电子产品设计课件(精华版)

电子产品设计课件1工艺工艺是生产者利用生产设备和生产工具，对各种原材料、半成品进行加工或处理，使之成为符合技术要求的产品的艺术（程序、方法、技术）。2电子工艺电子整机（包括配件）产品的制造工艺。主要涉及两个方面一方面是制造工艺的技术手段和操作技能，另一方面是产品在生产过程中的质量控制和工艺管理。34MM电子整机产品制造中的要素1MATERIAL（材料）2MACHINE（设备）3METHOD（方法）4MANPOWER（人力）5MANAGEMENT（管理）4THTTHROUGHHOLETECHNOLOGY通孔插装技术SMTSURFACEMOUNTEDTECHNOLOGY表面贴装技术目前电子组装行业里最流行的一种技术和工艺BGABALLGRIDARRAY球栅阵列（门阵列式球形封装）I/O端子以圆形或柱状焊点按阵列形式分布在封装下面CSPCHIPSCALEPACKAGE芯片级封装是BGA之后的又一种新的技术MCMMULTICHIPMODULE多芯片组件将多块半导体裸芯片组装在一块布线基板上的一种封装技术第1讲电子产品生产流程及技术文件11电子产品的生产工艺流程111装配工艺的一般流程电子产品的装配过程是先将零件、元器件组装成部件，再将部件组装成整机。112流水线的工作方式1手工装配方式1个体手工装配是由操作者独自完成作品的组装工作。每个操作者要从头装到结束，速度慢，效率低，而且容易出错，一般只在产品的样机试制阶段或小批量试生产时应用。2流水线手工装配对于设计稳定，大批量生产的产品，宜采用流水线装配。流水线手工装配工序手工插件浸锡焊接剪脚二次浸锡焊接人工补焊。2自动装配方式自动装配一般使用自动插件机、波峰焊接机等设备，可极大的提高生产效率，节省劳力，产品合格率也大大提高。12技术文件是产品研究、设计、试制与生产实践经验积累所形成的一种技术资料。它主要包括设计文件、工艺文件两大类。121技术文件的特点1标准化标准化是电子产品技术文件的基本要求，电子产品技术文件要求全面、严格执行国家标准或企业标准。2管理严格技术文件一旦通过审核签署，生产部门必须完全按相关的技术文件进行工作，操作者不能随便更改，技术文件的完备性、权威性和一致性得以体现。122设计文件是产品从设计、试制、鉴定到生产的各个阶段的实践过程中形成的图样及技术资料。1设计文件的作用（1）用来组织和指导企业内部的产品生产。（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。2设计文件的种类（1）文字性设计文件产品标准或技术条件技术说明使用说明（2）表格性设计文件明细表构成产品（或某部分）的所有零部件、元器件和材料的汇总表。软件清单记录软件程序的清单。接线表用表格形式表述电子产品两部分之间的接线关系的文件。（3）电子工程图电原理图电原理图用来表示设备的电气工作原理，它使用各种图形符号，按照一定的规则，表示元器件之间的连接以及电路各部分的功能。方框图方框图是用方框代表一组元器件、一个部件或一个功能模块，用它们之间的连线表示信号通过电路的途径或电路动作顺序。方框图是原理图的简化示意图。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。印制电路板图一般分成两类画出印制导线的和不画出印制导线的印制板图。实物装配图实物装配图是以实际元器件的形状及其相对位置为基础，画出产品的装配关系，这种图一般在产品生产装配中使用。12普通超外差式收音机的方框图画出印制导线的印制电路板图如图所示。