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红外测温仪焊接与调试步骤


一、红外测温仪电路布局 在焊接和调试电路板之前,建议按图 1 方式布局。然后把每个器件的放置位置和方向 都确定下来,规划好后,再进行焊接。
模数转 换电路 单片 机电 路 显示电路 声音报警电路

电源电路 AD 输入 选择电路 发光报警 电路

信号发达补偿和滤波电路

图 1 电路板模块布局 二、红外测温仪焊接顺序和调试步骤 红外测温仪的制作依照边焊接边调试的方法进行, 即焊接和调试完一个模块后方能进 行下一个模块的焊接调试,虚线框起来的部分可以整体焊完后整体调试。 1、焊接和调试模块的顺序
电源电路 信号放大补偿 和滤波电路 AD 转换电路 单片机电路 报警、显示和 按键电路

2、调试步骤 每一个模块焊接完成后,需要进行模块电路调试,调试的步骤如下: (1)电路检查 (学生常见问题) 电路板焊接完成后,先不上电,仔细检查电路,如有没有器件的安装错误。 1. 导线有无短路和短路, 2. 三极管、二极管极性有无错误, 3. 电阻阻值正确与否、电容值极性和容值正确与否, 4. 电路中焊点有没有虚焊问题,导线连接的两个焊点是否正确等问题, (2)上电调试(每一个模块的调试均按该步进行) 上电调试前, 1 首先用镊子小心取下集成电路(IC) ,然后接通电源,通电后首先观察电源电路有 没有问题,看电路有没有冒烟和发烫现象,若有速拔掉电源,重新检查电路。 2.若没有,断电后插上集成电路再通电,观察电源电路有没有问题,看电路有没有冒 烟和发烫现象,若有速拔掉电源,重新检查电路。 3.若无发烫冒烟等情况,用万用表检查集成 IC 的电源电压或静态工作电压 (3)信号放大补偿和滤波电路调试 该模块的调试可以逐级进行,每一级焊接完成后,首先按照步骤(1) 、 (2)完成调试 后,对于运放为 OP07 的模块,需要进行调零,调零时首先把该级和前一级断开,然后把

该级的输入短路到地,通过调整 OP07 的 1 脚和 8 脚跨接的 20K 电位器完成调零。调零完 成后再和前一级正常连接。依次逐级进行调试。 三.数字电路的调试 数字电路部分按照步骤(1) 、 (2)完成调试后,插入单片机观察系统工作正常与否。 1.单片机检测 (1)不上电先检测 vcc(+5v)与 gnd(0v)是否短路。 (2)20(黑)----40(红)电阻 1000 欧姆左右,40(黑)----20(红)电阻 500 欧姆左右。 (3)上电检测 18 引脚--20 引脚 和 19 引脚---20 引脚电压基本相同,为 2v 左右。 2、红外测温仪测试程序 插上单片机,注意小心,不要弄坏单片机座管脚。 (1)插入发光二极管。现象:灯会闪烁并且会有蜂鸣声 (2)数码管。现象:数码管出现 0123 字样 (3)插入 AD 转换测试程序单片机。现象:跳线帽中间和电位器相连(,转动滑动变阻 器,数码管上会显示 000----100 逐渐变大的数字。 (4)插入红外测温仪转换测试程序单片机。现象:跳线帽中间和另一端相连,插上传感 器,当烙铁接近传感器时,数码管显示 60°即 为正确。 (如若显示不对,则为放大电路 出了问题。 )

四、元器件的焊接 线路板焊接质量的优劣是受多方面因素影响的。例如基金属材料的种类及其表层、镀 层的种类和厚度、加工工艺和方式、焊接前的表面状态、焊接成分、焊接方式、焊接温度 和时间、被焊接基金属的间隙大小、助焊剂种类与性能、焊接工具等等。不仅被焊元器件 引线表面的氧化物及引线内部结构的金属间化合物状况是影响引线可焊性的重要原因, 而 且印制板表面的氧化物也是影响焊盘可焊性的主要原因。 1 焊接工具和材料 焊接使用的主要工具是电烙铁,焊接电子元件通常使用 20~50 瓦的电烙铁。 焊接使用的主要材料有焊锡丝、松香或其他类型的助焊剂。松香的作用是助焊,它可 以消除焊盘和元件的氧化层,使焊接牢固、可靠;还能提高焊锡的流动性,使焊点光亮圆 滑。焊接电子线路用焊锡丝是由 60%的锡和 40%的铅组成的铅锡合金,其熔化温度最低, 焊锡丝为中空内含助焊剂。 焊接中还会用到镊子(用来夹持元件) 、吸锡器(用来拆卸多脚元件) 、尖嘴钳(用来 弯折元件腿)等。 2 焊前准备 手工锡焊前,要做的准备工作有以下几点: (1)印制板与元器件的检查 焊装前应对印制板和元器件进行检查,主要检查印制板印制线、焊盘、焊孔是否与图 纸相符,有无断线、缺孔等,表面是否清洁,有无氧化、腐蚀,元器件的品种、规格及夕 卜封装是否与图纸吻合,元器件引线有无氧化、腐蚀。 (2)元器件引脚镀锡 为了提高焊接的质量和速度,避免虚焊等缺陷,应该在装配以前对焊接表面进行可焊 性处理,这就是预焊,也称为镀锡。在电子元器件的待焊面(引线或其他需要焊接的地方)

