电子产品制造工艺概述ppt课件

电子产品结构工艺,模块二电子产品制造工艺,项目一电子产品生产流程及技术文件,任务一电子产品生产流程任务二技术文件及识图,电子产品制造工艺,电子产品装配的目的，就是以较为合理的结构安排，最简化的工艺过程来实现其技术指标。本项目将介绍电子产品的生产工艺流程和生产中常用的技术文件，使读者对电子产品的生产全过程有一个初步的了解，并能识读电子整机生产中的技术图纸和工艺文件。,任务一电子产品生产流程,知识1手工整机装配工序,手工整机装配方式一般只在产品的样机试制阶段或小批量试生产时应用，其装配工序如下：,装配准备装插元器件并焊接整机装配整机调试产品包装,对于设计稳定，大批量生产的产品，宜采用流水线手工装配，流水线手工装配工序如下：,手工插件浸锡焊接剪脚二次浸锡焊接人工补焊,知识2自动整机装配工序,印制电路板自动装配的过程框图如下图:,实训项目电子产品生产线的参观一、实训目的1了解电子产品装配的工艺过程。2了解生产线上各种设备的工作过程。3了解企业员工的工作状况及工作作风。二、实训所需器材及设备视频设备放大镜笔记本三、实训步骤1上网了解生产线所使用各种设备的大致情况2联系电子产品生产企业。3进行实际参观及考察。4听指导教师讲解并做好记录。5做好图像记录。,任务二技术文件及识图,技术文件是组织生产和进行技术交流的依据,是根据国家相应标准制定出的“工程语言”，作为工程技术人员,必须能看懂并会编制这种“工程语言”。技术文件可分为设计文件和工艺文件两大类,是整机生产过程中的基本依据。知识1识读设计文件一、设计文件的作用1用来组织和指导企业内部的产品生产，生产部门的工程技术人员是依据设计文件给出的产品信息，编制指导生产的工艺文件。2产品的制造、维修和检测需要查阅设计文件中的图纸和数据。3产品使用人员和维修人员根据设计文件提供的技术说明和使用说明，便于对产品进行安装、使用和维修。,二、设计文件的特征与分类1设计文件的特征为了便于对设计文件进行分类编号，规定电子产品及其组成部分按其结构特征及用途分为8个等级，如表所示：,2.设计文件的编号方法电子整机产品设计文件编号采用十进制分类进行编制。这种方法就是将产品的设计文件按规定的技术特征(主要根据产品的功能、结构、材料、用途、工艺等特征)，分为10级(从09)，每级分为10类(09)，每类分为10型(09)，每型又分为10种(09)。在特征标记前冠以汉语拼音字母表示企业区分代号，在特征标记后，标上三位数字，表示登记号，最后是文件简号。,3设计文件的分类,（1）按表达的形式，设计文件可分为3种图样：以投影关系为主绘制，用以说明产品加工和装配要求的设计文件。略图：以图形符号为主绘制，用于说明产品电气装配连接、原理及其它示意性内容的设计文件。文字和表格：以文字和表格的方式说明产品的技术要求和组成情况的设计文件。（2）按形成的过程，设计文件可分为2种试制文件：设计性试制过程中所编制的各种文件。生产文件：设计性试制完成后，经整理修改，为组织、指导生产(包括生产性试制)所用的设计文件。,（3）按绘制过程和使用特征，设计文件可分为5种,草图：设计产品时绘制的原始图样。原图：供描绘底图用的设计文件。底图：确定产品及其组成部分的基本凭证图样，是用来复制复印图的设计文件。复印图：用底图晒制、照相等方法复制，供生产时使用的图纸文件载有程序的媒体：计算机用的磁盘、光盘。,三、电子整机装配常用设计文件及识读方法,1方框图：方框图是用方框表示电子产品各个部件的结构或功能模块，用连线表示它们之间的连接，进而说明其组成结构和工作原理，方框图是原理图的简化示意图。,超外差式收音机的方框图如图所示：,识读方法（1）图中的箭头方向，表示了信号的传输方向。（2）框图与框图之间的连接表示了各相关电路之间的相互联系和控制情况。（3）在没有集成电路引脚功能资料时，可以利用集成电路内部电路框图来判断引脚作用。,2电原理图电原理图是详细说明产品元件或单元间电气工作原理及其相互间连接关系的略图，是设计、编制接线图和研究产品性能的原始资料，在装接、检查、试验、调整和使用产品时，电原理图与接线图一起使用。下图为稳压充电两用电源的电原理图：,识读方法（1）从方框图着手，理解电原理图根据产品的方框图，将电原理图分解成几个功能部分，结合信号走向，去理解、看懂局部单元电路的功能原理，并把各元器件的作用弄清楚。（2）从共用电路着手，读懂电原理图从电原理图上很容易找到共用的电源电路，从电源的走向即可帮助确定功能电路的组成。（3）从信号流程着手，分析电原理图从信号在电路中的流程，结合对信号通道的分析，来判定信号经各级电路后的变化情况分析理解电原理图。（4）从特殊元件着手，看懂电原理图各种电子产品都有其特别的、专用的电子元器件，找到这些专门元器件就能大致判定电路的功能和作用。,3印制电路板图印制电路板图是用于指导工人装配焊接印制电路板的工艺图。下图是稳压充电两用电源的印制电路板图：,识读方法（1）通常某个功能单元的元件代号统一标上某个阿拉伯数字，方便辨认。（2）根据一些元器件的外形特征可以找到这些元器件。（3）一些单元电路的特征可以方便地找到它们。如整流电路中的二极管比较多，功率放大管上有散热片，滤波电容的容量最大、体积最大等。