高频电路调试工具的研究

陕西凌云电器集团有限公司 薛亚瑞 李宝强

高频电路调试工具的研究

陕西凌云电器集团有限公司 薛亚瑞 李宝强

本文对电子产品生产中，微带印制板电路的调试复杂问题进行研究。通过对影响调试效率的重点因素的分析，分析贴片电容的使用，以及镊子、电容和微带印制板之间相互作用的关系，找到导致调试复杂的主要原因，即镊子、贴片电容与微带印制板间不易固定。提出解决措施，即将贴片电容固定在调试笔的一端，将微带印制板电路的调试由镊子、电容和微带印制板三者共同完成，变为由调试笔与微带印制板二者来完成。通过调试笔的实际使用，证明调试笔能有效降低调试复杂程度，提高调试效率。

微带印制板；调试笔；绝缘；焊锡

一、概述

近年来，电子产品技术含量越来越高，对高频、微波新技术的应用也越来越多，不少产品都应用了微带印制板，如各类电子产品的接收机和发射机等高频电路。

为保证高频通道信号良好的传输性，高频通道电路的印制板一般采用微带板，在工作时，安装有电子元器件的微带板印制线是指标敏感部位，对微带线上传输信号的功率、频谱、波形等指标非常敏感。微带电路的调试也正是利用微带电路指标敏感的这一特点，将反射材料或者贴片电容安装在微带电路的不同位置，以及在同一位置处安装不同调试元件，或者通过在微带板贴装小型金属片、改变微带板印制线的粗细、长短、大小来调整该处电路的电抗参数，将电路指标调整到最佳状态。

对于早期设计的性能稳定的产品，微带板的调试依然采用改变印制线、安装反射材料或者贴片电容等调试元器件和材料来调试。调试时，首先采用改变印制线的方法，即贴小型金属片，或者切割印制线，这都是通过改变印制线的形状达到改变电路参数的目的，这种调试方式比较好操作；其次，通过在印制线安装电容达到改变电路参数的目的，其中经常会用到贴片电容，用贴片电容进行微带电路的调试，比较常用，但操作比较费时、复杂。

用贴片电容进行微带板调试时，调试人员的手不能接触调试元件体任何部位，更不能接触微带板。为此，调试人员通常用镊子夹取贴片电容，将其放置在微带线敏感部位，并用镊子微调该电容的位置，同时要用镊子将电容体的绝缘部位压紧，使电容脚与微带线接触良好；通过调整电容的位置和电容值，使电路指标最佳，而金属镊子则不能接触电容的任何一脚（焊接安装的金属端），更不能接触微带印制线的任何部位，只能接触贴片电容中间的绝缘体部分。

二、现象简述

通常使用的调试电容外形为0603型、0805或1206型。0603型或0805型调试电容最大产度为约2mm，去掉金属脚，镊子可以接触的部位很小。调试时，由于镊子与电容接触的部位较小，镊子容易触碰电容某一端的焊盘。当镊子触碰贴片电容的焊盘时，因金属镊子、贴片电容焊盘均为金属，二者接触时，在电性能上金属镊子通过贴片电容焊盘与微带线相连接；调试者手捏镊子，此时加在微带处的电抗参数不再仅仅是电容的电抗参数，调试者和镊子的电抗参数也部分加载在微带板上。这将使电路指标异常，导致调试失败。

另外，当镊子没压在电容顶部的正中间位置时，由于电容与微带板的接触面积很小，同时镊子要在电容上施加一定的压力，该压力有时不能垂直作用于微带板，或者电容底部的印制板不平（旁边元器件脚周边有焊锡），在这两种情况下，电容容易侧翻，无法与微带板良好接触，导致调试失败。

三、机理分析

从上述简述可以发现，导致调试失败的直接原因有两个，第一是调试工具（镊子）与电容接触不良，第二是电容与微带板接触不良。

贴片电容体积很小，调试时镊子要压在电容顶部合适的位置，而该处镊子可接触的面积更小，0603型的可接触面积约为0.8mm2，0805型电容可接触面积约为1.2mm2，1206型可接触面积约为3.2mm2。镊子可接触的面积小导致镊子不易按压到电容顶部最佳位置，需要调整镊子按压电容的位置，造成调试不便；另一方面，电容的位置需不断调整，每次调整后，调试人员得仔细观察，又得重新将镊子压在电容体上，又会出现镊子与电容体接触不良的现象。

电容与微带板接触不良则是由于贴片电容上下表面积太小以及微带板上有焊锡造成的。微带板上的电路器件装焊时，焊锡会在器件焊盘周边自然溢出，这使器件与微带板结合的更可靠，同时溢出的焊锡也使焊盘周边不平整，而这些器件的周边又大多是指标敏感部位，同时也可能是调试电容最佳安装位置。当电容放置到有焊锡的微带板处时，电容与微带板接触不良，容易出现电容侧翻现象，当按压电容的力较大时，电容会从微带板上弹出，芝麻大的电容弹离视线，难以寻找，增加调试工作量。

若将电容固定在某一绝缘工装上，当调试人员用手将工装放置至微带板的某处，同时微调并按压该工装，电容就容与易与微带板良好接触，电容相对调试人员和微带板不再有移动的可能，且通过工装很容易再次调整电容的位置，这样会提高调试效率。

四、制定措施

我们设计制作一块适合安装贴片电容的长条形PCB调试笔，在调试笔端头的顶层和底层均放置有一长方形小焊盘，用于焊装贴片电容。将贴片电容焊装在该PCB调试笔的两端，模拟贴片电容在微带板上的实际安装状态，这样调试电容就与PCB结合为一体。调试人员拿着该PCB调试笔的某一端，将焊接电容另一端加在微带板上，调试电容也就被动的加在微带板上，电容通过焊锡与调试笔紧密结合，不会出现脱落、弹出现象，更不会出现通过金属接触人体的问题；可通过调节PCB调试笔，使调试电容与微带板良好接触，通过移动PCB调试笔就移动了调试电容。用这样的调试笔工具调试，接触不良的问题就应消除，且能提高效率。

设计调试笔为双面板，左右两端均可安装贴片电容，端头放置的焊盘大小为：2mm X 1mm，能够安装0603型、0805型以及1206型贴片电容。装焊贴片电容的PCB调试笔实物外形如图1所示。

图1 调试笔实物图

五、实际使用

用调试笔进行调试的实际使用如图2所示。

贴片电容在实际使用时装焊在PCB上，两端会被少量焊锡包裹，装焊在调试笔上的电容两端也会被同样的焊锡包裹，这正好模拟出贴片电容实际的使用状态，将与调试笔同容值的贴片电容焊装在调试笔探试出的位置，就完成了该处电路的调试。

图2 调试笔实际使用图

经试用，效果很好。调试笔轻便，操作简单方便，通过调整调试笔，电容位置可以迅速调整到位，缩短了时间。在约1秒内即可放置好调试电容的位置，再次调整，也用时约1秒；相比镊子夹取、调整、按压电容约3～5秒甚至更长的总时间，用时减少、操作便捷、效率倍增。

在微带电路的调试中使用调试笔，能明显缩短调试时间，降低调试过程的复杂程度。

[1]李晓麟．电子联装常用元器件及其选用[J]．北京：电子工业出版社,2011．

[2]李晓麟．印制电路组件装焊工艺与技术[J]．北京：电子工业出版社,2011．

[3]刘兆维．无线电调试工[J]．北京：中国劳动出版社,2011．