在这张图里，印制导线按照印制板的实物画出，并在安装位置上画出了3元器件。不画出印制导线的印制板图如下图所示，将安装元器件的板面作为正面，画出元器件的图形符号及其位置，未画出印制导线，用于指导装配焊接。下图所示的是仪器中的波段开关接线图，由于采用实物画法，能把装配细节表达清楚不易出错。43设计文件编号为便于开展产品标准化工作，对设计文件必须进行分类编号。目前电子产品设计文件编号较常采用的是十进分类编号，该类编号是由企业区分代号、分类特征标记、登记顺序号和文件简号四部分所组成。此图是电视接收机的设计文件编号。123工艺文件按照一定的条件选择产品最合理的工艺过程（即生产过程），将实现这个工艺过程的程序、内容、方法、工具、设备、材料以及每一个环节应该遵守的技术规则，用文字的形式表现出来，称为工艺文件。1工艺文件的作用和种类（1）工艺文件的作用组织生产，建立生产秩序；指导技术，保证产品质量；编制生产计划，考核工时定额；调整劳动组织；安排物资供应；工装、工具、模具管理；经济核算依据；保证工艺纪律；产品转厂生产时的交换资料；各企业之间进行经验交流；（2）工艺文件的分类根据电子产品的特点，可以分为四类基本工艺文件零件工艺过程；装配工艺过元器件工艺表、导线及加工表等；指导技术的工艺文件专业工艺过程；工艺说明及简图；检验说明（方式、步骤、程序等）；统计汇编资料专用工装；标准工具；材料消耗定额；工时消耗定额；管理工艺文件用的格式工艺文件封面；工艺文件目录；工艺文件更改通知单；工艺文件明细表；2工艺文件的格式工艺文件格式是按工艺技术和管理要求规定的工艺文件栏目的编排形式。生产企业工艺文件常用格式有以下几种（1）封面（2）工艺文件目录（3）工艺路线表（4）导线及扎线加工卡（5）配套明细表（6）装配工艺过程卡（7）工艺说明及简图（8）工艺文件更改通知单第2讲电子元器件电子元器件电子元器件是在电路中具有独立电气功能的基本单元。分为有源器件和无源器件两大类。称有源器件为“器件（DEVICE）”，称无源器件为“元件（COMPONENT）”21电子元器件的主要参数包括特性参数、规格参数和质量参数。211特性参数用于描述电子元器件在电路中的电气功能，通常可以用该元器件的名称来表示，例如电阻特性、电容特性或二极管特性。212规格参数描述电子器件的特性参数的数量称为它们的规格参数。包括标称值、额定值和允许偏差值等。1标称值和标称值系列为了便于大批量生产，并让使用者能在一定范围内选用合适的电子元器件，规定出一系列的数值作为产品的参数标准值称为标称值。一组有序排列的标称值叫做标称值系列。2允许偏差和精度等级对于一定标称值的元器件，大量生产出来的实际数值呈现正态分布，为这些元器件的实际数值规定了一个可以接受的范围，即为相对偏差规定了允许的最大范围，叫做数值的允许偏差。（简称允差）。不同的允许偏差也叫做数值的精度等级（简称精度）。3额定值与极限值额定值是指电子元器件能够长期正常工作（完成其特定的电气功能）时的最大电压、最大电流、最大功率消耗及最高环境温度等。极限值表示元器件能够保证正常工作的最大限度。213质量参数用于度量电子元器件的质量水平，通常描述了元器件的特性参数、规格参数随环境因素变化的规律，或者划定了它们不能完成功能的边界条件。1温度系数电子元器件的规格参数随环境温度的变化会略有改变。温度每变化1，其数值产生的相对变化叫做温度系数，单位为1/。信噪比外加信号功率/噪声功率2噪声系数无源元件用信噪比描述噪声指标噪声系数输入端信噪比/输出端信噪比有源器件用噪声系数来衡量3高频特性一切电子元器件在高频状态下时，都将表征出电抗特性，这种性质称为元器件的高频特性。