直插电子元器件基础焊接
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一、锡焊概述
锡焊是指利用低熔点的金属锡合金作为焊料,经过加热熔化后渗入并填充金属件连接处间隙的焊接方法。因焊料为锡基合金,故称为锡焊,在实际生活中经常俗称为“焊锡”(需要注意的是:锡焊是一种焊接技术,而焊锡是焊接的一种材料)。常用烙铁作加热工具。被广泛用于电子工业中。作为一种操作技术,手工锡焊主要是通过实际训练和学习才能掌握,要遵循基本的锡焊原则,运用正确的方法,学习和积累的经验,才可以熟练掌握操作。是电子爱好者、电子专业学生和电子相关从业人员的必备的操作技能。常见焊锡料形态为锡锭(锡条)、焊锡丝和锡膏等。见图1-1:
图1-1(常见的焊锡料)
二、锡焊的基本条件
焊接的范围
在实际应用中,并不是所有的材料都可以用锡焊来进行焊接的,只有一部分金属具有良好的焊接性,能用锡焊进行焊接。比如:铜和铜的合金、金、银、锌、镍等。焊接性较差的有:铝、铁、不锈钢等,需要采用特殊助焊剂、特殊制造工艺或专用焊锡料才能才能进行锡焊焊接。市场上有丰富的各种专用焊锡料可以选择,根据需要选用对应的焊料即可。
焊锡的选择
纯金属锡质地柔软,易弯曲,银白色金属光泽,在常温下具有良好的展性,但延性较差。熔点为231.89℃,无毒。锡的化学性质很稳定,在常温下不易被氧化。在空气中锡的表面生成二氧化锡保护膜而稳定。纯金属锡是一种既怕冷又怕热的金属物质,在不同的温度下,锡的形态完全不同。在13.2~161℃的温度范围内,锡的性质最稳定,叫做“白锡”。当温度下降到13.2℃以下,锡会逐渐变成灰色松散的粉末状,变成灰锡。而且还具有传染性良好的锡只要触碰到一点点,就会迅速出现同样的反应,通常把这种现象称作”锡疫“。发生”锡疫“后的金属锡需要重新加热融化后才能复原。而在161℃以上时,白锡又会转变成具有斜方晶系的晶体结构的斜方锡。质地脆弱,一敲就碎,展性很差,叫做“脆锡”。由于电子电器设备需要在不同的环境下使用,各种因素并不可控,所以纯金属锡并不适合作为焊料直接进行使用。我们常见焊锡都是锡基合金,在金属锡中添加一定比例的其它金属,以改变金属锡原有特性,以应对各种不同的环境和场景使用。我们常见的一般分为有铅焊锡和无铅焊锡两种:
1. 无铅焊锡是为适应欧盟环保要求提出的ROHS标准。对重金属含量有严格的要求和标准,由锡铜合金或其它金属组成,价格相对较高,经常使用中高端电子电器设备当中。无铅焊锡丝见图2-1:
图2-1(无铅焊锡丝)
2. 有铅焊锡由锡(熔点232度)和铅(熔点327度)组成的合金。其中由锡63%和铅37%组成的焊锡被称为共晶焊锡,这种焊锡的熔点是183度。这种焊锡含重金属,使用时应注意防护。但是这种焊锡成本低廉、熔点低、性能优越。符合绝大部分应用场景,也是应用范围最广最常见的一种焊锡。我们一般情况下手工锡焊焊接的都是此类的焊锡丝,见图2-2。
图2-2(有铅焊锡丝)
因为铅锡焊料成分规格和杂质超标都会影响焊锡质量,特别是某些杂质含量,比如锌,铝,镉等,即使是0.001%的含量也会明显影响焊料润湿性和流动性,降低焊接质量。很多厂商为了牟取暴利,采用低质量的原材料进行生产,更有甚者直接在焊锡内掺杂比重更高的金属来增加重量,从而导致市场上的焊锡丝质量也是参差不齐,特别是小分量的锡丝大部分没有什么品质保障,焊锡的不合格直接导致各种焊接不良的现象发生,手工焊接过程中容易出现虚焊(假焊)、连焊(桥连)、焊锡丝融点过高和重复焊接修理烫坏电子元器件、焊盘脱落、特别是更换元器件困难等诸多焊接不良现象(见图2-3)。从而直接或间接造成电子电气设备故障、漏电、火灾等各种危险事故的发生!所以我们在选择焊锡丝时一定要选择口碑较好、正规品牌、而且是中空自带助焊剂的焊锡丝,市场上有各种规格的任你选择。特别是初学者,选自带松香的焊锡丝更加至为重要。因为初学者基本还没有什么焊接技术可言,以免在学习焊接和使用过程中造成各种不必要的麻烦!产生挫败感,打击自己的自信心!