（4）当需要查找某个电阻器或电容器时，可以采用间接查找的办法来提高效率。（5）找地线时，印制电路板上大面积铜箔线路是地线，一些元器件的金属外壳、单元电路的金属屏蔽罩是接地的。,4零件图零件图表示电子产品所用零件的材料、形状、尺寸和偏差、表面粗糙度、涂覆、热处理及其它技术要求的图样。,知识2编制工艺文件,一、工艺文件的分类及作用,1工艺文件的分类工艺工作的内容可分为工艺管理和工艺技术两方面，工艺文件大体可分为工艺管理文件和工艺规程两类。(1)工艺管理文件：工艺管理文件是企业组织生产和控制工艺工作的技术文件。例如：工艺文件目录、工艺路线表、材料消耗工艺定额明细表、重要零部件明细表等等。(2)工艺规程：工艺规程是规定产品或零件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件。工艺规程按使用性质可分为通用工艺规程、专用工艺规程、标准工艺规程；按加工专业可分为电气装配工艺卡片、机械加工工艺卡片、扎线工艺卡片、涂敷工艺卡片等。,2工艺文件的作用（1）为生产准备提供必要的资料；（2）为生产部门提供工艺方法和流程，便于有序的组织产品生产；,（3）提出各工序和岗位的技术要求和操作方法；（4）便于生产部门的工艺纪律管理和员工的管理；（5）是建立和调整生产环境，保证安全生产的指导文件；（6）控制产品的制造成本和生产效率；（7）为企业操作人员的培训提供依据，以满足生产的需要。,二、工艺文件的编制,1工艺文件的编制原则(1)根据产品的批量大小、性能指标的复杂程度编制相应的工艺文件。(2)根据车间的组织形式，工艺装配以及工人的技能水平等情况编制工艺文件，确保工艺文件切实可行。(3)对未定型的产品，可编写临时工艺文件或编写部分必要的工艺文件。(4)工艺文件应以图为主，力求做到通俗易读、使于操作，必要时可加注简要说明。(5)凡是属于装调工应知应会的基本工艺规程内容，可不再编入工艺文件,2工艺文件的编制要求（1）工艺文件要有统一的格式、统一的幅面，图幅大小应符合有关规定，并装订成册。（2）工艺文件的字体要规范，书写应清楚，图形要正确。（3）工艺文件中使用的名称、编号、图号、符号、材料和元器件代号等，应与设计文件保持一致。（4）工艺附图应按比例准确绘制。（5）装配接线图中的接线部位要清楚，连接图中的接线要准确，内部接线可采用假想移出展开的方法（6）工序安装图可不完全按照实样绘制，但基本轮廓应相似，安装层次应表示清楚。（7）工艺文件应执行审核、会签、批准等手续。,三、工艺文件的格式,1封面,工艺文件目录,2.工艺文件目录,3.工艺路线表,4.导线及线扎加工表,5.配套明细表,6.装配工艺过程卡,7.工艺文件更改通知单,实训项目一识读超外差式收音机的电路图,一、实训目的1了解超外差式收音机的电路组成。2对照方框图，掌握电路图各部分的作用。3掌握整机电路的识读方法，提高识图能力。二、实训所需器材及设备超外差式收音机的电路图及方框图三、实训步骤1仔细观察电路图，思考其主要元件的作用。2教师引导，对照方框图分析各部分电路的作用。（1）分析直流工作电压供给电路（2）分析信号传输过程（3）分析元器件的作用3分析电路的常见故障。,实训项目二编制稳压充电两用电源的工艺文件,一、实训目的1学会编制简单的工艺文件。2.提高识图能力二、实训所需器材及设备稳压充电两用电源的方框图及电路图三、实训步骤1读懂电原理图。2.按照工艺文件格式列出元器件清单，说明元器件的型号。四、实训注意事项1.编制元器件清单时,不要遗漏元器件。2.元器件清单中,要注明特殊元器件的型号及规格。,一、实训目的1进一步学会基本的识图方法，提高识图能力2进一步掌握工艺文件的编制方法二、实训所需器材及设备超外差式收音机的电路图三、实训步骤1读懂电原理图。2.按照工艺文件格式列出元器件清单，说明元器件的型号。3.根据收音机的电路原理，编制收音机静态调试工艺文件四、实训注意事项1.编制元器件清单时,不要遗漏元器件。2.元器件清单中,要注明特殊元器件的型号及规格。3.编制收音机静态调试工艺文件时可上网搜集相关材料,综合实训编制超外差式收音机的工艺文件,项目小结,技术文件是电子产品生产过程的基本依据，为了就更为合理的组织生产，为了用最简化的工艺过程来实现产品的技术指标，每一个产品在投入生产前都要编制相应的技术文件，本项目主要介绍了常用设计文件的识读方法、简单工艺文件的编制方法，让读者领会设计文件及工艺文件在生产中的作用，并具有一定的识读电子整机生产中的技术图纸和工艺文件的能力。,项目二焊接工艺,任务一手工焊接技术任务二自动焊接技术任务三表面安装及微组装技术,模块二电子产品制造工艺,在电子整机装配中，为了避免连接处移动和露在空气中的金属表面产生氧化层导致导电率不稳定，通常采用焊接工艺来处理金属导体的连接。焊接的可靠性是影响电子整机产品质量的主要因素，焊点的好坏取决于焊接材料的性能、被焊金属表面的状态，同时也取决于焊接工艺的条件和操作方法。本项目主要介绍焊接的方法及工艺要求,任务一手工焊接技术,知识1焊接的基础知识,一、手工焊接的基本条件1.被焊件必须具备良好的可焊性2.