4机械强度及可焊性设计电子产品时应该选用机械强度高、可焊性好的元器件。5可靠性和失效率电子产品的可靠性是指它的有效工作寿命，即它能够正常完成某一特定电气功能的时间。电子元器件的工作寿命结束，叫做失效。失效率（T）失效数/（使用总数使用时间）22电子元器件的检验和筛选221外观质量检测1元器件封装、外形尺寸、电极引线的位置和直径应该符合产品标准外形图的规定。2元器件外观应该完好无损。3电极引出线应该镀层光洁，无压折或扭曲。4元器件的型号、规格标志应该完整、清晰、牢固。5可调部件应该活动平顺、灵活，松紧适当，无机械杂音；开关类元件应该保证接触良好，动作迅速。222电气性能使用筛选1电子整机产品要用到很多元器件，对那些要求不是很高的元器件，一般采用随机抽样的方法检验筛选元器件；而对那些在电路中要求较高的关键元器件，则必须采用逐个测试的方法来检验元器件。2采用随机抽样的方法对元器件进行检验筛选，其抽样比例、样本数量以及检验筛选的操作程序，都是非常严格的。根据抽样检验的结果决定该种、该批的元器件是否能够投入生产；如果抽样检验不合格，则应该向供货方退货。3对那些要求较高、工作环境严酷的产品，其关键元器件则必须采用更加严格的老化筛选方法来逐个检验。广泛使用的老化筛选项目有高温存储老化、高低温循环老化、高低温冲击老化和高温功率老化等。23电子元器件的命名与标注231电子元器件的命名方法国家电子工业管理部门对大多数国产电子元器件的种类命名作出了统一规定，可以从国家标准GB247081中查到。232型号及参数在电子元器件上的标注1直标法2文字符号法3色标法24常用元器件简介241电阻器物体对电流通过时的阻碍作用，称为电阻。在电路中，起电阻作用的元件称为电阻器，它用字母“R”表示，其基本单位是欧姆“”，常用单位有“K”“M”等。在电路中，电阻器主要有分压、分流、偏置、限流、负载等作用。1电阻器的分类（1）按电阻器的制作材料分类碳膜电阻器,金属膜电阻器，线绕电阻器，水泥电阻器（2）按电阻的数值能否变化来分类微调电阻，电位器（3）按电阻的用途来分类熔断电阻器,压敏电阻器,光敏电阻器,热敏电阻器2电阻器的识读3电阻的额定功率电阻器在电路中长时间连续工作不损坏，或不显著改变其性能所允许消耗的最大功率，称为电阻器的额定功率，其单位为瓦W。一般额定功率大的电阻器，其体积也比较大。最常用的2W以下额定功率的碳膜电阻器和金属膜电阻器，其额定功率在电阻器上没有标出，实际应用时是依据电阻器的长度（不包括金属引脚）和直径来辨认，其辨认依据参见下表。4电阻器的使用常识（1）要根据电路的要求选用电阻的种类和误差。在一般的电路中，采用误差10，甚至20的碳膜电阻就可以了。（2）电阻的额定功率要选用等于实际承受功率152倍，才能保证电阻耐用可靠。（3）装插电阻器时，应使电阻的类别、阻值等符号容易看到，以便电路的检验和维修。（4）有些色环电阻的红色环与橙色环颜色有偏差，容易混淆，这就需要用万用表欧姆挡核实它的阻值。242电容器电容器的基本结构是用一层绝缘材料（介质）隔开的两片导体。电容器的基本单位是法“F”，常用单位有“F”“PF”等。电容器在各类电路中的主要功能是通交流隔直流、滤波及谐振。1电容器的分类（1）按电容器的制作材料来分类电解电容器,瓷片电容器,钽电容器,涤纶电器（2）按电容的数值能否变化来分类半可变电容器,可变电容器2电容器的识读电容器的识读主要采用直标法、色标法、文字符号法和数标法4种方法。（1）直标法直标法是将电容器的标称容量及允许偏差直接标在电容器上的标志方法电解电容器,金属化纸介电容器。