图2-3(劣质焊锡造成的各种严重焊接不良)
助焊剂的选择
在实际焊接应用中,不同的材料要需要选用不同的助焊剂,即使是同种材料,在焊接工艺不同时也经常要用不同的助焊剂,如手工烙铁焊接和浸焊,焊后清洗与不清洗就需要采用不同的助焊剂。如果是手工焊接,一般用纯松香(见图2-4)和活性松香(一般指在松香的基础上添加了活性剂、溶剂或特殊制剂等的助焊剂,见图2-5)就能满足大部分电子产品装配焊接要求。
图2-4(纯松香助焊剂)
图2-5(活性助焊剂)
在不同的应用场景中,助焊剂用量也要必须注意,过多或过少都不利于锡焊。比如纯松香在烙铁温度过高或者多次重复焊接一个点时容易氧化且发黑严重。有的活性松香杂质过多或者添加剂的剂量、配方等诸多因素,造成助焊剂氧化严重、残留助焊剂和焊渣氧化物过多(见图2-6),容易造成电子元器件焊接不良,出现虚焊(假焊)、连焊(桥连)等,从而引发各种电子电气设备发生故障。特别是在手工焊接时,不匹配的助焊剂还会影响焊锡的熔融程度,通常一个焊点需要重复多次进行焊接才能达到理想状态。焊接时容易产生较大烟雾和有毒有害气体等,对于电子爱好者和相关学习或从业者来说,长期接触对身体健康影响重大。所以选择一款合适的助焊剂尤为重要,初学者应选择口碑较好、正规品牌的助焊剂,在焊接技术相对熟练后,使用自带松香的焊锡丝时,一般情况下不另外使用助焊剂,只有在拆卸贴片电子元件时使用。从而降低对自身健康安全带来的风险。
图2-6(使用劣质助焊剂造成焊接不良)
焊接工具和装配准备
焊接工具包括:电烙铁、焊锡丝、助焊剂、镊子、斜口钳、尖嘴钳、护目镜等。
装配准备包括:电路板清洗剂(工业酒精、异丙醇[IPA]、氯化或碳氢溶剂洗板水等)、清洗刷(普通牙刷就可以)、元器件收纳盒、无尘布及美纹胶等。
工欲善其事,必先利其器。在我们的实际应用当中,特别是对于初学者来说,合适的工具往往能够使我们的学习和技术进步达到事半功倍的效果。其中以电烙铁和焊锡丝最为重要,一把电烙铁的质量足以影响到你在后面的学习和锡焊技能的练习,在DIY电子焊接套件焊接练习中,因为烙铁不适用和焊锡丝质量问题造成焊接不良、造成焊接失败或电子套件报废的更是比比皆是!很多人在选择电烙铁和焊锡丝是总是抱着先将就一下的态度,一时贪图便宜,购买劣质的电烙铁和焊锡丝进行使用,结果就是在实际焊接过程中造成各种焊接不良和困难。自己挖的坑总是要付出数倍的时间和精力才能去填平。磨灭了自己学习和前进的斗志不说,还浪费了大把的时间和精力。初学者最好选择可以调温的恒温内热式烙铁,它使用寿命长、性能稳定、可以更换不同形状的烙铁头、使用方便等优点(内热式烙铁发热芯是在烙铁头里面发热的,外热式发热芯是在烙铁头外面发热的;外热式的烙铁升温快一些, 内热的烙铁头方便更换,寿命的话还是内热的更耐用),是锡焊不可或缺的工具。常见锡焊烙铁见下图:
图2-7(便携式锡焊烙铁)
图2-8(台式锡焊烙铁)
助焊剂、镊子、斜口钳、尖嘴钳(见图2-9)和护目镜(见图2-10)等这些工具也是锡焊的必备工具和物品.
