙铁选用的基本原则：

①根据焊点大小来选用。焊点越小，所选的电烙铁功率就越小；焊点越大，所选的电烙铁功率就越大。

②根据被焊接的元器件体积大小来选用。元器件体积越大，其引脚也越粗，焊盘也越大，所用电烙铁功率也就越大。

③根据元器件的吸热大小来选用。有些元件的金属成份比较多，所以其导热、散热的特性也比较好，这时就要用功率大的电烙铁来焊接。

④根据焊接面的面积来选用。焊接面的面积越大，其散热也就越快，因此要用功率大些的电烙铁。

⑤根据焊点密度来选用。焊点密度越大，选用的电烙铁功率就必须越小。

表3-3-2所示是一些特殊元器件所用电烙铁的选用标准。

(2)各种功率的电烙铁和其温度的对应关系如表3-3-3所示。表3-3-2特殊元器件所用电烙铁的选用标准表3-3-3各种功率电烙铁和其温度的对应关系

(3)温度高低与焊接关系。电烙铁的功率越大，热量就越大，烙铁头的温度也越高。电路焊接一般选用20

W内热式电烙铁。使用的烙铁功率过大，温度容易过高而损坏元器件(一般二、三极管PN结点温度超过200℃时就会烧坏)，也可能使印制导线从基板上脱落；使用的烙铁功率太小，焊锡不能充分熔化，焊剂不能挥发出来，焊点不光滑、不牢固，易产生虚焊。

3)电烙铁使用前的检查

(1)电源线检查。检查电源线的绝缘层是否完好无损，以避免触电。

(2)安全检查的具体内容如表3-3-4所示。

表3-3-4安全检查内容

4)电烙铁使用时的注意事项

(1)根据焊接对象合理选用不同类型的电烙铁。

(2)在使用过程中不要任意敲击电烙铁头，以免损坏。

(3)内热式电烙铁连接杆钢管壁厚度只有0.2

mm，不能用钳子夹，以免损坏。

(4)在使用过程中应经常维护，保证烙铁头挂上一层薄锡。

(5)电烙铁不宜长时间通电而不使用，这样容易使烙铁芯加速氧化而烧断，缩短其寿命，同时也会使烙铁头因长时间加热而氧化，甚至被“烧死”，不再“吃锡”。

(6)烙铁头“烧死”后，要重新上锡才可焊接。

(7)将烙铁头调节得越短，烙铁头的温度就越高；恒温电烙铁温度连续可调，指向LO时温度趋低，指向HI时温度趋高。

2．烙铁架

烙铁架的主要作用是支撑和清洁电烙铁。电烙铁暂时不用时，一般要将烙铁放在烙铁架上，也可以在烙铁架座内放置海绵、松香、焊锡等物品，能对烙铁头进行清洁和上锡。烙铁架有圆形、方形两种，如图3-3-1所示。

(a)圆形 (b)方形

图3-3-1烙铁架

3．焊料

焊料是一种易熔金属，它使元器件的引脚与印制电路板的焊盘连在一起。锡中加入一定比例的铅和少量其他金属，可制成熔点低、流动性好、对元件和导线的附着力强、机械强度高、导电性好、不易氧化、抗腐蚀性好、焊点光亮美观的焊料，一般称焊锡。按加工工艺，焊料可分为普通焊锡条、焊锡丝、焊锡球三种，如表3-3-5所示。

表3-3-5焊料种类及应用

4．焊剂

1)助焊剂

助焊剂能溶解并去除金属表面的氧化物，并在焊接加热时包围金属的表面，使之和空气隔绝，防止金属在加热时氧化；它还可降低熔融焊锡的表面张力，有利于焊锡的浸润。助焊剂一般可分为无机助焊剂、有机酸助焊剂和松香助焊剂，如表3-3-6所示。

表3-3-6助焊剂种类、特点及应用

2)阻焊剂

阻焊剂的作用是在焊接过程中，防止焊盘之间的焊锡桥接，提高焊接质量和节约焊料。它也是印制板的永久性保护层，能起到防潮、防腐蚀、防霉和防机械擦伤等作用。3.3.2手工焊接技术

