电子产品的组装与调试

• 为了保证产品的性能和可靠性，生产厂家 都有严格的产品装配工艺，用来控制产品 的装配质量。
• 业余进行电子产品的制作，电子产品的组 装质量全靠人工进行控制，这就要求电子 产品制作人员具备一定的电子产品的组装 控制质量方面的基本知识。
• 电子产品装配以后的调试，通常是电子产 品制作的最后一步。
• 调试时，不仅要将产品性能调整到设计的 要求，对于某些设计时没有考虑到的问题 或缺陷也要在这一工序中进行处理或补救。
•元器件引脚常见的镀层有银、金以及铅锡 合金等几种材料，尤以铅锡合金居多。
① 镀银引线：这类引线较容易产生不可焊 的黑色氧化膜，必须用钢锯刃口将黑色氧 化层刮去，直至露出紫铜的表面。
② 镀金引线：由于镀金引线镀金层内的基 本材料较难镀上焊锡，故不能将这类元器 件引脚上的镀金层刮掉。 • 通常可采用学生用擦字的橡皮，将镀金层 上的污垢擦去即可。
② 用钻头在酚醛电木板上钻孔，所钻孔的 排列方式，既可以采用平行排列方式，也 可以采用交叉或其他排列方式，可根据使 用要求确定，以方便使用为原则。
（2）铆铜质空心铆钉
• 所有孔均钻好以后，就可以来铆铜质空心 铆钉了。
• 每一个孔铆一个铆钉，具体铆制方法如图 5-4所示。
图5-4 铜质空心铆钉铆制方法示意图
② 正、负电源的引线，可以分别插入X行 与Y行的任一插孔中，以使X行与Y行的插 孔与电源接通，再用导线将电源引到板上 的任一插孔。
③ 调试时，如要更换元器件，则应在整个 电路断电的情况下进行。
4．印制电路式实验板
（1）印制电路式实验板的类型及特点
• 印制电路式实验板常见有两种类型，如图 5-6所示。 • 它们是将铜箔做成规则的方形或长条形导 电图的印制电路板。
• 尽量不要使用某些套装组合工具，这些工 具用起来不太方便。
2．列出元器件清单
• 根据电路中元器件的编号，将电阻器、电容 器、电感器、晶体管等元器件分类列表，列 出编号、型号、主要参数，以便检查与更换。
• 装配时，在电路板上每安装一只元器件， 就在清单上做出相应的标记，这样可以避 免漏装或错装现象的发生，这一点对于初 学者来说十分重要。
• 在安装元器件时，元器件尽量都安装在正 面（即设置有接线柱、电位器等的一面）， 连接用的单股塑胶线或裸铜线尽量装在反面 （即装橡皮垫脚的一面），这样不致搞错。
3．插接式电路实验板
（1）优点
① 插接式电路实验板可以在试验中随意变 更电路接线盒元器件，而不需要焊接，底 板和元器件可以多次使用。
② 插接式电路实验板的布线结构可采用水平 或垂直方向，两孔之间的距离为2.54mm，故 特别适用于插装集成电路以及其他微型元器 件，并且可以组合使用。 •在做复杂电路方案试验时，可用多块这类实 验板分别对各单元功能电路进行试验，然后 再实现整个电路的统一调试。
• 因此，只有按正确的步骤与方法进行调试 才能保证完成上述任务。
第二部分 相 关 知 识
5.1
5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7
产品方案试验性组装与调试 定型产品的装配与调试 元器件的整形与插装
整机的布线
电子产品的整机结构 电子产品的调试 电子产品制作中出现问题的处理方法
5.1 产品方案试验性组装与调试
图5-6 两种常见的印制电路式实验板示意图
① 图5-6（a）所示为一种类似于插接式，且 只能水平插装集成电路的印制电路式试验板。
② 图5-6（b）所示为另一种应用较灵活，既 可以水平插装集成电路或其他电子元器件，又 可垂直插装这些元器件的印制电路式实验板。
• 印制电路式实验板的优点是连接可靠，但与 所有的印制电路板一样，经几次焊接后铜箔就 会脱落而且它的售价也较高。
（2）缺点
① 在插装元器件时，必须插到孔底并压牢， 否则会产生接触不良现象。 ② 由于插接式电路实验板的布线结构特点— 并行引线方式，比较容易产生分布电容，故 不宜在高频条件下工作，从而使该电路实验 板的应用受到了一定的限制。
（3）需要说明的问题
① 目前，有些廉价的插接式电路实验板所 用的弹簧片弹性很差，极容易变形，造成接 触不良，当电路比较复杂时，要找出问题所 在是很麻烦的事。