图2-9(装配工具)
图2-10(封闭式护目镜)
助焊剂在前面“助焊剂的选择”中已有详细说明,这里不再阐述。镊子在电子元器件焊接中应用广泛,在焊接体积较小的元器件时,可以用它来夹起或固定住电子元件,防止器件位移或高温烫伤我们自己。斜口钳用于剪切和修理电子元器件多余的引脚。尖嘴钳更多用于剪、剥开电源线及夹紧固定器件。而护目镜是在实际焊接应用最容易被忽视掉的一个防护用具,在很多的焊接作业中,焊接时助焊剂飞溅入眼、剪切引脚时尖锐的金属碎屑弹飞刺伤、清洗剂飞溅等各种危险事故频发,眼睛是我们人体非常重要的器官,同时也是最脆弱、最容易受到伤害的器官,各种伤害眼睛的风险我们都应当不容忽视。电路板清洗剂(见图2-11)和清洗刷则是我们用于清洗电路板或焊点、焊盘的清洁用品。
图2-11(洗板水、电路板清洁剂)
特别是手工焊接,焊接前如果焊点、焊盘上有异物容易造成不上锡、虚焊等不良现象,焊接完成后用于清洁残留在电路板上面的助焊剂、氧化物以及残胶等。可以有效避免后续使用过程中发生的故障率,还能增加线路板的美观度。需要特别注意的是:基本上所有的清洗剂都含有有机溶剂,同时都具有易燃、易挥发和闪点低等特性。使用时应远离火源、不再密闭和容易产生静电的环境中使用。保存的地方应远离热源、火源、大功率电气设备和高温的地方,在阴凉通风的环境中进行存放。收纳盒用于收纳和放置临时使用的电子元器件(见图2-12),以免跌落和丢失等事故发生。
图2-12(元器件收纳盒)
无尘布用于清洁电路板局部部分或擦干表面清洗剂及残留助焊剂。美纹胶带也是一个很容易被忽略的锡焊用品。它有撕取方便、耐高温等特点,而且价格低廉,特别是对初学者来说是一个必备的锡焊用品,焊接时可以用它来固定已经插件整理好的电子元件,焊接起来更方便也更美观。在焊接相邻比较近的焊点时可以用它先覆盖住不需要焊接的通孔,否则特别容易不小心就把旁边的还没有插元件的通孔给堵住了。毕竟掏孔是初学者最头痛事情,没有之一!(见图2-13)。
图2-13(美纹胶带)
还有其它如烙铁架和锡焊海绵(一般买烙铁时都有配备)、万用表、可调电源、“一”字和“十”字螺丝刀、排烟小风扇(见图2-14)和晶体管测试仪(用于检测电子元件型号及参数,(见图2-15))等锡焊用品,我们可以根据自己的实际情况和需要进行购买配备。
图2-14(辅助工具)
图2-15(DIY晶体管测试仪)
三、锡焊操作
实际锡焊操作——锡焊五步法:
1、锡焊注意事项
①焊接加热时间:加热时间长短往往与我们使用的焊锡的熔点、助焊剂和烙铁温度和烙铁头形状大小来决定,焊接时可以根据焊盘和焊接的大小实际情况来进行合理的选择,常见的烙铁头有圆头、尖头、“一”字头、马蹄头、斜刀头等(见图3-1),其中一种就可以满足绝大部分的焊接需求。长时间的焊接和加热容易造成焊点焊盘脱落、元器件形状发生改变、元器件性能改变或直接损坏等不良现象。所以我们应该选择适用的焊锡丝与助焊剂,在保证焊接质量的情况下尽量的缩短焊接时间。
图3-1(常见烙铁头)
②焊接的温度:我们不能为了缩短焊接的时间而提高烙铁的温度,因为温度过高虽加热时间短也造成过热。又会引起助焊剂快速完全挥发、焊锡严重氧化等造成焊接不良。一般烙铁的温度比焊料熔化温度高60℃左右比较合适。这样温度要低、又要缩短时间的做法虽然有点矛盾,但是会随着我们锡焊技术的提高而得到很大的改善。
