随着电子技术的飞速发展，弱电已进入电气工程的各个领域，有以“弱”控“强”的趋势。特别是微机继电保护、模块装置、电子式自动化仪表及装置，以及通信网络、电视网络，火灾报警装置、空调系统、智能化建筑等给电气运行维护人员带来了很多难题，也是促使技术技能提高的动力。

弱电系统是一个非常复杂的系统，涉及的知识面非常之广，几句话、几本书、几年的专业学习是不能讲清楚的，其中最主要的还是实践经验。我们在《电气工程安装及调试技术手册（第3版）》、《弱电系统的安装调试及运行（第2版）》、《微机技术在电气工程中的应用》、《变配电装置及变配电所的安装调试（第2版）》、《常见电气故障排除技术技能手册》等书中都讲到了这方面的实用技术技能，可供读者参考。

这里我们就读者最常用、也是必须具备的技能讲两个方面的内容，一是对弱电装置剖析，二是常用电子线路板的制作技术。

（一）剖析弱电装置的方法

任何一个复杂的弱电装置都是由不计其数的单元电子电路组成，也称其为“模块”。一是要掌握模块本身的功能，二是要掌握模块组成复杂电路的功能。

1）模块本身最重要的是要掌握三点，一是电源是交流、直流，其电压值是多少；二是其输入信号的个数、信号是模拟信号、数字信号、接点信号，模拟信号是交流、直流、脉动，数字信号的点数、容量，接点信号是常开、常闭以及各类信号的阻抗。三是其输出信号，内容与输入信号相同。这些信号确认后便可断定其是否正常。

2）几个模块组成电路后按照其层次一级一级确认上述信号，便可找到其症结。详见本章第二节“四、读图及分析复杂电路图的方法技巧”。

（二）电子线路板制作技术

印制板一般由专业生产厂加工制作，采用计算机辅助设计，机械化生产，质量高，功能全，寿命长。在实际安装工程中有时也可以手工制作，也能胜任控制系统的需要。

1.印制板的制作工艺方法

1）按规定的尺寸和形状在覆铜箔环氧玻璃布板上划好线（印制板的尺寸可为60mm×40mm，然后以每边递增20mm加大，如80mm×60mm，100mm×80mm，最大为400mm×320mm）。用手工锯将板锯下，然后用锉将毛刺打磨光。覆铜板的选用应按印制板的要求选择厚度和单面或双面铜箔。

2）根据电路的要求在铜箔上画出电路。

①印制电路排版的要求。

a.印制电路可以布置成单面或双面的。双面布置时导线宜互相垂直、斜交或弯曲，避免相互平行，减小寄生耦合。

b.输入和输出端的印制导线需避免平行，以免发生反馈。

c.印制导线的布置应尽可能短。引线孔和导电图形与板边缘最小距离应大于板厚。

d.印制导线的折弯处应制成圆弧形，要避免连接成锐角和大面积铜箔。

e.印制导线的宽度不应小于0.5mm。在高精度、高密度的印制电路中，印制导线宽度和间距一般可为0.2～0.3mm。高低电平相差较大的信号线，应尽可能地加大间距。

f.在不影响电气性能的基础上，应避免采用大面积铜箔的印制导线。若必须采用时，应开窗口，以免在采用机器锡焊时或长时间受热而引起铜箔膨胀和脱落。

g.集成电路等双排式元器件，不宜在相邻两引线间穿过导线，可沿集成块两排引线间穿过导线。

h.元件引线的跨距间所穿过的导线根数可参照表2-8所列数据。

表2-8元件引线间最多能穿过的导线数

注：有∗者焊盘须作部分切除。

②对焊盘、印制导线及安装孔的要求。

a.焊盘的种类。焊盘即焊点及相同焊点的集合，一般分为三种。

岛形焊盘：板上的空余位置尽量由地线覆盖，使其有良好的静电屏蔽，进而抑制焊盘间的寄生耦合和分布电容。采用机器锡焊时，地线宜用阻焊剂涂覆。

圆形焊盘：其印制导线的宽度应小于圆焊点的外径，除电流较大的印制导线外，板上导线宽度应一致。其电感量较岛形稍大，但布线灵活。

方形焊盘：该焊盘面积较大，易受温度过高的影响而使焊盘与基板脱离。为使焊点圆滑，当用机器焊接时，宜用阻焊剂涂覆非焊接部分的导线，或采用手工焊接。焊盘形式见图2-53。

