电路板卡应急维修的必要知识和技能

马子品

摘要：电子产品已经进入千家万户，电子产品的维修也成为了如今较为热门的行当。对于很多初学者或者略懂电工知识的入门者面对集成度越来越高的各种各样电子产品板卡维修，需要掌握相关知识和技能。本文旨在就一个初级电路维修人员的角度出发，阐述电路板维修必要的知识和技能，达到快速上手的目的。但对于维修的成功率只能在大量的实践基础上，逐步提高。

关键词：安全用电;电工与电子;焊接;电子仪表及工具

随着电子产品高度的集成化、小型化，除了大功率元器件外很多由分立元件组成的电路板已经逐步被淘汰。面对我们众多的家用电子产品、工业控制器等，在发生故障后及时维修是保证产品能够正常运行的重要手段。在这里我们要很明确，维修后的设备为保障设备的正常运行只适合应急使用（类似于备胎原理），最终还是应该及时更换成品相关板卡或者设备。就拿如今常见的电脑或者手机维修而言，通常在备品备件充足的前提下通过更换相关板卡或者电路板来实现产品的正常使用。本文主要是基于备品备件不足，当设备出现故障需要及时维修的角度出发来阐述维修电路板必须的知识和技能。

云南某大型制造企业在生产线运行过程中，未知的某种原因导致控制生产线运行的6台西门子S7–200PLC（可编程序控制器）输出端烧毁，整个生产线停机。维修仓库的备用同型号的设备只有一台，联系设备代理商答复需要15天左右才能到货，一个自动化生产线停15天那损失将是巨大的。为此只能找工程技术人员来进行应急处理及维修，工程技术人员通过修改了控制程序，恢复了部分功能，但仍然不能满足生产线正常运行的需求。只能将损坏的PLC全部拆下进行维修紧急维修，经过维修人员检测对该型号PLC输出控制驱动的贴片集成电路进行更换后，重新安装到原来控制柜后生产线恢复正常。这样该企业的生产线在停机7小时候，全部恢复运行。15天后全新的PLC到货，对将维修过的PLC進行了全部更换，至此一次典型的应急维修过程圆满结束。通过这个真实的案例，我们可以发现对电路板卡的维修在现实的生产生活中的重要性。下面我们就来看看要维修集成度较高的电路板卡需要我们具备的知识和技能。

要维修电路首先应该具备最基本的安全用电知识，毕竟电是我们不能凭借肉眼和肢体接触去感知的。如果不具备一定的安全用电知识想要对电路进行维修，常常会扩大故障甚至出现危及生命的安全事故。所以对于电路维修人员一般都需要进行电工作业的上岗培训，做到持有电工作业操作证的人员才能进行维修，这就有点类似于开车需要驾照的道理是一样的。

掌握安全用电知识的基础上，还需要具备必要的电工与电子技术理论知识。熟悉了解常用的电子电气元器件的基本功能及封装形式，特别当下移动互联网的普及为维修人员通过手机就能快速查到相关的技术资料，为维修工作带来了极大的便利。作为电路维修人员在掌握了上述维修前的基本知识后，就可以尝试进行维修作业。

作为电路板卡的维修常用的电工电子测量仪器仪表及维修工具、辅助材料也是是必不可少的。我们一般维修电路板卡首先会涉及到设备拆卸，在设备拆卸前应该先对设备原来的组装结构及接线方式等进行详细的标记和记录，防止拆卸后无法复原，这也是刚接触电路维修人员常常容易犯的错误。现在的很多设备除了标准件的螺丝螺母外，很多使用了卡扣式安装，怎么正确的拆卸设备也是需要维修人员需要花很多时间去进行实践练习。我们一般需要的常用工具有与设备标准件配套各种大小不一的十字、一字起子、活动和套筒扳手、尖嘴钳和钢丝钳等，如果涉及到无线电发射和接收的设备还需要无感起子等。常用的电工电子仪器仪表有万用表、钳形表、示波器等，用于测量交直流电流、电压和电阻以及信号的波形等，在这里这些仪器仪表的正确使用方法就不在这里赘述。

