2.2 过硬的安装焊接技能
电路板设计制作完成后，即可按照电路图进行元器件的焊接安装。虚焊等焊接质量问题，往往是电子制作失败的主要原因。合理选用焊接工具和材料，努力掌握焊接技术和技巧，不断提高焊接质量，对于电子制作高手是十分重要的。
2.2.1 电烙铁的选用
电烙铁是焊接安装的重要工具。电烙铁有内热式、外热式、恒温式等多种形式，功率从几十瓦到数百瓦不等，具有多种规格可供选择。
（1）内热式电烙铁
内热式电烙铁如图2-17所示，发热元件插入在烙铁头内，因而热效率较高，体积小重量轻。内热式电烙铁功率一般较小，适合焊接电子电路板。一般电子制作可选用25～40W的内热式电烙铁。
图2-17 内热式电烙铁
（2）外热式电烙铁
外热式电烙铁如图2-18所示，发热元件包裹在烙铁头外。外热式电烙铁功率可达数百瓦，适合焊接较大型的元器件和金属结构件。
图2-18 外热式电烙铁
（3）恒温式电烙铁
恒温式电烙铁是一种新型电烙铁，如图2-19所示，电烙铁手柄内具有恒温控制电路，能够自动将烙铁头的温度控制在设定的温度值。在电烙铁手柄上有一个温控旋钮，用以调节设定电烙铁的温度。恒温式电烙铁适用于对焊接温度要求较高的元器件的焊接安装。
图2-19 恒温式电烙铁
2.2.2 焊料与助焊剂的选用
焊料与助焊剂都是焊接中不可缺少的材料，合理选用焊料和助焊剂，是确保焊接质量的重要环节。
（1）焊料的选用
焊料的作用是将被焊接的元器件、导线与电路板牢固地连接在一起。对焊料的要求是要保证接点的长期牢固和导电良好。焊料可加工成条状、块状或丝状等。焊料应首选焊锡丝，特别是内心灌装有松香粉末（助焊剂）的松香心焊锡丝，由于熔点较低、使用方便，是电子制作焊接中的首选焊料。焊铁皮桶等的焊锡块因含杂质较多，不宜使用。
（2）助焊剂的选用
助焊剂的作用是改善焊接性能、增强焊接牢固度。常用助焊剂有松香、松香溶液、焊锡膏、焊油等。电子制作焊接应选用松香作助焊剂。焊锡膏、焊油等具有腐蚀性，不可用于焊接电子元器件和电路板。电路板上已涂有松香溶液的，元器件焊入时不必再用助焊剂。
2.2.3 元器件引脚与导线线头的处理
所有元器件的引脚和连接导线的线头，在焊入电路板之前，都必须清洁后镀上锡。有的元器件出厂时引脚已镀锡的，因长期存放而氧化了，也应重新清洁后镀锡。
（1）元器件引脚的处理
清洁元器件引脚可用橡皮擦，如图2-20所示。对于氧化严重的元器件引脚，可用小刀等利器将其刮净，如图2-21所示。在用刀刮的过程中应注意旋转元器件引脚，务求将引脚的四周一圈全部刮净。
图2-20 橡皮清洁引脚
图2-21 小刀刮净引脚
清洁后的元器件引脚应及时镀上锡，以防再度氧化。如图2-22所示，电烙铁头部蘸锡后，在松香的助焊作用下，沿元器件引脚拖动，即可在引脚上镀上薄薄的一层焊锡。
图2-22 镀锡
（2）漆包线或纱包线线头的处理
有一些电感类元器件是用漆包线或纱包线绕制的。漆包线是在铜丝外面涂了一层绝缘漆，纱包线则是在单股或多股漆包线外面再缠绕上一层绝缘纱。
由于漆皮和纱层都是绝缘的，制作时，如果不把这类引脚线上的漆皮和纱层去掉就焊接，表面看是焊起来了，实际上是假焊，电气上并未接通，其结果肯定是制作失败。因此，焊接前一定要把引脚线上的漆皮和纱层去除干净，方法如下。
①去除漆皮和纱层一般常用刀刮法，即用小刀或断锯条将漆皮刮掉，边刮边旋转漆包线一周以上，将线头四周的漆皮刮除干净，如图2-23所示。单股纱包线也可用此法，将纱层与漆皮一起直接刮去。
图2-23 刮掉漆皮
②对于多股纱包线，应先将纱层逆缠绕方向拆至所需长度后剪掉，如图2-24所示，然后再按图2-23所示方法刮去漆皮。
图2-24 拆除纱层
③去除漆皮和纱层还可用火烧法，即如图2-25所示用火柴或打火机将线头上的漆皮和纱层烧掉，然后如图2-26所示抹去线头上残留的灰末。对于较细的漆包线和纱包线，注意烧的时间不可太长，以免烧化铜丝。
图2-25 火烧法
图2-26 抹去灰末
