电子工艺实习报告.doc

信息科学技术学院电子工艺实习课程总结报告姓 名： 霍玥潼 学 号： 20161681310074 专业班级： 通信工程一班 指导教师： 易家傅 完成日期： 2018.12.23 2018-2019学年第一学期评阅成绩教师签名电子工艺实习报告1. 实验目的：1.1. 熟悉电路板的制作过程；1.2. 掌握Proteus的使用1.3. 对一般常用电子器件的识别和测量；1.4. 掌握电烙铁的使用及电路的焊接工艺；1.5. 掌握简单电子线路的调试技巧和方法。2. 实验设备及器材小型台钻，曝光机，腐蚀机，斜口钳，电烙铁，焊锡，电子元器件（具体见清单），万用表，示波器。3. 实验内容3.1. Proteus学习3.1.1Proteus简介Proteus软件是英国Lab Center Electronics公司开发的EDA工具软件，这款软件在电子方面的仿真、开发以及单片机开发方面使用非常广泛，是一款优秀的仿真软件，非常受学生、教师、电子爱好者以及科技工作者的欢迎。Proteus可以完成电路原理图布图、仿真代码调试以及单片机与外围电路的协同仿真，还可以很方便地切换到PCB设计，是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台。其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等；在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。Proteus软件具有其它EDA工具软件的功能。这些功能是：1原理布图2PCB自动或人工布线3SPICE电路仿真以下是Protues软件的一些基本功能：1. 智能原理图设计丰富的器件库：超过27000种元器件，可方便地创建新元件；智能的器件搜索：通过模糊搜索可以快速定位所需要的器件；智能化的连线功能：自动连线功能使连接导线简单快捷，大大缩短绘图时间；支持总线结构：使用总线器件和总线布线使电路设计简明清晰；可输出高质量图纸：通过个性化设置，可以生成印刷质量的BMP图纸，可以方便地供WORD、POWERPOINT等多种文档使用。2.完善的电路仿真功能ProSPICE混合仿真：基于工业标准SPICE3F5，实现数字/模拟电路的混合仿真；超过27000个仿真器件：可以通过内部原型或使用厂家的SPICE文件自行设计仿真器件，Labcenter也在不断地发布新的仿真器件，还可导入第三方发布的仿真器件。3.多样的激励源直流、正弦、脉冲、分段线性脉冲、音频、指数信号、单频FM、数字时钟和码流，还支持文件形式的信号输入。4.丰富的虚拟仪器13种虚拟仪器，面板操作逼真，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器、直流电压/电流表、交流电压/电流表、数字图案发生器、频率计/计数器、逻辑探头、虚拟终端、SPI调试器、I2C调试器等；生动的仿真显示：用色点显示引脚的数字电平，导线以不同颜色表示其对地电压大小，结合动态器件（如电机、显示器件、按钮）的使用可以使仿真更加直观、生动；5.高级图形仿真功能（ASF）基于图标的分析可以精确分析电路的多项指标，包括工作点、瞬态特性、频率特性、传输特性、噪声、失真、傅立叶频谱分析等，还可以进行一致性分析；6. 实用的PCB设计平台原理图设计完成后，一键便可进入ARES的PCB设计环境，实现从概念到产品的完整设计；先进的自动布局/布线功能：支持器件的自动/人工布局；支持无网格自动布线或人工布线；支持引脚交换/门交换功能使PCB设计更为合理；完整的PCB设计功能：最多可设计16个铜箔层，2个丝印层，4个机械层（含板边），灵活的布线策略供用户设置，自动设计规则检查，3D可视化预览；多种输出格式的支持：可以输出多种格式文件，包括Gerber文件的导入或导出，便利与其它PCB设计工具的互转和PCB板的设计和加工应用领域。Proteus是一个巨大的教学资源，可以用于：模拟电路与数字电路的教学与实验；单片机与嵌入系统软件的教学与实验；微控制器系统的综合实验；创新实验与毕业设计；项目设计与产品开发技能考评Proteus能提供考试所需所有资源；Proteus能直观评估硬件电路的设计正确性；Proteus能直观的对硬件原理图进行调试软件；Proteus能验证整个设计的功能；测试可控、易评估、易实施；产品开发ProteusDesignSuite集成了原理图捕获、SPICE电路仿真和PCB设计，形成一个完整的电子设计系统。