电子工艺训练实验义.doc

电子工艺训练实验讲义实验要求、人员安排和工具准备课程要求：按学号从小到大每两人为一组，装配、调试三个电路共计两块电路板（其中光控电子鸟和单相交流调压器做在一块电路板上）。考 核：以两块电路板的制作、装配、焊接质量及功能调试效果为本课程实验成绩的考核指标。工具准备：必备： 1、 万用表：以宿舍为单位配备，每个宿舍至少一块表；2、 笔体上标注为“油性”的记号笔、笔、复写纸、直尺；3、 剪刀（或者指甲剪）、镊子。选备：4、 电烙铁，选质量好，功率20-35W。注意必须配有烙铁架。第一部分 电装理论理论一 用油性笔制作印制电路板一、实习要求：1、学会用油性笔制作印制板2、了解制作印制电路的过程二、实习过程用油性笔描划作保护层来制作印制电路的方法，简单实用，作出的电路板质量较好，具体作法如下：（1）裁下一块敷铜板，用水磨砂纸将其四周毛刺磨平，去除敷铜板表面上的污垢，然后把敷铜板投放到水中再取出来看表面是否已被水润湿了，如果没有润湿则还要继续去污，直到表面全部润湿为止。最后用布或者卫生纸等将敷铜板表面的水擦干，始终保持覆铜板干燥、清洁；（2）将设计好的印制线路图（注意正反面）用复写纸复写到敷铜板的表面上；（3）用油性笔描划、填涂已复写好线路的敷铜板；（4）将描画过的敷铜板采取风干、日晒、烘烤等方法，如放到4050的热源下（如太阳光或l00瓦灯泡下）对所涂油墨进行烘烤干燥；（5）重复步骤（3）、（4）至少3次；注意：必须确保在腐蚀时，油墨是干燥的；必须是均匀、全部覆盖需涂覆区域，并有一定的覆盖厚度（0.5mm）。（6）将通过烘烤后的线路板投入盛有蓝色蚀刻剂（与水比例为1：6）溶液的容器中进行腐蚀。为了加快腐蚀速度，溶液的流动性越大越好，这时可以手持容器轻轻晃动，使溶液在容器中来回流动。注意切勿将溶液泼出，溅上衣服，洒落地面或桌面，一旦发生务须立即清洗干净；（7）待裸露的铜皮被全部腐蚀掉后取出电路板，放进清水漂洗后吸干水分；（8）钻孔。在台座上仔细校准每一个元件安装孔中心位置后，压紧电路板，轻轻压钻。（9）放进洗衣粉水或者肥皂水中，用小刷子把电路板上的油墨洗刷干净后，用清水冲洗，擦干电路板；（10）最后涂上松香酒精溶液，保持干燥、清洁。理论二 焊接技术一、实习要求：1、了解焊接技术2、掌握电烙铁的正确使用3、掌握焊接步骤和要求二、实习过程在电子制作过程中，焊接工作是必不可少的。它不但要求将元件固定在电路板上，而且要求焊点必须牢固、圆滑，所以焊接技术的好坏直接影响到电子制作的成功与否，因此焊接技术是每一个学生必须掌握的基本功，现在将焊接的要点介绍一下：（1）电烙铁的选择电烙铁的功率应由焊接点的大小决定，焊点的面积大，焊点的散热速度也快，所以选用的电烙铁功率也应该大些。一般电烙铁的功率有20W、25W、30W、 35W、50W 等等。在制作过程中选用30W左右的功率比较合适。电烙铁经过长时间使用后，烙铁头部会生成一层氧化物，这时它就不容易吃锡，这时可以用锉刀锉掉氧化层，将烙铁通电后等烙铁头部微热时插入松香，涂上焊锡即可继续使用，新买来的电烙铁也必须先上锡然后才能使用。（2）焊锡和助焊剂选用低熔点的焊锡丝和没有腐蚀性的助焊剂，比如松香，不宜采用工业焊锡和有腐蚀性的酸性焊油，最好采用含有松香的焊锡丝，使用起来非常方便。（3） 焊接方法元件必须清洁和镀锡，电子元件保存在空气中，由于氧化的作用，元件引脚上附有一层氧化膜，同时还有其它污垢，焊接前可用小刀刮掉氧化膜，并且立即涂上一层焊锡（俗称搪锡），然后再进行焊接。