2017电子工艺实习教程

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1、 电子工艺实习教程 北京邮电大学电子工程学院电路中心 2017 年 6 月 I 目目 录录 第一章 电子工艺实习常用工具和耗材 . 1 1.1 焊接用工具 . 1 1.1.1 电烙铁 1 1.1.2 吸锡器 2 1.1.3 其它常用工具 2 1.2 焊接用材料 . 3 1.2.1 焊料 3 1.2.2 助焊剂 4 第二章 电子工艺实习的基本技能 . 5 2.1 认识外热式电烙铁 . 5 2.2 手工焊接技术 . 7 2.2.1 电烙铁使用注意事项 7 2.2.2 手工焊接的基本手法和要领 8 2.3 手工拆焊技术 . 12 2.3.1 手工拆焊工具及方法 12 2.4 实用的手工焊接、安装技巧

2、 . 13 2.4.1 电路焊前的准备 13 2.4.2 电路板上元器件焊接顺序和焊后检查 15 第三章 电子工艺实习训练任务 . 17 任务一：发光二极管阵列的焊接与调测 . 17 任务二：智能平衡车的安装调测 . 21 1、STM32F103RCT6 单片机核心板原理图 21 2、电机驱动电路原理图 . 25 3、小车底板图 . 28 4、智能平衡车装配步骤 . 29 5、智能平衡车材料清单 . 37 6、所需软件 . 37 1 第一章 电子工艺实习常用工具和耗材 1.1 焊接用工具焊接用工具 1.1.1 电烙铁电烙铁 电烙铁是手工焊接的主要工具，在焊接过程中合理选择正确使用适当的电烙铁，

3、是确保焊接质量 的基础。按照结构和用途的不同，电烙铁有各种类型，按照加热的方式分，电烙铁有直热式、感应式、 气体燃烧式等， 按功能分有单用式、 两用式、 调温式等。 各种电烙铁根据功率不同， 又有从 20W、 30W、 35W、50W、100W 等不同的规格。 手工焊接常用的电烙铁为直热式。直热式电烙铁接通电源后，由镍铬电阻丝绕制而成的加热体温 度升高，烙铁头被加热，烙铁头温度达到一定程度后，可熔化焊锡进行焊接。根据加热体的位置的不 同，直热式电烙铁又分为内热式、外热式和恒温式三大类。 加热体位于烙铁头外面的称为外热式，位于烙铁头内部的称为内热式。恒温式电烙铁通过内部温 度传感器和开关进行恒温

4、控制，实现恒温焊接。 内热式电烙铁升温快，热效率高，体积小、重量轻、使用方便，适用于小型电子产品的手工焊接， 也适宜初学者使用。 a)外热式 b)内热式 图 1.1.1 各种电烙铁外观 2 图 1.1.2 内热式与外热式电烙铁结构图 1.1.2 吸锡器吸锡器 在手工焊接和维修电子产品的过程中，经常需要将焊接在电路板上的电子元器件拆卸下来，这一 过程称为拆焊或解焊，是焊接的相反过程。在拆焊的过程中，经常要用到吸锡器。吸锡器的作用是吸 除所拆焊点的焊锡。 图 1.1.3 各种吸锡器外观 1.1.3 其它常用工具其它常用工具 在电子产品的制作过程中，还经常用到各种各样的辅助工具如烙铁架、尖嘴钳、剪刀

5、、斜嘴钳、 剥线钳、镊子、切刀等。烙铁架在焊接过程中放置电烙铁；尖嘴钳、剪刀以及剥线钳、镊子用于准备 导线，整理待焊元器件的管脚等；斜嘴钳用于切剪焊接后元件管脚多余部分；切刀则主要用于剐除待 焊接导线和元器件引脚的氧化层，使之有利于焊接。 3 a) 剥线钳 b) 尖嘴钳 c) 斜嘴钳 图 1.1.4 各种工具外观 1.2 焊接用材料焊接用材料 1.2.1 焊料焊料 焊料是熔点低于被焊金属的易熔金属，焊接时焊料被加热熔化，在被焊金属表面形成合金而与被 焊金属连接在一起。焊料按成分的不同，有锡铅焊料、铜焊料、银焊料等。 一般在电子产品装配焊接中，经常使用的是铅锡焊料，俗称焊锡，焊锡主要由铅锡合金组

6、成，当 铅锡焊料中的锡含量为 61.9%，铅的含量为 38.1%时，其熔点较低并且熔点和凝固点相同，这种焊料被 称为共晶焊料。使用共晶焊料可以使焊点快速凝固，所以共晶焊料性能最好，实际中最常用。而实际 应用中的铅锡焊料一般还添加 1%-2%的锑，以适当增加其机械强度。 图 1.2.1 焊锡丝 铅锡焊料有以下特点： a) 熔点低：各种不同比例的铅锡合金熔点均低于纯铅和纯锡各自的熔点。 b) 机械强度高：合金的各种机械强度均优于纯铅和纯锡。 c) 表面张力小，黏度低，具有很好的液态流动性，有利于焊接时形成可靠连接。 d) 抗氧化性好，铅的抗氧化性在合金中继续保持，使焊料在熔化时减少了氧化。 手工焊