④采用刀刮法或火烧法去除漆皮和纱层后，应即用蘸有焊锡和松香的电烙铁在线头上镀上锡备焊。镀锡方法与元件引脚镀锡方法相同。
⑤很细的漆包线和纱包线，极易被刮断或烧断，可采用烫蹭法处理。将线头放在木板上，用蘸有焊锡和松香的烙铁头压在线头上，如图2-27（a）所示，然后将线头抽出，旋转一个角度后再重复以上动作，如图2-27（b）所示。重复旋转烫蹭漆包线或纱包线一周以上，线头上的漆皮和纱层即被蹭去，线头同时也已镀上了锡。
图2-27 烫蹭法
2.2.4 焊接技巧
焊接技巧关系到焊接的质量，因此焊接过程中必须方法得当、焊点合格。要焊接出合格的焊点，重点是掌握以下几点。
（1）蘸锡量恰当
焊接时，电烙铁头部蘸锡量要恰当，每次以满足一个焊点的焊接需要为准，不可太少，也不可太多，如图2-28所示。蘸锡量太少将不能一次覆盖焊点，影响焊接牢固度。蘸锡量太多将造成焊点粗大甚至与旁边的电路搭锡短路，还可能在移动电烙铁过程中焊锡下滴造成其他部位短路。
图2-28 蘸锡恰当
（2）焊接方法得当
焊接中，每焊接一个焊点时，将蘸了锡的电烙铁头部沿元器件引脚环绕一周，如图2-29所示，使焊锡与元器件引脚和铜箔线条充分接触。电烙铁头部在焊点处再稍停留一下后离开，即可焊出一个光滑牢固的焊点，如图2-30所示。
图2-29 焊接方法之一
图2-30 焊接方法之二
如果电烙铁头部在焊点停留的时间过短，焊不牢固，而且由于助焊剂未能充分挥发，会形成虚焊。如果电烙铁头部在焊点停留的时间过长，则可能使焊锡流散，还会烫坏元器件，或烫坏电路板造成电路板上铜箔线条脱落。
（3）焊点符合要求
标准的合格焊点应圆而光滑、无毛刺，如图2-31所示。有毛刺的焊点易产生放电干扰，特别是在电压较高、焊点间距较小的情况下。像豆腐渣一样的蜂窝状焊点则是虚焊现象。焊点的用锡量也要适当，如图2-32所示，过少过多都不能保证焊接质量。
图2-31 焊点形状
图2-32 焊点用锡量要适当
2.2.5 元器件的安装方式
元器件的规格多种多样，引脚长短不一，制作时应根据需要和允许的安装高度，将所有元器件的引脚适当剪短、剪齐，如图2-33所示。
图2-33 剪短引脚
由于安装环境的限制，有些元器件的引脚在安装焊接到电路板上时需要折转方向或弯曲。但应注意，所有元器件的引脚都不能像图2-34所示那样齐根部折弯，以防引脚齐根折断。塑封半导体器件如齐根折弯其引脚，还可能损坏管芯。元器件引脚需要改变方向或间距时，应采用图2-35所示的正确方法来折弯。
图2-34 不可齐根折弯
图2-35 正确折弯方法
元器件在电路板上的安装方式主要有立式安装、卧式安装等方式。
（1）立式安装
立式安装如图2-36所示，元器件直立于电路板上，应注意将元器件的标志朝向便于观察的方向，以便校核电路和日后维修。元器件立式安装占用电路板平面面积较小，有利于缩小整机电路板面积。
图2-36 立式安装
（2）卧式安装
卧式安装如图2-37所示，元器件横卧于电路板上，同样应注意将元器件的标志朝向便于观察的方向。元器件卧式安装时可降低电路板上的安装高度，在电路板上部空间距离较小时很适用。根据整机的具体空间情况，有时一块电路板上的元器件往往混合采用立式安装和卧式安装方式。
图2-37 卧式安装
（3）直接搭焊
对于一些较简单的电路，也可以将元器件直接搭焊在电路板的铜箔面，如图2-38所示。采用元器件搭焊方式可以免除在电路板上钻孔，简化了制作工艺。
图2-38 直接搭焊
（4）螺钉固定
对于金属大功率管、变压器等自身分量较重的元器件，仅仅直接依靠引脚的焊接已不足以支撑元器件自身重量，应用螺钉固定在电路板上，如图2-39所示，然后再将其引脚焊入电路板。
图2-39 螺钉固定
2.2.6 集成电路空脚的处置
电子制作中，有些集成电路的部分引脚可能闲置不用。对于这些空闲引脚应合理处置，特别是CMOS集成电路，由于具有极高的输入阻抗，极易感应干扰电压而造成逻辑混乱甚至损坏。因此，对于CMOS电路空闲的引脚不能简单地不管，而应根据CMOS电路的种类、引脚的功能和电路的逻辑要求，分别不同情况进行处置。