经过上述处理后元件容易焊牢，不容易出现虚焊现象。 五步操作法第一步：准备施焊左手拿焊丝，右手握烙铁，要求烙铁头保持干净，无焊渣等氧化物，并在表面镀有一层焊锡。第二步：加热焊件烙铁头与焊盘的平面成450角，预热整个焊盘和引线，时间大约为12s。第三步：送入焊丝焊件的焊接面被加热到一定温度时，焊锡丝从烙铁头对面接触焊件。切忌将焊锡直接送到烙铁头上!第四步：移开焊丝当焊丝熔化一定量后，立即向左上450方向移开焊锡丝。第五步：移开烙铁焊锡浸润焊盘和焊件的施焊部位以后，向右上450方向移开烙铁，结束焊接。从第三步到第五步结束，时间大约也是l2s。三步操作法对于热容量小的焊件，例如印制板上较细导线的连接，可简化为三步操作：准备；同上步骤一。加热与送丝：烙铁头放个焊件上后即放入焊丝。去丝移烙铁：焊锡在焊接面上扩散达到顶期范围后，立即拿开焊丝，紧跟着移开烙铁。上述整个过程不过24s，各步骤时间的节奏控制，顺序的准确掌握，动作的熟练协调，那是要通过大量实践并用心体会才能解决的问题。对导线镀锡，要把握以下几个要点：剥去绝缘层不要伤线；多股导线的线头要很好绞合；涂助焊剂镀锡要留有余地：要注意，不要让松香和锡浸入到导线的绝缘皮中去，最好在绝缘皮前留出13mm的间隔，使这段没有镀锡。（4）焊接的温度和焊接的时间焊接时应使电烙铁的温度高于焊锡的温度，但也不能太高，以烙铁头接触松香刚刚冒烟为好。焊接时间太短，焊点的温度过低，焊点融化不充分，焊点粗糙容易造成虚焊，反之焊接时间过长，焊锡容易流淌，并且容易使元件过热损坏元件。（5）焊接点的上锡数量焊接点上的焊锡数量不能太少，太少了焊接不牢，机械强度也太差。而太多容易造成外观一大堆而内部未接通。焊锡应该刚好将焊接点上的元件引脚全部浸没，轮廓隐约可见为好。注意烙铁和焊接点的位置.初学者在焊接时，一般将电烙铁在焊接处来回移动或者用力挤压，这种方法是错误的。正确的方法是用电烙铁的搪锡面去接触焊接点，这样传热面积大，焊接速度快。 （6）焊接后的检查焊接结束后必须检查有无漏焊、虚焊以及由于焊锡流淌造成的元件短路。虚焊较难发现，可用镊子夹住元件引脚轻轻拉动，如发现摇动应立即补焊。焊点外观明亮、光滑和内凹18第二部分 电路板制作实训项目一 光控电子鸟一、实习要求：1、学会制作印制电路的过程2、制作一块光控电子鸟的电路板二、电路原理1、电路原理图图2-1所示为电子鸟电路，将它放在窗口，天亮时就会发出阵阵悦耳的鸟鸣声，提醒我们天亮了，该起床了。2、电路原理V1、V2构成互补自激振荡电路，利用RC的充放电模拟鸟儿的鸣叫声。由于在V1的偏置电路中接入一个光敏元件，使鸣叫声受光控制，无光照射时，光敏元件电阻很大，V1截止而电路工作；有光照时光敏元件电阻减小，V1工作，喇叭发声，R2可以调节光控灵敏度及鸣叫的音调、间隔时间。电路中的电容大小关系至鸣叫的音调，C1值减小，声音变尖，音隔缩短，大小变成连续的“吱”声；C2变大则声音低沉如蛙鸣；C2不用时如秋虫鸣叫。适当增大C3，可使鸣叫间隔变长，声音婉转。三、元器件简介及选择1、元件见图3-1，其中的电位器（阻值在0100k之间）单作电阻用时常常短接中间及边上一引脚（另一引脚悬空），其最大值常印在中间引脚上。2、元器件选择瓷片电容器：0.01uf（103），0.047uf（473）（各一个）电解电容器：100uf（一个）三极管：9012、9013（各一个）可调电阻器：100k（1个）电阻器：5.1k（1个）扬声器：1个（8欧姆）轻触开关：1个电池盒：3v（1个）CommentDesignatorFootprintQuantity10nFC1CC4147nFC2CC41Cap2C3CD51Header 3P1SIP319013Q1TO92M19012Q2TO92M15.1kR1RW101GRR2GR1100KRP1RK21SW-PBS1sw_pb21四、 电路装配与调试制作时元器件在整个版面上应分布均勾、疏密一致。