被焊金属表面应保持清洁3焊锡、助焊剂的选择要恰当4具有适当的焊接温度5具有合适的焊接时间,二、对焊接点的基本要求1具有良好的导电性2具有一定的强度3焊接点上的焊料要适当4焊接点表面要有光泽5焊接点不应有毛刺和空隙6焊接点表面要清洁典型焊点外观如图所示：,知识2焊接及拆焊的基本技巧,一、手工焊接工具电烙铁的选用1.普通电烙铁普通电烙铁有内热式和外热式两类，以内热式居多。普通电烙铁只在焊接要求不高的场合使用，功率一般为2050W。图为内热式普通电烙铁外形及内部结构,(a)外形(b)内部结构,内热式普通电烙铁,2恒温电烙铁恒温电烙铁的重要特点是有一个恒温控制装置，使得焊接温度稳定，变化极小。恒温电烙铁可以用来焊接较精细的印制电路板，如手机电路板等。下图分别为数字显示恒温电烙铁和无显示恒温烙铁,（a）数字显示恒温烙铁(b)无显示恒温烙铁恒温电烙铁,3.吸锡电烙铁吸锡电烙铁是一种既可以吸锡，又可以焊接的特殊电烙铁，它是集拆、焊元器件为一体的新型电烙铁，如图所示：,吸锡电烙铁,二、手工焊接的基本操作1电烙铁的拿法手工焊接握电烙铁的方法有反握法、正握法及握笔法三种,（a）反握法(b)正握法(c)握笔法电烙铁的拿法,2手工焊接的步骤手工焊接通常采用五步焊接法。如图所示：,（a）准备(b)加热(c)加焊锡(d)移去焊料(e)移开烙铁五步焊接法,三、拆焊技术1直插式元器件的拆焊直插式元器件的拆焊一般可用烙铁拆焊和吸锡器拆焊两种方式。（1）烙铁拆焊引脚较少的直插式元器件，可用电烙铁拆焊，拆焊方法比较简单。拆焊时，电烙铁融化一个焊点的同时，用镊子从电路板反面将元器件引脚拉出就行。（2）吸锡器拆焊吸锡器就是专门用于拆焊的工具，装有一种小型手动空气泵。根据结构的不同，又分为不带发热器件的吸锡器自带发热器件的吸锡器两种。如图所示：,（a）不带发热器件的吸锡器(b)吸锡器拆焊,不带发热器件的吸锡器的拆焊方法。其步骤如下：用电烙铁将需要拆焊的焊点融化，将吸锡器的吸锡压杆压下。将吸锡器的吸锡嘴套在需拆焊的元件引脚上，并没入融化的焊锡。按下吸锡按钮，吸锡压杆在弹簧的作用下迅速复原，完成吸锡动作。为使引脚和铜箔脱离，可根据情况多吸几次。,2.SMT元器件的拆焊SMT元器件常用的拆焊专用工具有电热镊子、热风工作台、专用加热头、真空吸锡枪等。（1）电热镊子拆焊电热镊子适用于SMT电阻器、电容器、二极管等两端焊接的拆焊。拆焊方法及步骤如下：根据需拆焊的SMT元器件焊接点间距调节电热头的间距。通电后，用电热头夹住需拆卸的SMT元器件。待焊点熔融后，将SMT元器件取下。,（2）热风工作台拆焊热风工作台是用热风作为加热源的半自动设备，既可用于拆焊，又可用于焊接。热风工作台热风筒上可以装配多种专用的热风嘴，使用时，可根据所拆卸元器件的种类选用不同的热风嘴。拆焊方法及步骤如下：根据所拆器件选配合适的热风嘴，调节好加热温度旋钮位置和吹风强度旋钮位置。通电并接通电源开关，当热风温度达到焊锡熔化温度时，将热风嘴对准器件引脚吹送热风。待器件上所有引脚焊点全部熔化后，用镊子将器件夹离电路板。,实训项目一手工焊接,一、实训目的1通过手工焊接训练，掌握电烙铁的使用方法。2通过手工焊接训练，掌握手工焊接的基本技巧。二、实训所需器材及设备电烙铁、烙铁架、松香、焊锡丝、粗（细）铜丝若干三、实训步骤及工艺要点1根据老师要求，用电路板练习手工焊接。2.以比赛的形式让学生设计自己的焊接作品，并进行展示。四、实训注意事项1注意用电安全。2在焊接工艺作品之前，要熟悉手工焊接的步骤和要求。3.要保证工艺作品的光洁度和可观赏性。,实训项目二拆焊训练,一、实训目的1通过训练，掌握直插式元器件的拆焊技巧。2通过训练，掌握SMT元器件的拆焊技巧。二、实训所需器材及设备电烙铁、烙铁架、热风工作台、松香、焊有各种元器件的废电路板、镊子及拆焊用空心针头等。三、实训步骤及工艺要点1用电烙铁拆焊电阻器、电容器等两只引脚的元器件。2用电烙铁与空心针头配合，拆卸中周、变压器等多引脚的元器件。3.用热风工作台拆卸集成电路或其它SMT元器件。四、实训注意事项1注意用电安全；元器件引脚不能折断；焊盘和印制导线条不能起翘。2用热风台拆焊时，热风温度和吹风强度要调整适当，在拆卸需要拆卸的元器件时，旁边的元器件不能被吹掉。,任务二自动焊接技术,知识1浸焊,一、浸焊过程,二、浸焊的注意事项1为了保证焊接质量，开始时采用大功率加热，待焊料快速熔化后改为恒温加热，其目的是为了避免焊料氧化而影响到焊接质量。2焊接前，电路板需要焊接的部位应涂覆好助焊剂。,3浸焊时，电路板由水平状态与融锡液面完全接触，焊接时间控制在3s左右，保证所有焊点同时完成焊接，焊接完毕，电路板应以15左右的夹角向斜上方离开液面。4要及时清理融锡液面上的氧化物、废料等杂质，避免造成“夹渣焊”。,知识2波峰焊与再流焊,一、波峰焊,波峰焊的基本结构示意图,波峰焊机的外形,二、再流焊,再流焊是随着微电子产品的出现而发展起来的一种锡焊技术，主要应用于SMT元器件的焊接，也称为回流焊。为了保证焊接质量，再流焊一般要经过下列几个工作区：,再流焊温度曲线,实训项目参观波峰焊机与再流焊机,一、实训目的1掌握波峰焊机与再流焊机的基本构造和工作原理。2掌握波峰焊机与再流焊机的开机、关机操作及参数调试。3基本掌握分析并改进焊接质量的方法。二、实训所需器材及设备波峰焊机、再流焊机、焊料及助焊剂、插装好元器件的印制电路板若干。三、实训步骤1.