对于通用微处理器，还可以运行实际固件程序进行仿真。与传统的嵌入式设计过程相比，这个软件包能极大地缩短开发时间。从产品概念到设计完成的完整仿真与开发平台;预研设计与项目评估，减少开发风险;ODM的虚拟样机；强大的分析与调试功能克服新手的经验不足;软硬件的交互仿真与测试大大减少后期测试工作量;便利项目管理与团队开发。3.1.2Proteus的原理图绘制首先根据实验指导书上的内容新建一个以自己学号为工程名的新工程，然后就到了原理图的绘制界面，由于我全程都是用鼠标进行操作。所以对于快捷键的使用是比较不熟练的，下面我来介绍一下原理图的绘制过程。 在元件库中选取自己需要的元件，在关键词框中输入你想搜索的元件名称，双击即可选择。分别是三极管2N5550，电容，电阻，LED红灯，LED绿灯，发现元件选取错误，直接点击元件，按右键，选择delete删除即可，连线时，直接将鼠标放在管脚处，点击鼠标，拖至需要连接的另外一个管脚，如果连线发生错误，也点击右键，选择删除即可，对于原理图上的直流电源和地。在下面的图中选择POWER和GROUND即可。由于元件的初值和原理图上要求的数值不同，所以需要编辑元件的数值，选中元件，点击右键，点击编辑元件，就可以修改元件的数值，连接完成的原理图如下图所示按下运行键，红灯和绿灯会出现交替闪烁的情况。3.1.3Proteus的PCB图绘制启动ARES ：直接选择原理图旁边的PCB Layout或者从上面工具栏选择PCB Layout设置捕获栅格：切换PCB设计长度单位为公制：点击如图按钮或者使用快捷键m规划板框大小尺寸：设置捕获栅格为1mm 在图纸中设置一个原点 在界面左下角，有一个下拉框按钮，选Board Edge从原点处开始画长方形，观察坐标，坐标显示为48mm,38mm时再次单击鼠标左键确定为了确保尺寸正确，要使用标尺工具测量接着元件封装放到板中选择元件模式然后把元件逐个放置到右边的板中，下图中元件之间的连线叫预拉线，它提示手动布线是的连接；而黄色的箭头则是指引你该元件放在什么位置更合适，但不是绝对的。在放置元件的过程中，可能会出现上图情况，这是因为原理图元件中没有设置其封装型号在原理图中先对LED的属性中添加它的封装显示图层，把指示矢量去掉 把元件布局，在移动过程中可以旋转，但是不能使用镜像参照原理图的元件布局把元件摆好。开始PCB布线：在设计规则里改布线的宽度，把网络类型POWER和SIGNAL的线宽都设为T30选择布线模式就能布线，再选择布线层面为底层Bottom Copper，按照预拉线的指引开始布线 最后的布线结果如下：3.1.1. 用万用板焊接电路银金黑棕红橙黄绿蓝紫灰白无有效数字0123456789数量级10-210-110010 1102103104105106107108109允许偏差（%）105120.50.250.10.0520温度关系/（10 /）1005015251051“四色环”读数规则“四色环电阻”就是指用四条色环表示阻值的电阻。从左向右数，第一，二环表示两位有效数字，第三环表示数字后面添加“0”的个数。所谓“从左向右”， 我们是指把电阻象图中所画的样子放置四条色环中，有三条相互之间的距离靠得比较近，而第四环距离稍微大一点。如下图： 第四环表示电阻的“精度”，也就是阻值的误差。金色代表误差5，银色代表误 差10。对270而言，5的误差，意味着这个电阻实际最小的阻值是270*（10.05）265.5；最大不会超过270*（10.05）283.5。贴片电阻的读数贴片电阻一般有三种表示方法：1、由三个数字组成，表明电阻的误差5%，前两位是有效数字，第三位表示乘零倍率，基本单位是；2、由四个数字组成，表明电阻的误差1%，前面三位是有效数字，第四位表示乘零倍率，基本单位是；3、由数字和字母组成，字母R表示小数点的位置。贴片电阻读数5%精度的用三位数字来表示前两位数字10代表有效数字，第三位数字n代表倍率，即10n，结果为前两位数字的值乘以10n；1%精度的用四位数字来表示，前三位数字代表有效数字，第四位数字代表倍率。如果带R则表示带有小数的电阻，R所在的位置就是小数点的位置。万用表测三极管管脚的方法1、如果三极管的黑表笔接其中一个管脚，而用红表笔测其它两个管脚都导通有电压显示，那么此三极管为PNP三极管，且黑表笔所接的脚为三极管的基极B，用上述方法测试时其中万用表的红表笔接其中一个脚的电压稍高，那么此脚为三极管的发射极E，剩下的电压偏低的那个管脚为集电极C。