③烙铁头的使用与保养:在焊接的过程当中,烙铁头把热量传导给焊点主要是靠增加接触面积,用烙铁对焊点加力和长时间地加热没有太大效果的。反而很容易造成被焊电子元件件的损伤,特别是电位器、开关、排针、排母等直插元器件,这些元件的焊接点一般都是固定在塑料结构上,加力和长时间加热容易造成元器件损坏。所以正确的焊接手法和对烙铁头的保养同样重要,烙铁头在任何情况下都不得干烧!不管是在焊接过程中临时不用还是焊接完成后,我们都要第一时间对其进行清洁(在湿润的海绵上刮干净残留的助焊剂和已氧化的焊锡)并对烙铁头重新加锡后再进行放置。长时间不用时应直接关闭电源!以免造成火灾的发生!
④电子元器件装配基本原则:在我们装配和焊接电子元器件时,装配前先确认元器件的型号参数、极性、方向等重要信息与焊接位置信息匹配一致,以确保装配的准确性。一定要遵循元器件体积从小到大、从低到高、从电路板从中间向外扩散安装、同型号元件尽量一起装配、贴片元器件优先装配、多引脚的直插元器件(如芯片、模块等)应先装配底座方便后期维修与更换,没有底座的还应该先固定一个引脚或对角,然后反复确认方向和装配到位再进行焊接。如果是需要双面焊接的一定要测试确认元器件性能正常才可装配。特别是电路板是需要双面都需要装配焊接的(如电子时钟等,见图3-2),完全装配好一面后要仔细检查所有的装配元器件安装正确、焊接点正常、无任何不良现象,有需要清洁的要先清洁,要通电测试各项功能指标都正常后才能继续装配焊接。
图3-2(电子时钟)
⑤测试:测试是对我们装配和焊接产品的功能指标进行验证。测试前要仔细确认元器件安装正确、无任何不良现象、被测产品的供电电压和电流、产品的各项性能指标参数等。一般在重要部件或安装拆卸难度较大元器件装配前后、产品装配完成和批量生产前进行测试,以免造成批量性、不可逆、维修更换困难等重大品质事故的发生。
2、元器件装配及不良焊点修理注意事项
①装配直插元器件时,插件完成后可以允许引脚稍微外张固定,但是一定要禁止把引脚折弯贴近在电路板表面(见图3-3),很多老师傅和老师、初学者等,为了方便一次性同时装配多种不同型号的元器件,把未焊接的元器件引脚折弯进行固定或进行装配焊接!这种做法是错误的!特别是初学者,不遵守装配原则的做法往往容易把元器件插错位置、极性和方向反装。这样很容易造成元器件引脚连焊(桥连)和短路!给后续焊接、检修和更换元器件造成极大的困难(特别是需要拆卸的元器件),而且不管任何元器件都禁止暴力装卸,以免损坏。
图3-3(直插元器件错误装配)
②元器件多余引脚的修理,在我们完成焊接后,需要对过长的元器件引脚进行剪切修理,剪切时预留引脚长度是比焊锡高出约2MM即可,而不能过长或过短,过长会与其它引脚接触造成短路、过短在剪切时会损坏焊点、焊盘及元器件(见图3-4)。
图3-4(剪切预留引脚对比)
③焊接不良的维修,在焊接的过程中,任何人都不可能保证所有的焊接点都是良好的,难免会出现焊接不良和装配错误的现象,我们需要及时的进行检查并且给予更正,如果是锡焊、少锡、氧化等不良现象,直接重新进行补焊即可。如果是连焊(桥连)、多锡等情况,用烙铁蘸取少量助焊剂去融化焊点后再引出多余的焊锡量就可以。严禁使用刀刮(见图3-5)、穿刺和反复长时间加热或用力插拔等有损元器件和电路板的暴力做法!而如果是元器件没有安装到位(如浮起、倾斜等)或装配错误(如型号、脚位错误和元器件损坏)的,我们则需要进行调整或进行拆卸更换。
