电子实习教学用铆钉板制作和应用

【摘要】电子技能操作实习是职业学校电类专业重要课程之一，其中电子电路的装接是实习教学和操作训练的主要内容。实习教学使用万能板或印制电路板等一次性的电路板就变的不适应，不仅造成实习经济成本增加，而且对于学生的熟练技能的训练就象是一个瓶颈，严重影响电子实习训练的质量。经过我校专业实习教师多次探讨和实践，开发出适合职业学校进行电子实习的铆钉电路板。现将其制作方法和元件安装焊接的工艺介绍如下，希望能对各级各类的职业学校的电子实习教学提供帮助。

【关键词】职业教育；实习；电子电路；铆钉板

电子技能操作实习是职业学校电类专业重要课程之一，其中电子电路的装接是实习教学和操作训练的主要内容。传统的实习教学中，由于实习时间安排的较少，电路装接多是使用万能板或印制电路板等一次性的电路板，很难再次或多次应用。

随着职业教育的发展和创新，实习课时大幅度增加，基本每个学期要安排半个学期的实习操作训练，随着训练量的加大，实习教学使用万能板或印制电路板等一次性的电路板就变的不适应，不仅造成实习经济成本增加，而且对于学生的熟练技能的训练象是一个瓶颈，严重影响电子实习训练的质量。

考虑到实习用电路板要能重复多次利用、焊盘强度要高、基板须结实、使用操作方便、取材方便等因素，经过我校专业实习教师多次探讨和实践，开发出适合职业学校进行电子实习的铆钉电路板，现将其制作方法和元件安装焊接的工艺介绍如下，希望能对各级各类的职业学校实习教学提供帮助。

一、铆钉板的选材和尺寸

铆钉板是一种使用成本相对较低，可以反复使用多次而不易损坏的一种自制的电路板，对于初学者练习焊接技能是较理想的实习材料。

根据实际教学需要，选择0.2cm厚的环氧树脂板作为基板，制作的大小尺寸是20cm× 15cm，铆钉采用Φ2mm、长度2mm的铜铆钉。

二、铆钉板的制作

1.画线

要制作一块好的铆钉板，首先要在铆钉板上画格子线来确定铆钉孔的位置，使铆钉的排列横平竖直，不仅使用起来方便，而且美观。根据铆钉大小及电子元器件的端子间距，一般可把铆钉孔间的尺寸定为0.9cm×0.9cm或0.8cm×0.8cm。

在规格20cm×15cm的环氧树脂板上用铅笔画出网格，其间距为0.8cm×0.8cm，在环氧树脂板上周围留出一定的空间，可以形成18×13个交叉点。

用手工绘制时容易造成网格不对称，影响后续打孔工作的顺利进行。经过几次的实践，采用电脑制作网格纸，打印出来后贴在环氧树脂板上，这样各个相邻的十字交叉点的间距就很精确了。

2.打孔

完成了头道画线工序后，就要在环氧树脂板上打孔了。根据我们采用的铜铆钉的直径，选择Φ2mm的梅花钻头来钻铆钉孔。打孔的时候可以一块一块的打孔，也可以几块一起打孔。几块一起打的时候先要把板固定，在基板的四个脚上1cm×1cm处分别打上孔，然后用螺钉把几块板固定的一起，但板的块数不能太多，否则钻头容易断。这样就可以准备打孔了，在交叉点上先用钻头点一下以确定孔位置，然后就可以继续向下打完这个孔，在打孔的时候一定要拿稳基板防止钻头折断飞出造成安全事故。

3.固定铆钉

把环氧树脂板上所有小方格的交叉点都打好孔后，用刮刀把留在孔边的毛刺刮掉，紧接着就可以固定铆钉了。在固定铆钉之前我们应把所需的工具准备好，一把锤子、一块方铁、一只样冲，准备好后把方铁平稳的放在工作台上。

把铜铆钉嵌入到打好的小孔中，因为选用的铜铆钉直径和长度都和基板上的孔径和孔长相当，所以嵌入后铜铆钉不会很松，且不会伸出基板的另一面。

把有铆钉帽的一面压在方铁上，一手拿稳基板，用锤子击打铆钉处，但力量不要过大，只要使铆钉帽平整就可以了，形成一个圆且厚薄均匀的焊盘。

由于击打时可能把铜铆钉的孔给打变形了，使我们在安装元件的时候元件的引脚不能顺利地窜过，接下来要用样冲，把样冲的头对准铆钉孔轻轻的用锤子击打一下，使铆钉孔放大，铆钉的两端都击一下，这样铜铆钉不仅修正了圆孔，而且铆钉被加固到基板中。

