Виды неисправностей, встречающихся при изготовлении печатных плат, монтажа радиоэлементов и ТО

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Инструкция по технике безопасности

-Для проведения работ по ТО следует иметь первоначальные навыки по работе с приборами и материалами, использованными для создания печатной платы программатора.

-Работать следует без верхней одежды, с сухими чистыми руками. Рабочее место должно быть оборудовано соответствующими приспособлениями для проведения ТО: настольная лампа, подставка для паяльника и.т.д.

-Перед началом работы проверьте исправность работы приборов и наличие дефектов в них, не следует так же работать с приборами, имеющими видимые повреждения корпуса, кабеля питания и.т.д.

-При работе с паяльником следует позаботиться о том, чтобы помещение, в котором вы проводите работы по ТО, было хорошо проветриваемым.

-В случае короткого замыкания электропроводки или возгорания вследствие работ по ТО следует отключить электропитание, вызвать пожарных или скорую помощь

-В случае получения ожогов, порезов и других травм, следует иметь при себе индивидуальную аптечку и уметь ею пользоваться.

Как проверить номиналы резисторов

На электрической схеме сопротивление резистора, приведенное без указания единиц измерения вообще, выражено в омах. Например, число 200 означает 200 Ом. Если после цифр расположена строчная буква к, речь идет о килоомах: 250 к обозначает 250 кОм. Если на старых схемах единица измерения в обозначении отсутствует, а у числа помимо целой части есть и дробная, номинал выражен в мегаомах: 10,0 расшифровывается как 10 МОм. На новых схемах для этого используется заглавная буква М: 5 М означает 5 МОм. Заглавная буква Г заменяет единицу измерение ГОм (гигаом). Такие резисторы встречаются редко, в основном, в дозиметрическом оборудовании на основе ионизационных камер.

На самих резисторах вместо обозначения названия единицы Ом используется либо заглавная латинская буква R, либо заглавная греческая буква Щ (омега»). Килоомы обозначаются заглавной буквой К, мегаомы - заглавной буквой М, гигаомы - заглавной русской буквой Г или латинской G. Цифры, расположенные не до, а после буквы, эквивалентны цифрам, расположенным после запятой. Например, 2R5 - 2,5 Ом, 120К - 120 кОм, 4М7 - 4,7 МОм. Реже значение сопротивления указывается с использованием общепринятых обозначений единиц, к примеру, 10 кОм.

При помощи цветовых колец на резисторах кодируются различные числа. Цвета используются следующие: черный - 0, коричневый - 1, красный - 2, оранжевый - 3, желтый - 4, зеленый - 5, синий - 6, фиолетовый - 7, серый - 8, белый - 9. Таких полос может быть три или четыре. Все они, кроме последней, символизируют цифры, а последняя - количество нулей после этих цифр. Результирующее число выражает сопротивление в омах, которое можно перевести в более удобные единицы.

Если после них через небольшой промежуток расположена золотистая полоса, резистор имеет допуск, равный 5%. Серебристая полоса говорит о допуске в 10%, а если ее нет вообще, допуск на сопротивление равен 20%. Отсчет полос ведите со стороны, противоположной полосе, символизирующей допуск.

У резистора, на котором обозначение отсутствует, сопротивление можно измерить. Для этого обесточьте схему, разрядите конденсаторы, убедитесь при помощи вольтметра, что они действительно разряжены, а затем отпаяйте один вывод резистора и подключите к нему омметр. Выберите предел, на котором сопротивление отображается наиболее точно. Прочитав показания, отсоедините омметр и впаяйте отсоединенный вывод обратно.

Для определения номиналов резисторов можно воспользоваться цифровым мультиметром или же таблицей маркировки резисторов по ГОСТ 28883-90.

Как измерить ёмкость конденсаторов

Чтобы измерить емкость конденсатора мультиметром, имеющим соответствующую функцию, подключите его к конденсатору, а затем выберите переключателем самый точный из пределов измерения емкости. Если на индикаторе возникнет сообщение о перегрузке, переключите прибор на более грубый предел. Осуществляйте такое переключение до тех пор, пока не появятся показания. Прочитайте их.