当我们对拆卸下来的故障设备板卡结合原理图通过肉眼观察，仪器仪表测量初步判断损坏的元器件后。接下来就是对元器件进行拆焊，拆焊常用的工具有电烙铁、吸锡器、热风枪、热风焊台等。电烙铁一般用来拆焊分立元件和直插式（SIP、DIP）集成电路，热风枪和热风焊台用来拆卸贴片式元件及集成电路。不同的工具拆焊不同的封装形式电子元件是有着严格的区分的，特别是不能使用电烙铁去拆焊贴片式的集成电路。对于电路板卡维修怎么正确使用拆焊工具是提高维修成功率最重要的一个环节，稍有不慎就有可能在这一环节导致维修失败甚至于扩大故障。一般我们用的较多的工具是电洛铁，电洛铁虽然工具种类很多，但进行实际工件焊接实践时，可以先选定种类和相关参数，如功率规格等，以便提高焊接质量和效率。具体方法和步骤如：

（1）若需要焊接的是集成电路、晶体管或受热易损元件时，可优先选用 20瓦以内热或 25瓦外热电烙铁。

（2）若焊接的是导线或同轴电缆，应优先先用 45～75瓦外热电烙铁，或 50瓦内热电烙铁。

（3）若焊接的是较大元器件，如输出变压器的引线脚、金属底盘接地焊片等，应选用 100瓦以上的电烙铁。

电烙铁使用可调式的衡温烙铁较好;平时不用烙铁的时候，要让烙铁嘴上保持有一定量的锡，不可把烙铁嘴在海棉上清洁后存放于烙铁架上;海棉需保持有一定量水份，至使海棉一整天湿润;拿起烙铁开始使用时，需清洁烙铁嘴，但在使用过程中无需将烙铁嘴拿到海棉上清洁，只需将烙铁嘴上的锡搁入集锡硬纸盒内，这样保持烙铁嘴之温度不会急速下降，若集成电路（IC）上尚有锡提取困难，再加一些锡上去（因锡丝中含有助焊剂），就可以轻松地提取多的锡下来;烙铁温度在340～380度之间为正常情况，若部分敏感元件只可接受240～280度的焊接温度;烙铁头发黑，不可用刀片之类的金属器件处理，而是要用松香或锡丝来解决;每天用完后，先清洁，再加足锡，然后马上切断电源。其次是热风枪或者热风焊台，主要用于拆卸体积更小集成度更高的贴片式元件，在温度的控制上与电洛铁相似，其与电烙铁的本质区别是电烙铁是直接接触电子元器件管脚传热进行拆焊，热风枪是通过风泵吹出的热风不直接接触元器件管脚融化焊锡进行拆焊。主要的使用技巧有如下几点：

（1）在使用热风枪加热需要更换元器件时，应该根据元器件的大小控制风量，如果风量太大容易把需要拆焊的周边微小元器件吹跑。

（2）热风枪风嘴边缘应该与元器件保持至少3厘米左右的距离。风枪垂直于被拆元件并回字形晃动，使选中元器件均匀受热。加热的同时用镊子轻轻拨动芯片，能动就可以用镊子取下。

（3）芯片拆取时焊接引脚的锡球均应完全熔化，如果有未完全熔化的锡球存在，起拨集成电路时则易损坏这些锡球连接的焊盘，造成电路板的彻底破坏。同样，在对芯片进行焊接时，如果有未完全熔化的锡球存在，就会造成虚焊。

在更换元器件完成后，除了借助放大镜观察焊点焊盘外，还应该使用万用表测量焊点是否有效接通，然后就可以装机进行通电测试了。至此一般电路板卡的基本操作流程也就结束了，在这里还是最后再强调凡是通过更换元器件恢复正常使用的电子产品和控制器，因为在维修过程中或多或少都会导致到整个电路板卡电气性能下降，仅仅是作为一种应急手段来使用。需要设备或者电气长期稳定运行，我们通常还是需要更换整个电路板卡甚至设备才能得到有效保证。

参考文献

胡斌.电子电路从识图到检修[M].北京：人民邮电出版社，2010.

汪文忠.工业电路板芯片级维修从入门到精通[M].北京：化学工业出版社，2018.

张永东，李朝林.电路板与设备[M].北京：航空工业出版社，2015.