第一部分 常用电子元器件及安装焊接基础知识.docx
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第一部分常用电子元器件及安装焊接基础知识
第一部分常用电子元器件及安装焊接基础知识
1.1电子元器件
所有电路系统都是由电子元器件为主组成的，了解电子元器件的一些基本知识是非常必要的。
电子元器件分类一般分为电子元件、电子器件。
电子元件包括电阻器、电容器、电感器、变压器、继电器、传感器、开关、接插件和保险元件、石英晶体、电声元件等。
电子器件现在一般指半导体器件，分为分立器件和集成电路。
分立器件包括二极管、三极管、场效应管、晶闸管等；集成电路包括通用集成电路和专用集成电路，集成电路分类方法很多：
1.按制作工艺分类
2.按集成度分类
3.混合分类
1.1.1电阻器
电阻器简称电阻，是电子电器设备中用得最多的基本元件之一，一般占元器件总数的30％以上。
在电路中主要起分流、限流、分压、偏置、损耗功率等作用。
1.1.1.1电阻器的分类
电阻器的种类繁多，形状各异，功率也各有不同。
分类方法见表1-1。
表1-1电阻器的分类
电阻器
非线绕电阻器
金属膜电阻器
碳膜电阻器
线绕电阻器
敏感式电阻器（多为半导体材料）
光敏电阻器
热敏电阻器
力敏电阻器
磁敏电阻器
气敏电阻器
厚膜电阻网络
电位器
碳膜电位器
金属膜电位器
线绕电位器
1.1.1.2电阻器的主要参数
电阻的主要参数有标称阻值、阻值误差、额定功率、最高工作温度、最高工作电压、静噪声电动势、温度特性、高频特性等，一般情况仅考虑前三项。
1.1.1.3电阻器的型号命名法
电阻器的型号一般由四部分组成，见表1-2。
表1-2电阻器的型号命名方法
第一部分：
主称
第二部分：
材料
第三部分：
特征分类
第四部分
符号
意义
符号
意义
符号
意义
电阻器
电位器
R
W
电阻器
电位器
T
H
S
N
J
Y
C
I
P
U
X
M
G
碳膜
合成膜
有机实芯
无机实芯
金属膜
氧化膜
沉积膜
玻璃釉膜
硼碳膜
硅碳膜
线绕
压敏
光敏
1
2
3
4
5
6
7
8
9
G
T
W
D
普通
普通
超高频
高阻
高温
—
精密
高压
特殊
高功率
可调
—
—
普通
普通
—
—
—
—
精密
特种函数
特殊
—
—
微调
多圈
对主称、材料特征相同，仅尺寸、性能指标略有差别，但基本上不影响互换的产品给同一序号。
若尺寸、性能指标的差别已明显影响时，则在序号后面用大写字母作为区别代号予以区别。
R
热敏
B
C
P
W
Z
温度补偿用
温度测量用
旁热式
稳压式
正温度系数
—
—
—
—
—
1.1.1.4电阻器的参数识别
1.单位
电阻器在电路中常用“R”加数字表示，如：
R1表示编号为1的电阻。
电阻的单位为欧姆（Ω），倍率单位有：
千欧（KΩ），兆欧（MΩ）等。
换算方法是：
1兆欧=1000千欧=1000000欧。
2.标称阻值
为了使厂家生产时不致规格太多，又可以让使用者在一定的允许误差范围内选用需要的电阻值，故规定标称阻值系列，见表1-3。
表1-3标称阻值系列
E24
E12
E6
E24
E12
E6
允许误差
±5％
允许误差
±10％
允许误差
±20％
允许误差
±5％
允许误差
±10％
允许误差
±20％
1.0
1.0
1.0
3.3
3.3
3.3
1.1
3.6
1.2
1.2
3.9
3.9
1.3
4.3
1.5
1.5
1.5
4.7
4.7
4.7
1.6
5.1
1.8
1.8
5.6
5.6
2.0
6.2
2.2
2.2
2.2
6.8
6.8
6.8
2.4
7.5
2.7
2.7
8.2
8.2
