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PYWMADE电子工艺复习要点一、电子工艺概论（P1P23）1、（P2）电子制造（electronic manufacture）：广义的电子制造包括电子产品从“市场分析、经营决策、整体方案、电路原理设计、工程结构设计、工艺设计、零部件检测加工、组装、质量控制、包装运输、市场营销直至售后服务”的电子产业链全过程， 也称为“电子制造系统”或“大制造观念”。2、（P2）工艺：简单说，工艺就是“制造产品的方法和流程”。经典的工艺定义：劳动者利用生产工具对各种原材料、半成品进行加工和处理，改变它们的几何形状、外形尺寸、表面状态、内部组织、物理和化学性能以及相互关系，最后使之成为预期产品的方法及过程。3、（P3）（1）电子产品：以电子学和微电子学为理论基础，应用电子、自动化及相关设计技术完成系统设计；而后应用复杂的电子制造技术，通过几十乃至上百道工序，由成千上万的人在要求很高的环境下，应用各种自动化机器设备制造出来的产品。（2）电子制造工艺：简称“电子工艺”，是指贯穿从设计到制造全过程的一项关键技术。 广义的电子制造工艺，包括“基础电子制造工艺”和“电子产品制造工艺”两部分。狭义的电子制造工艺，即指“电子产品制造工艺”。（详见P4图1.1.3）4、（P4）电子工艺与产业：（1） 提高经济效益。工艺方法和手段的改进可以大幅度提高劳动生产率、降低材料消耗。（2） 保证产品质量。产品质量主要取决于“设计质量”和“制造质量”；根据可靠性原理，产品的固有可靠性=设计可靠性*制造可靠性。（3） 促进新产品的研发。企业的创新主要体现在新产品研发水平上。5、（P5）电子工艺与设计：电子工艺与设计，本来是唇齿相依的关系，设计以制造为目标，制造以设计为依据，二者密不可分。6、（P5）电子工艺技术发展历程：电子管时代、晶体管和集成电路时代、大规模集成电路时代、系统级（超大规模）集成电路时代。（详见P6表1.2.1）（1） 电子工艺的早期导线直连技术（2） 电子工艺最伟大的发明印制电路（3） 电子工艺的发展契机晶体管的发明（4） 电子工艺起飞引擎集成电路（5） 电子工艺的大发展通孔安装技术（6） 电子工艺的现代化基础元器件微型化（7） 电子工艺的当前主流表面贴装技术7、（P12）电子工艺的绿色化：无铅、无卤8、（P19）标准化：对实际与潜在的问题作出统一规定，供共同和重复使用，以在预定领域内获取最佳秩序的活动。 最根本目的是“提高经济效益和社会效益”。9、（P20）国内标准常识：（1）标准的4个层面：国家标准、行业标准、地方标准、企业标准（2）强制性标准和推荐性标准（3）4个层面标准的权威性和严格制度10、（P21）国际标准：1）ISO标准：国际标准化组织（International Organization for Standardization）2）IEC标准：国际电工委员会（International Electro Technical Commission），1906，日内瓦IEC下设“技术委员会（TC）、分技术委员会（SC）和工作组（WG）”3）ITU标准：国际电信联盟（International Telecommunication Union），始于1865，时称“国际电报联盟”（International Telegraph Union）4）JTC1标准：ISO与IEC联合组建的第一个标准化技术委员会，编号为1，即ISO/IEC JTC1（ISO/IEC Joint Technical Committee for Information Technology）5）IPC标准：美国印刷电路板协会（Institute of Printed Circuit） 电子电路互连与封装协会（The Institute for Interconnecting and Packaging Electronic