（2）色标法电容器色标法采用颜色的规定与电阻器色标法的规定相同，其单位为皮法PF。（3）文字符号法标称容量的整数部分通常写在容量单位标志符号的前面，小数部分写在容量单位标志符号的后面。如033PF写为P33，22PF写为2P2。（4）数码表示法数码表示法一般用三位数标是容量的大小，前面两位数为电容器标称容量的有数字，第三位数字表示有效数字后面零的个数，它们的单位是皮法PF。例如102表示1000PF。3电容的使用常识（1）不论选用何种电容器，都不得使其额定电压低于电路实际工作电压的峰值，否则电容器将会被击穿。（2）在确定电容器的容量精度时，应该仔细考虑电路的要求，不要盲目追求电容器的精度等级。（3）由于各类电容器的生产工艺相差很大，因此价格也相差很大。在满足产品技术要求的情况下，应该尽量选用价格低廉的电容器，以便降低产品成本。243电感器电感器俗称电感线圈，是利用电磁感应原理制成的元件。电感器的基本单位是亨“H”，常用单位有“MH”“H”等。电感器在各类电路中的主要功能是阻流、变压及传输信号。1电感器的分类（1）小型固定电感器（2）平面电感平面电感主要采用真空蒸发、光刻电镀及塑料包封等工艺，在陶瓷或微晶玻璃片上沉积金属导线制成。（3）铁氧体磁心线圈磁棒线圈,E形磁心线圈,高频扼流圈。（4）变压器电源变压器，音频变压器，中周变压器，高频变压器。2电感器的主要参数（1）标称电感量电感量的单位是亨，用字母H表示。实际标称电感量常用毫亨MH及微亨H表示，一般电感器的电感量精度520之间。（2）品质因数品质因数是指线圈在某一频率的交流电压下工作时所呈现的感抗与线圈的总损耗电阻的比值，Q越高，损耗越小。其计算公式为Q2FL/R。（3）分布电容分布电容是指线圈的匝间形成的电容，即由空气、导线的绝缘层、骨架所形成的电容，它的存在降低了线圈的品质因数。3电感器的标示方法电感器的标示方法与电阻器、电容器的标示方法相同，有直标法、文字符号法、色标法。4电感的使用常识（1）通常铁心线圈只能用于低频；铁氧体线圈、空心线圈可用于高频。（2）无论选用何种电感器，其主要参数必须符合电路的要求。（3）选用电感器必须考虑机械结构是否牢固，不应使线圈松脱，引线接点活动。第3讲电子元器件二31机电元件是利用机械力或电信号的作用来实现电路接通、断开或转接的元件。311接插件接插件又称连接器，在电子整机中主要的功能是提供简便的拔插式电气连接。接插件按工作频率分类，工作在100MHZ以下的叫低频接插件，工作在100MHZ以上的叫高频接插件。按外形结构特征分类有圆形接插件、矩形接插件、印制板接插件、带状电缆接插件等。1圆形接插件插接插拔次数多、连接点数少、电流不超过1A。螺接接点多、插拔力大、连通电流大、连接方便、抗震性好、易实现密封及电磁屏蔽。2矩形接插件体积较大、电流容量大、充分利用空间。3印制板接插件插座焊在母版上，插头由印制电路板边缘上镀金的铜箔条构成。4同轴接插件又叫做射频接插件或微波接插件，用于传输射频信号、数字信号的同轴电缆之间连接。5带状电缆接插件插座部分直接焊接在印制电路板上，插头靠压力使连接端内的刀口刺破电缆的绝缘层实现电气连接。6插针式接插件插头、插座分别装焊在两块印制电路板上，用来实现两者之间的连接。7D型接插件接插件的端面像字母D，具有非对称定位和连接锁紧机构，连接可靠，定位准确。8条型接插件插座焊接在电路板上，导线压接在插头上，压接质量对连接可靠性影响很大。9音视频接插件也称AV连接器，用于连接音响设备、摄录像机设备及视频播放设备，传输音频、视频信号。10直流电源接插件用于连接小型电子产品的便携式直流电源。312开关开关是在电子设备中用于接通或切断电路的广义功能元件。