1．焊前准备

1)常用的焊接工具

电烙铁、镊子、剪刀、斜口钳、尖嘴钳等。

2)常用的焊接材料

焊料、焊剂、电路板、元器件等。

2．焊接要领

1)电烙铁的握法

电烙铁的握法、说明及适用范围如表3-3-7所示。表3-3-7电烙铁的握法、说明及适用范围

2)焊锡丝的拿法

焊锡丝的拿法如表3-3-8所示。表3-3-8焊锡丝的拿法3)五步法焊接

五步法焊接的过程、图示及说明如表3-3-9所示。

表3-3-9五

步

法

焊

接

4)三步法

初学者一般采用五步法，在对焊接操作步骤很熟练的情况下，对于印制电路板上的小焊点可以用三步法焊接，即将表3-3-9中过程2、3合为一步，4、5合为一步。但五步法有普遍性，是掌握手工烙铁焊接的基本方法。特别是各步骤之间停留的时间，对保证焊接质量至关重要，只有通过大量的实践才能逐渐掌握。

5)焊接温度控制

在焊接时，焊接温度要合适。若温度过低，焊锡流动性差，很容易凝固，则形成虚焊，若温度过高，将使焊锡流淌，焊点不易存锡，焊剂分解速度加快，使金属表面加速氧化，并导致印制电路板上的焊盘脱落。尤其在使用天然松香作助焊剂时，锡焊温度过高，焊面很易氧化脱皮而产生炭化，造成虚焊。3.3.3印制线路板的焊接

1．焊前准备

(1)熟悉电路的工作原理，必须具备原理图，清楚装配方法和工艺，必要时要有装配图。

(2)准备所需的工具、材料。工具包括有：电烙铁、烙铁架、斜口钳、尖嘴钳、剥线钳、镊子、螺丝刀、锉刀、剪刀等。材料包括有：焊料、焊剂、印制板、连接导线等。

(3)检查元件的型号、数量及质量。

(4)元器件的引线成形。

2．对各种元器件的焊接要求

(1)核对元器件的型号是否符合设计要求。

(2)用仪表检查元器件质量是否可靠。

(3)各种元器件安装后的标识要便于识读，并符合阅读习惯。

(4)对有极性的元器件，如电解电容、二极管、三极管，辨别极性以后，将元件安装在印制板相应的位置。

(5)对需要加装散热片的大功率三极管和大功率集成电路，应先将接触面平整、打磨光滑后按要求加垫绝缘薄膜，再安装紧固。

(6)焊接时间要合适，焊接时可用镊子夹住引脚，以利散热。

(7)焊完后，在路检查元件的性能是否出现明显变化。

(8)对于集成电路(IC)，找出集成电路第1脚位置后，准确安装好集成电路，先焊对角线上或边缘的两只脚，以使其定位。有时为了更换集成电路方便，只需焊接集成电路插座。

3．导线的连接步骤

(1)先用小刀或剥线钳按需要剥除绝缘层。

(2)对芯线上锡，如果是多芯线，要将芯线拧成一股以后再上锡。

(3)根据需要选用插焊、搭焊、钩焊、绕焊等合适的焊接方法，如图3-3-2所示。

(a)

(b)

(c)

(d)

图3-3-2导线的连接方法(a)插焊；(b)搭焊；(c)钩焊；(d)绕焊

4．拆焊

在调试、维修过程中，元器件损坏、焊接错误时则需要拆焊。若拆焊方法不当，往往会损坏元器件、使印制导线断裂或焊盘脱落。良好的拆焊技术，既能保证调试、维修工作顺利进行，又能避免由于更换器件不得法而增加产品故障率。

1)拆焊工具

常用的拆焊工具如表3-3-10所示。

表3-3-10常用的拆焊工具

2)注意事项

为保证拆焊的顺利进行，操作时应注意以下两点：

(1)烙铁头加热被拆焊点时，焊料一熔化，应及时拆除相应的元器件。注意在拆焊过程中，不管元器件的安装位置如何、是否容易取出，都不要强拉或扭转元器件，以避免损伤印制电路板和其他的元器件。

