陜西凌云電器集團(tuán)有限公司 薛亞瑞 李寶強(qiáng)

高頻電路調(diào)試工具的研究

陜西凌云電器集團(tuán)有限公司 薛亞瑞 李寶強(qiáng)

本文對(duì)電子產(chǎn)品生產(chǎn)中，微帶印制板電路的調(diào)試復(fù)雜問題進(jìn)行研究。通過對(duì)影響調(diào)試效率的重點(diǎn)因素的分析，分析貼片電容的使用，以及鑷子、電容和微帶印制板之間相互作用的關(guān)系，找到導(dǎo)致調(diào)試復(fù)雜的主要原因，即鑷子、貼片電容與微帶印制板間不易固定。提出解決措施，即將貼片電容固定在調(diào)試筆的一端，將微帶印制板電路的調(diào)試由鑷子、電容和微帶印制板三者共同完成，變?yōu)橛烧{(diào)試筆與微帶印制板二者來完成。通過調(diào)試筆的實(shí)際使用，證明調(diào)試筆能有效降低調(diào)試復(fù)雜程度，提高調(diào)試效率。

微帶印制板；調(diào)試筆；絕緣；焊錫

一、概述

近年來，電子產(chǎn)品技術(shù)含量越來越高，對(duì)高頻、微波新技術(shù)的應(yīng)用也越來越多，不少產(chǎn)品都應(yīng)用了微帶印制板，如各類電子產(chǎn)品的接收機(jī)和發(fā)射機(jī)等高頻電路。

為保證高頻通道信號(hào)良好的傳輸性，高頻通道電路的印制板一般采用微帶板，在工作時(shí)，安裝有電子元器件的微帶板印制線是指標(biāo)敏感部位，對(duì)微帶線上傳輸信號(hào)的功率、頻譜、波形等指標(biāo)非常敏感。微帶電路的調(diào)試也正是利用微帶電路指標(biāo)敏感的這一特點(diǎn)，將反射材料或者貼片電容安裝在微帶電路的不同位置，以及在同一位置處安裝不同調(diào)試元件，或者通過在微帶板貼裝小型金屬片、改變微帶板印制線的粗細(xì)、長短、大小來調(diào)整該處電路的電抗參數(shù)，將電路指標(biāo)調(diào)整到最佳狀態(tài)。

對(duì)于早期設(shè)計(jì)的性能穩(wěn)定的產(chǎn)品，微帶板的調(diào)試依然采用改變印制線、安裝反射材料或者貼片電容等調(diào)試元器件和材料來調(diào)試。調(diào)試時(shí)，首先采用改變印制線的方法，即貼小型金屬片，或者切割印制線，這都是通過改變印制線的形狀達(dá)到改變電路參數(shù)的目的，這種調(diào)試方式比較好操作；其次，通過在印制線安裝電容達(dá)到改變電路參數(shù)的目的，其中經(jīng)常會(huì)用到貼片電容，用貼片電容進(jìn)行微帶電路的調(diào)試，比較常用，但操作比較費(fèi)時(shí)、復(fù)雜。

用貼片電容進(jìn)行微帶板調(diào)試時(shí)，調(diào)試人員的手不能接觸調(diào)試元件體任何部位，更不能接觸微帶板。為此，調(diào)試人員通常用鑷子夾取貼片電容，將其放置在微帶線敏感部位，并用鑷子微調(diào)該電容的位置，同時(shí)要用鑷子將電容體的絕緣部位壓緊，使電容腳與微帶線接觸良好；通過調(diào)整電容的位置和電容值，使電路指標(biāo)最佳，而金屬鑷子則不能接觸電容的任何一腳（焊接安裝的金屬端），更不能接觸微帶印制線的任何部位，只能接觸貼片電容中間的絕緣體部分。

二、現(xiàn)象簡述

通常使用的調(diào)試電容外形為0603型、0805或1206型。0603型或0805型調(diào)試電容最大產(chǎn)度為約2mm，去掉金屬腳，鑷子可以接觸的部位很小。調(diào)試時(shí)，由于鑷子與電容接觸的部位較小，鑷子容易觸碰電容某一端的焊盤。當(dāng)鑷子觸碰貼片電容的焊盤時(shí)，因金屬鑷子、貼片電容焊盤均為金屬，二者接觸時(shí)，在電性能上金屬鑷子通過貼片電容焊盤與微帶線相連接；調(diào)試者手捏鑷子，此時(shí)加在微帶處的電抗參數(shù)不再僅僅是電容的電抗參數(shù)，調(diào)試者和鑷子的電抗參數(shù)也部分加載在微帶板上。這將使電路指標(biāo)異常，導(dǎo)致調(diào)試失敗。

另外，當(dāng)鑷子沒壓在電容頂部的正中間位置時(shí)，由于電容與微帶板的接觸面積很小，同時(shí)鑷子要在電容上施加一定的壓力，該壓力有時(shí)不能垂直作用于微帶板，或者電容底部的印制板不平（旁邊元器件腳周邊有焊錫），在這兩種情況下，電容容易側(cè)翻，無法與微帶板良好接觸，導(dǎo)致調(diào)試失敗。