（1）多余输出端的处理
对于多余的输出端，一般将其悬空即可，如图2-40所示。
图2-40 多余输出端悬空
（2）多余门电路或触发器的处理
CMOS数字电路往往在一个集成块中包含有若干个互相独立的门电路或触发器。对于一个集成块中多余不用的门电路或触发器，应将其所有输入端接到系统的正电源VDD，如图2-41所示。也可以将一个集成块中多余不用的门电路或触发器的所有输入端接地，如图2-42所示。
图2-41 多余输入端接电源
图2-42 多余输入端接地
（3）门电路多余输入端的处理
门电路往往具有多个输入端，而这些输入端不一定全都用上，应根据具体情况分别处理。
①对于与门、与非门多余的输入端，应将其接正电源VDD，如图2-43所示，以保证其逻辑功能正常。
图2-43 与门多余输入端接电源
②对于或门、或非门多余的输入端，应将其接地，如图2-44所示，以保证其逻辑功能正常。
图2-44 或门多余输入端接地
③与门、与非门、或门、或非门多余的输入端，还可将其与使用中的输入端并接在一起，如图2-45所示，也能保证其正常的逻辑功能。
图2-45 输入端并接
（4）其他数字电路多余输入端的处理
对于触发器、计数器、译码器、寄存器等数字电路不用的输入端，应根据电路逻辑功能的要求，将其接系统的正电源VDD或接地。
例如，对于不用的清零端R（“1”电平清零）或置位端S（“1”电平置位），应将其接地，如图2-46（a）所示。而对于不用的清零端
（“0”电平清零）或置位端
（“0”电平置位），则应将其接正电源VDD，如图2-46（b）所示。
图2-46 多余功能端的处置
2.2.7 屏蔽措施
对于微弱信号放大电路，特别是放大器输入端引线较长时，为了防止感应干扰信号，应采用屏蔽线和屏蔽罩。对于大信号的非线性电路，为了防止谐波干扰其他电路，也应采用屏蔽罩。
（1）屏蔽线的屏蔽作用
图2-47所示为放大器输入端引线未采用屏蔽线的情况，干扰电压U干在输入端引线上产生干扰电流I干，与信号电流Ii一起进入放大电路，使得放大器输出信号Uo中混进了干扰信号。
图2-47 干扰情况
放大器输入端引线采用屏蔽线时的情况如图2-48所示。由于屏蔽线的外部屏蔽层接地，干扰电压U干在屏蔽层产生的干扰电流I干被旁路到地，不能进入放大电路，因此放大器输出信号Uo中没有干扰信号。
图2-48 屏蔽线的作用
为保证屏蔽效果，屏蔽线的屏蔽层应一端接地，如图2-49所示。如果屏蔽线的屏蔽层两端都接地，干扰信号将会在屏蔽层和地线之间形成环流，严重破坏屏蔽效果。
图2-49 屏蔽层应一端接地
（2）双绞线的屏蔽作用
电源线或大信号连接线常采用双绞线。双绞线也具有屏蔽功能，如图2-50所示，当交流电源经双绞线传输给负载时，由于其每一个双绞环节都改变磁通方向，使得交流电流在双绞线上产生的磁通互相抵消，大大减小了对其他电路的电磁干扰。
图2-50 双绞线的屏蔽作用
双绞线也能够抵制外界干扰。当外界干扰磁通作用于双绞线时，在每一个双绞环节产生如图2-51所示的干扰电流。由于在每一根导线上各段干扰电流方向相反、大小相等，互相抵消了，因此干扰电流便不会到达后续电路。
图2-51 双绞线抗干扰
（3）屏蔽罩的屏蔽作用
屏蔽罩的作用如图2-52所示，它既能阻止外界杂散信号对屏蔽罩内电路的干扰，又能防止屏蔽罩内电路对外面其他电路的干扰。
图2-52 屏蔽罩
电子电路制作中，屏蔽罩一般可用薄铜皮等金属材料制成，将需要屏蔽的元器件等罩起来。屏蔽罩应可靠接地，如图2-53所示，否则将不起屏蔽作用。如果屏蔽罩内有可调元器件，可在屏蔽罩的相应位置开个孔，以便调节。
图2-53 屏蔽罩应接地
制作和安装屏蔽罩时应注意，罩内罩外的元器件均不得与屏蔽罩相触碰，如图2-54所示，以免造成短路。如果屏蔽罩内外空间较小，应在罩内罩外放置绝缘纸，以保证安全。
图2-54 屏蔽罩内外应绝缘