观察波峰焊机的外形,听指导教师讲解，了解波峰焊机基本构造及各部分的功能；2.观察再流焊机的外形，听指导教师讲解，了解再流焊机的基本构造及各部分功能；3.观看指导教师的示范并演示波峰焊机工作过程；4观看指导教师的示范并演示再流焊机工作过程；四、实训注意事项1事先做好设备使用情况的预习；2观看指导教师的示范时要注意安全，不得用手接触机内部件；,任务三表面安装及微组装技术,知识1表面安装器件,一、表面安装无源元器件,1.片状电阻器,矩形片状电阻,2.片状电容器,片状陶瓷电容器片状电解电容器,3片状电感器,片状电感器磁珠排,二、表面安装有源元器件,表面安装有源元器件（SMD）主要有二极管、三极管、场效应管、集成电路等。,表面安装二极管,表面安装三极管、复合管和场效应管,小功率表面安装三极管,SOP型封装SOL型封装SOJ型封装QFP型封装,TQFP型封装LCCC型封装PLCC型封装,常见的集成电路封装的外形,知识2表面安装技术,一、表面安装技术的特点表面安装与通孔安装相比，主要有高密度、高可靠、高性能、高效率、低成本等优点。,二、表面安装印制电路板（SMB）,表面安装印制板,三、表面贴装材料,（一）焊膏,焊膏是由合金焊料粉末和糊状助焊剂等物质构成的均匀混合的一种膏状体，在表面组装件的回流焊中，焊膏被用来实施表面组装元器件的引线或端点与印制板上焊盘的连接。焊膏涂覆是表面组装技术一道关键工序，它将直接影响到表面组装件的焊接质量和可靠性。,（二）助焊剂助焊剂在SMT焊接中的作用是净化焊接面、提高润湿性、防止焊料氧化的化学物质，在焊接工艺中能帮助和促进焊接过程。,四、表面安装工艺,1表面安装的方式通常情况下，印制电路板上既有表面贴装元器件，也有通孔安装元器件，因此，表面安装有单面表面贴装、双面表面贴装、单面混合安装、双面混合安装等四种形式。,表面安装的四种方式,固定基板焊接面涂敷焊膏贴装片状元器件烘干回流焊清洗检测返修,2.表面安装流程,知识3微组装技术,近年来IC封装的发展,一、微组装技术的发展,二、微组装技术的研究方向,1.基片技术2.芯片直接贴装技术（DCA）3.多芯片组件技术（MCM）,三、微电子焊接技术,（a）传统装焊（b）倒装焊,倒装焊技术是多芯片组件的主流技术，将芯片的有源区面对基板键合。在芯片和基板上分别制备了焊盘，然后面对面键合，键合材料可以是金属引线或载带，也可以是合金钎料或有机导电聚合物制作的凸焊点。倒装芯片键合引线短，焊凸点直接与印刷线路或其它基板焊接，引线电感小，信号间窜扰小，信号传输延时短，电性能好，是互连中延时最短、寄生效应最小的一种互连方法。,实训项目识别并检测表面贴装元器件,一、实训目的1掌握常用表面贴装元器件的识别方法。2掌握常用表面贴装元器件的检测方法。二、实训所需器材及设备片状电阻、片状电容、片状电感、片状晶体管、片状集成电路若干、万用表等。三、实训步骤1.正确熟练的对片状元器件进行分类；2.正确熟练识读片状电阻，并用万用表进行检测；3.正确熟练识读片状电容器及电感器；4.正确熟练识读片状二极管及三极管，并用万用表进行检测；5.正确熟练识读片状集成电路的引脚。四、实训注意事项1分清各种表面贴装元器件的外形；2识读时，不要破坏部分贴装元器件的引脚。,项目小结,焊接工艺是关系到电子产品可靠性的的主要因素，焊点质量的好坏直接影响到电子整机产品的质量，本项目主要介绍了手工焊接、自动焊接及表面贴装的方法及工艺要求，通过实训，掌握手工焊接及拆焊的技巧，具有一定的识别焊点质量好坏及识别和检测贴片元件性能的能力。,项目三印制电路板的设计与制造工艺,任务一认识印制电路板任务二印制电路板的设计任务三印制电路板的制造,印制电路板是电子设备中重要的组成部分，掌握印制电路板的基本设计方法和制造工艺流程，是学习电子工艺技术的基本要求。本项目首先介绍印制电路板的作用、种类；其次介绍设计步骤和设计要求及用ProtelDXP2004进行电路原理图绘制和印制板设计；最后介绍印制电路板的制造工艺流程和手工制作印制板的常用方法。,模块二电子产品制造工艺,任务一认识印制电路板,知识1印制电路板的功能,1提供各种电子元器件固定、装配的机械支撑,印制电路板是组装电子元器件的基板，提供各种电子元器件固定、装配的机械支撑。,2实现各种电子元器件之间的电气连接,单面板的电气连接双面板的电气连接,图2-3-4阻焊图形和丝印图形,想一想：单面板的电气连接与双面板的电气连接有什么异同？,3提供阻焊图形和丝印图形,阻焊图形和丝印图形,印制电路板除了提供机械支撑和电气连接之外，还提供阻焊图形和丝印图形。阻焊图是在印制板的焊点外区域印制一层阻止锡焊的涂层，防止焊锡在非焊盘区桥接。丝印图包括元器件字符和图形、关键测量点、连线图形等，为印制电路板的装配、检查和维修提供了极大的方便。,知识2印制电路板的分类及选用,一、按所用的绝缘基材分类面板是电子设备控制和显示装置的安装板，通常分为前面板和后面板。按印制电路板所用的绝缘基材可分为：纸基印制板、环氧玻纤布印制板、复合基材印制板、特种基材印制板。,纸基阻燃覆铜板FR-4CEM-1PCB板铝基板PCB,二、按印制电路板的强度分类,按印制电路板的强度可分为：刚性印制电路板、挠性印制电路板、刚挠结合印制电路板等。