三、機(jī)理分析

從上述簡述可以發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致調(diào)試失敗的直接原因有兩個(gè)，第一是調(diào)試工具（鑷子）與電容接觸不良，第二是電容與微帶板接觸不良。

貼片電容體積很小，調(diào)試時(shí)鑷子要壓在電容頂部合適的位置，而該處鑷子可接觸的面積更小，0603型的可接觸面積約為0.8mm2，0805型電容可接觸面積約為1.2mm2，1206型可接觸面積約為3.2mm2。鑷子可接觸的面積小導(dǎo)致鑷子不易按壓到電容頂部最佳位置，需要調(diào)整鑷子按壓電容的位置，造成調(diào)試不便；另一方面，電容的位置需不斷調(diào)整，每次調(diào)整后，調(diào)試人員得仔細(xì)觀察，又得重新將鑷子壓在電容體上，又會(huì)出現(xiàn)鑷子與電容體接觸不良的現(xiàn)象。

電容與微帶板接觸不良則是由于貼片電容上下表面積太小以及微帶板上有焊錫造成的。微帶板上的電路器件裝焊時(shí)，焊錫會(huì)在器件焊盤周邊自然溢出，這使器件與微帶板結(jié)合的更可靠，同時(shí)溢出的焊錫也使焊盤周邊不平整，而這些器件的周邊又大多是指標(biāo)敏感部位，同時(shí)也可能是調(diào)試電容最佳安裝位置。當(dāng)電容放置到有焊錫的微帶板處時(shí)，電容與微帶板接觸不良，容易出現(xiàn)電容側(cè)翻現(xiàn)象，當(dāng)按壓電容的力較大時(shí)，電容會(huì)從微帶板上彈出，芝麻大的電容彈離視線，難以尋找，增加調(diào)試工作量。

若將電容固定在某一絕緣工裝上，當(dāng)調(diào)試人員用手將工裝放置至微帶板的某處，同時(shí)微調(diào)并按壓該工裝，電容就容與易與微帶板良好接觸，電容相對(duì)調(diào)試人員和微帶板不再有移動(dòng)的可能，且通過工裝很容易再次調(diào)整電容的位置，這樣會(huì)提高調(diào)試效率。

四、制定措施

我們?cè)O(shè)計(jì)制作一塊適合安裝貼片電容的長條形PCB調(diào)試筆，在調(diào)試筆端頭的頂層和底層均放置有一長方形小焊盤，用于焊裝貼片電容。將貼片電容焊裝在該P(yáng)CB調(diào)試筆的兩端，模擬貼片電容在微帶板上的實(shí)際安裝狀態(tài)，這樣調(diào)試電容就與PCB結(jié)合為一體。調(diào)試人員拿著該P(yáng)CB調(diào)試筆的某一端，將焊接電容另一端加在微帶板上，調(diào)試電容也就被動(dòng)的加在微帶板上，電容通過焊錫與調(diào)試筆緊密結(jié)合，不會(huì)出現(xiàn)脫落、彈出現(xiàn)象，更不會(huì)出現(xiàn)通過金屬接觸人體的問題；可通過調(diào)節(jié)PCB調(diào)試筆，使調(diào)試電容與微帶板良好接觸，通過移動(dòng)PCB調(diào)試筆就移動(dòng)了調(diào)試電容。用這樣的調(diào)試筆工具調(diào)試，接觸不良的問題就應(yīng)消除，且能提高效率。

設(shè)計(jì)調(diào)試筆為雙面板，左右兩端均可安裝貼片電容，端頭放置的焊盤大小為：2mm X 1mm，能夠安裝0603型、0805型以及1206型貼片電容。裝焊貼片電容的PCB調(diào)試筆實(shí)物外形如圖1所示。

圖1 調(diào)試筆實(shí)物圖

五、實(shí)際使用

用調(diào)試筆進(jìn)行調(diào)試的實(shí)際使用如圖2所示。

貼片電容在實(shí)際使用時(shí)裝焊在PCB上，兩端會(huì)被少量焊錫包裹，裝焊在調(diào)試筆上的電容兩端也會(huì)被同樣的焊錫包裹，這正好模擬出貼片電容實(shí)際的使用狀態(tài)，將與調(diào)試筆同容值的貼片電容焊裝在調(diào)試筆探試出的位置，就完成了該處電路的調(diào)試。

圖2 調(diào)試筆實(shí)際使用圖

經(jīng)試用，效果很好。調(diào)試筆輕便，操作簡單方便，通過調(diào)整調(diào)試筆，電容位置可以迅速調(diào)整到位，縮短了時(shí)間。在約1秒內(nèi)即可放置好調(diào)試電容的位置，再次調(diào)整，也用時(shí)約1秒；相比鑷子夾取、調(diào)整、按壓電容約3～5秒甚至更長的總時(shí)間，用時(shí)減少、操作便捷、效率倍增。

在微帶電路的調(diào)試中使用調(diào)試筆，能明顯縮短調(diào)試時(shí)間，降低調(diào)試過程的復(fù)雜程度。

[1]李曉麟．電子聯(lián)裝常用元器件及其選用[J]．北京：電子工業(yè)出版社,2011．

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