3.0
9.1
3.参数标注方法
电阻的参数标注方法有3种，即直标法、数标法和色标法。
（1）直标法将主要参数及技术性能直接标注在电阻器表面上，见图1-1。
图1-1电阻参数直标法图1-2电阻参数色标法
（2）数标法主要用于贴片等小体积的电路，如：
472表示47×102Ω（即4.7K）；104则表示100K。
（3）色标法：
将主要参数和技术性能用色环标注在电阻器表面上，是使用最多的方法，常用的有四色环电阻、五色环电阻（精密电阻），见图1-2。
各色环和颜色表示不同的意义，见表1-4。
4色环电阻，是用3个色环来表示阻值，前二环代表有效值，第三环代表乘上的次方数，用1个色环表示误差。
5色环电阻一般是金属膜电阻，为更好地表示精度，用4个色环表示阻值，另一个色环表示误差。
表1-4色环的意义
环色
第一环
第二环
第三环
倍乘数
（精度）
第一位数
第二位数
第三位数（五环时）
黑
0
0
0
100
棕
1
1
1
101
±1%
红
2
2
2
102
±2%
橙
3
3
3
103
±3%
黄
4
4
4
104
绿
5
5
5
105
±0.5%
蓝
6
6
6
106
±0.25%
紫
7
7
7
107
±0.1%
灰
8
8
8
108
白
9
9
9
109
±20%
金
10-1
±5%
银
10-2
±10%
无色环
±20%
1.1.2电容器
电容器简称电容，是由两片金属膜紧靠，中间用绝缘材料隔开而组成的元件。
电容器可以隔直流、通交流、充电、放电，在电路中主要起调谐、旁路、耦合、去耦、电源滤波、储能、波形变换、直流成分恢复、有源滤波器、LC谐振电路、RC定时、RC移相。
1.1.2.1电容器的分类
电容器按结构可分为固定电容器、可调电容器、半可调电容器。
按极性可分为有极性电容和无极性电容。
有极性的电容接入电路时要分清极性，正极接高电位，负极接低电位。
极性接反将使电容器的漏电流剧增，最后损坏电容器。
按介质材料的不同又可分为有机介质电容、无机介质电容、电解质电容等，见表1-5。
表1-5
电容器
无机介质
云母电容
玻璃釉电容
陶瓷电容
有机介质
塑料电容
纸介电容
复合介质电容
电解质
铝电解电容
钽电解电容
铌电解电容
1.1.2.2电容器的主要参数
电容器的主要参数有标称容量、额定耐压值、允许误差等。
1.1.2.3电容器的型号命名法
电容器的型号一般由四部分组成，各部分的意义及代号见表1-6。
表1-6各部分的意义及代号
第一部分
主称
第二部分
材料
第三部分
特征分类
第四部分
序号
（数字）
符号
意义
符号
意义
符号
意义
瓷介
云母
电解
有机介质电容器
C
电
容
器
C
V
I
O
Z
J
B①
L②
Q
S
H
D
A
N
G
E
T
Y
1类陶瓷介质
云母纸介质
玻璃釉介质
玻璃膜介质
纸介质
金属化纸介质
非极性有机薄膜介质
高功率极性有机薄膜介质
漆膜介质
3类陶瓷介质
复合介质
铝电解
钽电解
铌电解
合金电解
2类陶瓷介质
其它材料电解
云母介质
1
2
3
4
5
6
7
8
9
G
圆片
管形
叠片
多层（独石）
穿心
支柱式
交流
高压
—
非密封
非密封
密封
独石
—
—
箔式
箔式
浇结粉、非固体
烧结粉、固体
—
交流
无极性
—
特殊
非密封
非密封
密封
密封
穿心
交流
片式
高压
特殊
（金属箔）对材料特征相同、仅尺寸、性能指标略有差别，但基本上不影响互换的产品给同一序号。
若尺寸、性能指标的差别已明显影响时，则在序号后
面用大写字母作为区别代号予以区别。
1.1.2.4电容器的参数识别
1.单位
电容器在电路中常用“C”加数字表示，如C13表示编号为13的电容。