Circuits）1998，电子工业连接协会（Association Connecting Electronics Industries）6）IEEE标准：美国电气与电子工程师协会（Institute of Electrical and Electronics Engineers）7）EIA标准：美国电子工业协会（Electronic Industry Alliance）8）MIL标准：美国军用标准（Military Standards）9）JIS标准：日本工业标准（Japanese Industrial Standards）10）DIN标准：德国标准化学会认定的国家标准（Deutsches Institut fur Normung）11）EN：欧盟标准代号11、（P23）国际化趋势：向国际标准靠拢，采用国际标准。二、安全用电（P24P46）1、（P24）安全用电的三个方面：（1）基本用电安全（电气事故三大类）：人身安全、设备安全、电气火灾（P26）A）人身安全电击、电伤等直接人身伤害B）设备安全错误使用造成设备损坏C）电气火灾由电导致的火灾事故（2）隐性用电安全：电磁干扰、电磁污染（P37）电磁辐射（electro magnetism radialization）是指能量以电磁波形式由源发射到空间的物理现象。A）电磁干扰（electromagnetic interference，EMI）一般是指电磁辐射对正常工作的电子电气设备产生干扰，引起这些设备发生错误或性能下降的现象。B）电磁污染（electromagnetic pollute）是指过量的电磁辐射对环境造成的危害。（3）深层次用电安全：环境、资源、能源A）环境电子产品废弃物对环境的危害B）资源大量过度生产造成资源浪费C）能源电子产品全生命周期耗能造成能源危机和温室效应2、（P26）触电对人体危害主要有“电伤和电击”。电伤是由于发生触电而导致的人体外表创伤，通常包括“灼伤、电烙伤、皮肤金属化”；电击是电流通过人体，严重干扰人体正常生物电流，造成肌肉痉挛（抽筋）、神经紊乱，导致呼吸停止、心脏室性纤颤，严重危害生命。3、（P26）影响触电危险程度的因素：电流的大小、种类、作用时间，人体电阻电流对人体的伤害程度（电击强度）：电流*时间4、（P27）人体触电的主要原因有两种：直接或间接接触带电体以及跨步电压。单极接触双极接触静电接触跨步电压5、（P36）电子产品的安全认证：1）CCC认证：中国强制认证（China Compulsory Certification）2）UL认证：美国保险商试验所认证（Underwriter Laboratories Inc.）3）CE认证：欧洲共同市场安全标志（CONFORMITE EUROPEENNE）4）FCC认证：美国联邦通信委员会（Federal Communications Commission）5）EMC认证：国际电磁兼容认证6）GS认证：德国安全认证7）NF认证：法国认证标志8）EK认证：韩国安全认证9）CSA认证：加拿大安全认证10）BEAB认证：英国安全认证6、（P40）用电安全技术：（1）接地保护：（2）接零保护：（3）过限保护：过压保护，温度保护，过流保护（4）智能保护：（5）漏电保护开关（触电保护开关）：电压型，电流型7、（P45）脱离电源的最有效措施是“拉闸或拔出电源插头”，一要快，二不要使自己触电。触电急救的关键在于：（1）争分夺秒；（2）应尽可能就地进行；（3）要有耐心，不轻言放弃。电气消防的主要保护措施：（1）正确选用保护装置；（2）技术保护；（3）选择产品三、EDA与DFM简介（P47P72）1、（P49）EDA：电子设计自动化（Electronic Design Automation），EDA技术是在CAD（Computer Aided Design，计算机辅助设计）、CAM（Computer Aided Manufacturing，计算机辅助制造）、CAT（Computer Aided Testing，计算机辅助测试）和CAE（Computer Aided Engineering，计算机辅助工程）的基础上发展起来的计算机软件系统。