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漳州燦坤實業有限公司 電子配線廠 電子產品技術教育訓練 2004 01 如 棕黑棕金表示100 電阻是電子電路中應用最多的元件之一 其主要作用是穩定和調節電路中的電壓和電流 電阻用符號 R 來表示 單位歐姆 電阻的阻值以其表面印刷的色環顏色判定 一 線性元件 1 電阻 I 電子元器件篇 有效數字1 有效數字1 乘數10 允許偏差為5 碳膜電阻100歐姆 金屬氧化膜電阻100歐姆 PDE最常用的電阻是碳膜電阻和金屬氧化膜電阻 光敏電阻 水泥電阻 熱敏電阻 PDE還用到一些比較特殊的電阻器 水泥電阻熱敏電阻和光敏電阻 2 電容 電阻是由兩個中間隔以絕緣材料 介質 的電極組成的 具有儲存電荷功能的電子元件 在電路中 它有阻止直流電流通過 允許交流通過的性能 在電路中刻起到濾波 耦合 隔直 儲能 旁路 振盪等作用 電容用符號 C 表示 單位法拉 F 但是法拉這個單位實在是太大了 在它之下依次還有毫法 mF 微法 F 納法 nF 皮法 pF 它們之間的換算關係 1F 10mF 10 F 10nF 10pF 3 6 9 12 電容的標識 1 直標法a凡不帶小數點的整數 若無單位 則表示pF 如2200表示2200pF b凡帶小數點的數值 若無單位 則表示 F 如2200表2200 F 2 文字符號法直接將技術參數標注于電容體上 3 三位數碼表示法單位 pF 前兩位是有效數字 最后一位是乘數 但第三位9時有效數字乘以0 1 如 103表示10000pF 479表示4 7pF PDE有使用的電容有瓷片電容 電解電容 滌淪電容 MPE電容 高壓電容 安規陶瓷電容 瓷片電容 電解電容 滌淪電容 MPE電容 高壓電容 安規陶瓷電容 3 電感 電感是由導線繞制成的 有的帶有磁芯 在電路中電感是實現振盪 耦合 濾波 延時補償等功能的主要元器件 它對直流電呈現很小的電阻 接近短路 對交流電呈現高阻抗 電感用符號 L 表示 單位是亨利 H 在它之下依次還有毫亨 mH 微亨 H 它們的關係是這樣的 1H 10mH 10 H為了表明各種電感不同參數 常在電感外殼塗上識標 方法有三 1 直標法直接在電感外殼用文字標出電感參數 2 色標法電感參數以表面印刷的色環顏色判定 讀法同電阻色環 3 6 3 數碼表示法電感值由三位數表示 前兩位表示有效數字 第三位表示0的個數 小數點用R來表示 單位 H 如 222表示2200 H 1R8表示1 8 H PDE經常在使用的電感 二 半導體分立元件 1 二極體 二極體是用半導體材料制成的只有一個PN結具有單向導電性的二端元件 PDE使用的二極體按其用途分有 整流二極體 穩壓二極體 橋式整流堆 硅堆 發光二極體 雙向二極體等 下面簡要介紹一下它們的基本特性 整流二極體利用二極體的單向導電性把電路中的交流電轉變成直流電 一般是對低頻率的市而言 一般的整流管用硅材料制成 整流橋堆在使用中 由於整流二極體多接成橋式整流的形式 或半橋或全橋 所以近年出現了專供整流用的整流橋堆 穩壓二極體穩壓二極體是一種能提供穩定直流電壓的二極體 在穩壓管兩端加上反向電壓以後 如果所加電壓較低 穩壓管不能擊穿 這時它和普通二極體一樣 一旦反向電壓達到擊穿電壓的數值時 反向電流上升 呈擊穿現象 這時反向電壓基本穩定在擊穿電壓附近 從而達到穩定電壓的目的 4 發光二極體發光二極體 簡稱LED 和普通二極體一樣 只有一個單向導電的的PN結 不同的是 這種二極體有正向電流通過時就會發光 把電能轉化為光能 發光二極體具有體積小 