图2-53 焊盘形式

a）岛形 b）圆形 c）方形

焊盘的径向一般不应小于0.75mm，最小不得小于0.2mm。圆形焊盘的盘径可根据引线孔径来决定，一般为2～4倍，引线孔径小取上限，引线孔径大取下限，见表2-9。

表2-9圆形焊盘的盘径（单位：mm）

注：对焊盘盘径、形状或相对间距有特定要求的印制电路或元器件，不受此限。

b.焊盘应圆滑，不应有尖角；圆形焊盘的导线和焊盘处的圆角半径不应小于1～1.5mm；方形焊盘的四角应呈圆弧形，其半径不应小于1～1.5mm；岛形焊盘应圆滑，呈圆形或椭圆形。

c.焊盘应将引线孔全部包围，引线孔也不要在焊盘的边缘和切线上。

d.对于电源和板上总地线及其他特定的接地点应在穿线孔附近标有等电位标志“↓”或文字说明。

e.导线在直线行进方向上必须宽度一致，不得有急剧的尖角。

f.双面印制板的导线需要交叉时，可通过金属化孔，将导线从一面转到另一面；金属化孔可设在元器件引线孔上，也可以不设在元器件的引线孔上。

g.定位孔直径不宜小于1mm。

h.印制导线的允许电流由铜箔厚度及其宽度决定，铜箔厚度0.05mm印制导线的最大允许电流见表2-10。

表2-10印制导线最大允许电流

i.印制导线沿宽度方向不允许有超出线宽20%的凸缘、缺损；沿长度方向不允许有大于线宽的缺陷，最长缺陷长度应小于5mm。

③抑制减小干扰的措施。

a.地线共阻抗干扰的抑制。高频电路的布局应尽量排列紧凑，尽量缩短印制导线的长度；采用一点接地，见图2-54；印制板电路不要做成环形地线；元器件不多时可采用一字形接地，见图2-55。同时要注意一点接地的合理性，见图2-56。

图2-54 一点接地示意图

图2-55 一字形接地示意图

b.电源干扰的抑制。禁止交流脉动电流流经直流电路和采样电路；总“地”应合理地设在一点上，见图2-57；对于电源阻抗要求严格时，可将电源正负极做成小型母线，见图2-58。(www.daowen.com)

图2-56 多组检波器的一点接地

a）不合理 b）合理

图2-57 稳压电源的两种合理布局

c.电磁场干扰的抑制。板上导线严禁采用大环形布局；相互易干扰的导线，避免平行布置。各级间信号线应尽量短。各级电路在排列时，应按信号顺序排列，不要迂回或越级排列；信号线不要互相靠近或平行；双面板应使两面的导线呈垂直或交叉以减少避免平行；板内需平行的导线，应使其远离或用地线、电源线将其隔开。

④按照上述的要求将电路画在覆铜箔板上。画的方法应用鸭嘴笔蘸油漆及圆规和三角板按预先画好的线路临摹；线路较复杂时可在白纸上将线路画好，然后用复写纸和硬笔即可将图画在板上；双面覆铜板都有线路时，应使两面对应。通常是用两张和印制板大小一样的硫酸描图纸，先在一张的正面把图线画好；然后和另一张叠在一起，在另一张的反面对应第一张正面画好图的对应位置画出反面的线路。再分别将两张图用复写纸描出，这样即可在板的两面绘出对称的图线。

图2-58 小母线的做法

一般应使用快干漆，漆的浓度应适中，太稠不易干，太稀易流，必须先在板上试画好，再正式画。覆铜板应光洁平整、无起泡、划伤、断裂、分层等缺陷。

⑤漆干后将画好线路的覆铜板放入盛有三氯化铁溶液（浓度35%，即一份三氯化铁，两份水）的盘形容器里，室温较低时可略加热到60℃左右；片刻后，即可将没被油漆覆盖的铜箔腐蚀掉，取出后立即用清水洗净，晾干。

