螺丝批要准备多种大小规格,有一字批、十字批、梅花批、内六角批、套筒批,在拆装螺丝时注意选用最合适的螺丝批,螺丝批旋紧旋松时要注意力度大小,勿使螺丝滑丝,给拆装造成不必要的麻烦。
各种螺丝批,套筒工具
镊子须准备几种规格,用于夹取不同的元件,以及焊接导线时夹住导线方便焊接。较短、较硬,刚性大的镊子,用于夹取较大的元件或导线头;较长、较软,刚性小的镊子,用于夹取较小的贴片元件。
镊子和刻刀
刻刀用于刮除元件管脚表面的氧化层,切断不需要的铜箔走线,刮除电路板表面的氧化层,以及刮除电路板铜箔走线表面的绿油,露出有光泽的铜箔表面,便于维修时连线。
电路板修复工具套件一般有6件,用于弯折及调整管脚、切断走线及刮除管脚表面氧化物、扩大管脚孔位便于焊接、清除焊锡残渣、清除电路板表面的保护漆、翘起拆焊中的芯片等。其实物及操作演示如图所示。
电路板焊接辅助工具及使用示意图
老虎钳和尖嘴钳
剥线钳
斜口钳
放大镜、什锦锉、酒精壶、防静电毛刷
万用表分指针式和数字式两种。两种万用表各有特点,维修时可根据各自优缺点灵活选用。
万用表
指针万用表的特点:测试结果快速直观但不够精确,需要经常改变测试档位;输入阻抗相对较小,受电磁干扰影响小,但对测试电路的分流作用相对明显,在维修中主要用于电路板不通电测试,可以定性比较对地电阻值或对电源端电阻值大小,比较快速、直观、准确,不像数字表那样对高阻抗的阻值测试会有自激现象。指针万用表的x10k档位可输出10几伏电压,测试某些工作在相对较高电压状态的元件漏电有优势,比如稳压二极管,瓷片电容等。另外指针万用表的x10Ω档和x1Ω档可以提供较大输出电流,测试元件时可以用于驱动三极管,光耦,触发可控硅。指针万用表的抗干扰能力强,在现场干扰比较大的场合比如测试驱动器交流电压时比较准确。但是指针万用表不适合用于在线电阻的电阻值的精确判断,因为指针的偏转与板子上的非线性元件有很大关系,不能用表盘的电阻值显示来判断阻值。
数字万用表的特点:测试结果数字显示,相对精确;自动档位变换,无需频繁切换档位;单片机智能控制,可附加许多其它有用功能;输入阻抗高,测试时对被测电路影响小,但万用表内部电路相对指针表容易受干扰,例如在谐波干扰很大的场合会出现测量数据不准确的情况。
根据笔者实际使用经验,工控维修中,以下三种情况下使用指针表比较方便:
(1)测量驱动器的输出电压
变频器等大功率驱动装置工作时存在谐波干扰,数字表特别是低档数字表测其电压时,读数会不准确,而用指针表则可以得到较准确的读数;
(2)测量CMOS芯片的对地或对电源端的电阻值
数字万用表输入阻抗非常高,CMOS芯片的输入阻抗也非常高,所以欲使用电阻法测试芯片有没有异常时,容易在电路中引起振荡噪声,读数也会忽高忽低,不能稳定,而用指针表就不存在这个问题。
(3)给光耦内部的发光二极管施加电流或给三极管、可控硅施加测试电流
以MF47型指针万用表为例,其电阻档的Rx1Ω档,输出电流比较可观,短路电流达到80mA,因此可用此档位给诸如光耦、三极管、可控硅施加驱动电流,以检测此类器件是否功能正常。
除却以上几种情形,大多数情况下,使用数字万用表还是很方便的,有时也可以指针表和数字表配合使用来测试某些元件的功能。总之须根据万用表的特点灵活使用。
数字电桥也叫LCR电桥,在不给元器件上电的情况下,可以测试其在不同频率下的阻抗特性,将其特性参数显示出来。如下图(数字电桥)所示,我们实际使用的电阻、电容和电感元件都不是理想的纯电阻、电容和电感,因为固有特点和工艺上的差异,它们在不同频率下的特性表现还不一样。例如铝电解电容,实际的参数特性可以用下图(电解电容等效电路)所示电路来表示,它不单单是一个纯电容,而是相当于电容两端并联了一个漏电电阻Rleakage,然后再串联一个等效串联电阻RESR和一个等效串联电感LESL。而这些特性是用万用表测试不到的,因为万用表激励信号不是数字电桥这样的各种频率的交流正弦波信号,因此对元器件的频率特性的测试无能为力。
在工控维修中,数字电桥的以下功能对寻找故障元件是非常有用的。
焊接和拆卸元件是电路板维修中的经常性工作,选用高品质的拆焊工具,并使用正确的操作方法是保证维修质量的前提。