Если используется мостовая приставка для измерения емкости, используйте мультиметр в качестве устройства для определения баланса моста. К соответствующим выводам моста подключите его через детектор с фильтрующим конденсатором, а на самом мультиметре выберите режим микроамперметра постоянного тока. Подключите конденсатор к мосту, сбалансируйте последний по минимуму показаний, затем по шкале моста прочитайте показания.

Если мультиметр функцией измерения емкости не обладает, а мостовой приставки нет, воспользуйтесь следующим способом. Возьмите генератор стандартных сигналов. Установите на нем известную амплитуду сигнала, равную нескольким вольтам. Включите последовательно мультиметр, работающий в режиме микроамперметра или миллиамперметра переменного тока (в зависимости от условий измерения), генератор и испытуемый конденсатор. Установите такую частоту, чтобы мультиметр показал ток, не превышающий в первом случае 200 мкА, а во втором - 2 мА (если частота слишком мала, он не покажет ничего). Затем поделите амплитудное значение напряжения, выраженного в вольтах, на квадратный корень из двух, чтобы получить действующее его значение. Ток переведите в амперы, после чего поделите напряжение на ток, и вы получите емкостное сопротивление конденсатора, выраженное в омах. Затем, зная частоту и емкостное сопротивление, вычислите емкость по формуле:

C=1/(2рfR), где C - емкость в фарадах, р - математическая константа «пи», f - частота в герцах, R - емкостное сопротивление в омах.

Переведите рассчитанную таким образом емкость в более удобные единицы: пикофарады, нанофарады или микрофарады.

Как проверить не пробит ли диод

Определите, есть ли в вашем мультиметре функция проверки диодов, если да, тогда подключите щупы, в одну сторону диод будет прозваниваться, в другую нет. Если этой функции нет, установите переключатель мультиметра на значение 1кОМ, выберите режим измерения сопротивления. Выполните проверку диода. Когда вы подключите красный вывод мультиметра к аноду диода, а черный вывод - к катоду, наблюдайте за его прямым сопротивлением.

Сделайте выводы о состоянии диода при обратном подключении. На существующем пределе сопротивление должно быть настолько высоким, что вы не увидите ничего. В случае, если используется пробитый диод, сопротивление его в любую сторону будет равно нулю, а если он оборван, то сопротивление будет принимать бесконечно большое значение в любую сторону.

Выполните проверку диода мультиметром. Это можно сделать с помощью подключения отрицательного и положительного полюсов омметра, предварительно установите его на шкалу Rх100 соответственно к отрицательному (катоду) и положительному (аноду) выводам диода. Результат измерений сопротивления должен составлять от пятисот до шестисот Ом, если диоды обычные (кремниевые) или от 200 до 300 Ом, если они германиевые. Если диоды выпрямительные, то их сопротивление будет ниже обычных из-за большого размера. С помощью этого метода вы можете быстро определить работоспособность диода.

Переключите омметр для проверки диода на утечку или короткое замыкание на высокоомную шкалу, поменяйте местами выводы диода. В случае повышенной утечки или короткого замыкания сопротивление будет низким. Для германиевых диодов оно может составлять от 100 килоом до 1 мегаом. Для кремниевых диодов это значение может достигать тысячи мегаом. Учтите, что выпрямительные диоды имеют токи утечки значительно больше. А некоторые диоды могут отличаться более низким обратным сопротивлением, но нормально работать в некоторых схемах.

Как проверить исправность кварцевого резонатора

Соберите одну из предложенных схем. В качестве индикатора генерации к выходу генератора подключите измерительный прибор, снабженный простейшим детектором на точечном полупроводниковом диоде. Если имеется диодная выпрямительная головка прибора, используйте ее. Это может быть тестер, ламповый вольтметр и т.д. По отклонению стрелки прибора можно судить о возникновении генерации. С этой же целью вы можете применить осциллограф. Это будет еще нагляднее. Возникновение генерации свидетельствует об исправности кварцевого резонатора.