图3-5(刀刮损伤)
3、锡焊操作步骤
①锡焊元器件表面处理:在手工焊接过程中,我们总要各种各样的电子元器件和导线等各种器件,或者经常有的元器件引脚、表面焊点出现氧化、油污和灰尘等不可焊接现象,我们都需要对其进行预先用清洗剂进行清洁处理,以免影响后续的焊接。
②预焊:简单的说就是给需要点对点焊接的部位和焊盘进行加锡的操作。如:引脚对引脚、导线对引脚或焊盘、一芯多股导线及贴片元器件等不能预先固定的焊接,我们都需要给其进行加锡预焊。在这种下我们经常是一手拿取元器件,一手拿烙铁,不能在焊接的时候同时进行加锡操作。而且有的焊接器件容易出现氧化或者不易上锡等焊接困难的现象,导致焊接不良或无法完成焊接。见图3-6:
图3-6(预焊、加锡)
③助焊剂的使用:助焊剂在我们焊接应用中是必须要使用到的,但并不是越多越好,反而应当尽量减少助焊剂的使用剂量,以免增加给后续的清洁工作的难度。过多的助焊剂还会造成虚焊、假焊、接触不良等焊接不良现象发生(见图3-7)。我们选用中空含松香的焊锡丝时,焊接过程中一般不用额外使用助焊剂。
图3-7助焊剂使用过量
④烙铁头要保持清洁:烙铁头的清洁对我们焊点的质量有着必然联系,烙铁头经常处于高温的状态下,上面的助焊剂和焊锡很容易氧化,干烧的烙铁头也是一样,上面附着黑色的氧化物,容易造成导热性能下降、焊接不良、污染焊点、烙铁头不上锡等现象(见图3-8)。
图3-8(烙铁头不良现象)
所以焊接前我们要准备一片锡焊专用的海绵,并用清水打湿,注意干的海绵不但没有清洁作用,还会烫坏海绵进一步污染烙铁头,切记!太湿又会让烙铁头温度急剧下降,容易损坏烙铁头或焊接不良,湿度以自然提起海绵片的一个角,水不往下滴就可以了。清洁烙铁头(见图3-9)。
图3-9(清洁烙铁头)
⑤对焊点、焊盘加热:在焊接过程当中,我们用烙铁头对焊点、焊盘进行加热时应根据不同的烙铁头来调整加热的角度,并且在烙铁头上适量加点新锡,但用量不宜过多,均匀布满烙铁头表面即可,使烙铁头与被焊点的接触面积尽可能的增大,以取得最好的热传导效率!加热焊接的过程正常为先预热1至2秒左右再进行加锡操作,实际情况根据焊点的大小、焊锡丝熔点和烙铁温度而决定。见图3-10。
图3-10(预热、加锡焊接)
⑥焊锡的用量:在电子元器件装配焊接的时候,锡的用量并不是加得越多越好,过多反而容易造成虚焊(假焊)、连焊(桥连)等各种不良及装配困难等现象,以正常引脚为例(不需要进行修剪的引脚):焊锡量应保持为均匀布满焊盘并露出元件引脚。如果是平整处和对接焊接的焊点应目视柔和、没有凸出和颗粒感。见图3-11。
图3-11(焊锡用量)
⑦烙铁撤离:在电子元器件焊接过程中,要在加足焊锡量后先撤走焊锡丝,然后才能撤离烙铁,否则当焊接点迅速冷却会导致焊锡丝无法抽离,或者在焊点冷却过程中抽离焊锡丝会造成冷却异常(形成冷焊)造成焊接不良。烙铁的撤离角度还需要根据焊接不同的元器件和焊点进行选择,例如:焊接直插元器件引脚、单点焊接时要快速向右上角45度移开,对接焊接的要朝对接方向缓慢撤离,还有多引脚连续拉焊、贴片芯片焊接时需要烙铁头尖先向外撤离一定角度、然后整体缓慢向后或向外撤离等。错误的撤离方式会导致:拉出锡尖、连焊、少锡、多锡等不良现象发生。见图3-12。