(2)插装新元器件之前，必须把焊盘插线孔内的焊料清除干净，否则在插装新元器件引线时，会造成印制电路板的焊盘翘起。清除焊盘插线孔内焊料的方法是：用合适的缝衣针，从印制电路板的非焊盘面插入孔内，然后用电烙铁对准焊盘插线孔加热，待焊料熔化时，缝衣针便从孔中穿出，清除了孔内焊料。

5．对元件焊接的基本要求

对元件焊接的基本要求主要有以下几方面：

(1)焊点要有足够的机械强度，保证被焊件在受振动或冲击时不脱落、不松动。不能过多堆积焊料，这样容易造成虚焊、焊点与焊点之间短路。

(2)焊接可靠，具有良好导电性，必须防止虚焊。虚焊是指焊料与被焊件表面没有形成合金结构只是简单地依附在被焊金属的表面上。各种有缺陷焊点及其原因分析如表3-3-11所示。

表3-3-11焊点缺陷分析

表3-3-11焊点缺陷分析

(3)焊点表面要光滑、清洁、有良好光泽，不应有毛刺、空隙、有害残留物质。常见各类不良焊点的图示及说明如表3-3-12所示。

表3-3-12各类不良焊点的图示及说明

【基础知识与技能准备】

印制电路板(PrintCircuitBoard，PCB)，简称印制板，是通过专门工艺，在一定尺寸的绝缘基材敷铜板上，按预定设计印制导线和小孔，可在板上实现元器件之间的相互连接。3.4制作印制电路板

3.4.1印制板的基本知识

1．种类

印制板的种类、说明、特点及应用如表3-4-1所示。

表3-4-1印制电路板的种类、说明、特点及应用

2．材料

印制电路板是在绝缘的基板上，敷以电解铜箔，再经热压而制成的。目前，我国常用单、双面板的铜箔厚度为35

μm，国外开始使用18

μm、10

μm和5

μm等超薄铜箔，超薄铜箔具有蚀刻时间短、侧面腐蚀小、易钻孔和节约铜材等优点。印制电路板的材料、功能、应用范围如表3-4-2所示。

表3-4-2印制电路板的材料、功能、应用范围3．印制电路板的常用名词

印制电路板的常用名词及含义如表3-4-3所示。

表3-4-3印制电路板常用名词及含义3.4.2印制电路板的设计

印制电路板的设计是电子产品制作的重要环节，这不但关系到电路在装配、焊接、调试和检修过程中是否方便，而且直接影响到产品的质量与电气性能。对于同一张电路原理图，其设计方案具有很大的灵活性、离散性、创造性。

对于初学者来说，首先就是掌握电路的原理和一些基本布局、布线原则，然后通过大量的实践，领悟并掌握布局、布线原则，才能不断提高印制电路板的设计水平。

1．设计常用标准

印制电路板设计的常用标准如表3-4-4所示。表3-4-4印制板设计的常用标准

2．干扰类型及抑制方法

印制电路板上常见的干扰类型及抑制方法如表3-4-5所示。表3-4-5干扰类型及抑制方法

3．元器件布局

在印制电路板的排版设计中，元器件的布局至关重要，它决定了板面的整齐美观程度和印制导线的长短、数量，甚至对整机性能都会造成影响，特别是模拟电路和高频电路。所以元件布局时应遵循以下几个原则：

(1)在通常情况下，所有元器件均应布置在印制电路板的一面，如果需要绝缘，可在元器件与印制电路板之间垫绝缘薄膜或留1～2

mm的间隙。

(2)在条件允许的情况下，尽量使元器件在整个板面上分布均匀、疏密一致。在保证电气性能的前提下，元器件应相互平行或垂直排列，以求整齐、美观。

(3)重且大的元器件尽量设计在有电路板固定点的区域，并降低重心。

(4)发热元器件应优先安排在有利于散热且远离高温的区域。

(5)对电磁感应敏感的元器件和电磁辐射较强的元器件在布局时应避免它们之间相互影响。

4．印制电路板的布线设计

完成元器件布局之后，接着就是布线设计。在布线设计时，如何使布局合理、整齐、美观，应考虑如下几方面：

1)先设计公共通路的导线

公共通路导线主要指地线和电源线。这些线要连接每个单元电路，走线距离最长，所以应先设计。

2)按信号流向布线

在设计导线时，一般按信号的传输走向逐步设计各个单元电路的导线。

3)保持良好的导线形状

在设计导线时，良好的导线形状的主要标准为：导线的长度最短；在导线转弯时要避免出现锐角；焊盘和导线的附着力强；地线和电源线应尽量宽一些；除了地线和电源线之外，导线的宽度和线距应整齐、均匀、美观。