⑥在涂有油漆的印制导线上涂上酒精或汽油，片刻即用棉球蘸上酒精或汽油将油漆擦掉，露出铜箔的线条；或者将其放在盛有烧碱的溶液里，加热到80℃，也即可除掉。除掉漆后的印制板必须用清水洗净，然后风干或烘干，烘干时应恒温70℃。

⑦钻孔。钻孔一般可在腐蚀前进行，也可在腐蚀后进行。钻孔需按图样要求钻孔，必须钻正。钻孔应在仪表小台钻上进行，有时也可用手枪钻。孔径应根据元器件管脚的直径和元器件固定螺孔直径决定，一般为1mm和3～5mm。钻孔要求孔眼光洁、无毛刺。通常小孔应用高速钻孔；大孔则用低速钻孔。双面印制板钻孔时必须对正。

⑧刷助焊剂。

a.将钻好孔的印制板放入5%～10%的稀硫酸溶液里浸泡3～5min，取出后用清水洗净。再用去污粉擦拭，一直擦到铜箔表面光洁明亮为止。如有铜丝抛光轮，也可抛光。无论哪种方法见到铜的金属光泽为止，以避免减小铜箔厚度。

b.用刻字小刀将印制板上不规则的部分修整好，修整时必须遵守前述的要求，并不得划伤玻璃布板。

c.用清水冲洗并立即擦干，放入烘箱，恒温70℃，10～15min即可。用电炉子烘烤也可，烘到手感稍烫手为止。

d.取出烘箱或停止电烤后即可在印制板上涂上一层助焊剂，一般用松香水（20%松香粉末，78%酒精、2%三乙醇胺混合配制）。涂层应均匀，不宜太厚，然后烘干即可，以不粘手为准。

⑨元器件的焊接及组装。元器件的焊接和组装是印制板制作的关键一步，操作者应有熟练的焊接技巧技能和对元器件有充分的了解和认识，才能胜任。

a.焊接使用的工具和材料。焊接时常使用规格不同的电烙铁，一般常使用15W、25W、75W三种规格的电烙铁，根据元器件的大小和腿脚截面积选用。集成电路应使用15W袖珍电烙铁，一般半导体元器件可使用15～25W的电烙铁，大型元器件应使用75W或以上的电烙铁。假如选择不当可造成假焊、虚焊，或者因过热烧坏元器件。使用的焊丝应为空心带焊剂的优质焊丝，其直径应和使用的烙铁对应，用小烙铁、粗焊丝，大烙铁、细焊丝都是不适当的。焊接时应准备两把尖嘴或扁嘴钳子或金属镊子，作为夹住管脚及帮助导热用。另外应有一只烙铁架，作为烙铁的支架，避免乱放热坏其他器件或物品。

b.元器件在板上放置的要求。印制板上装设的元器件，应排列整齐；元器件的标称值或符号应面向上方以查看方便；对于同类元件，应保持方向一致；元器件引线弯折处与元器件根部的距离、弯折半径、引线的间距见图2-59a；一般元器件采用卧式贴板安装，见图2-59b；发热元器件（如2W以上的电阻）应悬空安装，离开板面应不小于2～5mm；跨接印制导线的元器件，应离板面2～5mm悬空安装，见图2-59c；非发热元器件可套透明绝缘套管贴板安装。

竖直引出管脚的晶体管、二极管、直立电容等立式元器件其管腿应高出板面3～5mm，或采用3～5mm的专用绝缘托垫，将其托住再贴紧印制板。大功率管应装设在散热器上，再将散热器垂直或水平固定在板上，见图2-60。大型晶闸管、功率管、整流管一般应装设在柜内的电器梁上。并装有散热器，散热器应通过计算进行选择。