元器件不要占满版面，注意板边四周要留有一定空间。焊接是应该先焊阻容元件，最后焊连线，把开关、电池的正负极片及喇叭等与印制电路板相连接。焊接时应该注意：1、 可变电阻引脚先渡锡再焊，以免虚焊。其插孔大小取1.2mm左右；2、 三极管、光电二极管、电解电容的极性不可接错；3、 焊开关时，先轻轻刮净开关引脚，涂上松香并渡一层锡，之后给去皮的约5mm的引线渡锡，再焊在开关引脚上。焊接时切不可马虎而造成虚焊。实训项目二 单相交流电子调压器一、实习要求：1、学会制作印制电路的过程2、制作一块单相交流电子调压器的电路板二、电路原理1、电路简介（灯泡作为模拟负载）该电路适用于100W以下的照明灯的亮度调节。它的优点是元件少、安装简便。工作原理如图3-1所示。闭合电源开关，交流电压经电位器RP、电阻R，在电容C上分压。当C上的电压超过35V时，触发二极管VD触发导通，将双向晶闸管VS的门极G打开，VS导通，照明灯H燃亮。调节RP可改变灯光的亮度。当RP调节最小，照明灯最亮；当RP调节最大，照明灯最暗。三、元器件选择：电容器： 0.1F/160V（1个）电阻器： 5.1k（1个）可变电阻器：1M 0.5W （带开关的电位器）（1个）触发二极管：DB3（1个）双向晶闸管：97A6(1A,400V)（1个）CommentDesignatorFootprintQuantity100nFC1_1CC101Header 3P1_1PIN3- 10197A6Q1_1TRI-M15.1kR1_1RW101100KRP1_1RK2-21SW-SPSTS1_1SW14 - 51Triac_1VD1_1DIO10.46-5.3x2.814、 电路装配与调试1、元器件经检测后焊接；2、双向晶闸管为大功率器件，为方便散热应放在印制板的外侧或留有足够的空间，与其连接的印制导线应尽可能的粗，并在最后焊接；3、元器件在整个版面上分布均勾、疏密一致。元器件不要占满版面，注意板边四周要留有一定空间。电路安装完毕后，可能会出现以下故障，其导致原因是：（1）调节RP，灯泡始终不亮。这可能是触发二极管被击穿，也可能是门极G开路；（2）灯泡的范围有限，当当RP调节最小，照明灯最亮；当RP调节最大，灯亮度变化不大。这可能是电容C开路或者漏电电流很大所致；（3）照明灯的灯光暗淡，不受光控，这可能是电位器RP的滑动臂开路或接触不良。实训项目三 LED电平指示器一、实习要求：1、学会制作印制电路的过程2、制作一块LED电平指示器的电路板二、电路原理1、电路简介发光二极管电平指示器用数个发光二极管和数个晶体三极管或一块集成电路组成，这里采用5个发光二极管的分立式电平指示器。电路原理图如图4-1所示。2、电路原理2脚音频输 入图4-1 发光二极管电平指示器RL5RL55.1K5 图4-1中，C1、C2和D、D1构成倍压整流电路。当输入信号的负半周时，D导通。信号电压经D对C1充电，在C1两端得到一倍的信号电压；在输入信号的正半周时，D1导通，信号电压与负半周时充在C1两端的电压加在一起经由D1对C2充电，于是在C2两端获得两倍的信号电压。整流后的电压就是晶体管开关电路的控制电压。2、元器件的选择二极管：4007（6个）电