工作電壓低 發光均勻 響應速度快等特點 萬用表檢測二極體的簡易方法 將萬用表置於二極體檔 用紅黑表筆任意測二極體兩端電阻 然後交換表筆再測一次 如果二極體是好的 兩次測量結果必定出現一大一小 以阻值小的一次測量為準 黑表筆所接一端為正極 二極體的正向電阻越小越好 反向電阻越大越好 若測得其正向電阻太大或反向電阻太小 均表明其整流效率不高 如果測得正向電阻無窮大則說明二極體內部斷路 若測得反向電阻接近於零 則表明二極體已經擊穿 內部斷路或擊穿的都不能使用 2 三極體 三極體是由兩個PN結和三個電極 E 發射極B 基極C 集電極 構成 按其PN結結構不同可分為PNP和NPN形 它的突出特點是在一定條件下具有電流放大作用 另外還經常被用做電子開關 3 可控硅 晶閘管 可控硅一種半導體功率器件 它的特點是可以用弱信號控制強信號 PDE使用的可控硅主要是單向可控硅和雙向可控硅 單向可控硅是由三個PN結構成的 呈PNPN四層結構 它有A陽極K陰極G控制極三個極 控制極加正電壓單向可控硅 才導通 只有電流減小到一某一特定值或在加上反向電壓 才恢復阻斷狀態 雙向可控硅由四個PN結構成 呈NPNPN五層結構 兩個方向均可控制電路 也有三極 T1 T2及G控制極 三 其他元件 1 變壓器 變壓器是根據互感原理 將兩組或兩組以上的線圈繞在同一個鐵芯上制成的 其作用是將市電變化成適合需要的電壓 2 繼電器 繼電器是用來實現電路中連接點的閉合與切斷的控制器件 繼電器種類繁多 目前PDE使用的繼電器主要是電磁繼電器 電磁繼電器是由控制電流通過線圈產生的電磁吸力驅動磁路中的可動部份來實現觸點的開閉轉換的 3 石英晶體振盪器 陶瓷振盪器 石英晶體振盪器簡稱晶振 它是利用具有壓電效應的石英晶體片制成的 在各種電路中與其他電子元件配合它可以提供一定頻率的 高穩定的振盪信號 陶瓷振盪器是利用陶瓷的壓電特性製做的 在電路中亦可提供穩定的振盪信號 4 數碼管 LED數碼管是一種數顯器件 把LED制成條狀 再按一定方式連接 組成數字 8 就構成數碼管 數碼管分共陽極和共陰極兩種 5 微動開關 6 蜂鳴器 響笛 7 貼片元件 貼片電阻 貼片三極體 貼片二極體 貼片電容 四 IC 集成電路 IC是IntergratedCircuit的縮寫 中文譯作集成電路 它是客戶的電路設計透過一系列繁複的物理 化學 光學製造程序 轉製到矽晶圓片上 每一片晶圓再經過針測 切割及封裝 成為數以百計的積體電路或稱之為IC 下面簡單介紹一下IC的製造工藝 Step1 Step2 將種子晶體懸置於矽熔爐中 緩慢地旋轉拉曳即形成出柱狀矽晶棒 直徑有六吋 150mm 八吋 200mm 十二吋 300mm 的區分 切割成矽晶圓片 即是以其直徑的大小來區別這些晶圓片 矽晶棒再經過研磨 拋光 切片等手續 即成為製造積體電路之原料 稱之為矽晶圓 矽晶圓的一小邊是平的 主要的目的是在生產製造過程中 當作一個參考邊 Step3 爐管區及化學氣相沉積區 以控制精確的氣體 高溫加熱後 與矽晶圓表面進行化學反應 在不同溫度與氣體中重複這項步驟 產生很薄的氧化層 氮化矽層及複晶矽層 IC的製作過程 Step5 Step6 Step7 晶片上塗佈光阻液 以便保護轉印圖樣 經過以上步驟便可將光罩上的圖樣轉製到矽晶圓表面上 經過曝光過程 可以形成一個保護區 再以蝕刻的方式將未被保護的區域去除 電路設計完成後 必須將其轉換成在晶片上製作時各個不同層次的圖樣 再將這些圖樣利用電子束轉寫到每一層光罩之上 Step4 IC的製作過程 Step9 Step10 Step11 矽晶圓將再被塗上光阻液 換下一層光罩來轉印圖樣 