镀上焊锡,是焊接之前一道十分重要的工序,尤其是对于一些可焊性差的元器件,镀锡更 是至关重要。专业电子生产厂家都备有专门的设各进行可焊性处理,如图 2 所示。

图 2 元器件引脚镀锡 镀锡的工艺要求首先是待镀面应该保持清洁。对于较轻的污垢,可以用酒精或丙酮擦 洗;严重的腐蚀性污点,只有用刀刮或用砂纸打磨等机械办法去除,直到待焊面上露出光 亮的金属本色为止。接下来,烙铁头的温度要适合。温度不能太低,太低了锡镀不上;温 度也不能太高,太高了容易产生氧化物,使锡层不均匀,还可能会使焊盘脱落。掌握好加 热时间是控制温度的有效办法。 最后, 使用松香作助焊剂除氧化膜, 防止工件和焊料氧化, 如图 9 所示的操作方式。 (3)元器件引线弯曲成形 为了使元器件在印制电路板上的装配排列整齐并便于焊接,在安装前通常采用手工或 专用机械把元器件引脚弯曲成一定的形状。 元器仵在印制板上的安装方式有三种:立式安装、卧式安装和表面安装。表面安装会 在本章后面内容中讲到。立式安装和卧式安装无论采用哪种方法,都应该按照元器件在印 制电路板上孔位的尺寸要求,使其弯曲成型的引脚能够方便地插入孔内。 立式、卧式安装电阻和二极管元器件的引线弯曲成形如图 3 所示。引脚弯曲处距离元 器件实体至少在 2mm 以上,绝对不能从引线的根部开始弯折。

图 3 元器件引线弯曲成型 元件水平插装和垂直插装的引线成形,都有规定的成型尺寸。总的要求是各种成形方 法能承受剧烈的热冲击,引线根部不产生应力,元器件不受到热传导的损伤等。 (4)元器件的插装 元器件插装方式有两种,一种是贴板插装,另一种是悬空插装。如图 4 所示。贴板插 装稳定性好,插装简单;但不利于散热,且对某些安装位置不适应。悬空插装适用范围广, 有利于散热,但插装比较复杂,需要控制一定高度以保持美观一致。插装时具体要求应首 先保证图纸中安装工艺的要求,其次按照实际安装位置确定。一般来说,如果没有特殊要 求,只要位置允许,采用贴板安装更为常见。

图 4 元器件插装方式 元器件插装时应注意插装元器件字符标记方向一致,以便于读出。插装时不要用手直 接碰元器件引线和印制板上的铜箔。插装后为了固定可对引线进行折弯处理。

3 手工焊接步骤 (1) 预热 烙铁头与元件引脚、焊盘接触,同时预热焊盘与元件引脚。而不是仅仅预 热元件。 (2) 加焊锡 焊锡加焊盘上(而不是仅仅加在元件引脚上) ,待焊盘温度上升到使焊 锡丝熔化的温度,焊锡就自动熔化。不能将焊锡直接加在 tip 上使其熔化,这样会造成 冷焊。 (3) 焊后加热 拿开焊锡丝后,不要立即拿走烙铁,继续加热使焊锡完成润湿和扩散 两个过程,直到是焊点最明亮时再拿开烙铁。 (4) 冷却 在冷却过程中不要移动。 4 焊接工艺要求 (1) 良好的导电性能:良好的导电性能才能保证电路的互联,一个好的焊点,一般要 求焊点的电阻在 1~10mΩ 之间。如果焊点有空洞或虚焊,焊点电阻就会增大,工作时, 会使焊点的电压降增大,焊点发热严重,影响电路的正常工作,虚焊的焊点甚至影响电路 的联通。 (2) 良好的机械性能:要求焊点有一定的强度使元器件牢牢固定在 PCB 板上。 (3) 有良好的外观:保证焊点良好的电气性能和机械性能的条件是焊锡与元件引脚、 PCB 焊盘形成良好的浸润。浸润良好的焊点在外观上具备如下的的特点:焊接面在外观必 须是明亮的,光滑的、内凹的;元件的引脚和 PCB 板上的焊盘要形成良好的浸润,浸润 角度 ? <60°(注:润湿角是指焊料和母材的界面与焊料表面的切线的间的夹角) 。 (4) 焊锡量要适当。 (5) 对高频、 高压电 子设备极为重要。高频电子设备中 高压电路的焊接点, 如果 放电。 有毛刺,不应有毛刺和空隙成尖端

图 5 优良焊点图


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