图3-12(撤离烙铁)
四、常见焊点及焊接不良识别
1、良好的焊点:一个良好合格的锡焊焊点应具备:焊盘上的焊锡分布均匀、焊锡饱满、露出元器件引脚、焊锡量合适、目视呈圆锥形、冷却后呈银白色、无异物的特点。从而电子元器件焊接的稳固性和良好的导通性能,(见图4-1)
图4-1(焊接良好的正常焊点)
2、不良的焊点:不良的锡焊焊点包括:虚焊(假焊)、连焊(桥连)、锡尖(拉尖)、锡孔、冷焊、焊盘及焊点脱落(翘起)、有异物、少锡、多锡和漏焊等焊接不良现象。容易造成电气设备短路、接触不良、性能异常、发热严重、起火等事故发生。
⑴虚焊(假焊):焊锡分布不均匀、明亮圆球状、不上锡、器件松动、焊锡与焊点不融合、焊锡未填充间隙等,见图4-2。
图4-2(常见虚焊)
造成不良原因:烙铁温度不够、焊锡丝熔点过高、助焊剂使用过量或质量不合格、焊点和焊盘脏污或氧化、加热时间不够。
不良导致后果:开路(断开)、起火花、接触不良、强度不够、元器件松动或不能正常工作。
⑵连焊(桥连):引脚相互触碰、焊锡相连,见图4-3。
图4-3(连焊)
造成不良原因:烙铁温度不够、焊锡丝熔点过高、焊锡氧化、长时间或重复加热焊接、烙铁撤离不正确、元器件引脚预留过长。
不良导致后果:电气设备短路、损坏元器件。
⑶锡尖(拉尖):焊锡被拉出尖角,见图4-4。
图4-4(锡尖)
造成不良原因:烙铁温度不够、焊锡丝熔点过高、焊锡氧化、长时间或重复加热焊接、烙铁撤离不正确。
不良导致后果:造成连焊(桥连)短路、外观不良、影响后续装配。
⑷锡孔:焊锡有气孔、气泡、器件松动,见图4-5。
图4-5(锡孔)
造成不良原因:焊锡丝有杂质、助焊剂水分过高、焊点焊盘有脏污或水分。
不良导致后果:造成虚焊、强度不够、导通性差、工作发热。
⑸冷焊:焊锡有气隙、呈豆腐渣状,见图4-6。
图4-6(冷焊)
造成不良原因:烙铁温度不够、焊锡丝和助焊剂质量差、焊点凝固过程中有移动或振动。
不良导致后果:虚焊、接触不良、导通性差、强度不够、工作发热。
⑹焊盘和焊点脱落、翘起:焊点、焊盘、过孔铜箔脱落或翘起,见图4-7。
图4-7(焊盘和焊点脱落、翘起)
造成不良原因:烙铁温度过高、长时间加热、未使用助焊剂、重复多次焊接、暴力装卸元器件、刀刮、穿刺过孔或焊盘。
不良导致后果:虚焊、接触不良、开路(断开)、电路板损坏。
⑺焊点异物:焊点上有异物、氧化物,见图4-8。
图4-8(焊点异物)
造成不良原因:焊点和焊盘脏污或脱落、烙铁头未清洁、助焊剂氧化严重。
不良导致后果:开路、短路、外观不良、虚焊、导通性差、元器件松动、工作发热。
⑻少锡:锡量未布满焊盘或引脚、焊点扁平,见图4-9。
图4-9(焊点少锡)
造成不良原因:加锡量不够、焊点和焊盘脏污、氧化。
不良导致后果:元器件松动、强度不够。
⑼多锡:锡量溢出焊盘、完全包裹预留引脚、焊锡触碰相邻焊点,见图4-10。
图4-10(焊点多锡)
造成不良原因:加锡量过多、焊锡丝熔点过高、助焊剂使用不当。
不良导致后果:连焊、虚焊、短路、外观不良、影响后续装配。
⑽漏焊:焊点遗漏焊接,见图4-10。
图4-10(焊点漏焊)
造成不良原因:遗漏焊接、焊接速度过快、焊点焊盘脏污或氧化、助焊剂使用不当。
不良导致后果:未导通、接触不良、开路、不能正常工作。
⑾残锡:电路板板面残留锡渣,见图4-11。