再將此圖形蝕刻出來 即完成了連接每一個電路元件的導電金屬層 一層接著一層 氧化 顯影 蝕刻 離子植入 金屬濺鍍 繁複精密的過程不斷的重覆進行 直到全部的電路製作完成 離子植入 在已經蝕刻圖樣的矽晶圓表面上植入硼 磷 砷等離子 就可以形成半導體電子元件 Step8 再將此圖形蝕刻出來 即完成了連接每一個電路元件的導電金屬層 IC的製作過程 Step13 最後再進行針測 切割 封裝等過程 即成為一顆顆的積體電路產品 完成的矽晶片上產生出數以千 百計的晶粒 這些晶片通過基本的檢驗後才能算是製成品 Step12 IC的製作過程 II 電子課作業流程篇 電子課由插件班 含SMT 組立班組成 其中插件班的作業流程分為四種 包括 1 全部傳統元件手工插件2 SMT貼片雙面SMT貼片SMT和傳統元件 下面以流程圖的形式介紹插件以及PDE即將引入的邦定流程 五 邦定IC 邦定前PCB 邦定後PCB 邦定 英文bonding 意译为芯片覆膜是芯片生产工艺中一种很先进的封装形式 这种工艺的流程是将已经测试好的晶圆植入到特制的电路板上 然后将融化后具有特殊保护功能的有机材料覆盖到晶圆上来完成芯片的后期封装 这种封装方式的好处是制成品稳定性相对于传统SMT贴片方式要高很多 因为目前在大量应用的SMT贴片技术是将芯片的管脚焊接在电路板上 一颗芯片一般会有48个管脚甚至更多 这种生产工艺不太适合移动存储类产品的加工因为此类产品的特性如震动 使用环境恶劣 随意性强会影响良品率 而且主要问题是焊接点在贴片生产过程中会有千分之几的不良率 同时在封装的测试中也会存在虚焊 假焊 漏焊等一系列问题 导致产品不良率升高 即使成品测试通过 在日常使用过程中由于线路板上的焊点长期暴露在空气中容易受到潮湿 静电 物理磨损 微酸腐蚀等一系列自然和人为因素影响容易导致产品出现短路 断路 甚至烧毁等情况 反之SMT贴片技术大量应用的原因之一是在产品小规模生产时不可能也不适合采用 邦定 技术 毕竟 邦定 技术对一般的中 小生产厂商来说价码太高 产量较小的厂商只能自己采购已封装好的控制芯片来进行小规模的 作坊 式生产 關於邦定的生產流程將在下一章介紹 插件的規範 插件前必須認真閱讀作業指導書 了解每個作業單元元件的數量 極性和一些特別的要求 如電阻架高 并本著以下四條插件的基本原則作業 從左到右 從上到下 從低到高 從小到大 插件的姿勢 坐姿端正 挺胸 目視PCB 一手插件 一手取元件 雙手交替作業 如下圖 注意 不可側身插件不可心不在焉 東張西望 錫爐的使用規範 準備 1 檢查電源 檢查錫爐是否有接地 2 錫爐溫度控制在240 245 3 用刮刀刮去錫面的錫渣 漂浮在上面的呈灰黑色的是锡渣 浸板 注意 1 浸助焊劑助焊劑密度 0 795 0 822 浸錫15度入15度出時間2 3S III 焊接作業的規範與要求 在現代電子產品裝配種 為了多用錫焊連接元器件與PCB 而電子產品的故障近一半是由于焊接不良引起的 一個虛焊點就可能造成整套產品的癱瘓 所以規範焊接作業是非常必要的 1 烙鐵的使用規範 必備工具烙鐵 烙鐵架 錫絲架 海綿 錫絲架 烙鐵架 海綿 烙鐵 一 烙鐵使用前的檢查1 新烙鐵初次使用時 應先在電烙鐵頭上搪一層錫 2 必須檢查電源線保護接地的接頭 二 手工焊接的基本操作1 操作姿勢 挺胸端正直坐 切勿彎腰 鼻尖至烙鐵頭尖端至少保持20cm以上的距離 距烙鐵頭20 30cm處的有害氣體濃度是衛生部衛生標準所允許的 烙鐵的拿法 依下圖有三種拿法 2 五步操作法是手工焊接的基本方法 a a 準備準備好被焊元件 電烙鐵加溫到工作溫度 一手握好烙鐵 