7、接常用的焊锡常是内部充加助焊剂的管状或丝状，被称为焊锡丝。焊锡丝的直径有 0.5mm、 0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.2mm、1.5mm、2.0mm、2.5mm、3.0mm、4.0mm、5.0mm 等规格。也有把 4 焊料和助焊剂制成粉状，与有机物和溶剂混合成糊状，称为焊锡膏。焊锡膏在表面贴装工艺中大量应 用。 1.2.2 助焊剂助焊剂 助焊剂是指焊接时添加在焊点上，起到清除被焊材料表面氧化物和污渍，防止被焊材料再氧化， 保证焊接质量的添加剂。 助焊剂的种类很多，一般分为树脂、有机和无机三类。 树脂类助焊剂 电子产品的焊接中，常用树脂类的松香助焊剂。树脂类的助焊剂是从植物的分泌物中提

8、取的，属 于天然产品，没有腐蚀性，最常用的树脂类的助焊剂是松香。松香在常温下稳定，没有化学活性，但 在被加热到 70 C 以上时开始融化，变成弱酸性，可与金属氧化物产生还原反应，并产生保护层，避免 焊料和被焊金属面被氧化。当温度降至常温时，又变成稳定的固体松香，无腐蚀且绝缘。 有机类助焊剂 有机类助焊剂有较好的助焊效果，但有一定的腐蚀性，残渣不易清除，挥发物会污染空气，一般 不单独使用，通常作为活化剂与松香组成混合助焊剂。 无机类助焊剂 无机助焊剂的活性最强，常温下就可以去除金属表面的氧化膜。但这种强腐蚀作用容易损伤金属 和焊点，电子产品的焊接一般不用。 5 第第二二章章 电子工艺实习的电子工

9、艺实习的基本技能基本技能 2.1 认识外热式电烙铁认识外热式电烙铁 电烙铁是电子产品手工焊接的基本工具，了解一种电烙铁的基本结构和工作原理，能够熟练使用 并能简单地维护，是电子工艺实习的基本目标之一，下面通过一把外热式电烙铁的拆卸过程，帮助读 者直观了解电烙铁的内部结构，掌握其检测和修理方法。 操作者首先观察内热式电烙铁的外观，了解其基本参数。电烙铁用 220 伏 50 赫兹交流市电供电， 因此使用时应注意用电安全。 可用万用表欧姆档测量电烙铁电源插头两个极之间的电阻， 阻值应在 12k 。阻值无穷大说明电烙铁内部开路，阻值为零说明电烙铁内部短路。电烙铁内部开路后,电烙铁不能 发热，如果短路，

10、电烙铁不但不能正常工作，而且还会引起交流供电线路烧保险、跳闸等事故。因此， 在使用电烙铁的过程中，应注意避免其电源线开路或短路，一旦出现开路或短路情况，应立即进行修 理。 图 2.1.1 外热式和内热式电烙铁结构图 第一步第一步 拆卸烙铁头拆卸烙铁头 一般情况下，外热式电烙铁加热体的下方，有两个螺钉起到固定烙铁头的作用，在拆卸烙铁头的 时候，先用改锥拧松两个螺钉，然后用手捏住烙铁头向下拔出即可。 6 烙铁使用时间较长时间以后，烙铁头磨损严重需要更换，按照以上步骤拆下旧的烙铁头后，将新 的烙铁头按相反的步骤安装上去。 图 2.1.2 拧松固定烙铁头的螺钉 图 2.1.3 拔下烙铁头 第二步第二步

11、 拆卸手柄拆卸手柄 如图 2.1.1 所示，外热式电烙铁的手柄下端的位置，有一个螺钉用以固定手柄，在拆卸手柄时应先 用改锥拧松该螺钉，然后拔下手柄，露出两根电源线与加热体的两个引线的连接，电源线应给还有固 定装置与内部支架（图 2.1.5 中黑色部分）固定。 图 2.1.4 拧松固定手柄的螺钉 图 2.1.5 拔下手柄 第三步第三步 拆卸拆卸加热体加热体 加热体用于电烙铁升温，是电烙铁的核心部件，如果损坏电烙铁无法升温，必须将坏的加热体拆 下，更换新的加热体。可以用欧姆表测量电源线与加热体引线的两个连接点之间的电阻值，如果开路 或短路，在排除是电源线故障原因后，可以断定是加热体损坏。 拆卸加热