4)双面板布线

双面板的导线设计与单面板有较大的区别：同一层面上的导线方向尽量一致，或者都是水平方向布线或者都是垂直方向布线；元件面的导线与焊接面的导线相互垂直；两个层面上的导线连接必须通过通孔。

5．印制电路板的设计步骤和方法

1)确定印制电路板及尺寸

(1)印制电路板的形状通常与整机外形有关，一般采用长方形，其长度比例以3∶2或4∶3为最佳。

(2)印制电路板的尺寸应考虑整机的内部结构、印制电路板上元器件的数量、尺寸及安装排列方式。

2)草图设计

版面的四周留出一定的空白间距(一般为5～10

mm)，不设置焊盘与导线，用来绘制印制电路板的定板孔和各元器件的固定孔。

(1)进行元器件布局。用铅笔画出各元器件的外形轮廓，注意应使元器件轮廓尺寸与实物对应，元器件间距要均匀一致，各元器件之间外表距离不能小于1.5

mm。使用较多的小型元器件可不画出轮廓，如电阻、小电容等，但要做到心中有数。在元器件布局时还应考虑各种干扰及散热等问题。

(2)确定并标出焊盘位置。有精度要求的焊盘要严格按尺寸标出，无尺寸要求的焊盘，应尽量使元器件排列均匀、整齐。布置焊盘位置时，不要考虑焊盘间距是否一致，而应根据元器件大小形状而定，最终保证元器件装配后均匀、整齐、疏密适中。

(3)勾画印制导线。为简便起见，只用细线标明导线的走向即路径，不需要把印制导线按照实际宽度画出来，但应考虑线间的距离，以及地线、电源线等产生的公共阻抗的干扰。在布线时，导线不能交叉，必要时可用跨线。

(4)将铅笔绘制的草图反复核对无误后，再用绘图笔重描焊点及印制导线，描好后擦去元器件实物轮廓图，使草图清晰明了。

(5)标明焊盘尺寸及印制导线的宽度，注明印制电路板的技术要求。

6．印制板的制作

1)材料的确定

根据电路的工作频率及工作环境来选用不同基材的印制电路板。

2)敷铜板的表面处理

由于加工、储存等原因，敷铜板的表面会形成一层氧化物，氧化物将影响底图的复印，为此在复印底图前应将敷铜板表面清洗干净。具体方法是：用水砂纸蘸水打磨，用去污粉擦洗，直到将板面擦亮为止，然后用水冲洗，用布擦净后即可使用。这里切忌用粗砂纸打磨，否则会使铜箔变薄，且表面不光滑，影响描绘底图。

3)复印电路图

将已经绘制完毕的印制电路板图用复写纸复印在敷铜板的铜箔面上。复印时最好把复印纸、印制电路板图用胶布固定在敷铜板上。复印完毕后，要认真复查是否有错漏，复查后再把印制电路板图和复写纸取下。

4)描图

仔细检查复印后的印制电路板图，若无误后用小冲头对准要钻孔的部位冲上一个小的凹痕，便于以后打孔时不至于偏移位置，随后便可对复印痕迹描上防腐蚀剂。防腐蚀剂种类很多，一般业余制作可采用喷漆或漆片溶液等。这些防腐蚀剂的特点是干得快，图描完后稍等片刻就能进行腐蚀处理，但它们的漆层较薄，在腐蚀工序中，稍有疏忽就容易碰掉漆层。漆片溶液可以自己配制，将1份漆片溶于3份工业酒精中，完全溶解后再加入少量的甲基紫作为色剂，便可使用了。描图用的笔，可用小号毛笔，也可用鸭嘴笔，另外还可将描图液灌在废旧的注射器中进行描制，这种方法既灵活又方便，特别适宜描制较细的线条。实际使用时，针尖的斜口部分要先用钢丝钳剪去，再用挫刀挫光滑。描完后的印制电路板应平放，让描图液自然干透，同时检查线条是否有麻点、缺口或断线，如果有，应及时填补、修复。再用快口尖刀将线条图形整理一下，使线条光滑、焊盘圆滑。