如果铆钉帽由于打击力过大，使其变形就要拿下从新安装，用一字小起子把铆钉帽慢慢的撬出，小心不要破坏了基板上的孔。

每个孔固定好铆钉后，铆钉板基本上就制成了。

4.焊盘处理

在基板上固定好铜铆钉后，铆钉板还不能投入学生实习操作。原因是由于铜铆钉帽也就是形成的焊盘没有进行预处理。铜表面容易氧化产生氧化层，使得在焊接时焊锡流不到焊盘上造成虚焊，接下来就要对焊盘进行去氧化层的操作。

准备好码数大一些的砂纸，把每个焊盘都仔细的打磨一下，然后用干净的布把基板擦干净，最后给焊盘上锡。电烙铁头上沾一点松香，如果用的是松香焊锡丝可以不用再沾松香了，直接加热焊盘在焊盘上抹上一层焊锡，这样焊盘就处理好了。但要注意不要把焊盘孔给堵塞了，如果堵了可以加热焊盘后用针捅一下或拍一下基板使孔中的焊锡去掉。

焊盘处理过程中，注意发现是否有铆钉相碰造成短接的，要进行处理，确保每个铆钉焊盘都是独立的。

5.安装支架

完成了上诉的几个步骤铆钉板就可以使用了，但在学生操作过程中发现学生在安装元件的时候都要把基板垫高，以便引脚的伸出。由此我在设计铆钉板的时候增加了支架安装孔，在基板的四个角上1cm×1cm的交点处打一个孔，用螺钉和螺母组成一个支架，且元件面和焊接面的高度可以更具实际的情况调节。另外在通电调试电路时避免了焊接面碰触导电物使电路出现故障。

三、电子电路的制作

1.元件安装

由于铆钉板受铆钉间距的限制，实际电子元件装接时，和实际的印制电路板的使用有所区别，下面对有关元件的实际运用略做阐述。

（1）安装时电阻两引脚之间一般使用三个焊盘间距，并贴近铆钉板卧式安装。中间的焊盘可用做背面连线的过渡使用，电阻插放时要求读数方向排列整齐，横排的必须从左向右读，竖排的从上向下读，保证读数一致。

（2）电位器的安装，一般使用的是实心电位器和片状电位器，其三个引脚间距相对较紧且引脚较短。而电位器在安装时都要求牢固，以便于调试。所以可以把其中两个引脚在离根部3mm出开始弯折，并用铜导线延长引脚后插到相应的焊盘孔中。剩下的一个引脚直接插入焊盘，焊好后就能固定电位器了。

（3）二极管的安装，安装时注意二极管的极性，在整形时采用卧式安装方式，两引脚之间一般使用三个焊盘间距。

（4）三极管在铆钉板上安装的时候，三个端子一般水平一线安装，端子之间不空铆钉。普通塑封的三极管引脚相对短，必要时也可用铜导线延长引脚。对于一些铁壳封装的三极管其引脚长安装就没多大问题了。

（5）电容的安装，一般采用立式安装，占用两个铆钉间距。

为了保证焊接的整齐美观，焊接时可以调整铆钉板四个角上的支架后焊接，两边架空的高度要一致，元件插好后，要调整位置，使它与桌面相接触，保证每个元件焊接高度一致。

端子都是焊接在铆钉焊盘上的，由于焊盘较大，实际焊接时要注意焊接的过程，把握好焊接质量。

2.变压器固定

对于电子电路来讲每个电路都需要电源，且电源一般在0V到20V之间，要得到这样的电源就要用到变压器，变压器相对其它元件来讲体积大且重。如果不对其进行固定，测试电子电路时由于变压器的跌落，易造成变压器引线拉断。在设计铆钉板的时候在铆钉板的一侧根据一般小型变压器的尺寸打了两个固定孔和一个电源线引线孔，这样使用时变压器就可以用螺钉固定在基板上了，电源线从焊接面窜过来在元件面打个结从而增加了使用的安全性。

3.焊盘连接

我们把电路的元件按照元件布置图安装并焊接好后，就要对电路进行电气连接，对与铆钉板电路其各个焊盘都是相对独立的，要使电路元件有电气连接就必须对焊点进行有效的连接。

我们在连接时使用的导线是细铜线，一般从1.5平方七芯软导线中分出来的，使用单股进行焊盘连接。

用电烙铁加热焊点，把处理好的铜线插入焊点，移去电烙铁等焊点凝固后第一个焊点就连上了。接下来就加热第二个需要连接的焊点，拉紧铜导线后把其压到加热的焊点中，焊点凝固后第二的点就连好。

在焊盘连接过程中应注意以下几个方面：

（1）连接铜线不能露头，可用小剪刀进行处理。

（2）连接时要保持焊点原有的形状，控制好电烙铁移去时的手法。

（3）在整个连接过成中注意整板导线的外观，横向和纵向成90度，呈横平竖直状。

（4）由于使用的是裸导线就要注意是否碰线，解决的方法是在连接过成中导线要拉紧，其次如果被接的两个焊点之间过长，在中间找几个空焊盘把连线焊住固定一下，这样就可避免了应碰线而造成的电路故障。