万用表使用与焊接工艺万用表使用.ppt

第三章 万用表使用与焊接工艺,科学技术的进步，使电子技术渗透到社会生活的各个领域，作为电气信息类专业人才，电子产品的安装与焊接是必备的基本技能。本章首先介绍万用表的使用，然后介绍焊接工具、焊接材料和焊接工艺。,第一节 MF47型万用表使用,一、MF47万用表基本功能 MF47型是设计新颖的磁电系整流式便携式多量程万用电表.可供侧量直流电流、交直流电压、直流电阻等,具有26个基本量程和电平、电容、电感、晶体管直流参数7个附加参考量程。,二、刻度盘 刻度盘印制成红、绿、黑三色。表盘颜色分别按交流红色、晶体管绿色，其余黑色对应制成，使用时读数便捷。刻度盘共有六条刻度，第一条专供测电阻用；第二条供测交直流电压、直流电流 之用；第三条供 测晶体管放大倍 数用；第四条供 测量电容之用；第五条供测电感 之用；第六条供 测音频电平。刻 度盘上装有反光镜，以消除视差。,三、档位盘 可供侧量直流电流、交直流电压、直流电阻等,具有26个基本量程和电平、电容、电感、晶体管直流参数等7个 附加参考量程。交直流2500V 和直流5A 分 别有单独插座。,1、刻度盘机械归零2、直流电流测试3、交直流电压测量4、直流电阻测试5、电容测试6、电感测试7、三极管测试8、二极管测试,三、万用表的使用方法,1、刻度盘机械归零,在使用前应检查指针是否指在机械零位上，如不指在零位时，可旋转表盖的调零器使指针指示在零位上。,2、直流电流测量,测量0.05500mA时，转动开关至所需电流档，测量5A时，转动开关可放在500mA直流电流量限上而后将测试棒串接于被测电路中。,3、交直流电压测量,测量交流101000V或直流0.251000V时，转动开关至所需电压档。测量交直流2500V时，开关应分别旋转至交流1000V或直流1000V 位置上，而后将测试棒跨接于被测电路两端。,4、直流电阻测量,装上电池（R14型2#1.5V及6F22型9V各一只）。转动开关至所需测量的电阻档，将测试棒二端短接，调整零欧姆调整旋钮，使指针对准欧姆“0”位上，（若不能指示欧姆零位，则说明电池电压不足，应更换电池），然后将测试棒跨接于被测电路的两端进行测量。,准确测量电阻时，应选择合适的电阻档位，使指针尽量能够指向表刻度盘中间三分之一区域。不要将人体电阻并到电阻上。测量电路中的电阻时，应先切断电路电源，如电路中有电容应先行放电。当检查电解电容器漏电电阻时，可转动开关到R1K档，测试棒红杆必须接电容器负极，黑杆接电容器正极。,4、直流电阻测量,5、电容测量,（1）直接判断法。一般测量0.01微法以下的容量的小电容应放在RX10K档测量，测0.5微法至10微法的电容器应放在RX1K档；测量20微法至100微法的电容器应放在RX100档，测量300微法以上的电容应放在RX10甚至RX1档。选好合适量程后便函可以进行测量。测量时表针摆动的幅度表现了容量的大小,（2）、测量法。转动开关至交流10V位置，被测量电容（被测电容需要短路放电）串接于任 一测试棒，而后 跨接于10V交流 电压电路中进行 测量。具体见右图。,5、电容测量,6、电感测量,转动开关至交流10V位置，被测量电感串接于任一测试棒，而后跨接于10V交流电压电路中进行测量。,7、三极管测量,（1）、判定基极b。由于b到cb 至e分别是二个PN结，它的反向电阻很大，而正向电阻很小。测试时可任意取晶体管一脚假定为基极。将红测试棒接“基极”，黑测试棒分别去接触另二个管脚，如此时测得都是低阻值，则红测试棒所接触的管脚即为基极b，并且是P型管，（如用上法测得均为高阻值。则为N型管）。如测量时二个管脚的阻值差异很大，可另选一个管脚为假定基极，直至满足上述条件为止。,（2）、判定集电极c。