2、如果三极管的红表笔接其中一个管脚，而用黑表笔测其它两个管脚都导通有电压显示，那么此三极管为NPN三极管，且红表笔所接的脚为三极管的基极B，用上述方法测试时其中万用表的黑表笔接其中一个脚的电压稍高，那么此脚为三极管的发射极E，剩下的电压偏低的那个管脚为集电极C。3.1.2. 手工焊接的基本操作及要领焊接五步法：1、准备焊接：准备焊锡丝和烙铁；2、加热焊件：烙铁接触焊接点，使焊件均匀受热；3、熔化焊料：当焊件加热到能熔化焊料的温度后将焊丝至于焊点，焊料开始熔化并湿润焊点；4、移开焊锡：当熔化一定量的焊锡后将焊锡丝移开；5、移开烙铁：当焊锡完全湿润焊点后移开烙铁。焊接要领：1、烙铁头与焊点的接触。烙铁的温度以松香熔化较快又不冒大烟的温度为宜；烙铁头应同时接触需要焊接的两个焊件，且与焊接平台呈45，接触压力应以不对焊件表面造成损伤为原则。 2、焊锡丝的供给。送焊锡丝的最佳时间是当焊件加热到焊锡熔化的温度时，焊锡丝要从烙铁送进相反的方向接触焊件，焊料当焊剂的使用要适量。3、烙铁头的脱离：焊锡充分湿润焊接部位，但焊剂尚未完全挥发，焊点呈光亮的金属色时立即脱离烙铁，脱离时动作要迅速，且沿焊点的切线方向或引线的轴向抽出。4、焊接间隙的处理。在烙铁脱离焊接点进入下一个焊接点之前的间隙，要确定焊点凝固后再移动焊件，切勿在焊料熔化状态时移动焊件。3.1.3. 安装成型按照以上步骤，将元件正确地焊接在电路板上，要注意各个管脚之间的连接，不要连错管脚，焊点要求呈现锥形。3.1.4. 焊点检查这是我第一次焊接电路，因为缺乏经验所以对锡量还不能很好地把握，同时对易热损的元件的极限加热时间也比较缺乏概念，所以在焊发光二极管及三极管时出现了大量焊锡依然附着在管脚上而流到焊盘上的还不够，因此添加了过多的焊锡；当然，这也使得在发光二极管保留管脚较短的情况下依然没有被高温损坏。右侧一个焊盘被钻掉是因为钻孔的时候没有扶稳，这是第一个钻的焊盘的孔，手没有怎么用力。在焊接铜线时因为加热时间不够，焊锡没有来得及均匀分布而出现了偏焊。我本人也有一点完美主义的倾向，部分觉得焊得不够好的地方我视情况进行了补焊。3.2. 感光电路板的制作3.2.1制作流程及注意事项电路板的制作流程包含：锯板，磨边，涂稀松香酒精溶液，热转印，腐蚀，钻孔等几个部分，此过程不涉及元件安装。1、 准备覆铜板铜箔厚度尽量选薄的覆铜板，这样腐蚀速度快、侧蚀少，适合高精度PCB的制作。根据实际制作要求，使用剪板机、剪刀、电锯等工具剪裁覆铜板的外形尺寸和形状，再用锉刀或细砂纸去除覆铜板四周板边上的毛刺，清除表面污垢。2、 图形转移将设计好的PCB布线图转印到覆铜板上。经图形转移后，覆铜板上的线条必须清晰、无断线、无砂眼、无短接，且耐水洗、抗腐蚀。本实验采用热转印法过程如下：用激光打印机将设计好的图形（镜面图）打印在热转印纸上，或用激光复印机复印在热转印纸上。覆铜板上涂上松香，将打印好的热转印纸正面粘贴于抛光清洁过的覆铜板上，并用胶带固定，防止转印时错位。先将热转印机预热，注意热转印机的温度极高，所以不要随意用手触摸。等热转印机达到合适的温度时，将覆铜板放入热转印机，经过加温、加压3分钟后移出，不要着急用手去触摸覆铜板，等它冷却一会再去拿。取出转印好的覆铜板，待自然冷却后，放于水流下进行冲洗，然后慢慢揭掉热转印纸，PCB图形转印到了覆铜板的表面。用油性记号笔修补断线、砂眼，检查无缺陷后，等待下一步的腐蚀。3、 腐蚀腐蚀液可自配，腐蚀液温度应在4050之间，腐蚀时间一般为5-10min，配合的溶液放入容器中，将覆铜板全部浸入腐蚀液。在这次实验中，我们所用的腐蚀液是实验室提供的，由于腐蚀液具有强氧化性，所以我们不可能随意用手去触摸，在腐蚀之前，我们已经在覆铜板的角落处钻了一个小孔，在将覆铜板放入腐蚀液之前，用足够长的细导线穿过小孔，将导线的另一端弯折挂在容器边沿，等不需要的铜箔完全清除后，及时取出，放入水中清洗三遍，待表面没有残留腐蚀液，再拿出擦干。4、 钻孔保持钻头与电路板垂直，左手扶住电路板，右手下压钻头，钻头进给的速度不要太快，以免电路板出现毛刺，孔径一般为0.8-1mm，我们可以现在电路板一端的焊盘上进行练习，待熟练以后，再在电路板上的元件上钻孔，只要电路板上有洞的地方，我们都需要钻孔。5、 表面处理将有机溶剂倒于电路板的表面，使电路板均匀覆盖，待完全溶解以后，迅速的将电路板翻面，然后迅速与纸张摩擦，这样便可以去除电路板表面的碳粉，使印刷线条和焊盘光洁明亮。6、 涂助焊剂清洗后，必须马上用棉签将松香酒精溶液均匀涂在铜箔上，作为助焊剂，防止表面氧化，提高可焊性。3.3. 阐述电路原理当电源一接通，两只三极管就要争先导通，但由于元器件有差异，只有某一只管子最先导通。假如Q1最先导通，那么Q1集电极