5)去除废铜箔

铜箔上所需保留的线路已被防腐蚀剂涂上，剩下的铜箔必须去除。制作方法常用化学腐蚀法或刀刻法。

(1)化学腐蚀法。三氯化铁是腐蚀印制电路板最常用的化学药品，溶液浓度一般取35%左右，即用1份三氯化铁加2份水配制而成。配制时在容器里先放三氯化铁后放水，并不断搅拌。盛放腐蚀液的容器应是塑料或搪瓷盆，不能使用铜、铁、铝等金属制品，因为三氯化铁会与这些金属发生化学反应。把要腐蚀的印制电路板浸没在溶液之中，溶液量控制在铜箔面正好完全被浸没为限，太少不能很好地腐蚀印制电路板，太多易造成浪费。为了加快腐蚀速度，在腐蚀过程中，要不断晃动容器，或用毛笔在印制电路板上来回地刷洗。如嫌速度还太慢，也可适当加大三氯化铁的浓度，或提高溶液的温度，但溶液浓度不宜超过50%，温度不要超过60℃，否则溶液太浓会使铜箔板上需要保存的铜箔从侧面被三氯化铁腐蚀，而温度太高会使漆层隆起脱落。

(2)刀刻法。刀刻法即利用锋利的小刀将铜箔板上不需要的铜箔刻去，这样可以省去描漆、腐蚀、清洗等工序。但刻制电路时需要小心，否则容易损坏底层的绝缘板和需要保留的线路铜箔。这种方法一般只适用于制作电路比较简单的印制电路板。

(3)雕刻机法。雕刻机法只适用于用软件设计的电路图，将设计图输入雕刻机，调整好参数，启动后，雕刻机自动除去废铜箔，完成电路制作。

6)冲洗

当废铜箔被腐蚀完后，应立即将印制电路板取出，用清水冲洗干净残存的三氯化铁，否则残存的腐蚀液会使铜箔导线的边缘出现黄色的痕迹。

7)擦去防腐蚀层

制作印制电路板时描在铜箔上的防腐蚀层，经过腐蚀工序后依然留在印制电路板上，应当将其擦掉。如果是喷漆，可用棉花蘸香蕉水或丙酮擦洗；如果是漆片溶液，可采用酒精擦洗；如果缺少这些溶剂，也可用细砂纸(最好是水磨砂纸)轻轻磨去覆盖的漆层。

8)钻孔

按描图前所冲的凹痕钻孔，孔径应根据引脚粗细而定。如普通电阻、电容、晶体管的安装孔一般取1～1.3

mm，固定螺钉孔径取3

mm。钻孔时，为了钻出的孔眼光洁、无毛刺，除了要选用锋利的钻头以外，孔径2

mm以下的，最好采用高速(4000转/min以上)电钻来钻孔。如果转速过低，钻出来的孔眼就会有严重的毛刺。对于直径在3

mm以上者，转速可略低一些。

9)涂保护层

腐蚀后留下的铜箔，其表面还需涂上一层保护层，一是防止导线铜箔日久受潮锈蚀，二是便于在铜箔上焊接，保证良好的导电性能。常用的保护层有松香涂层和镀银层。无论涂哪种保护层，印制电路板上的铜箔都必须先做清洁处理，处理方法与前述第一步相同，清洁后晾干，即可涂上保护层。

(1)涂松香层。先配制松香酒精溶液，将2份松香研碎后放入一份纯酒精中(浓度在90%以上)，盖紧盖子搁置一天，然后将松香酒精溶液涂在焊接面，待溶液中的酒精自然挥发后，印制电路板上就会留下一层黄色透明的松香保护层。