开关机械机构带动的活动触点俗称刀，也称极，对应同一活动触点的静触点数俗称掷，也称位。1旋转式开关波段开关靠切入或者咬合实现触点的闭合，有多刀位、多层型的组合。刷形开关靠多层簧片实现接点的摩擦接触。2按动式开关按钮开关,键盘开关,直键开关,波形开关3拨动开关钮子开关,拨动开关313其他连接元件接线柱,接线端子314继电器继电器是根据输入电信号变化而接通或断开控制电路、实现自动控制和保护的自动电器，是自动化设备中的主要元件之一，起操作、调节、安全保护及监督设备工作状态的作用。继电器的型号命名与分类1电磁继电器2舌簧继电器3固态继电器是由固体电子元器件组成的无触点开关，简称SSR。固态继电器是一种两个接线端为输入端，另两个接线端为输出端的四端器件，中间采用隔离器件实现输入输出的电隔离。电磁式继电器的主要参数（1）额定工作电压继电器正常工作时加在线圈上的直流电压或交流电压有效值。它随型号的不同而不同。（2）直流电阻是指继电器中线圈的直流电阻，可以通过万能表测量。（3）吸合电压或吸合电流继电器能够产生吸合动作的最小电压或最小电流。（4）释放电压或电流继电器由吸合状态转换为释放状态时所处的最大电压或电流值，一般为吸合值的1/10至1/2。（5）触点负荷继电器触点允许的电压、电流值，它决定了继电器能控制电压和电流的大小。32半导体分立器件半导体器件是组成各种电子线路的基础，其包括分立元件和集成电路。通常把半导体分立器件分成半导体二极管、双极型晶体管、晶闸管、场效应晶体管。321二极管1二极管的分类2二极管的实物外形3二极管的主要参数（1）最大整流电流IF是指二极管长期连续工作时允许通过的最大正向平均电流。IF的数值是由二极管允许的温升所限定。（2）最大反向工作电压URM是指工作时加在二极管两端的反向电压不得超过此值，否则二极管可能被击穿，击穿电压UBR的一半定为URM。（3）反向电流IR指在室温条件下，在二极管两端加上规定的反向电压时，流过管子的反向电流。通常希望IR值愈小愈好。反向电流愈小，说明二极管的单向导电性愈好。（4）最高工作频率FM主要取决于PN结结电容的大小。结电容愈大，则二检管允许的最高工作频率愈低。322三极管1三极管的分类2晶体管器件的封装及引线3三极管按制造三极管的材料不同，有锗管和硅管之分。锗管的导通电压低，更适合在低电压电路中工作；但是硅管的温度特性比锗管稳定，穿透电流ICEO很小。按照工作频率分类，低频管可以用在工作频率为3MHZ以下的电路中；高频管的工作频率可以达到几百MHZ甚至更高。按照集电极耗散的功率分类，小功率管的额定功耗在1W以下，而大功率管的额定功耗可达几十W以上。4场效应晶体管场效应晶体管栅极的输入电阻非常高，一般可达几百M甚至几千M，所以对栅极施加电压时，基本上不分取电流，这是一般三极管不能与之相比的。另外，场效应管还具有噪声低、动态范围大等优点。场效应晶体管广泛应用于数字电路、通信设备和仪器仪表，已经在很多场合取代了双极型三极管。5三极管的选用（1）选用三极管时首先要搞清楚电路的工作频率大概是多少，一般要求三极管的FT大于3倍的实际工作频率。（2）小功率三极管的V（BR）CEO选择可以根据电路的电源电压来决定。（3）对于小信号电路其工作电流在120MA之间，可以不考虑三极管的ICM。但对于驱动继电器的三极管要了解继电器的吸合电流是多少毫安，以此来确定三极管的ICM。（4）对于大功率电路，需要考虑三极管的的极限参数，切勿使工作时的电压、电流、功率超过手册中规定的极限值，并根据设计原则选取一定的余量，以免烧坏管子。