# 自己装焊第一块传感器板

先按 [PCB 下单](PCB-Ordering.md) 核对收到的 PCB、钢网和硬件版本，再从同一批板里选一块试装。第一块完成供电、下载和通信检查后，再装其余板；这样发现料号、方向或印锡问题时，只需返修一块。

我们先装 HallPos 这款。Encoder 也按相同流程装焊，但位号位置和 LED 封装要用它自己的图纸核对。磁铁、打印夹具和 USB 转 RS485 模块按 [复刻清单](Replication-Checklist.md) 准备，等板子电气检查通过后再装到夹具上。

## 先认清最难焊的地方

![HallPos 元件面，可见中央 QFN、小阻容与两种连接器焊盘](../docs/assets/hardware/linear-pcb-top.png)

上部中央的 U3 是 `GD32E230G6U6TR`，PCB PDF 列出的封装为 **4 mm × 4 mm 的 QFN-28，脚距 0.4 mm，带底部裸露焊盘**。U6 为带底焊盘的 DFN-8。板上还有许多 0402 阻容，连接器则在板边。

U3、U6 的底部焊点藏在器件下面。用烙铁把四周“点上锡”，不能保证底焊盘已经接好。首装采用匹配钢网、锡膏和受控回流的方法；烙铁用于可接近焊点的补焊和连接器。QFN/SON 底焊盘需要焊接，且过多锡膏可能把器件顶起，见 [TI QFN/SON 装联指南，第 4.4 节](https://www.ti.com/lit/an/slua271c/slua271c.pdf)。

![装焊完成的 HallPos，板子上部可见 U3 和 U6，右侧排着三颗霍尔元件](../docs/assets/hardware/hallpos-assembled-pcb.webp)

*这是焊好后的样子。对着上面的 PCB 图看，上部两颗芯片是 U3 和 U6，右边一列是三颗霍尔。*

## 桌上准备这些工具

- 能看清 0.4 mm 脚距的显微镜或放大设备、尖头防静电镊子、PCB 固定架和耐热台面。
- 与本版 PCB 匹配的钢网、刮刀、适合细间距贴装的锡膏；按锡膏标签保存、回温和使用。
- 可控制温度的回流设备或加热台；若用热风，需要合适风嘴、预热条件和板温测量手段。
- 温控烙铁、合适烙铁头、细焊锡丝、助焊剂、吸锡带，以及与助焊剂兼容的清洗用品。
- 万用表、带限流和电流显示的 5 V 电源、细表笔；调试时另用 SWD 下载器和 USB 转 RS485 模块。
- 防静电工作条件和排烟装置；清洗、测阻、接线与返修时板子均断电。

正式装这块板之前，先在练习板上试一次印锡、放置和回流，确认能看清焊盘、夹住 0402 器件、控制热风不吹移小件。只有烙铁且没有底焊盘装联条件时，先借用设备或请人完成 U3/U6，再练其余焊点。

## 拆元件袋之前核对料单

打开 [HallPos 原理图](../hardware/schematics/SCH_HallPos.pdf) 与 [PCB PDF](../hardware/pcb/PCB_HallPos.pdf)。PCB PDF 第 1 页查位号，第 3 页看 BOM 摘要，第 4 页看元件面；Encoder 使用 [自己的原理图](../hardware/schematics/SCH_Encoder.pdf) 和 [PCB PDF](../hardware/pcb/PCB_Encoder.pdf)。

把位号、阻容值、完整料号和封装写在小盒或料带旁，放一类、核对一类。0402 上通常看不到可用的数值标记，混在一起后很难再靠外观区分。BOM 中乱码、截断的厂家或封装字段，要回到实际采购料号的数据手册核对，不能只按商品标题“兼容某某”选件。

重点检查以下项目：

- **U3**：确认是图纸指定型号与 QFN-28 封装，核对顶视图的 1 脚标志、脚距和底焊盘。
- **U6**：确认 SIT3088ETK 的封装与底焊盘，而不是只认“SIT3088”几个字。
- **U1/U2/U4**：SC4703SO-TR 的 1 脚为 VDD、2 脚 OUT、3 脚 GND；逐颗对照 PCB 朝向，旋转版三颗器件并非朝向相同。
- **U7**：核对 XC6210B332MR 的实际封装脚位，不能按另一个 SOT-23-5 稳压器的常见排列安装。
- **LED1**：HallPos 图中是 KT-0603R / 0603，Encoder 的 PCB 表列为 LED_0402-R / 0402。
- **U5 与 CN1**：分别是图纸列出的 1.25 mm 和 0.8 mm 间距接口，配对插头、焊盘与出线方向都要对应。
- **NC1**：这是标为 120 Ω、跨接 A/B 的位置。先记录本板打算怎样装配，再按实际总线拓扑安排终端；不能只凭“NC”两个字决定焊或不焊。