Если вы хотите узнать резонансную частоту кварцевого резонатора, подключите на выход генератора частотомер или осциллограф. Последний дает возможность определить частоту с помощью фигур Лиссажу. Обратите внимание на то, что кварц может возбуждаться как на основной частоте, так и на гармониках.

Если вам не требуется высокая точность измерения, можете воспользоваться самодельным резонансным волномером. Он представляет собой простейший детекторный приемник, в который вместо телефонов включен стрелочный индикатор, а конденсатор переменной емкости снабжен шкалой с указанием частоты. На выходе генератора в этом случае должна находиться катушка индуктивности, состоящая из нескольких витков голого медного провода. О возникновении резонанса вы сможете судить по максимальному отклонению стрелки резонансного волномера, а о частоте - по шкале настройки переменного конденсатора. Резонансный волномер нужно предварительно отградуировать по какому-либо точному источнику радиосигналов. Катушки колебательного контура можно сделать сменными для разных диапазонов настройки.

Определить работоспособность и приблизительную резонансную частоту кварцевого резонатора можно и другим способом. К выводам резонатора подключите небольшую катушку связи. Она состоит из 2-5 витков голого, а лучше посеребренного медного провода. Поднесите ее к колебательному контуру работающего сверхрегенеративного приемника. Подстройте конденсатор контура приемника так, чтобы шумы суперизации в наушниках полностью пропали. В этом случае ваш приемник будет настроен на частоту резонанса кварцевого резонатора либо на одну из ее гармоник. Этот метод не дает высокой точности измерения. Но он позволяет судить о работоспособности кварцевого резонатора.

Как улучшить пайку в случае плохого контакта

В радиоэлектронной аппаратуре первостепенное значение имеет высокое качество и надежность электрических контактов.

В ранний период развития радиотехники для получения хороших контактов пытались применять массивные зажимы, допускающие сильное сжатие. В результате этого при большом давлении разрушались пленки оксидов на поверхности проводников, а сами проводники частично деформировались и образовывали прочный контакт. Впоследствии стало ясно, что хорошие контакты могут быть получены только с помощью пайки.

Пайка является одним из основных технологических процессов при производстве РЕА, при которой получается механически прочная диффузионная связь металлов, имеющая постоянное переходное сопротивление контакта. Кроме того, при пайке возможны замена, перестановка и повторная пайка проводников и других компонентов электрической схемы

При нагреве материала основного контакта и монтажного проводника, например, паяльником, припой расплавляется. Жидкий припой смачиваст контактный лепесток и проводник, заполняет все пустоты между ними и частично проникает (диффундирует) в них. После остывания затвердевший припой образует сплошной массивный контакт, который сохраняет свою прочность и электрическое сопротивление в широком диапазоне изменений температуры, влажности и других внешних воздействий.

Высокое и стабильное качество паяных контактных соединений достигается выполнением следующих условий:

выбором припоя, способного к диффузионному проникновению в паяемые металлы и образованию оптимальной структуры паяного соединения;

выбором оптимального состава флюса, обеспечивающего активное растворение оксидной пленки или исключающего ее образование на поверхности соединяемых деталей и припоя;

подготовкой поверхностей соединяемых элементов, состоящей из удаления загрязнений, оксидов, остатков лакокрасочных, консервирующих и пассивирующих покрытий, а также предварительного лужепия поверхностей;

выбором способа нагрева, при котором обеспечивается более равномерный прогрев соединяемых деталей.

Припои

При монтаже РЭА чистым оловом не пользуются, eго применяют только для лужения медной посуды олово, как и серебро, не подвержено коррозии, но в отличие oт серебра, оно гoраздo, дешевле и доступнее. Поэтому уже в древние времена олово часто использовали для изготовления кубков и другой посуды, а также украшений одежды и других предметов быта. Оловом пользовались и фальшивомонетчики.