（5）可以根据三极管的外形来推测一下它的PCM和ICM参数。33集成电路集成电路是利用半导体工艺或厚膜、薄膜工艺，将电阻、电容、二极管、三极管、场效应晶体管等元器件按照设计要求连接起来，制作在同一硅片上，成为具有特定功能的电路。1集成电路的基本类别（1）集成电路按制造工艺可分为半导体集成电路、薄膜集成电路、厚膜集成电路和混合集成电路。（2）半导体集成电路按内部的器件类型可分为TTL型和CMOS型。（3）按集成度可分为小规模（SSI）、中规模（MSI）、大规模（LSI）、超大规模（VLSI）和甚超大规模（ULSI）集成电路。2集成电路的型号与命名3集成电路的封装集成电路的封装有塑料、陶瓷和金属三种。（1）封装的形式常见的有双列直插型、单列直插型和圆筒型等。（2）引脚排列4注意事项1使用集成电路的电子产品，在接通或断开电源的瞬间，不得有高电压产生，否则将会击穿集成电路。2一般情况下，数字集成电路的多余输入端不允许悬空，否则容易造成逻辑错误。与门、与非门的多余输入端应该接电源正端，或门、或非门的多余输入端应该接地。3商业级集成电路的使用温度一般在070之间。在电路板布局时，应使集成电路尽量远离热源。4在手工焊接电子产品时，一般应该最后装配焊接集成电路；不要使用大于45W的电烙铁，每次焊接时间不得超过10秒钟。5对于MOS集成电路，要特别防止栅极静电感应击穿。一切测试仪器、电烙铁以及线路本身，均须良好接地。此外，在存储MOS集成电路时，必须将其收藏在防静电盒内或用金属箔包装起来。第4讲SMT时代的电子元器件41表面安装技术概述表面安装技术是一项综合了表面电子元器件、装配设备、焊接方法和辅助材料的第四代电子产品的安装技术。表面安装技术（SMT）表面安装技术是指把片状结构的元器件或适合于表面安装的的小型化元器件，按照电路的要求放置在印制板上，用再流焊或波峰焊等焊接工艺装配起来，构成具有一定功能的电子部件的装配技术。411表面安装技术的发展过程表面安装技术从产生到现在经历了下面四个发展阶段第一阶段（19701975年）其主要技术目标是把小型化的片状元件应用在混合电路中，SMT开始使用在民用的石英电子表和计算器等产品中。411表面安装技术的发展过程第二阶段（19761985年）在这一阶段里表面安装技术使电子产品向着多功能、小型化发展，同时带动了表面安装设备的开发研制，为表面安装技术的发展奠定了基础，SMT广泛用于摄像机、耳机式收音机和电子照相机等产品中。第三阶段（19861995年）在这一阶段丝网印刷、回流焊接技术得到了应用，产品成本下降，性价比提高。411表面安装技术的发展过程。第四阶段（1996至今）大容量、多功能、高可靠、多层立体的微型片状元器件大量生产，生产设备自动化程度更高、速度更快。焊接向着无铅环保发展，倒装焊、特种焊开始使用。412SMT的技术特点1实现微型化在SMT元器件的电极上，有些焊端完全没有引线，有些只有非常短小的引线；相邻电极之间的距离比传统的双列直插式的集成电路的引线间距（254MM）小很多，目前引脚中心间距最小的已经达到03MM。在集成度相同的情况下，SMT元器件的体积比传统的THT元器件小6090，重量也减少6090。2电气性能大大提高表面组装元件降低了寄生引线和导体电感，同时提高了电容器、电阻器和其它元器件的特性。使传输延迟小，信号传输速度加快，同时消除了射频干扰，使电路的高频特性更好，工作速度更快，噪声明显降低。3易于实现自动化、大批量、高效率生产由于片状元件外型的标准化、系列化、和焊接条件的一致性，又由于先进的高速贴片机的不断诞生，使表面安装的自动化程度很高，生产效率大大提高。