图2-59 元器件在板上的放置

a）元器件腿的弯折 b）卧式贴板安装

c）发热元器件或跨接印刷导线元器件的安装

对较重的元器件，应有固定措施，见图2-61。重量的限制应从多方面因素考虑。

元器件为集成电路时通常有两种在板上放置的形式，一种是用管座插接，一种是直接焊接，见图2-62。

元器件的引线或壳体至板边缘的距离应≥5mm；元器件互相垂直布置时，元器件的外壳至其他元件引线的距离应大于1mm；相邻元器件外壳间的距离应大于0.5mm；紧固安装件边缘至印制导线或焊盘的距离应大于0.5mm；见图2-63。

c.元器件在板上排列规则。分布应均匀、疏密要适当；元器件应尽量放置在同一面上；元器件的引线应有单独的穿线孔，严禁两根元器件的引线共用一个穿线孔；不得立体交叉或重叠布置元器件；双面印制板的主元器件面上，要少安排印制导线；印制板垂直地面安装时，对于体积稍大的元器件，应将其轴向与地面垂直。

d.手工焊接工艺方法及要求。

a）用铁锉将烙铁头叨锡面锉出金属光泽，然后插上电源，烧热后应在松香上蘸一下，再把焊丝放在叨锡面上熔化，并在盛有松香末的铁盒内来回摩擦，使锡和叨锡面充分摩擦，直至叨锡面整个镀有锡液为止。

b）把元器件的引线、管脚用细砂纸或酒精棉球除去其表面的污物或氧化物，然后用烙铁搪锡，即用叨有锡液的烙铁在引线或管脚上来回滑动一次即可。半导体件或集成电路的引脚应用扁嘴钳子或镊子夹好，帮助其散热。

c）把元器件按放置要求插入焊盘的孔内，并用钳子或镊子夹好引脚，然后用烙铁叨上焊锡，将叨锡面靠紧腿脚的根部并落放在焊盘上，并迅速离开，即可在焊盘上留下丰满浑圆的焊点。叨锡面和焊盘接触的时间由经验和熟练程度决定，通常为2s左右。叨锡面和焊盘接触的情况见图2-64。然后把多余部分的引脚用桃嘴钳子剪掉。有些人焊接时先把引脚剪短再焊，效果相同。只是应把图2-64中电烙铁转180°，使锡珠朝下。当烙铁离开焊点的瞬间可用嘴轻轻吹焊点，帮助其迅速凝固。焊点应有金属光泽。产生虚焊或不良焊接

图2-60 大功率晶体管在印制板上的安装

a）晶体管垂直安装 b）晶体管水平安装 c）晶体管安装在型材散热器上

图2-61 较重元器件的固定

图2-62 集成电路器件在板上的焊接

a）直接焊接 b）管座插接

的原因主要是元器件引线、导线和焊盘的表面处理不妥，有油迹污物，表面不清洁或焊锡、焊剂质量不好或用量偏少及烙铁温度较低等因素引起。焊接时最好使用有带开关的电烙铁，随时可将电源关掉，使烙铁降低温度，这对连续焊接有极大好处。经验证明，温度过高也不易焊接。

图2-63 元器件间及元器件与印制板边缘的尺寸

图2-64 焊接工艺过程示意图

d）集成块的焊接。集成块一般引脚多且密，焊接不宜掌握。通常是把引脚先折成一定的角度，使其和焊盘上的印制导线充分的接触，并且一致，见图2-62。引脚镀锡同前。然后在集成块下面涂上一小点502胶（注意不得涂在引脚上），将其粘固在印制板上，并将引脚和印制导线对齐，印制导线的宽度和密度应和集成块对应。把阻焊剂涂在管脚与印制导线接触部分的导线间隙上，涂阻焊剂是一项仔细的工作，一般借助放大镜进行，应焊接的部位不得涂上一点阻焊剂，不应焊接的部位应涂满阻焊剂。然后用15W小电烙铁，叨上锡，按图中所标的方向，叨锡后可在焊接处缓慢移动，其方向应和印制导线的方向平行。焊完后用放大镜仔细检查，凡已宽焊部分应用刻字小刀小心刮掉，刮时不得伤及印制导线和引腿。或者用硬质阻燃纸片刻成图2-65形罩在引脚和印刷导线上，再施焊。

图2-65 集成电路的焊接

2.元器件的试验和筛选

印制板上的元器件和低压电器一样，组装前要进行测试。我们把数量不多的元器件测试叫做元器件的试验，而把数量很多的元器件测试叫做筛选，意思是从中选出性能好的元器件。需要说明的是我们这里介绍的仅是批量很小且为手工测试的简单方法，不适用大批量机械化生产。有关电子元器件的测试和仪器的使用详见第三章和第五章的相关内容。