电容的基本单位用法拉（F）表示，其它单位还有：
毫法（mF）、微法（μF）、纳法（nF）、皮法（pF）。
换算方法是：
1法拉=103毫法=106微法=109纳法=1012皮法。
2.标称容量
电容容量的大小就是表示能贮存电能的大小，电容对交流信号的阻碍作用称为容抗，它与交流信号的频率和电容量有关。
为了使厂家生产时不致规格太多，又可以让使用者在一定的允许误差范围内选用需要的电容值，故规定标称电容量系列，见表1-7。
表1-7标称电容量
E24
E12
E6
E24
E12
E6
1.0
1.0
1.0
3.3
3.3
3.3
1.1
3.6
1.2
1.2
3.9
3.9
1.3
4.3
1.5
1.5
1.5
4.7
4.7
4.7
1.6
5.1
1.8
1.8
5.6
5.6
2.0
6.2
2.2
2.2
2.2
6.8
6.8
6.8
2.4
7.5
2.7
2.7
8.2
8.2
3.0
9.1
注：
用表中数值再乘以10n来表示电容器标称电容量，n为正或负整数。
10pF以下电容量系列为1、2、…、10pF。
3.参数标注方法
电容器的参数标注方法有3种，即直标法、数标法和色标法。
（1）直标法将主要参数及技术性能直接标注在电容器表面上，见图1-3。
例：
3μ3表示3.3μF；5n9的表示5900pF。
还有不标单位的情况，当用1～4位数字表示时，容量单位为微微法（pF）；当用零点零几或零点几数字表示时，单位为微法（μF）。
例：
3300表示3300pF，0.056表示0.056μF。
字母M代表精度±20％，K代表精度±10％，J代表精度±5％。
（2）数标法一般用三位数字表示容量大小，前两位表示有效数字，第三位数字是倍率。
见图1-3。
如：
103表示10×103pF＝10000pF＝0.01μF，224表示22×104pF＝0.22μF。
在这种表示方法中有一个特殊情况，就是当第三位数字用“9”表示时，表示有效值乘上10-1，例如229表示22×10-1＝2.2pF。
图1-3数标法（左图）直标法（右图）
（3）色标表示法原则上与电阻器色标法相同，颜色符号代表的意义可参见表1-4中电阻色码表示法。
其单位用微微法（pF）。
1.2安装焊接技术
在电子产品的制作过程中，元器件的安装与焊接非常重要。
安装与焊接质量直接影响到电子产品的性能（如准确度、灵敏度、稳定性、可靠性等），有时因为虚焊、焊点脱落等原因造成电子产品无法正常、稳定工作。
大批量工业生产中一般采用自动安装与焊接，实验、试制以及小批量生产时往往采用手工安装与焊接。
手工安装与焊接技术是电子工作者和电子爱好者必须掌握的基本技术，需要多多练习、熟练掌握。
下面简单介绍手工安装与焊接技术。
1.2.1手工安装
1.安装元件时应注意与印制线路板上的印刷符号一一对应，不能错位；
2.在没有特别指明的情况下，元件必须从线路板正面装入（有丝印的元件面），在线路板的另一面将元件焊接在焊盘上；
3.有极性的元件和器件要注意安装方向；
4.电阻立式安装时，将电阻本体紧靠线路板，引线上弯半径≤1mm，引线不要过高，表示第一位有效数字的色环朝上。
卧式安装时，电阻离开线路板1mm左右，引线折弯时不要折直弯。
图1-4安装元件示意图
1.2.2手工焊接
1.2.2.1手工焊接工具
1.电烙铁：
电烙铁是焊接的基本工具，主要有烙铁头、烙铁芯和手柄组成。
分外热式和内热式，按功率分有20W、25W、30W、45W、75W、100W、200W等，烙铁头也有各种形状。
电烙铁的握法有握笔式和拳握式，见图1-5。
握笔式一般使用小功率直头电烙铁，适合焊接线路板和中、小焊点，拳握式一般使用大功率弯头电烙铁，适合焊接线路板和大焊点。