对于PNP型三极管，当集电极接负电压，发射极接正电压时，电流放大倍数才比较大，而NPN型管则相反。测试时假定红测试棒接集电极c、黑测试棒接发射极e，记下其阻值，而后红黑测试棒交换测试，将测得的阻值与第一次阻值相比，阻值小的红测试棒接的是集电极c，黑的是发射极e，而且可判定是P型管（N型管则相反）。,判别三极管质量好坏,用万用表测三极管基极于集电极、基极于发射极的正向电阻小，反向电阻大，说明管子是好的；若正向电阻趋于无穷大，说明管子内部断线；若反向电阻很小，说明管子击穿。,测量晶体三极管放大系数值的方法：,（1）转动万用表档位盘至放大系数档位，分别对应PNP、NPN插孔插入三极管测量，可以从刻度盘上直接读出放大系数值。（2）将万用表置电阻 R1K档，按右图连 接方式根据指针摆幅 大小也可以粗略测出 放大系数值。,8、二极管测量,试时选R10K档，也可选R1K档，把二极管的两只脚分别接到万用表的两根测试笔上，如果测得 阻值较小，则黑表 笔连接的一端为正 极。相反则黑表笔 连接的一端为负极。,二极管质量判别,一只二极管的正、反向电阻差别越大，其性能就越好。如果双向电阻都小，说明二极管质量差，不能使用；如果双向阻值都为无穷大，则说明该二极管已经断路；如果双向电阻值均为零，说明二极管已经被击穿。,四、万用表使用注意事项,1、万用表虽有双重保护装置，但使用时仍应遵守下列规程，避免意外损失。（1）测量高压或大电流时，为避免烧坏开关，应在切断电源情况下，变换量限。（2）测未知量的电压或电流时，应先选择最高数，待第一次读取数值后，方可逐渐转至适当位置以取得较准读数并避免烧坏电路。（3）偶然发生因过载而烧断保险丝时，可打开表盒换上相同型号的保险丝(0.5A/250V)。,2、测量高压时，要站在干燥绝缘板上，并一手操作，防止意外事故。3、电阻各档用干电池应定期检查、更换，以保证测量精度。平时不用万用表应将档位盘打到交流250V档；如长期不用应取出电池，以防止电液溢出腐蚀而损坏其它零件。,四、万用表使用注意事项,思考题,1、如何使用MF47型万用表准确测量电阻？2、如何使用MF47型万用表准确测量电压？3、为什么说测量电压时万用表的内阻越大越好，而测量电流时内阻越小越好？4、使用万用表测量高压时应注意什么事项？5、如何使用万用表判断二极管的正负极？,一、锡焊技术概述,电子装配的核心连接技术：锡焊技术,波峰焊、再流焊代替不了手工焊接,电子产品焊接方法：手工烙铁焊接、浸焊、波峰焊、再流焊。手工烙铁焊接的作用：,流水线生产车间场景,流水线生产车间场景,流水线生产车间场景,生产车间场景,返回,下一页,第四代主流工艺技术SMT,返回,上一页,SMT生产车间场景,上一页,返回,Surface Mounted Technology,二、焊接机理,1.锡焊及其特点2.焊接机理,1.锡焊及其特点 锡焊：将钎料熔入被焊焊件的缝隙，使其连接。锡料熔点低于焊件。加热到锡料熔化，润湿焊件。焊件过程焊件不熔化。焊接过程需要加焊剂。（清除氧化层）焊接过程可逆。解焊锡料：锡铅合金 电子产品装配焊接属于软锡焊的范畴。锡料熔点低于450。,2.焊接机理,锡块、金块接触原子物理学：金属原子结晶排列晶格点阵,距离温度,扩散条件,分子运动,（1）扩散,（2）润湿,荷叶表面的水珠,润湿现象：液体固体表面，漫流润湿、物体固有性质。,力学角度：表面张力（内聚力）附着力。,焊点的润湿角 焊料与基材之间的焊接现象就是润湿现象。Cu-Pb/Sn 20度。,加热,焊锡膏,润湿焊件,（3）结合层,焊料与焊件扩散的结果：新的合金层结合层。Cu6Sn5、Cu3Sn合金 合金固溶体结合层的2个作用：电连接和机械连接与粘接的区别厚度,三、焊接工具与材料,1.电烙铁介绍2.