4材料成本、生产成本普遍降低由于SMT元件体积普遍减小，使得元件的封装材料消耗减小，又由于的生产自动化程度很高，成品率提高，因此SMT元器件的售价更低。且在SMT装配中，元器件不用预先整形、剪脚，印制电路板不用打孔，大大节省人力物力，因而生产成本普遍减低。5产品质量提高由于片状集成电路体积小、功能强，在SMT电路板上用一块片状集成电路就可以实现THT电路几块集成电路的功能，因而电路板出现故障的机率大大下降，工作更加可靠、稳定。413表面安装技术的工艺流程1单面SMT电路板的组装工艺流程2双面SMT电路板的组装工艺流程3双面SMTTHT混装工艺A面涂膏元器件贴装回流焊接翻板B面点红胶元器件贴装胶固化翻板A面插件引脚打弯波峰焊接清洗检测返修42表面安装元器件由于表面安装元器件具有尺寸小、重量轻、无引线或引线很短、形状简单、结构牢靠和标准化程度高等优点，能满足表面安装技术的各项要求而被广泛采用在小型、薄型、轻量、高密度、高机械强度、频率特性好、能自动化批量生产的电子整机和部件上。421表面安装无源元件表面安装无源元件SMC（SURFACEMOUNTINGCOMPONENT）主要包括片状电阻器、电容器、电感器、滤波器和陶瓷振荡器等。1表面安装电阻器表面安装电阻器按封装外型，可分为片状和圆柱状两种。圆柱型电阻有碳膜和金属膜两大类。额定功率有1/16W，1/8W，1/4W三种。规格分别是12MM20MM，15MM35MM，22MM59MM，电阻值用色环表示，0电阻无色环。RC3216型号中RC代表美国电子工业协会（EIA）系列长方体片状电阻，3216代表电阻长32MM,宽16MM。114表示阻值为110000。R39表示阻值为0392表面安装电容器表面安装电容器有多层陶瓷电容器、片状电容网排、片状固体钽质电容器。国产片状电容器常见的有CC3216系列，如型号CC3216CH151K101WT，其中CC代表系列，3216代表长和宽，CH代表温度特性，151表示电容量150P，K表示误差10，101表明耐压为100V。3表面安装电感器表面安装电感器的种类有片状铁氧体电感器、片状陶瓷电感器、片状高频电感器、片状铁氧体磁珠和磁珠排。电感量从100H47MH。422表面安装有源器件（SMD）（SURFACEMOUNTINGDEVICE）主要有二极管、三极管、场效应管和复合管等。1表面安装二极管安装二极管一般采用二端或三端封装，封装形式主要有圆柱型，二引线型和小型塑料封装。2表面安装三极管采用带有翼型短引线的塑料封装（SOT）。小功率管的额定功率在100MW300MW，集电极最大工作电流在10MA700MA。大功率管的集电极最大工作电流在1A3A额定功率在300MW2W。3SMD集成电路SO（SHORTOUTLINE）封装引线比较少的小规模集成电路大多采用这种小型封装。SO封装的引脚大部分采用翼形电极，引脚间距有127MM、10MM、08MM、065MM和05MM；。SO封装又分为几种，芯片宽度小于015IN、电极引脚数目少于18脚的，叫做SOP（SHORTOUTLINEPACKAGE）封装，常用于多路模拟电子开关。025IN宽的、电极引脚数目在2044以上的，叫做SOL封装；SOJ型封装的引脚两边向内钩回，叫做钩形（J形）电极，引脚数目在1248脚。QFP（QUADFLATPACKAGE）封装矩形四边都有电极引脚的SMD集成电路叫做QFP封装。薄形TQFP封装的厚度已经降到10MM或05MM。QFP封装的芯片一般都是大规模集成电路，在商品化的QFP芯片中，电极引脚数目最少的有20脚，最多可能达到300脚以上，引脚间距最小的是04MM（最小极限是03MM），最大的是127MM。