Для контактных паек применяют сплавы олова со свинцом и другими металлами. Одна из причин отказа от чистого олова при монтаже РЕА -- это боязнь «оловянной чумы». Впервые с этим явлением столкнулись в конце XVIII в., когда в Петербурге неожиданно стали рассыпаться оловянные пуговицы на солдатcких мундирах. Долго не могли понять причину такого явления, но теперь мы знаем, что при низких температурах чистое олово кристаллизуется и переходит в очень хрупкую модификацию, которая рассыпается при первом прикосновении.

Температура плавления чистого олова 232* С, свинца 327' С, а сплава олова со свинцом ниже температуры свинца и даже олова. Оптимальным соотношением является 64% олова (Sn) и 36% свинца (Pb), при котором температуры плавления и затвердевания совпадают и имеют самое низкое значение (183' С).

Для большей текучести и хорошей смачивающей способности припоя температура пайки должна быть выше точки его плавления. В этом случае необходимо учитывать, что при слишком высокой температуре может возникнуть коробление или расслоение диэлектриков.

Поэтому при монтаже РЭА предпочтение отдают припою ПОС-61, содержащему 61% Sn и 39% РЬ: в некоторых случаях добавляют небольшое количество сурьмы (0,8%). Температура плавления такого припоя 190' С. Для менее ответственных паек применяют более дешевый припой ПОС-40, содержащий 40% Sn; температура плавления припоя 235' С.

Флюсы

Химически активные вещества флюса должны вступать в реакцию с оксидами металлов и удалять их с паяемых поверхностей. Температура начала активного действия флюса должна быть на 50 -- 100' С ниже температуры плавления припоя, а максимальная активность должна соответствовать температуре пайки. Флюс должен защищать паяемые поверхности от окисления кислородом воздуха.

Для того чтобы флюс легко удалялся с поверхности припоя, его удельная масса должна быть меньше удельной массы расплавленного припоя. Кроме того, флюс не должен обладать последующим коррозионным действием и снижать сопротивления изоляции монтажных соединений.

При монтаже РЭА применяют флюсы, не содержащие кислот (например, канифоль или раствор канифоли в этиловом спирте). Канифоль состоит из нескольких компонентов, основную часть которых составляет сосновая смола.

Для улучшения очищающей способности канифольного флюса в него вводят активаторы (органические и неорганические вещества). Такой флюс называют активированным; им можно производить пайку без предварительного удаления оксидов после их обезжиривания. В качеств активаторов спирто-канифольных флюсов применяют, например, этилацетат и метилэтилкетон.

Наилучшие рецепты флюсов составлены таким образом, что большая часть их активаторов при температуре пайки разлагается или испаряется. Этого условня достигают в трубчатых припоях с сердцевиной, выполненной из флюса, в результате чего весь флюс в процессе пайки нагревается до температуры плавления припоя. Поскольку флюс выплавляется раньше, чем начинает плавиться окружающий его припой, происходит дополнительная активация.

Кроме канифольных флюсов применяют кислотные флюсы (на основе соляной кислоты, хлористых и фтористых металлов), которые активно растворяют оксидные пленки на поверхности металла. Они оказывают сильное коррозионное воздействие на контакты и проводники, поэтому при монтаже РЭА их не применяют.

Детали

Для обеспечения пайки хорошего качества кроме правильного выбора припоя и флюса необходима тщательная подготовка поверхностей деталей под пайку, которая производится как в процессе изготовления деталей, так и непосредственно перед монтажом различными способами:

механической зачисткой поверхностей;

горячим лужением, т. с. покрытием поверхностей, подлежащих пайке, тонким слоем олова;

гальваническим лужением с последующим управлением осажденного слоя олова или оловянно-свинцового сплава;

обезжириванием поверхностей органическим растворителем (чаще всего бензином) непосредственно перед пайкой.