,挠性印制电路板刚挠结合印制电路板,三、按印制电路的导电结构来分类,按印制电路的分布可分为：单面印制电路板、双面印制电路板和多层印制电路板。,(a)印制板的正面(b)印制板的反面双面印制电路板,一、实训目的1.了解印制电路板的结构及功能。2.能够根据实际需要选择相应的印制板。二、实训所需器材及设备不同基材的单面印制板，双面印制板，多层印制板，挠性印制板，刚挠结合印制板若干。三、实训内容1了解各种印制电路板结构及特点。2根据不同的电路需求选择适合的印制电路板。四、实训步骤及工艺要点1分析印制电路板的结构组成，了解印制板上不同部分的功能特点。2观察不同类型印制电路板所用的基材，结构特点及其功能用途。3根据1，2，完成表2-3-1。五.实训注意事项1.观察过程中注意对印制板及相关元件的防护。2.拆卸过程中注意安全。,实训项目认识印制电路板,任务二印制电路板的设计,知识1印制电路板设计时应考虑的因素,一、正确性元器件和印制电线的连接关系必须符合印制板的电气原理图，这是印制板设计最基本、最重要的要求。二、可靠性印制板的可靠性是影响电子整机产品可靠性的一个重要因素，这是PCB设计中较高一层的要求。三、合理性这是PCB设计中更深一层，更不容易达到的要求。一个印制板组件，从印制板的制造、检验、装配、调试到整机装配、调试，直到使用维修，无不与印制板的合理与否息息相关。四、经济性印制板的经济性与前几方面的内容密切相关。复杂的工艺必然增加制造费用。所以，在设计印制电路板时，应该考虑和通用的制造工艺、方法相适应。,知识2印制电路板的设计步骤与要求,一、印制电路板设计的步骤,印制电路板设计的基本流程,印制电路的设计有两种方式：人脑设计和电脑设计。CAD是计算机起助作用，最终还是要人脑来控制，计算机只是一种高科技工具而已。在此我们以人工设计方式介绍印制电路板的设计步骤与相关要求。,单面印制电路板手工设计举例，电路原理图如下：,1选定印制电路板的材料、板厚和板面尺寸在设计选用时应根据产品的电气性能和机械特性及使用环境选用不同的敷铜板。,元器件的布局根据所需板面的大小，在一张方格坐标纸上画出印制板的形状和尺寸。根据电路原理图并考虑元器件外形尺寸和布局布线要求，合理安排好元器件的位置。绘制排版设计草图对照电路原理图在方格纸上画出印制导线。绘制印制电路板图根据排版设计草图选择合适的焊盘和适当的印制导线形状，画出印制电路板图。,排版设计草图,印制电路板,二、印制电路板设计要求,印制电路板的布局结构设计（1）印制电路板的热设计印制电路板的工作温度一般不能超过850，过高的温度会导致电路板损坏和焊点开裂，降温的方法采用对流散热，根据情况采用自然通风或强迫风冷。（2）印制电路板的减振缓冲设计为提高印制板的抗振、抗冲击性能，板上的负荷应合理分布以免产生过大的应力。（3）印制电路板的抗电磁干扰设计为使印制板上的元器件的相互影响和干扰最小，高低频电路、高低电位电路的元器件不能靠得太近。（4）印制电路板的板面设计对电路的全部元器件进行布局时，应按照电路的流程安排各个功能电路单元的位置，便于信号流通，并使信号尽可能保持一致的方向。,印制电路板上布线的一般原则（1）电源线设计根据印制电路板电流的大小，尽量加粗电源线的宽度，减小回路电阻。同时电源线、地线的走向和数据传递的方向一致，有助于增强抗噪声能力。电路板上同时安装模拟电路和数字电路的，它们的供电系统要完全分开。（2）地线设计公共地线应布置在板的最边缘，便于印制板安装在机架上。数字地和模拟地尽量分开。如下图所示，低频电路的地尽量采用单点并联接地，高频电路的地采用多点串联就近接地。,低频电路的单点并联接地,高频电路的多点串联接地,（3）信号线设计将高频线放在板面的中间，印制导线的长度和宽度宜小，导线间距要大，避免长距离平行走线。双面板的两面走线应垂直交叉，高频电路的输入输出走线应分列于电路板的两边。,双面板两面走线,输入输出电路分列于电路板的两边,（4）印制导线的对外连接印制电路板间的互连或印制电路板与其它部件的互连，可采用插头座互连或导线互连。,印制导线的尺寸和图形当元器件的结构布局和布线方案确定后，就要具体设计绘制印制导线的图形。（）印制导线的宽度印制导线的最小宽度取决于导线的载流量和允许温升（印制板的工作温度不能超过850）。,（）印制导线的间距印制导线的间距将直接影响电路的电气性能，必须满足电气的安全要求，需要考虑导线之间的绝缘强度、相邻导线之间的峰值电压、电容耦合参数等。,避免采用的印制图形,优先采用的印制图形,（）印制导线的图形印制导线宽度应尽可能保持一致（电源线，地线除外），并避免出现分支。,（）焊盘焊盘在印制电路中起固定元器件和连接印制导线的作用，焊盘线孔的直径一般比引线直径大0.20.3mm。常见的焊盘形状有岛形焊盘、圆形焊盘、方形焊盘、椭圆焊盘、泪滴式焊盘、开口焊盘和多边形焊盘，如下图所示：,(a)岛形b)圆形(c)方形(d)椭圆形(e)泪滴(f)开口焊盘(g)多边形,知识3印制电路板的CAD简介,一、CAD软件简介,随着大规模、超大规模集成电路的应用，印制电路板的走线愈来愈精密和复杂。同时，各种类型印制板的需求也越来越大，要求设计制造印制板电路的周期越短越好。在这种情况下，传统的手工方式设计和制作印制电路板已显得越来越难以适应形势了，因此，印制电路板的计算机辅助设计(CAD)应运而生。