第四章 PCB制作与性能测试分析

4.1 LED楼道声控的PCB图

图4-1 NE555制作PCB图

图4-2 单片机制作PCB图

4.2 LED楼道声控灯的制作 一、PCB板的生成

通过Altium将LED楼道声控灯的PCB图打印到转印纸上，将打印好的的转印纸包着铜

26

板通过加热仪将PCB图印上铜板，然后将带有PCB图的铜板进行氧化留下线路图。用砂纸将线路上的碳磨去留下铜线，最后对相应的元件空进行钻孔制成PCB板。 二、焊接的工具

1、电烙铁

电烙铁是最常用的焊接工具。我们使用20W内热式电烙铁。如图。

图4-3 电烙铁实物图

新烙铁使用前，应用细砂纸将烙铁头打光亮，通电烧热，蘸上松香后用烙铁头刃面接触焊锡丝，使烙铁头上均匀地镀上一层锡。这样做，可以便于焊接和防止烙铁头表面氧化。旧的烙铁头如严重氧化而发黑，可用钢挫挫去表层氧化物，使其露出金属光泽后，重新镀锡，才能使用。

电烙铁要用220V交流电源，使用时要特别注意安全。应认真做到以下几点： （1）电烙铁插头最好使用三极插头。要使外壳妥善接地。

（2）使用前，应认真检查电源插头、电源线有无损坏。并检查烙铁头是否松动。 （3）电烙铁使用中，不能用力敲击。要防止跌落。烙铁头上焊锡过多时，可用布擦掉。不可乱甩，以防烫伤他人。

（4）焊接过程中，烙铁不能到处乱放。不焊时，应放在烙铁架上。注意电源线不可搭在烙铁头上，以防烫坏绝缘层而发生事故。

（5）使用结束后，应及时切断电源，拔下电源插头。冷却后，再将电烙铁收回工具箱。 三、焊接的条件

焊接的条件分为：

1）被焊件必须具备可焊性。 2）被焊件表面应保持清洁。 3）使用合适的助焊剂。 4）一定的温度和时间。 1被焊件必须具备可焊性

从焊接的定义可知，焊接的质量主要取决于焊料润湿被焊件表面的能力，即两种金属材料的可润湿性或者说可焊性。如果被焊件的可焊性差就不可能焊出合格的焊点。

可焊性好差的评定标准就是看焊点是否全部润湿接触。良好的焊接没有半润湿和不润湿。 2被焊件表面应保持清洁

27

即使选用可焊性好的材料做为被焊件，但由于各种原因仍然会影响合金层的形成。例如：被焊件表面附有指纹、油污、灰尘和杂质。被焊件由于储存时间较长或保管不善等原因，使其生成氧化膜。因此在进行焊接前必须保证被焊件表面清洁。

对于油脂和灰尘等物质，可用溶剂清洗方法去除，对于氧化膜一类物质，可借助于助焊剂将它除掉，对于氧化严重的也可用酸性清洁剂进行去除。但清洁后必须彻底冲洗并干燥。

3使用合适的助焊剂

我们知道助焊剂有溶解氧化物、减少表面张力，增加焊锡的流动性等功能，所以使用助焊剂有助于提高被焊件的可焊性。

但焊剂的种类繁多，其效果也不一样，使用时必须根据被焊件的材料，表面状态和焊接工具的类型来选择，焊剂的用量越大，助焊效果越大，可焊性就越好，但焊剂残渣不仅会腐蚀被焊件，而且还会使产品的绝缘性能变差，因此，在焊接完成后，必须对其残渣进行彻底清洗。

4一定的温度和时间

焊接温度和时间是影响焊接质量的主要工艺参数，通过实验我们知道，焊接强度并不是随着温度和时间的增加而不断的增加，而是当达到一定值后，强度不但不增加，反而减小。

从下图可以看出，使一个焊点的焊接强度最高时的焊接工艺参数应是： 焊接温度：260±20℃ 焊接时间：3s～5s

图4-4 焊接温度、时间曲线图

将两个物质焊接,它有两个目的: 1、电气连接：电功率/信号 2、持久牢固的机械连接

要达到持久牢固的机械连接，必须将焊点的温度上升到焊锡熔点以上30 ℃，这样的焊锡才有可能在焊盘和器件引脚之间形成一种新的化学物质持久的将两者牢固连接。

焊锡熔点温度下：180-183 ℃

依靠表面张力的作用将器件引脚、焊锡、焊盘连接住。

在发生化学反应的温度下：210-220 ℃

在1-2秒钟内，生成的介质厚度为0.5微米在适当的化学反应中形成了牢固的连接强度。

28

当温度升至太高时,化学反应剧烈,形成太厚介质层反而降低了机械连接强度。 四、助焊剂与焊料

焊接时，还需要焊锡和助焊剂。

（1）焊锡：焊接电子元件，一般采用有松香芯的焊锡丝。这种焊锡丝，熔点较低，而且内含松香助焊剂，使用极为方便。

（2）助焊剂：常用的助焊剂是松香或松香水（将松香溶于酒精中）。使用助焊剂，可以帮助清除金属表面的氧化物，利于焊接，又可保护烙铁头。焊接较大元件或导线时，也可采用焊锡膏。但它有一定腐蚀性，焊接后应及时清除残留物。 五、焊接的注意事项

1.检查上下电极平整密合度，并以复写纸压印检查。 2.电极要平整，不能有凹洞，如果有，须拆下来研磨。 3.作业时，根据不同产品采用对应的焊接设定程序。

4.生产过程中，要定时用砂纸(1000目）擦拭电极的氧化层(焊渣)。 5.电极应随时保持清洁。

6.作业时，料件如有灰尘，要擦干净再焊接。 7.不充许空焊（没放产品）。

8.焊机要接有冷却装置，冷却水水位适中。 六、LED楼道声控灯的焊接

首先将元件对照PCB图放入PCB板没有铜线的那面的相应位置，在有铜线的那一面对每个孔进行焊接。由于驻极体话筒元件没有脚就需要焊上两个脚在放入PCB板中然后再对其焊接。对每个孔焊接完成后就完成LED楼道声控灯的焊接。 七、焊接的检查

（一）、焊接检验的分类 （1）破坏性检验

优点：以统计数学为基础，直接且可靠，结果定量，无需高的检验技术，结果与使用情况直接一致。

缺点：抽样评定，破坏性，非重复性，不适合广泛的试验，使用有局限（成本），不能测时间累积效应，不适合使用中的零件，制备需机加工，投资人力消耗高。 （2）非破坏性检验

优点：与零件成本、数量无关；可普验，可抽检；同产品可采用不同检验方法或可重复，可在使用中检验；可测累积效应；可查失效机理；试验少无需制备；设备便携（现场）；劳动成本低。

缺点：需熟练的技术；结果看法不一致；结果定性或相对；原始投资大。 （二）、检验依据：施工图样、技术标准

29