正式采购与装配表按实购物料逐项核对，两种板的 BOM 说明见 [hardware/bom](../hardware/bom/README.md)。

## 把方向标在纸上，再放到板上

![U3 的电源、底焊盘 EP 与启动复位信号](../docs/assets/hardware/linear-mcu.png)

U3 的 EP 在原理图中接地。贴片前同时核对三件事：实物芯片的 1 脚标记、厂家数据手册的顶视图、PCB 的 1 号焊盘。用原理图网络再核一次，例如 U3 的 1 脚为 BOOT0。不要把数据手册的底视图直接当成元件面视图，也不要根据芯片文字的阅读方向推断 1 脚。

### D1 的电气方向由原理图确定

![供电原理图，D1 阴极接 5 V，U7 输出为 3.3 V](../docs/assets/hardware/linear-power.png)

图中的 D1 为 `SMF5.0A`：**符号带折线横杠的一端是阴极，接 `VCC_5V`；另一端阳极接 GND。** 接下来查所购厂家、完整料号的数据手册，确认实物色环或条纹怎样表示阴极，再用通断档把这两个 PCB 焊盘对应到 5 V 和地。先把对应关系写下来，再焊。D1 装反可能使输入形成正向导通路径，发现异常限流时应先断电检查。

### LED 也要先确定阳极和阴极

![LED1 阳极接 5 V，阴极经 R1 接 LED_STA](../docs/assets/hardware/linear-led.png)

图中 LED1 的**阳极接 `VCC_5V`，阴极经 R1（5.1 kΩ）接 `LED_STA` / PB4**，程序通过 PB4 拉低点亮它。实际 LED 的底部图案、缺角或色点要按该料号数据手册解读，不能套用“有绿点的一端总是某极”的经验。必要时在上板前按数据手册，用万用表二极管档辅助确认；单凭未点亮不能判定它已经损坏或反向。

## 首块怎样印锡和回流

1. **固定空板、对齐钢网。** 先清洁焊盘，检查板面平整。确认钢网来自同一版焊膏层，U3/U6 周边细焊盘和底焊盘开口都与 PCB 重合，再刮锡膏。
2. **先看印锡，再放器件。** 抬起钢网后，在显微镜下看细焊盘之间是否连膏、有没有漏印或拖尾。明显连膏时清理后重新印；不要指望加热后必然自己分开。底焊盘按核对过的开口印锡，不另外堆一大团锡膏。
3. **放 U3、U6 和小型贴片件。** 每放一颗都核位号和方向，用镊子轻放到对应焊盘上，避免按压挤出锡膏。先处理需要放大观察、后续容易被遮挡的位置，再放其余小件。
4. **按实际材料设置加热过程。** 回流或加热台让整块板受热均匀；热风装焊时固定板子、配合预热，用不会吹动 0402 的气流控制逐区操作。观察锡膏熔融、润湿焊盘和器件落位，不靠固定等待秒数判断已经焊完。
5. **冷却后再搬动和检查。** 焊料凝固前不要推芯片。冷却后检查错位、立碑、锡桥、锡珠和漏件，再决定是否需要局部返修。

锡膏合金、器件耐温、湿敏要求、板厚和设备都会影响加热过程；钢网厚度、峰值温度和时间应由所用材料与器件资料确定。热风机显示值也不等于焊点温度，需要测量板上的实际温度。参考 [TI 装联指南第 5.2、6 节](https://www.ti.com/lit/an/slua271c/slua271c.pdf)，其通用示例不能直接当成本板的已验证曲线。

### 最后装连接器

让 U5、CN1 在主要回流和返修完成后再上板，按连接器厂家的焊接要求操作，减少塑料壳反复受热和遮挡小件。先确认插口朝向与线束空间，固定一个可接近的焊点，检查平整与位置，再焊其余信号脚和固定脚。

焊完检查插头能否正常插入、每个信号脚是否润湿、外壳固定脚是否焊牢。不要靠用力按插头，把未焊牢的焊盘扯下来。

## 冷却后的第一次检查

![HallPos 焊后斜视近照，白色的 U5 和 CN1 两个连接器已经装上](../docs/assets/hardware/hallpos-assembled-connectors.webp)

*照片中间较窄的是 CN1，右边较宽的是 U5。焊完可以从这个角度逐脚看，尤其留意细脚之间有没有锡桥。*

先在显微镜下沿 U3 四边、U6 两侧、0402 两端和连接器逐行检查，再按网络用万用表确认：

- U5 的 1 脚确实通向 5 V 输入，2 脚接地；CN1 的 1 脚接板内 3.3 V，2 脚接地。
- 5 V 与 GND、3.3 V 与 GND、5 V 与 3.3 V 之间没有误焊的短接；电容充电和半导体路径会影响读数，不能只听一次蜂鸣就下结论。
- U3 的相邻脚没有意外锡桥；地脚、同名电源等本来相连的网络，应先查图再判断。
- 三颗霍尔的 OUT 没有被锡桥接到旁边的电源或地；连接器细脚之间没有锡丝、助焊剂包裹的锡珠。