焊锡丝/焊膏介绍3.助焊剂介绍,一、电烙铁,1、电烙铁是手工施焊的主要工具，选择合适的电烙铁并正确使用是保 证焊接质量的基础，电烙铁按加热方式 可分为外热式和内 热式两大 类。本课 程选用30瓦外热式电烙铁。,2、其他辅助工具1）尖咀钳：头部较细，适用于夹小型金属器件。2）斜口钳：主要用于剪切导线。3）剥线钳：专用于剥有绝缘层的导线。4）镊子：用途是夹持导线和元器件，在焊接时夹持元器件兼有散热作用。5）起子：又称螺丝刀。有“一”字和“十”字两种，专用于拧螺钉。6）通针：又称透针。主要用于除去焊盘圆孔中的焊锡。7）吸锡器：吸除焊锡，便于元器件取下。,电烙铁介绍,烙铁：直热式内热式、外热式 调温式手动式、自动式参数：功率、头形状选用：2030W.,圆锥形：凿子形：,通常使用扁平头（凿形）,传递更快的热量，大元件的焊件。,烙铁头介绍,外热式电烙铁头,内热式电烙铁头,焊接工具,烙铁头介绍,由点转换为面进行热传递,烙铁头加锡，减少烙铁头氧化层的形成，利于热的传递。加锡后由点转换为面进行热传递,加锡步骤很重要，保证烙铁头润湿焊件的第一步。,备用,烙铁头的保养目的,氧化层对焊接的影响,氧化层是一道热传递的屏障。,烙铁头加锡,快速将热传递到被焊金属表面,海绵上浸水,烙铁头两面擦试。,在开始焊接前清洁烙铁头很重要,现在使用的清洁方法是在松香里擦试烙铁头两面。,硬刷子会损坏烙铁头用刀片刮也不行,错误的清洁方法,完成焊接后重新加在烙铁头上加锡,焊接完成后烙铁头的保养,首次使用电烙铁时，插上电源插头后，电烙铁温度上升的同时，先在烙铁头上涂上少许松香，待加热到焊锡熔点时，再往烙铁头上加焊锡，在使用过程中，由于电烙铁温度很高，达300以上，长时间加热会使焊锡熔化挥发，在烙铁头上留下一层污垢，影响焊接，使用时用擦布将烙铁头擦拭干净或在松香里清洗干净，再往烙铁头上加焊锡，保持烙铁头上有一层光亮的焊锡，这样电烙铁才好使用。,一、电烙铁,2.焊锡丝/焊膏介绍,（1）焊料的作用 焊料是易溶金属，它的熔点低于被焊金属，在熔化时能在被焊金属表面形成合金而将被焊金属连接到一起。（2）常用焊料：63Sn/37Pb、60Sn/40Pb、62Sn/36Pb/2Ag、,三、焊接材料,1、焊料的作用 焊料是易溶金属，它的熔点低于被焊金属，在熔化时能在被焊金属表面形成合金而将被焊金属连接到一起。,2、焊料 凡是用来焊接两种或两种以上的金属面，使之成为一个整体的金属或合金都叫焊料。焊料的种类很多，按照组成成分有锡铅焊料、银焊料和铜焊料。按照熔点可以分为软焊料（熔点在450以下）和硬焊料（熔点在450以上）。在电子产品装配中一般选用锡铅焊料，主要原因是成本低廉、熔点低，操作较简单。,三、焊接材料,三、焊接材料,在手工焊接时，为了方便，常将锡焊制成管状，中空部分注入由特级松香及少量活化剂组成的助焊剂，这种焊锡称为焊锡丝。,焊接材料,常用的焊锡是由60%的锡和40%的铅混合而成，熔点为182。比例是锡50%、铅32%、镉18%的焊锡熔点为145；比例是锡35%。铅42%，铋23%的焊锡熔点为150；还有一种无铅焊锡丝，熔点是220。不同熔点的焊锡的用途不用，熔点低的适用范围广但是价格相对要贵，一般用于元器件对温度要求比较高的场合。,三、焊接材料的温度特性,三、焊接材料的温度特性,助焊剂是进行锡铅焊时所必须的辅助材料，是焊接时添加在焊点上的化合物，参与焊接的整个过程。一般来说，助焊剂要在常温下保持稳定且熔点要低于焊料，助焊剂主要有除去氧化物、防止工件和焊料加热时氧化、降低焊料表面的张力和使焊点更光亮美观等作用。,3、助焊剂,助焊剂一般可以分为有机、无机和树脂3大类。电子装配中常用的是树脂类助焊剂，松香助焊剂是属于树脂类的，在日常的锡焊中使用最为频繁。