（1）狭义的EDA技术：主要指以大规模可编程逻辑器件为设计载体，应用计算机软、硬件工具最终形成“集成电子系统”（integrated electronics system，IES）或专用集成芯片（ASIC）的一门新技术，或称为IES/ASIC自动设计技术。（2）广义的EDA技术：除了包含狭义的EDA技术，还包括计算机辅助分析（CAA）技术（如 PSPICE，EWB，MATLAB等），印制电路板计算机辅助设计PCB-CAD技术。2、（P62）DFM：可制造性设计（design for manufacture），是最优化设计中直接与产品制造的可行性、经济性和产品可靠性相关的技术，也是DFX中应用最普及的技术。 DFM技术从行业领域可以分为“集成电路制造DFM”（通常称为芯片级DFM）和“电子组装制造DFM”（通常称为PCB板级DFM）， 分别对应于“半导体行业”和“电子产品制造行业”。DFM与DFX：DFX是DFM概念的扩展延伸，即包括DFM在内充分考虑各种与制造有关的因素，追求更优化的设计方案，这就是所谓的“最优化设计”。四、电子元器件（P73P134）1、（P73）电子元器件：（1）狭义概念，即电子学中以电原理来界定的，能够对电信号（电流或电压）进行控制的基本单元。 （2）通义概念，即应用电子领域的定义，指具有独立电路功能、构成电路的基本单元。（3）广义概念，即产品制造领域，指凡是构成电子产品的各种组成部分。2、（P74）电子元器件的分类：（1）按制造行业划分元件与器件A）元件：加工中没有改变分子成分和结构的产品。B）器件：加工中改变了分子成分和结构的产品，主要是各种半导体产品。（2）按电路功能划分分立与集成（3）按工作机制划分无源与有源（4）按组装方式划分插装和贴装（5）按使用环境分类元器件可靠性民用品（商用品）、工业品、军用品（6）电子工艺关于元器件的分类：常用器件，常用半导体器件，特种元器件3、（P76）电子元器件的发展趋势：微小型化、集成化、柔性化、系统化4、（P77）电抗元件包括：电阻器（含电位器）、电容器、电感器（含变压器）电抗元件规格主要采用E数列：（E取不同的数值，可以得到不同的数列，因此各允许的偏差值也就不同，数值分布越疏，偏差就越大。）5、（P78）电抗元件标志：（1）直标法（2）数码法（3）色码法6、（P82）电阻器的主要参数：（1）负荷功率：电阻的负荷能力取决于电阻长期稳定工作的允许发热温度。（2）（电阻）温度系数：，R1、R2分别为温度t1、t2时电阻的阻值。（3）非线性：是指流过电阻的电流与加在两端的电压不成正比变化。电阻的非线性用电压系数表示：，U2为额定电压，U1为测试电压，R1、R2分别是在U1、U2条件下所测电阻。（4）噪声：噪声是产生于电阻中一种不规则的电压起伏，包括“热噪声”和“电流噪声”。（5）极限电压：是指当额定电压升高到一定值不允许再增加时的电压。 如继续增加到一定数值，会发生电击穿现象，损坏电阻。 极限电压受电阻尺寸及结构的限制。7、（P83）电位器：一种可连续调节的可变电阻器。电位器的主要参数：（1）额定功率：是指电位器上两个固定端允许耗散的最大功率。（2）滑动噪声：是指当电刷在电阻体上滑动时，电位器中心端与固定端的电压出现无规则的起伏现象。（3）分辨力和机械零位电阻：电位器对输出量可实现的最精细的调节能力，称为分辨力；机械零电阻是指机械零位时电位器两端的电阻，世纪由于接触电阻和引出端的影响，电阻一般不为零。（4）阻值变化规律（见P86图4.2.10）（5）启动力矩与转动力矩：启动力矩是指转轴在旋转角范围内启动时所需的最小力矩，转动力矩是指维持转轴以某一速度均匀旋转时所需的力矩，两者相差越小越好。（6）电位器的轴长与轴端结构（见P86图4.2.11）8、（P90）电容器的主要参数：（1）额定电压（耐压）：在允许环境温度范围内，能够连续长期施加在电容器上的最大电压有效值。 