工控电路板维修中常用的拆焊工具有电烙铁、恒温焊台、热风焊台、手动吸锡器、电动吸锡泵等。
电烙铁、恒温焊台、高频无铅焊台
高品质电烙铁的特点是:发热芯和烙铁头寿命长,烙铁头和焊锡相熔性好,烙铁温度稳定可控,并有防感应电及防静电功能,对应不同的焊点,烙铁头还可以更换。维修工作中电烙铁使用频繁,最好选用工业级用途的长寿命调温电烙铁,并且有可更换烙铁头的结构。另外,在某些不方便使用交流电源的设备维修场合,使用电池做电源的烙铁也可以派上用场。工控维修建议使用高频无铅焊台。高频焊台不是使用普通焊台的发热芯,而是使用高频涡流加热原理对烙铁头加热,使用此种方式,烙铁头升温迅速,回温快,控温准确,焊接时非常顺手。
吸锡线是用软铜线做的网状编织线,用于吸走加热熔化的焊锡,细导线可做断线处的连接线,可根据线路板上电流大小选取不同线径的导线。
贴片元件的焊接和拆卸适合使用热风焊台。热风焊台是通过空气加热来实现焊接功能的,由气泵、气管、加热芯、手柄、温控电路等部件组成。
热风焊台
如图所示,黑盒子内部包括一个气泵和控制电路板,焊台通电后气泵工作,空气经由气管从手柄的出风口吹出,手柄内有发热芯和温度传感器,发热芯加热吹出的空气,温度传感器检测吹出空气的温度。焊台有一个控制温度的旋钮和控制气流大小的旋钮。品质好的热风焊台发热芯寿命长,气泵噪音小。
BGA返修台
BGA返修台可提供电路板BGA部位上下层的均匀加热,并有智能可控的温度变化曲线,以保证BGA芯片拆焊的品质。
BGA返修台是针对BGA芯片拆焊的专用设备,价格较为昂贵,操作也较为复杂,维修量不大的话,购买并不经济,这种情况下可寻求电脑主板维修点帮助拆焊。
5.维修用可调电源
3路输出可调直流电源
函数信号发生器
工控信号发生器
正常波形和故障波形对比
使用示波器时应该留意示波器能够测试的最高电压,如果被测电压超过示波器的最高电压,有可能引起示波器损坏。这种情况下,可以使用示波器高压探头来对信号衰减后测试。
示波器高压探头
晶体管测试仪
程序烧录器配合软件可以实现某些芯片程序的读出、存储、烧写,如EPROM、EEPROM、Serial E/EEPROM、FLASH、PLD、MPU 等等。维修时若碰到EPROM、EEPROM、Serial E/EEPROM、FLASH这些芯片的程序丢失或损坏的情形,而手头又有相同程序的芯片,是可以使用程序烧录器进行复制的,而PLD芯片程序若有加密,则复制的程序不可用。
某些烧录器带有数字芯片测试功能,可对TTL和CMOS逻辑电路及某些RAM进行功能测试,方法是:将芯片放入IC测试座并夹紧,在IC测试软件界面选择相应的测试芯片型号,软件就会自动分配电源和测试代码施加在IC上并给出测试结果。
DIP(双列直插)封装的芯片可以放入烧录器自带的测试夹,贴片封装的芯片可以放入IC测试座再将测试座放入烧录器的测试夹夹紧。
程序烧录器和IC测试座
在线维修测试仪是一种断电状态下的元件检测工具。这种仪器起源于叫做Tracker Signature Analysis的技术,属于美国HUNTRON公司的专利技术,其原理是:仪器内部产生一个正弦交流信号源,信号源有一定的幅度、频率和内阻,这个信号源加到被测试的元件上,将元件上的实时电压做为横坐标,电流做为纵坐标作平面曲线,即VI曲线。不同的元件或元件组合就会得到不同的曲线,元件若有性能变差,就能从这些曲线中得到信息,从而为故障查找提供有用信息。图2.8.1表示了这种仪器的原理。图2.8.2是HUNTRON公司的HUNTRON TRACKER 2800S测试仪。
图2.8.1 VI曲线测试原理
图2.8.2 HUNTRON TRACKER 2800S
这类测试仪主要特点是,电路板可以在不加电的情况下测试,某些产品除了具有VI曲线测试功能以外,还可以对芯片功能进行测试,号称可不用从电路板上取下芯片对其测试。可对常见的74系列、40xx系列、45xx系列、SRAM等芯片进行测试。
目前此类仪器的供应商国外有美国HUNTRON公司,英国的ABI公司,国内的有汇能、正达等牌子的产品。
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