具体而言，常用的助焊剂有松香酒精助焊剂、三“S”消光助焊剂、中性助焊剂和波峰焊防氧化剂等。,2、助焊剂,松香在常温下没有任何化学活力，呈中性。当加热到熔化时，表现为酸性，可与金属氧化膜发生化学反应，变成化合物而悬浮在液态焊锡表面，起到焊锡表面不被氧化的作用，同时能降低降低液态焊锡的表面张力，增加它的流动性。当焊接完成恢复常温后，松香又变成稳定的固体，无腐蚀，绝缘性强，保护着焊锡不被氧化。,3、助焊剂,（a）反握法（b）正握法（c）握笔法,电烙铁的握法,、电烙铁的握法 为了人体安全一般烙铁离开鼻子的距离通常以30cm为宜。电烙铁拿法有三种。反握法动作稳定，长时间操作不宜疲劳，适合于大功率烙铁的操作。正握法适合于中等功率烙铁或带弯头电烙铁的操作。一般在工作台上焊印制板等焊件时，多采用握笔法。,第三节 焊接工艺,焊锡丝一般有两种拿法。焊接时，一般左手拿焊锡，右手拿电烙铁。进行连续焊接时采用图（a）的拿法，这种拿法可以连续向前送焊锡丝。图（b）所示的拿法在只焊接几个焊点或断续焊接时适用，不适合连续焊接。,（a）连续焊接时（b）只焊几个焊点时 焊锡的基本拿法,、焊锡的基本拿法,一、搪锡技术,搪锡分为印刷电路板的焊盘搪锡 和元器件引脚搪锡 印刷电路板除焊盘外，在铜箔和底板上涂有绝缘漆，出厂时间一长，印刷电路板的焊盘表面也会产生一层氧化膜，影响焊接。同样需要清除焊盘表面氧化层，一般用刀片轻轻刮去表面氧化层即可，必要时对焊盘进行搪锡。,一般情况下出厂的元器件引脚均镀有一层薄的焊料，但时间一长，引脚表面会产生一层氧化膜，影响焊接。除少数有银或金镀层的引脚外，对被焊接的元器件引脚，导线等应搪上一层薄而均匀的焊料，这一过程叫做搪锡。搪锡首先要清除元器件表面氧化层，然后用烙铁辅以焊剂在焊接处镀上锡。这样才焊得快、焊得牢，不至于出现虚焊和假焊。,一、搪锡技术,二、手工焊接工艺流程,手工焊接工艺流程如下图所示。焊接操作三要素为：清洁处理、加热、给锡。其中焊接五步法是常用的基本焊接方法，适合于焊接热容量大的工作。,施焊准备,加热焊件,送入焊料,冷却焊点,清洗焊面,1、施焊准备,焊接前的准备包括焊接部位的清洁处理，元器件安装及焊料、焊剂和工具的准备。右手拿电烙铁。左手拿焊锡丝，将电烙头和焊锡丝靠近被焊点，处于随时可以焊接的状态。,2、加热焊件,烙铁头加热焊接部位，使连接点的温度加热到焊接需要的温度。加热时烙铁头和连接点要有一定的接触压力，并要注意加热整个焊接部位，时刻准备焊接。,3、送入焊料,当加热到一定温度后，即可在烙铁头和焊接点的结合部位加上适当的焊料。焊料熔化后，用烙铁头将焊料移动一个距离，以保证焊料覆盖整个焊接部位。,4、冷却焊点,当熔化适量的焊锡后，迅速拿开焊锡丝。当焊锡浸润焊盘并扩散范围达到要求时，拿开电烙铁。注意撤离烙铁的速度，要沿着引脚方向撤离。撤离烙铁时要轻轻旋转一下以便保持焊点有适当的焊料。当焊料和铬铁头离开连接点（焊点）后，焊点要自然冷却，严禁用嘴吹或其他强制冷却的方法。在焊料凝固过程中，连接点不应受到任何外力的影响而改变位置。,5、清洗焊面,首先检查有无漏焊、错焊、虚焊和假焊。对残留在焊点周围的焊剂、油污和灰尘进行清洁。,1、施焊准备,给烙铁头加锡，清洁烙铁头，有利于热传导。,2、加热焊件,烙铁头放在被焊金属的连接点。开始热流动被焊金属表面。,3、熔锡润湿,锡丝放在烙铁头处、相同的连接点，形成热桥开始助焊剂的流动烙铁头流向整个焊盘，去除氧化层和污物，帮助金属表面加热。移动焊锡丝到热源对面，熔化的锡朝热方向移动。焊锡流到整个焊接表面，将助焊剂或污物推向边缘。