通常指直流工作电压。（2）绝缘电阻及漏电流：由于电容器中的介质非理想绝缘体，因此任何电容器工作时都存在“漏电流”。由于一般电容器漏电流极小，所以采用“绝缘电阻”表示其绝缘性能。（3）损耗因数（）：，U、I分别为电容上电压、电流有效值，为损耗角（4）温度系数（）：，C为室温下的电容量，为电容随温度的变化率，C1为室温下电容量，C2为极限温度电容量为使电路工作稳定，电容器的温度系数越小越好。9、（P91）电感器（电感线圈）的主要参数：（1）电感量及误差：自感系数（电感）（2）固有电容和直流电阻：它们的存在，会使线圈的损耗增大，品质因数降低。（3）品质因数（Q值）：，f为电路工作频率，L为线圈的电感量，R为线圈的总损耗电阻（包括直流电阻、高频电阻、介质损耗电阻）Q值反映了线圈损耗的大小，Q值越高，损耗功率越小，电路效率越好，选择性好。（4）额定电流：线圈中允许通过的最大电流。（5）稳定性：通常用电感温度系数和不稳定系数两个量来衡量，它们越大，表示稳定性越差。10、（P100）变压器的主要参数：（1）变压比（或变阻比）：变压器初级电压（阻抗）与次级电压（阻抗）的比值。（2）额定功率：指变压器在指定频率和电压下能长期连续工作，而不超过规定温升的输出功率。（3）效率：输出功率与输入功率之比。（4）空载电流：指变压器在工作电压下次级空载时初级线圈流过的电流。空载电流一般不超过额定电流的10%。（5）绝缘电阻和抗电强度：变压器线圈之间、线圈与铁芯之间以及引线之间绝缘；电抗强度指的是在规定时间内变压器可承受的电压。常用的小型电源变压器绝缘电阻不小于500M，抗电强度大于2000V。11、（P103）机电元件：利用机械力或电信号的作用，使电路产生接通、断开或转接等功能的元件。常见于各种电子产品中的“开关、连接器（接插件）”等。开关的极和位：“极”指的是开关活动触点（习惯叫“刀”），“位”指的是开关静止触点（习惯叫“掷”）。12、（P122）集成电路封装与引脚识别（见表4.5.3）13、（P124）元器件的性能与工艺性：电子元器件的电气性能参数、使用环境参数、机械结构参数，电子元器件的焊接性能：引脚的焊接性，元器件的耐焊接性；电子元器件的寿命与可靠性。14、（P130）元器件检测与筛选：（1）外观质量检查（2）电气性能筛选：浴盆曲线；筛选和老化（3）参数性能检测五、印制电路板（P135P204）1、（P135）PCB、PWB、PCBA、SMB：PCB：印制电路板（printed circuit board），简称“印制板”或“电路板”，又称为“印制线路板”，一般指由覆铜板经加工完成的、没有安装元器件的成品。在电子组装行业，把这种成品板称为裸板或光板，而把完成原器件组装的产品版通称为“印制电路板组件”。PWB：印制线路板（printed wiring board），是指在绝缘基板上，按预定设计形成印制元件或印制线路以及两者结合的导电图形的电子部件。PCBA/PCA：印制电路板组件（printed circuit board assembly）SMB：表面组装印制板（surface mounting board），指适合表面组装工艺的印制板。2、（P136）印制电路板的功能：（1）机械固定和支撑：提供集成电路等各种电子元器件固定、装配的机械支撑。（2）电气互连：实现集成电路等各种电子元器件之间的布线和电气连接或电绝缘。（3）电气特性：提供所要求的电气特性，如特性阻抗等。（4）制造工艺：为自动焊锡提供阻焊图形，为元器件插装、检查、维修提供识别字符和图形，可实现电子元器件自动插装或贴装、自动锡焊、自动检测。3、（P136）常用印制电路板分类：（1）按特征（印制电路的导电层分布）分：单面板、双面板、多层板；（2）按机械性能分：刚性、挠性、刚挠结合。4、（P137）普通印制电路板的组成部分：基板、导电图形、金属表面镀层、保护涂覆层。