• 除了将元器件直接搭成试验电路外，也可 以直接设计制作出印制电路板，作为试验的 样机来进行方案试验。
5.1.2
常用的电路方案试验板
1．电路试验板的类型
• 供电路方案试验的电路板既有商品化的产 品，也可以自行制作。 • 商品化的电路实验板常见的有插接式的面 包板和万用印制电路板两种，它们均用标 准的2.54mm为孔间距离，可以插装集成电 路及微型电子元器件。
5.2 定型产品的装配与调试
5.2.1 装配质量对整机性能的影响
• 对于一台电子产品整机，不但要有好的设 计，而且要有好的装配，装配的好坏直接 决定着产品的质量。
• 电子产品使用范围很广，受到各种条件的 影响，就有可能因振动、冲击、离心力、 同心力等的影响而受到损坏，如振动，将 会导致以下不良现象。
① 假如没有附加的固定零件，加插座的集 成电路会从管座中跳出来。 ② 使接、插件脱开，使螺钉、螺母松开、 脱落，以致造成短路。
③ 锡焊或熔焊处的导体断开。
④ 减弱了熔焊、锡焊、紧固和螺钉的连接， 破坏了密封和外层保护强度。
⑤ 使调谐失谐，从而破坏了机器的工作状 态等。
• 因此，在装配时就要考虑这些因素对整机 的影响，提高装配质量。
• 故选用插接式电路实验板时，一定要仔细 检查弹簧的弹性，可试插凭手感确认。
② 采用插接式电路实验板对设计（或选用） 电路进行试验时，连接电路的导线应选用直 径不大于 0.8mm的单股塑胶类导线。
（4）插接式电路实验板的结构
• 插接式电路实验板的结构如图5-5所示， 其中间有一条间隔槽，在槽的上下两侧各 有6行（即上面的X、A、B、C、D、E共6 行，下面的F、G、H、I、J、Y共6行）、 59列（1～59列）插孔。
• 在制作少量的电子产品时，就可以直接采 用这种实验板来代替印制电路板，因此可以 不需要再去设计制版了。
5．建议
• 对于电子产品制作电路方案试验用的实验 板，建议准备一种自制的铆钉板与一种插接 式电路实验板，当对分立元器件电路进行方 案试验时，试验铆钉板；当对集成电路器件 进行方案试验时使用插接式电路实验板；对 于单件产品进行制作时，可采用印制电路式 实验板而不必再设计制版了。
① 取一只铜质空心铆钉放入酚醛电木板上 所钻的孔内，将电木板翻一个面，并将铆 钉头部放在一个铁块上，如图5-4（b）所示。
② 取一只铁钉，将其头部用锉刀加工成圆 锥状，然后将其锥部放入空心铆钉的孔中， 用铁锤在铁钉上端施力，空心铆钉在力的作 用下，其铜皮就会向外翻，由此就可将铆钉 牢固地铆在酚醛电木板上。
③ 按照上述同样的铆接方法将酚醛电木板 上所有孔铆上铆钉以后，就得到了一块电 路实验板了。
（3）使用方法
• 自制的电路实验板是利用铆钉孔插焊元器件， 用导线将各个焊点及外接电路连接起来，如图 5-3（b）所示。
（4）需要说明的问题
• 如果没有铜质空心铆钉，也可以使用铜皮 剪成“口”形状，插入电路板中两头弯成如 图5-4（a）所示形状来代替空心铆钉。
5．元器件的再次检测
• 虽然元器件在购买回来以后已经进行过检 测，但经过上述处理以后，有必要再检测一 次，以确保元器件性能良好，要把集成电路 的各脚对接地引脚间的开路电阻测出来（正、 反向均应测出），并记录下来（要注明是正 测还是反测，即指明是哪一表笔接地线）， 这是业余条件下检查集成电路性能的有效方 法，也便于出现问题时核对。
（5）插接式电路实验板的使用方法
① 使用插接式电路实验板时，可先将双列 直插式集成电路插装在间隔槽上方，对应于 集成电路的每一个引脚，实验板上还剩有一 列4个插孔在内部与其相连接，这4个插孔就 可以用来插装其他元器件或连接导线。
• 全部电路连接结束以后还应仔细检查，无 误后才可连接电源进行性能调试。
第5单元 电子产品的组装与调试
第一部分 任 务 导 入
• 电子产品的组装有两种情况，一种是产品 方案试验性组装，另一种是产品定型后的 组装。 • 前者是为后者服务的，只有经过产品方案 的试验确认所设计的电路无问题后，才能 制作印制电路板并进入产品定型后的组装。
• 电子产品的组装质量，决定了产品的性能 和可靠性。