图1-5电烙铁的握法握笔式（左）拳握式（右）
2.焊料：
焊料是用来熔合两种或两种以上的金属面，使之成为一整体。
常用锡铅合金焊料（也叫焊锡），不同型号的焊锡锡铅比例不同，锡铅按不同比例配比组成合金后，其熔点和其它物理性能都不同。
目前在线路板上焊接元件时一般选用低熔点空心焊锡丝，空心内装有起焊剂作用的松香粉，熔点为140℃，外径有Φ2.5mm、Φ2mm、Φ1mm、Φ1.5mm等。
3.焊剂：
金属在空气中加热情况下，表面会生成氧化膜薄层。
在焊接时会阻碍焊锡的浸润和接点合金的形成。
采用焊剂能破坏金属氧化物，使氧化物飘浮在焊锡表面上，改善焊接性能，又能覆盖在焊料表面，防止焊料和金属继续氧化，还能增强焊料和金属表面的活性，增加浸润能力。
在线路板焊接时可用松香或松香酒精溶液（用25%的松香溶解在75%的酒精）中作为助焊剂。
1.2.2.2手工焊接技术
1.电烙铁使用前要上锡，具体方法是：
将电烙铁烧热，待刚刚能熔化焊锡时，涂上助焊剂，再用焊锡均匀地涂在烙铁头上，使烙铁头均匀地吃上一层锡。
2.焊接方法，把焊盘和元件的引脚用细砂纸打磨干净，涂上助焊剂。
用烙铁头沾取适量焊锡，接触焊点，待焊点上的焊锡全部熔化并浸没元件引线头后，电烙铁头沿着元器件的引脚轻轻往上一提离开焊点。
3.对于较新的印刷线路板和元器件，因焊盘和引线上无氧化层，一般不采用上述方法。
可直接用焊锡丝焊接。
4.焊接时间不宜过长（3秒以下），否则容易烫坏元件和焊盘，必要时可用镊子夹住管脚帮助散热。
在不得已情况下需长时间焊接时，要间歇加热，待冷却后，再反复加热，以免焊盘脱落。
5.焊锡要均匀地焊在引线的周围，覆盖整个焊盘，表面应光亮圆滑，无锡刺，锡量适中并稍稍隆起，能够确认引线已在其中的程度即可。
对于双面板，焊锡应透过线路板并覆盖背面整个焊盘。
6.为使电烙铁能在短时间内对元器件引线和焊盘完成加热，要求烙铁尖部的接触面积尽可能大些（放在引线和焊盘的夹角处）。
7.不能把烙铁尖部压着焊盘表面移动。
8.烙铁尖和焊锡丝的配合：
先将烙铁尖放在引线和焊盘的夹角处若干时间，对引线和焊盘完成加热后，跟进焊锡丝；焊锡熔化适量后，先离开焊锡丝，后离开烙铁尖。
9.焊接完成后，要用酒精把线路板上残余的助焊剂清洗干净，以防炭化后的助焊剂影响电路正常工作。
10.集成电路焊接时，电烙铁要可靠接地，或断电后利用余热焊接。
或者使用集成电路专用插座，焊好插座后再把集成电路插上去。
11.电烙铁应放在烙铁架上，注意避免电烙铁烫到自己、他人或导线和其它物品，长时间不焊接时应断电。
12.焊接时注意防护眼睛，不要将焊锡放入口中（焊锡中含铅和有害物质），手工焊接后须洗干净双手，焊接现场保持通风。
正确的焊接方法
不良的焊接方法
1、将电烙铁靠在元件脚和焊盘的结合部，使引线和焊盘都充分加热
注：
所有元件从元件面插入，从焊接面焊接。
1、加热温度不够：
焊锡不向被焊金属扩散生成金属合金。
2、若烙铁头上带有少量焊料，可使烙铁头的热量较快传到焊点上。
将焊接点加热到一定的温度后，用焊锡丝触到焊接件处，熔化适量的焊料；焊锡丝应从烙铁头的对称侧加入。
2、焊锡量不够：
造成焊点不完整，焊接不牢固。
3、当焊锡丝适量熔化后迅速移开焊锡丝；当焊接点上的焊料流散接近饱满，助焊剂尚未完全挥发，也就是焊接点上的温度适当、焊锡最光亮、流动性最强的时刻，迅速移开电烙铁。
3、焊接过量：
容易将不应连接的端点短接。
4、焊锡冷却后，剪掉多余的焊脚，就得到了一个理想的焊接了
4、焊锡桥接：
焊锡流到相邻通路，造成线路短路。
这个错误需用烙铁通过桥接部位即可。
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