,印制电路板的人工设计和CAD流程图,二、Protel2004印制板设计流程,PCB图设计流程,1PCB设计准备工作PCB准备工作主要是指利用Protel2004原理图设计工具完成原理图的设计，并对其进行编译，生成对应的网络表文件。2规划电路板并设置相关参数在设计印制板之前，要对所设计的印制板有初步的规划。3元器件及网络的引入元件及网络的引入是PCB设计的很重要的一个环节，是PCB自动布线的灵魂。4元器件的布局在Protel2004中有手动布局和自动布局两种布局方式。5PCB布线布线的方式有两种：自动布线和交互式布线。6PCB后期工序完成布线后，用户就进入PCB的后期制作工序，主要的工作就是对文字、个别元件以及走线进行调整，还包括覆铜、注释、安装孔以及泪滴的添加与调整等。7文件保存及输出完成布线后，可将完成的印制板文件保存到磁盘，并可以方便的打印及输出了。,三、Protel2004印制板设计举例,绘制完毕的zdq.schdoc原理图,完成自动布线的结果,实训一简单印制电路板的手工设计,一、实训目的通过对简单印制电路板的手工设计，掌握印制电路板设计的基本步骤，能够根据常用的布局布线规则设计合理的印制电路板图。二、实训所需器材及设备方格坐标纸1张，绘图工具(直尺，三角板，铅笔，圆规)1套，电路原理图1张，如图2-3-35所示。三、实训内容1根据电路的要求进行印制板的选材。2根据原理图手工绘制单面印制电路板图。四、实训步骤及工艺要点1根据给定的电路要求确定印制板尺寸、材料及板厚。2根据原理图在坐标纸上对元器件进行合理布局。3根据布线规则在坐标纸上绘制设计草图。4根据草图选择合适的焊盘和适当的印制导线形状，画出印制电路板图。五、注意事项各种绘图工具的使用安全。,实训二利用Protel2004设计印制电路板一、实训目的掌握利用Protel2004设计印制电路板的基本方法和技巧。二、实训所需器材及设备电路原理图1张，如图2-3-36所示，装有Protel2004软件的微型计算机1台。三、实训内容1利用Protel2004绘制电路原理图。2利用Protel2004设计印制电路板图。四、实训步骤及工艺要点1启动Protel2004，创建一个新的项目。2在项目中创建并绘制原理图。3规划印制板图并添加到项目中。4导入元器件并完成元器件的布局。5设置布线规则完成印制电路板图的布线。五、注意事项微型计算机的正确操作及使用安全。,任务三印制电路板的制造,知识1印制电路板的制造工艺,一、印制电路板制造过程的基本环节印制板的制造工艺发展很快，不同类型和不同要求的印制板要采用不同的制造工艺，但在这些不同的工艺流程中，有许多必不可少的基本环节是类似的。1底图胶片制版制作底图胶片的基本方法有两种：(1)照相制版法(2)CAD光绘法,2图形转移把相版上的印制电路图形转移到覆铜板上，称为图形转移。主要有丝网漏印法、光化学法等。(1)丝网漏印法,手动丝网印刷机,(2)直接感光法直接感光法适用于品种多、批量小的印制电路板生产，它的尺寸精度高，工艺简单，对单面板或双面板都能应用。,(3)光敏干膜法这也是一种光化学法，但感光材料不是液体感光胶，而是一种由聚酯薄膜、感光胶膜、聚乙烯薄膜三层材料组成的薄膜类光敏干膜。,3化学蚀刻蚀刻在生产线上也俗称烂板。它是利用化学方法去除板上不需要的铜箔，留下组成焊盘、印制导线及符号等的图形。常用的蚀刻液主要有：三氯化铁、酸性氯化铜、碱性氯化铜、过氧化氢-硫酸等。蚀刻的方式主要有摇动槽法、浸蚀法和喷淋法等三种。4钻孔、孔金属化及金属涂履(1)钻孔除用台钻钻孔外，现在普遍采用数控钻床钻孔。(2)孔金属化双面印制板两面的导线或焊盘要连通时，可通过金属化孔实现。(3)金属涂覆涂覆可用电镀和化学镀两种方法。5涂助焊剂与阻焊剂印制板经表面金属涂覆后，根据不同需要可进行助焊或阻焊处理。6印字与修边印制板上印有表示各元件的位置、名称等的文字及符号。这种符号一般采用丝网漏印，固化方式与阻焊膜相似。,二、印制板的工艺流程,单面印制板制作工艺流程,双面印制板制作工艺流程,知识2印制电路板的业余手工制作,一、手工制作印制板的常用方法1雕刻法对于一些电路比较简单，线条较少的印制板，可以用雕刻法来制作。,雕刻刀具,美工刀,印制板雕刻机,2漆图法同雕刻法一样先将印制电路板图用复写纸复写到覆铜板的铜箔面，然后用鸭嘴笔蘸虫胶酒精溶液在电路走线上涂上一层保护漆。电路板图绘好后即可放入三氯化铁溶液中腐蚀。,鸭嘴笔,3贴图法电子商店有售一种“标准的预切符号及胶带”，预切符号都是印制电路板上常见的图形，有各种焊盘、接插件、集成电路引线和各种符号等。先将印制电路板图复写到覆铜板的铜箔面，然后根据电路设计版图，选用对应的符号及胶带，粘贴到覆铜版的铜箔面上，粘贴好后就可以进行腐蚀工序了。,4热转印法这种方法工艺简单，制版速度快，制作精度高，便于使用计算机CAD设计，逐渐为广大的业余电子爱好者所采用。,二、热转印法制作印制电路板,热转印法制板流程,知识3印制电路板的检验与测试,一、外观检查采用目视或放大镜检查产品（原辅材料与PCB等）表面有无外观异常，如伤痕、颜色、污染物、残留物、明显的开路与短路等的观察。