Поверхности, подлежащие пайке, не следует зачищать шлифовальной бумагой или иным наждачным инструментом, так как зерна абразива, ocтавшиеся на очищаемой поверхности, плохо воспринимают пайку. Кроме того, зерна абразива обладают полупроводниковыми свойствами, поэтому после зачистки поверхностей шлифовальной бумагой готовые контакты могут иметь неодинаковую проводимость.

Поверхности монтажных элементов не должны подвергаться пассивированию, анодированию, фосфатированию, воронению, так как после этого они утрачивают способность к пайке. Если необходимо гальваническое защитное покрытие поверхности, применяют никелирование, цинкование, серебрение и др. Наиболее широко используемым способом защиты поверхностей, подлежащих пайке, является гальваническое лужение.

Нагрев

Необходимым условием, обеспечивающим хорошее качество паяных соединений, является равномерный нагрев всех элементов до температуры, превышающей температуру плавления припоя на 30 - 100' С. В противном случае снижается смачиваемость паяемых поверхностей и ухудшается затекание расплавленного припоя в зазоры.

Поэтому способ нагрева выбирают в зависимости от конструкции деталей, входящих в узел, его габаритных размеров, применяемых припоя и флюса, а также материала основных деталей и их покрытия.

Пайке наиболее хорошо поддаются медь и ее сплавы, несколько хуже -- железо, плохо -- некоторые сорта высоколегированных сталей. Практически совсем не паяется алюминий.

При монтаже РЭА для нагрева деталей используют паяльник, размер и мощность которого выбирают в соответствии с объемом и массой паяемых деталей.

В массовом производстве применяют также нагрев пламенем газовой горелки, индукционный нагрев токами высокой частоты, электроконтактный нагрев, нагрев в жидких средах, в частности волной припоя и т. п.

К недостаткам пайки относится сложность технологического процесса, появление коррозии в местах пайки, особенно при несовершенстве или нарушении технологии удаления остатков флюса, а также невозможность объективного контроля качества соединений.

Качество

Качество монтажных соединений проверяют внешним осмотром, используя лупу с 2 - 10-кратным увеличением, специальную переносную лампу и зеркала. Примеры визуального контроля качества пайки при хорошей и плохой смачиваемости соединяемых деталей припоем.

При пайке монтажных соединений паяная поверхность должна быть глянцевой, без видимых пор, наплывов, острых выпуклостей излишнего припоя и инородных вкраплений. Припой должен заливать места соединений со всех сторон, заполняя щели и зазоры между проводами и контактами. Для обеспечения хорошего качества пайки большое значение имеет поддержание оптимальной температуры нагрева паяльника. У правильно нагретого паяльника припой должен быстро растекаться по поверхности стержня, не скатываясь с нее, а флюс -- непрерывно кипеть, не образуя нагара. Примеры правильной и неправильной пайки приведены на рис. 3, а, 6.

Для удаления остатков флюса места пайки протирают хлопчатобумажной тканью или кисточкой, смоченными спиртом или спирто-бензиновой смесью в пропорции 1: 1. После каждой пайки контактные поверхности следует протирать спирто-бензиновой смесью при условии обеспечения целостности лакокрасочных покрытий и изоляции. Кроме того, необходимо принимать меры, исключающие возможность воспламенения паров бензина.

Вывод

резистор конденсатор мультиметр

В данном отчёте представлены основные виды неисправностей встречающихся при изготовлении печатных плат, монтажа радиоэлементов и ТО.

Приведены основные способы устранения неисправностей радиооборудования, электропрогона радиоэлементов , радио-электронных измерений и пайки.

Литература

1. Сайты Yandex и Google.

2. Акимов Н.Н., Е.Л. Ващуков, Резисторы, конденсаторы, трансформаторы, дроссели, коммутационные устройства РЭА.

3. Калабеков В.А. Микроконтроллеры и микропроцессорные устройства

4. Кэнвуд Д.В. Архитектура микроконтроллеров AVR

Размещено на Allbest.ru