(2)涂银层。在盆中倒入硝酸银溶液，印制电路板浸没在溶液中，10分钟后即可在导线铜箔表面均匀地留下银层。用清水冲洗晾干后就可以使用了。

7．业余制板

除了以上的制板方法外，业余制板法还有雕刻法、帖图法、手工描绘法、油印法、热转印法、热熔塑膜制板法等。

3.5.1表面组装技术的基本操作过程

表面组装技术(SurfaceMountTechnolog，SMT)是将表面贴装元器件(无引脚或短引脚的元器件)贴、焊到印制电路表面规定位置上的电子装联技术，所用的印制电路板无需钻插装孔。具体地说，就是首先在印制电路板的焊盘上涂布焊锡膏，再将表面贴装元件准确地放到涂有焊锡膏的焊盘上，通过加热印制电路板直至焊锡膏熔化，冷却后便实现了元器件与印制电路板之间的互连。3.5表面组装技术简介从广义上讲，表面组装技术包含了片式元器件、表面组装设备、表面组装工艺；组装技术即大生产技术，它把先进的信息技术转化为实际的、可供人们使用的电子产品，因此，表面组装技术和信息产业是相互依存、相互发展的，表面组装技术已成为信息产业强有力的基础。

表面组装(SMT)生产中普遍采用“无引线或短引线”的元器件，从组装工艺角度分析，表面组装和通孔插装(THT)技术的根本区别一是所用元器件、PCB的外形不完全相同；二是前者是“贴装”，即将元器件贴装在PCB焊盘表面，而后者则是“插装”，即将长引脚元器件插入PCB焊盘孔内。两者的对比如表3-5-1所示。

表3-5-1表面组装与通孔插装的对比3.5.2表面组装所用的元器件

表面组装用的是无引脚元器件，元器件和印制电路板(PCB)表面非常贴近，俗称“贴片元件”。常见贴片元件的字母简写与中文对照如表3-5-2所示。表3-5-2常见贴片元件的字母简写与中文对照1．贴片电阻器和电位器

贴片电阻器和电位器的类别、外形及标记识别如表3-5-3所示。

表3-5-3贴片电阻器和电位器

表3-5-3贴片电阻器和电位器2．贴片电容和电感器

贴片电容和电感器类别、外形及说明如表3-5-4所示。

表3-5-4贴片电容和电感器3．其他贴片元件

其他贴片元件的类别、外形及说明如表3-5-5所示。表3-5-5其他贴片元件4．贴片半导体器件

贴片半导体器件的类别、外形及说明如表3-5-6所示。

表3-5-6贴片半导体器件3.5.3表面组装用的印制电路板

将铜箔粘压在绝缘基板上，并用印制、蚀刻、钻孔等手段制造出导电图形和元器件安装孔，构成电气互连，并保证电子产品的电气、热和机械性能的可靠性，称为印制电路板，简称印制板。

1．基板材料

基板材料的类型、基材及特点如表3-5-7所示。

表3-5-7基板材料2．基材厚度

各种基材的厚度如表3-5-8所示。表3-5-8基材厚度3．铜箔的种类及厚度

铜箔的种类按制造方法可分为压延铜箔和电解铜箔两种。压延铜箔要求铜纯度高，铜箔弹性好，适用于挠性板、高频信号板，用字母“W”表示。电解铜箔则用于普通PCB板的制造，纯度稍低于压延法，用字母“E”表示。铜箔常用厚度如表3-5-9所示。

表3-5-9铜箔常用厚度注：1OZ = 28.35g，1ft2 =0.092 903 04m2。

4．表面安装印制板

表面安装印制板简称SMB，因为在工艺上是直接将贴片元件贴装在SMB上，所以其性能要求比插装印制电路板(PCB)基板性能要求高得多；另外，SMB的设计、制造工艺也要复杂得多，许多高新技术是制造插装PCB根本不用的技术。两者相比，SMB的主要特征有：高密度、小孔径、CTE(热膨胀系数)低、耐用高温性能好、平整度高。3.5.4表面焊接技术

表面焊接术主要有再流焊和波峰焊两类，现对其分别加以介绍。

1．再流焊

再流焊又称回流焊，它是一种通过重新熔化预先放置的焊料而形成焊点，焊接过程中不再添加任何额外焊料的焊接方法。再流焊的焊接过程主要包括印刷焊锡膏、贴装元件、再流焊、清洗四个步骤。