外观检查看不到 U3/U6 中央焊点。必要时借助 X 光或合适的装联检查手段；“能读到芯片 ID”也不能替代底焊盘质量检查。隐藏焊点与可见侧面的检查区别见 [TI 装联指南第 5.4 节](https://www.ti.com/lit/an/slua271c/slua271c.pdf)。

清洗按助焊剂和器件的兼容要求进行，完全干燥后再上电。发现桥连时用助焊剂和吸锡带处理可接近处；怀疑桥连藏在 QFN 底部时，应受控拆下、整理焊盘并重新印锡。加热未充分时不要硬撬芯片。

## 分三步通电，不把所有工具一起插上

### 第一步：只看供电

先不接下载器和 USB-RS485。从 U5 的 1、2 脚输入标称 5 V，按事先确定的方案设置限流并记录。表笔先接稳，再通电，测 U7 的 VIN、OUT 和板内 3.3 V 网。持续限流、电压异常或明显异常发热时断电，回到 D1、U7、电源电容和芯片电源脚检查；不要为了“让它启动”不断提高限流。

本项目没有经过实测的整板合格电流、断电电阻或温升阈值。记录实际现象，再按所购器件数据手册和电路连接判断。调试器可能经参考电压或信号线向板子反向供电，所以本阶段单独使用板级电源。

### 第二步：接 SWD，下载并读回校验

断电接好 CN1：1 为 3.3 V 参考网、2 为 GND、3 为 SWDIO、4 为 SWCLK。按下载器说明安排参考电压和供电，确认两种供电来源不会互相冲突，再上电。按 [编译与烧录](Build-and-Flash.md) 下载固件，保存编程与读回校验结果。

若连芯片都找不到，先核对 3.3 V、共地、SWDIO/SWCLK、U3 方向和 NRST，再检查焊点。不要先把问题归为代码错误，也不要用反复加热整板代替定位。

### 第三步：接 RS485，先查信息，再看三路原码

断电后接 USB-RS485：U5 的 3 脚 A、4 脚 B，参考地按转换器说明连接；板子仍按已确认的方式供电。先用单块板、短线，按 [硬件接线](Hardware-Guide.md) 和 [协议参考](Protocol-Reference.md) 查询设备信息。

首次无有效配置的固件使用 ID 1、115200、8N1、查询模式，默认测量类型为角度。RS485 发的是二进制帧，串口窗口没有文字不代表收发器没有工作。收到有效应答后，再查三路原始 ADC：移远磁铁记录基线，依次靠近 U1/U2/U4，核对各通道响应。

HallPos 接下来切到直线 `profile=2`；Encoder 使用角度 `profile=1`。电气检查通过后，按 [复刻清单](Replication-Checklist.md) 装入打印夹具，固定磁铁中心、运动路径和气隙，再按 [校准与测量](Calibration-and-Measurement.md) 完成相应的基线采集、测量校准和置零。正式角度校准要在机械位置固定后做，不能先随手转一圈保存，再改变装配位置。

## 遇到这些现象，先查哪里

- **一通电就限流**：断电检查 D1 方向、U7 脚位、电源锡桥和错料，再查 U3/U6 底部可能的桥连。
- **输入有 5 V，输出没有 3.3 V**：核对 U7 的 VIN、GND、CE、OUT 网络和封装方向，再查输出负载是否短路；不要向 3.3 V 网直接灌 5 V。
- **3.3 V 正常，SWD 不通**：检查接口脚序、U3 的 1 脚、NRST、SWD 引脚及焊接，保留下载器日志。
- **下载校验成功，LED 不亮**：先检查 LED 极性、R1 和 PB4 网络；继续看 RTT 或协议响应，区分指示灯故障和程序未运行。
- **程序运行但 RS485 不应答**：检查 COM 口、设备配置、A/B、U6 方向及 PB5 收发控制，参照硬件章的 UART/RS485 两侧网络逐段定位。
- **单路原码不变化或长期贴近端点**：先移远磁铁，再查对应霍尔的 VDD、GND、OUT、朝向及 ADC 网络；电气问题排除后再调气隙和校准。

第一块装好后，至少把这些记录留下：PCB 版本、实际采购料号、NC1 装配情况、加热方法与记录、焊后照片、5 V/3.3 V 测量、下载校验和通信结果。首块问题修正后，再按同一物料与工艺装第二块，对比结果。