一手抓好焊料 電烙鐵與焊料分居于被焊元件兩端 b b 加熱烙鐵頭接觸被焊元件 包括元件引腳和焊盤在內的整個焊體要均勻受熱 不要施加壓力或隨意托動烙鐵 c c 加錫絲當元件被焊部位升溫到焊接溫度時 送上錫絲并與元件焊點部位接觸 熔化并溼潤焊點 錫絲應該從烙鐵對面接觸元件 d d 移去焊料熔入適量焊料 這時被焊元件已經充分吸收焊料并形成一層薄薄的焊料層 后 迅速移開錫絲 e e 移開烙鐵移開焊料后 在助焊劑 錫絲內一般都含有助焊劑 還未揮發完之前 迅速移開烙鐵 否則將流下不良焊點 電烙鐵撤離方向與焊錫存留量有關 一般以與PCB45 的方向撤離 撤掉烙鐵時 應往回收 回收動作要迅速 以免形成拉尖 三 烙鐵使用后的注意事項1 焊接結束后 不要擦去烙鐵頭上的錫 以免烙鐵頭氧化 2 長時間不用 要及時切斷電源 焊接不良分析 1 元器件引線未清潔好 未鍍好錫或錫被氧化 2 印制板未清潔好 噴涂的助焊劑質量不好或是不夠 3 加熱時間不足 原因 焊絲撤離過遲 原因 1 焊錫流動性差或焊絲撤离過早 2 助焊劑不足 3 焊接時間太短 原因 1 焊劑過多或已失效 2 焊接時間不足 加熱不足 3 表面氧化膜未去除 原因 1 表面氧化膜未去除 2 焊接時間不足 加熱不足 3 助焊劑不足或是根本沒有 原因 焊料未凝固前焊件抖動 原因 1 焊錫未凝固前引線移動造成空隙 2 引線未處理好 浸潤差或不潤 原因 1 焊錫過多 2 烙鐵撤離方向不當 原因 1 引線与焊盤孔間隙大 2 引線浸潤性不良 3 雙面板堵通孔焊接時間空長 孔內空气膨脹 原因 焊接時間太長 溫度過高 原因 焊盤上金屬鍍層不良 原因 IV 鎖附作業規範 工具 電動螺絲刀 氣動螺絲刀 氣動螺絲刀 電動螺絲刀 電動螺絲刀 依靠壓縮空氣驅動 通過握把頂部黑色圓形旋鈕 如圖中a處 調節進氣量來調節鈕力大小 直接接220V交流電驅動 通過調節圖b處的旋鈕可調節鈕力大小 依靠一個變壓電源提供電源 鈕力靠變壓電源上的檔位調節 僅有兩檔 a b 準備 檢查電源 用扭力計測試螺絲刀扭力 如圖 確定螺絲刀扭力在作業指導書規定的扭力範圍內 鎖附 1 螺絲刀必須垂直于螺絲2 螺絲刀直徑必須合適 如图 偏大則螺絲滑牙 如图 偏小則螺絲刀易損傷 如图 图 图 图 图 V 電子課修復規範 電子課生產線的不良品大部份在電子修復站是可修的 主要的不良現象 顯示不良 包括不顯示 斷筆劃 重影等 無功率輸出不斷電不報警等 一些機種所特有的不良 負離子 開機即有負離子產生馬達 高 低檔同功率遙控器 接收不良 大部份不良品是由一些明顯的原因引起的 這些明顯的不良幾乎可以導致我們所遇到的任何一種不良 用肉眼即可發現 這些明顯的不良包括 A 插件不良 圖1 圖2 插件不良主要包括插錯 漏插 圖1 插反 圖2 容易插反的元件 有方向的元件 有 二極體 除雙向二極體 電解電容 IC光耦 LED 公端子座 橋堆等 B 焊接不良 圖1 圖2 是短路 圖1 與斷路 圖2 的主要原因 C 翹 斷銅箔 引起電路內部斷路 是許多功能不良的罪魁禍首 D 元件不良 損傷 E 一些明顯的制程不良 圖例 圖例 下面介紹一些具體的不良情況是怎樣入手排除 A 顯示不良 所有帶顯示器的PCB無一例外的遇到這樣的問題 我們知道顯示器 無論是數碼管還是液晶顯示器 都是靠IC驅動的 它們與IC連接無外乎 1 直接與與IC相連的銅箔焊接2 與排線焊接3 通過矽膠條與與IC相連的銅箔接觸 所以IC引腳間的斷路 短路 排線的斷路 短路 矽膠條的接觸不良 銅箔的不良 為IC提供頻率的晶振不良均會引起顯示不良 另外顯示驅動電路部份元件斷路 短路 以及有些顯示器