,二、显微剖切断面检查采用金相显微镜观察镀通孔或导通孔内部和外层图形等有无异常或尺寸进行评价。,检查电镀通孔截面时常见镀铜缺陷,三、尺寸检查采用工具显微镜、坐标测量仪或各种测量工具等进行外形、孔经、孔位置、导线宽度与间距、焊盘等的尺寸，位置关系和板面平整度（翘曲度、变形）的测量与评价。,四、电气性能检验1连通性能一般可以借助万用表对导电图形的连通性能进行检验，重点是双面板的金属化孔和多层板的连通性能。对于大批量生产的印制板，甚至专门为这种印制板设计针床用于检验。,测试针床,2绝缘性能检测同一层不同导线之间或不同层导线之间的绝缘电阻，以确认印制板的绝缘性能。检测应在一定温度和湿度下，按照印制板标准进行。,五、工艺性能检验1可焊性：检验焊料对导电图形的润湿性能。2镀层附着力：检验镀层附着力，可以采用简单的胶带试验法。六、老化（使用期可靠性）试验采用各种试验装置进行耐高低温度循环性、耐热冲击性（气相/液相，如浮焊试验）、耐温湿度循环性、互连应力试验（IST）等的测试与评价。七、其它的试验采用各种试验装置进行耐燃烧性、耐溶剂性、清洁度、可焊性、焊接耐热性（回流焊、再流焊等）、耐迁移性等的试验与评价。,实训项目参观印制电路板生产现场一、实训目的了解印制电路板生产全过程，熟悉各阶段生产工艺技术。二、实训内容观看每一道工序，并做记录。三、实训步骤及工艺要点1做好参观前的准备工作。2听生产单位工程技术人员介绍或看有关资料。3参观生产现场，记录每道工序生产内容。4整理现场参观记录，画出该产品实际工艺流程。四、注意事项参观过程中注意现场安全。,综合实训印制电路板的手工制作,一、实训目的了解热转印法制作印制电路板的基本流程，掌握各步骤的工艺技术。二、实训所需器材及设备热转印机1台，快速腐蚀机1台，热转印纸若干，覆铜板1张，三氯化铁若干，激光打印机1台，PC机1台，微型电钻1个三、实训内容1快速制板设备的使用方法。2PCB的打印技巧，热转印法制作PCB的步骤。四、实训步骤及工艺要点1将利用Protel2004设计好的PCB图用激光打印机打印到热转印纸上。2覆铜板的下料与处理。3单面PCB图的转贴处理。4PCB图的转印。5腐蚀。6钻孔。五、注意事项1各种仪器的使用安全。2腐蚀过程中注意自身的防护。,项目小结,印制电路板的设计和制造质量直接影响到电子设备的成本和竞争能力，也直接影响到电子设备的可靠性。本项目介绍了印制电路板作用及分类，使学生了解印制板在电子产品生产中的地位。通过对印制电路板设计方法与制作流程的介绍，使学生掌握印制电路板设计的基本规则，了解印制电路板制作的工艺流程。通过实训，让学生熟悉了Protel软件的使用及手工制作印制电路板的方法。,项目四电子产品的整机装配,任务一电子产品的元器件的组装任务二整机总装工艺,模块二电子产品制造工艺,电子设备的装配是将电子元器件、零部件按设计要求装成整机的多种技术的综合，是产品生产过程中极其重要的环节。电子设备整机结构的基本要求是：结构布局科学合理，工作性能稳定可靠；体积小，重量轻，结构紧凑，便于运输；外形美观，操作方便，便于维修；工艺性能好，适宜于自动化生产或大批量生产。一个设计精良的产品可能因为装配工艺方法不当而无法实现预定的技术指标。因此掌握装配技术工艺知识对电子产品的设计、制造、使用和维修都是不可缺少的。本项目主要介绍在装配过程中元器件的加工成形及导线和电缆的加工。,知识1印制电路板上元器件的组装工艺,一、元器件的筛选,1.外观质量检查2.电气性能的筛选,(1)筛选：就是对电子元器件施加一种或多种应力试验，暴露元器件的固有缺陷而不破坏它的完整性。(2)筛选的理论是：如果试验及应力等级选择适当，劣质品会失效，而优良品则会通过。,3.元器件的检测,几种基本元器件的检测,电阻器电阻器的检测，主要看它的标称阻值与实际测量阻值的偏差程度。,任务一电子产品的元器件的组装,电容器,如果电解电容器的贮存期超过了三年，可以认为该元件已经失效。电容器常见的故障有有开路、短路、漏电或容量减小等。电容器的检测：用万用表的欧姆档来检测,a.5000pF以上非电解电容器的检测,电容器的检测,对于5000pF以下的电容器应采用专门的测量仪判别。,b.电解电容的检测,极性的判别：,万用表进行判别:如左图所示：,先用万用表的红、黑表笔测量一下电解电容的漏电阻值，而后将红、黑表笔对调，再测量一下漏电阻值（注意：第二次测量之前必须进行短路放电）两次测量中，漏电阻值小的一次和黑表笔相接的是负极。,质量的判别：测量电容器漏电电阻，漏电电阻越大，其绝缘性能越好。,电感器选用万用表欧姆档，测量线圈的直流电阻与标注值相比较，如所测阻值比标注值大许多，甚至指针根本不动（R为），则线圈断线。若所测阻值很小，则严重短路。,晶体二极管,a.二极管极性判别,如上图所示选用万用表欧姆档R1k，红、黑表笔对调，两次测量其阻值，其中阻值小的一次和黑表笔相接的是正极。,b.质量检测,二极管的正、反向电阻阻值相差越大越好。如果测得它的正、反向电阻都是无穷大，说明该二极管内部已开路；如果它的正、反向电阻均为零，说明二极管内部已短路；如果它的正、反向电阻相差无几，说明二极管的性能变差失效。,晶体三极管,a.检查三极管的穿透电流大小,三极管穿透电流大小的检测,b.