图4-11(电路板残锡)
造成不良原因:烙铁温度过高、焊锡氧化、重复焊接、助焊剂使用不当。
不良导致后果:连焊、短路、外观不良。
⑿助焊剂过量使用:助焊剂溢流、污染其它焊点、污染电子元器件,见图4-12。
图4-12(助焊剂过量使用)
造成不良原因:过量使用助焊剂。
不良导致后果:虚焊、污染元器件、导通不良、外观不良。
3、焊接不良
焊接不良是指:有极性的电子元器件(如二极管,有极性电容,蜂鸣器等)极性反向装配、芯片和三极管方向反装、元器件焊接位置错误、反插、浮起、板面脏污等,包括不良焊点在内的装配不良现象。见图4-13。
图4-13(各种焊接不良现象)
五、常见四种直插电子元器件的识别方法
1、电阻:
电阻在电路中用“R”加数字表示,如:R1表示编号为1的电阻。电阻在电路中的主要作用为分流。限流。分压。偏置等。参数识别:电阻的单位为欧姆(Ω),倍率单位有:千欧(KΩ),兆欧(MΩ)等。换算方法是:1兆欧=1000千欧=1000000欧。电阻的参数标注方法有3种,即直标法。色标法和数标法。色环标注法使用最多,电阻器的识别有个口诀:一棕二红三橙,四黄五绿六蓝,七紫八灰白九,五金十银黑零。如五色环电100KΩ,前三位为有效数字100。后面加3个0即100KΩ,则前三位色环为棕、黑、黑,第四位色环为橙,第五位色环为误差环棕1。470Ω前三位有效数字为470,后面加0个0即470Ω,色环为黄紫黑黑棕(见图5-1)。
图5-1
10 KΩ前三位有效数字为100,后面加2个0即10KΩ,色环为棕黑黑红棕。1M电阻为棕黑黑黄棕。注意10K、100K、1M电阻前三环一样为棕黑黑,第四色环的区别在于加0的个数不同。
2、电容:
电容在电路中一般用“C”加数字表示(如C1表示编号为1的电容)。电容是由两片金属膜紧靠,中间用绝缘材料隔开而组成的元件。电容的特性主要是隔直流通交流。识别方法:电容的识别方法与电阻的识别方法基本相同。电容的基本单位用法拉(F)表示,其它单位还有:毫法(mF)。微法(uF)。纳法(nF)。皮法(pF)。其中:1法拉=103毫法=106微法=109纳法=1012皮法。容量大的电容其容量值在电容上直接标明,如10uF/16V。容量小的电容其容量值在电容上用字母表示或数字表示法,字母表示法:1m=1000uF;1P2=1.2PF;1n=1000PF。数字表示法:一般用三位数字表示容量大小,前两位表示有效数字,第三位数字是倍率。如:102表示10×102PF=1000PF;224表示22×104PF=0.22uF。瓷片电容0.1μF=104,0.01μF=103,0.001μF=102=1000PF,瓷片电容(见图5-3)和独石电容(见图5-4)等没有极性。
图5-3
图5-4
法拉电容、电解电容(见图5-5)等标有灰色直线标记一边的引脚为负极(引脚长的为正极、引脚短的为负极)。
图5-5
3、晶体二极管:
晶体二极管在电路中常用“D”加数字表示,如:D5表示编号为5的二极管。作用:二极管的主要特性是单向导电性,也就是在正向电压的作用下,导通电阻很小;而在反向电压作用下导通电阻极大或无穷大。识别方法(正常情况下有标识的一端为负极):普通二极管如1N4148开关二极管,黑圈一端为负极(见图5-6),1N4007二极管有灰色标识的一端为负极。