5.1.1 电路方案试验的常用方法
1．复杂电路
• 对于元器件较多的复杂电路，无论电路有多 复杂，均是由单元电路组合或扩展而得到的。
• 因此，可以将复杂的电路划分成若干个单 元功能块，然后再分别对这些单元功能块进 行方案试验，当确认每一个单元功能块的方 案试验都无问题后，再将各个单元功能块按 电路要求连接起来，进行整个电路方案试验。
（2）印制电路式实验板的使用方法
• 用印制电路式实验板进行电路方案试验时， 是将电子元器件焊接在实验板上的，然后 根据电路原理图，用导线将各个焊点连接 起来，元器件的布局方法与印制电路板设 计时对元器件的要求基本相同，故其连接 方式十分接近实际电子产品。
• 由于采用焊接方式进行电路的连接，故电 路连接十分可靠。
2．简单电路
• 对于某些元器件较少的简单电路，通常可 以将整个电路全部一次连接好，连接方法既 可以使用实验板，也可以直接将各个元器件 焊连在一起。
• 如图5-1所示的单管放大电路，由于仅有8 只元器件，故可以按图5-2所示，将各个元 器件直接搭接在一起来进行方案试验。
图5-1 单管放大电路图
图5-2 将单管放大电路直接搭接在一起的示意图
• 所使用的酚醛电木板也可用厚度为1.5mm 的环氧树脂板，尺寸在200mm200mm以上 比较合适，并在板的左、右两边和上边安装 一些接线柱，供接入电源、输入/输出信号和 连接测量仪表用；下边装几个电阻值大小不 等的电位器，供调试电路时使用；4个角上 装上橡皮垫脚，以防电路板打滑，也可以防 止底板下部焊点等与其他物体相碰发生短路。
• 另外，在列出的清单中，还应留出“备注” （或叫说明）栏，在这一栏中，对型号或数 值不完全一致的元器件，还应在“备注” （或叫说明）栏中注明，以便作为调试、检 修时处理不正常现象的依据或参考。
3．清理元器件
• 所谓清理元器件，就是用断锯条断面刃口 或细砂纸刮去元器件引脚需要焊接部位的氧 化物、污物等。
• 但也不能将电子产品的装配简单地看成一 项电子焊接和机械安装工作，尤其是随着电 子技术的发展，对整机装配要求越来越高。
• 因此，要具备一定的装配基本知识，以提 高产品的质量。
5.2.2
定型产品装配顺序
1．准备工具与材料
• 准备好装配电子产品时可能用到的各种工 具与材料，如万用表、电烙铁、各种螺丝 刀、钳子、镊子、焊锡、断钢锯条、松香、 细砂纸等。
2．自制电路实验板
（1）钻孔
• 自制电路实验板准备好材料以后，就可以对 实验板进行钻孔了，具体可按以下方法进行。
① 先根据铜质空心铆钉外经的大小选择合 适的钻头。
• 如果铜质空心铆钉的外径为 3mm，如图 5-3（a）所示的自制电路板示意图中左上部 所示，则选用 3.1mm的钻头。
图5-3 自制电路试验板示意图
图5-5 插接式电路实验板的结构示意图
• 在每1列中，有5个行孔在实验板的内部是 纵向连接的，即 ① 第1列上面的A1→B1→C1→D1→E1是 连接的。 ② 第1列上面的F1→G1→H1→I1→J1是连 接的。
③ 第1列到第59列中的连接规律与第1列完 全相同。 ④ 最上面一行X与最下面一行Y的插孔为 内部横向连接。
③ 铅锡合金引线：当今的元器件大多采用 这类引线。
• 铅锡合金引线可以在较长时间内保持良好 的可焊性，新购得的（或其可焊性在合格保 存期限内的）正品元器件，装配之前可以不 要再进行镀锡处理，只要涂浸一次助焊剂即 可进行装配。 • 但对于存储时间较长，可焊性超出合格期 的铅锡合金引线，则应进行清洁处理。
4．镀锡
（1）镀锡的方法
• 镀锡通常是对经过清洁的元器件引线浸涂 助焊剂（松香与酒精的混合物，它们的质量 比为松香粉25%、酒精75%，酒精的纯度应 在95%以上）后，用蘸锡的电烙铁头沿着引 线镀锡，但应注意引线上的镀锡要尽量薄而 均匀，表面要光亮，然后再浸涂一次助焊剂。
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（2）镀锡需注意的问题
•在镀锡之前，要先对元器件的引脚进行仔 细观察，看其原来是哪一种镀层，以便采用 合适的方法对其进行清洁镀锡。