5、（P138）敷铜板：又名覆铜板，全称“敷铜箔层压板”，简称CCL（copper clad lamination）是制造PCB的主要材料，主要由“铜箔、树脂（黏合剂）、增强材料”构成。敷铜板机械焊接性能：抗剥强度、抗弯强度、翘曲度、耐焊性。6、（P138）4种焊接方式（自制工装、电路实验、样机试制时常使用）：（1）导线焊接；（2）排线焊接；（3）印制板之间直接焊接；（4）通过标准插针连接。7、（P159）PCB设计流程：（1）网表输入；（2）规则设置；（3）元器件布局；（4）布线；（5）检查；（6）设计输出。8、（P167）PCB上的孔：（1）引线孔：通孔安装中引线孔有“电气连接和机械固定”双重作用。（2）过孔（连孔）：作用为“不同层间电气连接”，有“通孔、盲孔、埋孔”之分。（3）安装孔：用于固定大型元器件和印制板。（4）定位孔：用于印制板加工和定位检测，可用安装孔代替，亦可单设。9、（P168）（1）阻焊层设计：阻焊层的主要目的是“防止桥接现象产生”。A）安装焊盘的阻焊层设计：阻焊窗的开窗方式有“群焊盘式”和“单焊盘式”。B）导通孔/焊盘的阻焊层设计：主要有“三孔（覆盖）、开满窗、开小窗”三种工艺。（2）、（P169）字符层设计：字符层采用“丝网印刷”方式制作，习惯称为“丝印层”。10、（P186）在基板上再现导电图形的两种基本方式（印制电路的形成）：（1）减成法：蚀刻法（化学腐蚀）、雕刻法（机械加工）；（2）加成法：在绝缘基板上用某种方式敷设所需的印制电路图形，敷设印制电路方法有“丝印电镀法”、“粘贴法”、“打印法”（未来新宠）等。材料利用率高、环境污染轻。六、焊接技术（P205-P243）1、（P205）焊接：金属加工的基本方法之一，通常焊接技术有“熔焊、加压焊、钎焊”。现代焊接的主要类型（见P206图6.1.1）2、（P205）“锡焊”属于钎焊中的“软钎焊”（钎料熔点低于450）。习惯把钎料称为焊料，采用“铅锡焊料”进行焊接称为“铅锡焊”，简称“锡焊”。施焊的零件通称为“焊件”。锡焊，简略地说，就是将铅锡焊料熔入焊件的缝隙使其连接的一种焊接方法。特征：（1）焊料熔点低于焊件；（2）焊接时将“焊件与焊料”共同加热到焊接温度，焊料熔化而焊件不熔化；（3）连接的形式是由“熔化的焊料”润湿“焊件的焊接面”而产生“冶金、化学反应”形成结合层而实现的。锡焊在电子装配中的广泛应用的原因：（1）铅锡焊料熔点较低，适合半导体等电子材料的连接；（2）只需简单的加热工具和材料即可加工，投资少；（3）焊点有足够强度和电气性能；（4）锡焊过程可逆，易于拆焊。3、（P206）锡焊机制：扩散、润湿、结合层。（见P212图6.2.12）（1）金属之间扩散的两个基本条件“距离”和“温度”。（2）润湿：发生在固体表面和液体之间的一种物理现象。润湿现象；自由能与表面张力；润湿角；润湿力（3）结合层（界面层）：扩散的结果，使得焊料和焊件界面上形成的一种新的金属合金层。结合层及其成分；结合层厚度；金属间化合物4、（P218）焊料：（见图6.3.12）（1）铅锡合金与铅锡合金状态图：锡铅金属性能、铅锡合金、铅锡合金状态图（2）共晶焊锡的优点：A）低熔点，使焊接时加热温度降低，可防止元器件损坏；B）熔点和凝固点一致，可使焊点快速凝固，不会因半融状态时间间隔长而造成焊点结晶疏松，强度降低；C）流动性好，表面张力小，有利于提高焊点质量；D）强度高，导电性好。5、（P220）焊剂（助焊剂）：用于清除氧化膜的一种专用材料。助焊剂的三大作用：（1）清除氧化膜；（2）液态的焊锡及加热的焊件金属都容易与空气中的氧气接触而氧化；（3）减小表面张力，增加焊锡流动性，有助于焊锡润湿焊件。对助焊剂的要求：（1）熔点应低于焊料，只有这样才能发挥助焊剂作用；（2）表面张力、黏度、比重小于焊料；（3）残渣容易清除与清洗；焊剂残留不仅影响外观，对于高密度组装产品还会影响电路性能；（4）不能腐蚀母材，焊剂酸性太强，就会不仅除氧化层，也会腐蚀金属，造成危害；（5）不产生有害气体和刺激性气味。助焊剂分类及主要成分，见P221图6.3