检查三极管的放大性能值,三极管的放大性能值的估算,二、元器件引线的成形,1.预加工处理,引线的预加工处理包括引线的校直、表面清洁、搪锡。,2.引线成形的基本要求,元件引线开始弯曲处，离元件端面的最小距离应不小于2mm。,弯曲半径不小于引线直径的两倍，以减小机械应力，防止引线折断或被拔出。,焊接怕热元件时，应将引线绕成环形或用卷发式成形方法，将引线增长，提高散热能力。如(c)(d)图所示：,元器件引线成形后，其标称值应处在查看方便的位置。,成形后不允许有机械损伤。,卧式可贴印制电路板卧式不贴印制电路板卧式环形加长引线,立式环形加长引线立式不贴印制电路板立式可贴印制电路板,3.元器件引脚成形方法,是手工成形：一般在没有专用工具或加工少量元器件时采用手工成形。是采用专用的设备或模具成形：大批量的元件成形采用专用工具或成形模具自动完成的。,三、元器件安装的技术要求,1.元器件的标志方向应按照图纸规定要求，安装后能看清元件上的标志。若装配图上没有指明方向，则应使标记向外。易于辨认，并按照从左到右、从下到上的顺序读出。,2.安装有极性的元器件时，注意极性不要装错，安装前可套上套管以示区别。,3.安装高度应符合规定要求，同一规格的元器件应尽量安装在同高度上。,4.安装顺序一般为先低后高，先轻后重，先小后大，先里后外，先易后难，先一般元器件后特殊元器件。,5.元器件在印刷板上的分布应尽量均匀，排列整齐美观，不允许斜排、立体交叉和重叠排列。元器件外壳和引线不得相碰，要保证1mm左右的安全间隙，必要时应套绝缘套管。,6.晶体管管脚引线一般距印制板面35mm，过长过短都不利。集成电路安装时将引线脚与孔位对准，防止弄断或弄偏引出脚。,7.一些特殊元器件的安装处理，如MOS集成电路的安装应在等电位工作台上进行，以免静电损坏器件；发热元件(如2w以上的电阻)要与印刷板面保持一定的距离或加装散热器（如大功率三极管），不允许贴面安装；较大元器件的安装(重量超过28g)应采取固定措施(绑扎、粘、支架固定等)，以减振缓冲。,8.元器件插好后，其引线的外形处理有弯头的，有切断成形的。一般弯脚的弯折方向应与铜箔走线方向相同。如只有焊盘时，可朝距印制导线远的地方打弯。,四、元器件的安装方法,1.水平安装法,有间隙的水平安装法如图(a)所示,无间隙的水平安装法如图(b)所示,当元器件引线之间的距离大于或小于印制线路板上的安装孔距时，应先将引线弯成一定形状，并根据需要加装套管，然后再装置，如图(c)所示。,2.直立式安装法：将元器件垂直安装在印制线路板上,直立式安装埋头安装,3.埋头安装：将元器件的壳体埋于印制基板的嵌入孔内,4.有高度限制时的安装法：通常处理的方法是垂直插入后，再朝水平方向弯曲如下图所示：,有高度限制的安装,5.支架固定安装法：用金属支架将元器件固定在印制基板上,支架固定安装,知识2导线的加工工艺,一、导线的加工工艺,1.剪裁,2.剥头：剥头是指将绝缘导线的两端去掉一段绝缘层而露出芯线的过程。,剥头长度应根据芯线截面积、接线端子形状及连接形式确定，符合工艺文件的要求，如下图所示：,绝缘导线剥头长度,不同连接方式剥头长度及相应的调整范围表,3.清理：如果芯线表面有氧化层或涂漆层，应进行清洁处理。,4.捻头,捻过之后的芯线，其螺旋角一般在3045之间,多股芯线的捻线角度,5.浸锡,a.芯线浸锡：芯线浸锡时不应触到绝缘层端头，浸锡时间一般为13S。,b.裸导线浸锡：裸导线、铜带、扁铜带等在浸锡前要先用刀具、砂纸或专用设备等清除导线端面的氧化层污垢，然后再蘸助焊剂去浸锡。镀银线浸锡时，工人应带手套，以保护镀银层。,知识3布线与扎线工艺,布线又叫走线，它是指整机内电路之间、元器件之间的布线。合理的布线、整齐的装配和可靠的焊接，是保证整机质量和可靠性的几项主要措施。正确地选用导线(配线)、布线和接线是接线技术的主要内容。,一、选用导线应考虑的因素,1.电气因素,（1）导线的电压降,（2）工作电流,（3）额定电压,（4）频率及阻抗特性,（5）信号线的屏蔽,2.环境因素,3.导线颜色的选择,二、布线的原则,1.应减小电路分布参数2.避免相互干扰和寄生耦合3.尽量消除地线的影响4.应满足装配工艺的要求,三、扎线,电子产品内部布线的两种方式：1.分散布线：按照电路图要求用导线分散连接。它是研制及单件生产中经常采用的方法。,2.线束布线（集中布线）：先将导线捆扎成束后布线。在批量正规生产中经常采用。,实训AM管超外差收音机元器件及导线的加工与安装,一、实训目的1.掌握元器件的筛选、引线的成形、安装方法及安装的技术要求。2.根据需要会进行导线的加工。,二、实训所需器材1.工具：十字形小螺丝刀一把，电烙铁一把，偏口钳、尖嘴钳各一把，镊子一个，剥线钳一把2.仪表：MF47型万用表一个3.器材：AM管超外差收音机元器件器材一套,三、实训内容1.AM管超外差收音机元器件的筛选、引脚成形及安装。2.导线的加工成形。,四、实训步骤及工艺要点1.对AM管超外差收音机的元器件进行筛选。2.对元器件进行引脚成形。3.对导线进行加工成形。4.元器件及导线的安装。五、实训注意事项1.进行元器件检测时，操作方法要正确，正确的使用万用表进行检测。2.在进行元器件安装时，对于有极性的元器件，注意极性不要装反。3.在进行元器件安装时，应注意安装