12、体时，如图 2.1.6 所示将烙铁芯的金属套从加热体中拔出，然后用尖嘴钳或剪刀，剪开电 源线与加热体引线的连接，如图 2.1.7 所示。最后用力拔下加热体外壳，露出加热体，取下加热体即可。 安装时按相反顺序进行。 7 图 2.1.6 断开电源线 图 2.1.7 断开电源线 图 2.1.8 拔下加热体外壳 图 2.1.9 外热式电烙铁各部件 2.2 手工焊接技术手工焊接技术 要熟练掌握手工焊技术，首先要正确使用电烙铁，然后按照正确规范的焊接操作手法进行反复练 习，才能熟能生巧，操作自如。 2.2.1 电烙铁使用注意事项电烙铁使用注意事项 1、电烙铁通电前首先检查电烙铁的电源线有无破损，如有破损及

13、时处理，防止发生短路、短路或 触电事故；核对供电电压是否与电烙铁的额定电压相符，注意用电安全；检查烙铁头是否已上锡，新 的电烙铁头或修整后的烙铁头通电前应先浸松香水或涂焊锡膏，然后马上上锡。 2、焊接时，如果烙铁头挂锡太多影响焊接质量，应通过在湿布上擦拭来去处过多的锡，绝对不能 甩电烙铁或在其它物体上敲击电烙铁，防止高温的液态锡被甩到周围的人身上或物体上，引起身体伤 害或财产损失。而敲击电烙铁则容易使烙铁芯的瓷管破裂，或使内部发生短路或断路故障，引发安全 事故或留下安全隐患。 3、电烙铁在使用时，还注意电源线是否在手柄内发生转动，一般外热式电烙铁手柄内部有固定线 将电源箱固定在支架上，内热式电

14、烙铁手柄上有一个固定电源线的塑料螺钉 若固定松动应及时紧固， 8 否则电源线容易扭动转动，从而引起内部连接处断开或电源线间短路，进而引起发供电线路保险爆断 等故障。 4、焊接间隙电烙铁应放置在烙铁架上，不得随意放置，一般右手持电烙铁情况下，烙铁架放置在 前方靠右处。取放电烙铁的过程中注意理顺烙铁电源线，一定要防止电源线不断被扭转，导致电烙铁 内部电源接线处产生断路和短路；还要防止取放电烙铁的过程中烙铁头烫坏电源线。 5、使用电烙铁进行焊接操作时，还应养成良好的习惯，操作台面上应整齐有序，不放置过多的东 西。 提示：准备一块干净的抹布或毛巾，焊接时可以垫在电路板下面防止电路板移动，还可以用来擦拭

15、烙 铁头。 2.2.2 手工焊接的基本手法和要领手工焊接的基本手法和要领 1、电烙铁的拿法 手工焊接时电烙铁要拿稳对准，不能烫伤、损坏被焊件，因此要正确地选择和掌握电烙铁的拿法。 如图 2.2.1 所示，电烙铁的拿法有三种：反握法、正握法和握笔法，如图所示。反握法焊接时动作稳定， 长时间操作不宜疲劳，适用于大功率烙铁焊接热容量大的被焊件；正握法适用于中等功率的电烙铁； 握笔法类似于写字时手拿笔的姿势，比较方便灵活，便于初学者掌握。但握笔法长时间操作容易疲劳， 烙铁也较容易出现抖动现象，因此适用于小工率电烙铁焊接小规模印制电路板，或电子产品的维修。 图 2.2.1 电烙铁的拿法 2、 焊锡丝的拿

16、法 焊接时一手拿电烙铁，一手拿焊锡丝。如图 2.2.2 所示，焊锡丝的拿法有两种：连续焊接时拿法和 断续焊接时拿法。连续焊接时用拇指和食指拿住焊锡丝，顶端留出 35 厘米的长度，焊接过程中可以 借助其它手指连续向前送料。 9 图 2.2.2 焊锡丝的拿法 3、 手工焊接的步骤 手工焊接的操作一般分五个步骤，称为手工焊五步操作法，如图 2.2.3 所示，图中从左往右，分别 为步骤一至五。 图 2.2.3 手工焊五步操作法图示 步骤一：准备施焊 左手拿焊丝，右手持电烙铁，电烙铁已经通电加热，可以随时施焊，并且要求烙铁头洁净无焊渣 等氧化物，表面镀有一层焊锡。 步骤二：加热焊件 将烙铁头放在被焊接的两焊件连接处，使两个焊件都与烙铁头相接触，同时加热两个焊件焊接面 至一定温度，时间大约为 12 秒钟。 注意：此步骤中不要用烙铁头对焊件过度施加压力，过度施压并不能加快传热，却加速了烙铁头 的损耗，更严重的是对被焊接的元器件造成不易察觉