,4、撤离焊锡,5、撤离电烙铁,撤离电烙铁,具体的焊接方法如下图所示,准备焊接 加热焊件 送入焊锡,撤离焊锡 撤离烙铁 标准焊点形成,三、焊接要求,1、必须保证被焊材料具有充分的可焊性；2、焊件表面必须保持清洁；3、使用合适的助焊剂，焊点表面要光滑、清洁；4、焊接时温度要适当，加热要均匀；5、焊接时间恰当，时间过短会焊不牢，时间过长会损坏元器件；6、焊点要有足够的机械强度保证被焊件在震动时不至于脱落或松动；7、焊接必须可靠，保证导电性能。,四、元器件焊接焊点举例,1、正确焊点，焊点就象光滑小山丘，焊锡高度为0.5mm-1mm；2、不正确焊点，焊锡多，中间空，虚焊；修正方法是将烙铁头在松香中清洗干净，保持少量松香，快速加热焊点，蘸下多余焊锡。3、不正确焊点，元件线未出头；修正方法是更换元器件。,四、元器件焊接焊点举例,4、不正确焊点，半焊，振动易脱焊；修正方法是蘸松香加焊锡补焊。5、不正确焊点，烙铁撤离时带出一个小尖峰；修正方法是蘸松香加热重焊。沿着引脚方向撤离。6、不正确焊点，象油滴焊点，与焊盘未焊接。修正方法是蘸下焊锡，清洗焊盘重焊，也可蘸松香重焊。,焊接操作注意事项,保持烙铁头的清洁 因为焊接时烙铁头长期处于高温状态，其表面很容易氧化并沾上一层黑色杂质形成隔热层，使烙铁头失去加热作用。采用正确的加热方法 要靠增加接触面积加快传热，而不要用烙铁对焊件加力。应该让烙铁头与焊件形成面接触而不是点接触。加热要靠焊锡桥即烙铁头必须挂有适量的焊锡，要提高烙铁头加热的效率，需要形成热量传递的焊锡桥。,焊接操作注意事项,焊接时间在保证浸润的前提下，时间尽可能短，每个焊点最好用2s3s 焊好，同一 元器件连续焊接时间不要超过10s。焊锡量要合适 过量的焊锡会引起虚焊。焊接部位有无热损伤和机械损伤现象，铜箔翘起或剥离：铜箔从印制电路板上翘起，甚至脱落。主要原因是焊接温度过高，焊接时间过长、焊盘上金属镀层不良。,焊接操作注意事项,焊点外形润湿应良好，焊点表面是不是光亮、圆润。焊点不对称，焊锡末流满焊盘。主要原因是焊料流动性差、助焊剂不足或质量差、加热不足。不宜在一个焊点上反复加热，因为印制导线和焊盘经反复加热后很容易脱落，造成印制板损坏。,五、拆焊,在元器件焊接不当或者在调试维修时，经常需要更换一些元器件，而前提是要把原先的元器件拆焊下来，如果方法不当，不光会破坏元器件更会损坏电路板，一般拆焊元器件有以下几种方法：,拆焊方法,1、用电烙铁加热要去下元器件的引脚焊锡，使焊锡熔化，同时用镊子夹持取下元器件；2、选用合适的医用空心针拆焊，前提是要把钢锉把针头磨平；3、用细铜线或屏蔽线编织网等吸锡材料拆焊；4、采用吸锡烙铁或吸锡器进行拆焊；5、采用专门的拆焊工具进行拆焊；6、用热风枪或红外枪进行拆焊。,六、焊盘孔去锡,元器件取下后，焊锡还留在焊盘孔上，无法再焊接，需要焊盘孔去锡，去锡可用专用吸锡或吹锡工具去锡，也可用通针去锡，方法是用电烙铁加热使焊锡熔化，同时用通针疏通焊盘孔即可。也可以用细铜线或者屏蔽线编织网吸锡材料去锡。,七、引脚剪去,元器件焊接好后，元器件引脚不高出电路板面2mm，应将多余部分的引脚用斜口钳或其它剪切工具剪去，使印刷电路板整洁美观。,通过本章的学习，学生应了解电子产品设计和生产所需工艺过程。熟练掌握手工焊接技术（包括电烙铁的使用方法，正确的焊接技法和焊接步骤），了解影响焊接质量的几方面因素及采取的措施和解决的办法。本章所介绍的一些工艺知识，都是人们长期实践经验的总结，具有很强的操作性，作为初学者只有经过反复的操作练习，才能逐步掌握其精髓。,本章小结,思考题,1、焊接方式有几种？2、为什么保养要烙铁头？怎样保养烙铁头？3、一般焊锡丝的组成是什么？无铅焊锡丝的熔点是多少？4、什么是搪锡？5、助焊剂是如何辅助焊接的？6、松香的助焊特性是怎样？7、焊接操作注意哪些事项？,预习（复习）内容,1、超外差收音机工作原理；2、电子产品的装配与焊接；3、MF47万用表的使用。,