1)印刷焊锡膏

(1)焊锡膏的印刷涉及三项基本内容——焊锡膏、模板、印刷机。这三者之间合理组合对高质量地实现焊锡膏的定点，定量分配起着决定作用。三者的作用及特性如表3-5-10所示。

表3-5-10印刷焊锡膏的三项基本内容(2)印刷焊锡膏的过程：先将模板窗口与PCB上的焊盘图形对正，然后在模板上放足量的焊锡膏，开动印刷机调节好相关参数，刮刀扫描一次就可以完成，如图3-5-1所示。图3-5-1印刷焊锡膏的过程

2)贴装元件

表面组装(SMT)生产中的贴片技术通常是指用一定的方式将片式元器件准确地贴放到PCB指定的位置上，这个过程英文称为“PickandPlace”。常用贴片机如图3-5-2所示。

3)再流焊

再流焊的焊接机理是：通过重新熔化预先放置的焊料而形成焊点，使元器件与线路板之间形成可靠的电气连接和机械连接，如图3-5-3所示。

图3-5-2贴片机

图3-5-3再流焊机的焊接机理

4)清洗

通常表面组装在焊接后，其板面总是存在不同程度的助焊剂残留物以及其他类型的污染物，如堵孔胶、高温胶带的残留胶、手迹、飞尘等，为了确保其可靠性，需要对其清洗，进行清洗对保证电子产品的可靠性有着极其重要的作用。常用的清洗工艺有多种，如沸腾超声波清洗工艺，是将被清洗的工件浸入超声槽中，溶剂升温至沸点，启动超声波发生器，则超声波发生器发出高频振荡信号(频率为25～100

kHz)，通过换能器将高频波转化为机械振荡激励清洗剂，它会促使清洗剂生成许多小气泡，小气泡“爆炸”消失，再生成，循环不断，并会产生瞬间高压，这种现象在超声清洗中又称为空化效应。这种空化效应具有很强的冲击力和扩散作用，有利于清洗剂渗透到SMD底层，以清除底层的污染物，超声作用后，再用溶剂喷淋冲刷污染物，最后干燥并取出SMA。超声清洗对弹性触点元件损害较大。沸腾超声波的清洗原理如图3-5-4所示。

图3-5-4沸腾超声波的清洗原理

图3-5-5贴敷贴片胶

2．波峰焊

波峰焊的焊接过程包括涂敷贴片胶、贴装元件、贴片胶固化、波峰焊、清洗五个步骤。

1)涂敷贴片胶

贴片胶的作用是保证元器件能牢固地粘在PCB上，并在焊接时不会脱落，一旦焊接完成后，它的功能就失去了，但它仍永远地保留在PCB上，如图3-5-5所示。

2)贴装元件

将片式元器件准确地贴放到PCB指定的位置上包括拾取和放置两个动作。在表面组装技术时期，由于片式元件比较大，人们用镊子等简单工具就可以实现上述动作，为了实现批量生产的需要，现在普遍采用贴片机实现高速、高精度的元器件贴放。

3)贴片胶固化

当完成贴片胶涂布、元器件贴装两个工序后，需将PCB板送入固化炉中固化，以避免在运输、焊接过程中出现元器件脱落。通常根据所采用的胶种不同，其固化方法也不同。常用的固化方法有两种，一种是热固化，另一种是光固化。贴片胶的固化效果如图3-5-6所示。

图3-5-6贴片胶固化

图3-5-7波峰焊机的工作示意图

4)波峰焊

将熔融的液态焊料借助泵的作用，在焊料槽液面形成特定形状的焊料波，将贴装、插装了元器件的PCB置于传送链上，经某一特定的角度以及一定的浸入深度穿过焊料波峰而实现焊点的焊接过程。波峰焊机的工作示意如图3-5-7所示。

5)清洗

清洗的主要对象是除去残焊剂、残留物，以防止电路的腐蚀。要达到理想的清洗效果，不仅要在清洗剂和清洗方法选用上考虑，更要从PCB的设计开始，以及助焊剂的选用、焊接工艺上进行思考。

一、技能训练目标

(1)熟练掌握点焊、拖焊的操作方