图5-6
特殊二极管如:发光二极管长脚为正极(见图5-7)。测试注意事项:用数字式万用表去测二极管时,红表笔接二极管的正极,黑表笔接二极管的负极,此时测得的阻值才是二极管的正向导通阻值。
图5-7
4、晶体三极管:
晶体三极管在电路中常用“Q”加数字表示,如:Q1表示编号为1的三极管。特点:晶体三极管(简称三极管)是内部含有2个PN结,并且具有放大能力的特殊器件。它分NPN型和PNP型两种类型(见图5-8)。
图5-8
常用的PNP型三极管有:9012等型号;NPN型三极管有:9013等型号。手拿三极管,有字的一面正对自己,从左至右e(发射极),b(基极),c(集电极)见图5-9。
图5-9
5、芯片(IC/MCU):
芯片是半导体元件产品的统称,又称微电路(microcircuit)、微芯片(microchip)、晶片/芯片(chip)、集成电路(integrated circuit)是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺,把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起,制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上,然后封装在一个壳体内,成为具有所需电路功能的微型结构。把其中所有元件在结构上已组成一个整体,使电子元件向着微小型化、低功耗和高可靠性。它在电路中缩写为 “IC”。半导体是一类材料的总称,集成电路是用半导体材料制成的电路的大型集合,芯片是由不同种类型的集成电路或者单一类型集成电路形成的产品。
芯片的引脚是有方向的,为了方便识别,生产厂家一般都会留有标记,常见的有半圆缺口、圆形凹点、缺角、斜面和横杠标记等,都是为了识别方向和脚位而设,只要根据标记找出第一脚,然后按照逆时针方向,脚位依次为1、2、3……N脚。以下为集成电路芯片常见的几种方向标识方法:
⑴、半圆缺口标记(见图5-10)。这种标记方式一般应用于双列直插封装的芯片,将芯片上的字正对自己,位于半圆缺口下方的一脚即为1脚,然后按照逆时针方向依次数脚位。
图5-10
⑵、圆形凹点标记(见图5-11)。芯片正面会有一个圆形凹点,一般双列或者四列扁平封装的芯片都是采用这种方法,将芯片上的字正对自己,位于凹点左侧的一脚为1脚,其余脚位按照逆时针排列。
图5-11
⑶、切角标记、斜面标记(见图5-12)有的芯片是采用这种切角的方法来辨别方向的,将芯片上的字正对自己,位于切口左边第一脚为1脚,其余脚位按照逆时针旋转排列。而在一些芯片上既没有缺口标记,也没有圆点标记,芯片的两个边其中有一个是斜边,斜边朝下,左边第一脚为1脚,然后逆时针方向数数。也可以根据丝印上的字来判断,当印字正对自己的时候,左下为为第一脚。
图5-12
⑷、横杠标记(见图5-13)。有一类芯片在其一端既没有豁口也没有圆点,而是有一条横杠,该横杠即是芯片的方向标识。将该类芯片平放,横杠位于左侧, 横杆左下角的引脚是起点,左上角是终点,按照逆时针方向递增。该类标识方法多见于DIP、SOP、SOIC、TSSOP封装中。
图5-13
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