LCCC（LEADLESSCERAMICCHIPCARRIER）封装这是SMD集成电路中没有引脚的一种封装，芯片被封装在陶瓷载体上，无引线的电极焊端排列在封装底面上的四边，电极数目为18156个，间距127MM。PLCC（PLASTICLEADEDCHIPCARRIER）封装这也是一种集成电路的矩形封装，它的引脚四边向内钩回，呈钩形（J形）电极，电极引脚数目为1684个，间距为127MM。4BGA封装BGA（BALLGRIDARRAY），球型引脚格栅阵列封装，电极引脚数目为72736个，间距为10MM、127MM、15MM，相同功能的大规模集成电路，BGA封装的尺寸要比QFP的封装小的多。5PGA封装PGA（PINGRIDARRAY），插装型封装之一，其底面的垂直引脚呈陈列状排列。封装基材基本上都采用多层陶瓷基板。在未专门表示出材料名称的情况下，多数为陶瓷PGA，用于高速大规模逻辑LSI电路，成本较高。引脚中心距通常为254MM，引脚数从64到447左右。地5讲制造电子产品的常用材料和工具51常用导线与绝缘材料电子产品的制造需要使用各种导线、绝缘材料等。了解这些材料的种类、性能和特点，掌握正确选用的方法，这对于优化生产工艺、保证产品质量是至关重要的。511导线是能够导电的金属线，是电能和电磁信号的传输载体。1裸线是指没有绝缘层的单股或多股铜导线，大部分作为电线电缆的线芯，少部分直接用在电子产品中连接电路。2电磁线指有绝缘层的导电金属线，绝缘方式有表面涂漆或外缠纱、丝等，一般用来绕制电感类产品的绕组，所以也叫做绕组线。3绝缘电线指由导电的线芯、绝缘层等组成的导线，用做电子产品的电气连接。导线绝缘外皮的材料主要是塑料类和橡胶类，在结构上有固定敷设电线、绝缘软电线和屏蔽线。4排线排线如左图所示。在数字电路中，特别是计算机类产品中，数据总线、地址总线和控制总线等连接导线往往是成组出现的，其工作电平、导线走向都大体一致。5电线电缆电线电缆又称安装电缆，一般由导电芯线，绝缘层和保护层组成。芯线有单芯，多芯，并有各种不同的线径，下图所示为电线电缆的结构示意图。6电源软导线从电源插座到机器之间的电源线，用户经常需要插拔，移动，选用时考虑在恶劣条件下能正常使用。512常用绝缘材料绝缘材料是电很难通过的材料，又称电介质，它在直流电压的作用下，只允许极微小的电流通过。具有较高的电阻率，一般都大于109CM。绝缘材料的分类无机绝缘材料云母、石棉、陶瓷有机绝缘材料树脂、橡胶、棉纱复合绝缘材料玻璃布层压板1薄型绝缘材料（1）绝缘纸常用的有电容器纸、青壳纸、铜板纸等，有较高的抗电强度。主要用于要求不高的低压线圈绝缘。（2）绝缘布常用的有黄腊布、黄腊绸、玻璃漆布等。具有布的柔软性和抗拉强度，可制成各种套管，用做导线护套。（3）有机薄膜常用的有聚脂、聚酰亚胺、聚氯乙烯、聚四氟乙烯薄膜。有机薄膜涂上胶粘剂就成为各种绝缘粘带。（4）塑料套管除绝缘布套管外，大量用在电子装配中的是塑料套管，耐热性差，不宜用在受热部位。2绝缘漆使用最多的是浸渍电器线圈和表面覆盖。3橡胶制品橡胶在较大的温度范围内具有优良的弹性、电绝缘性、耐热、耐寒和耐腐蚀性，是传统的绝缘材料，用途非常广泛。4云母制品云母是具有良好的耐热、传热、绝缘性能的脆性材料。主要用于耐高压且能导热的场合，如用作金属封装大功率晶体管与散热片之间的绝缘垫片。52覆铜板全称为覆铜箔层压板，就是经过粘贴、热挤压工艺，使一定厚度的铜箔牢固的附着在绝缘基板上的板材。521覆铜板的组成1基板高分子合成树脂和增强材料组成的绝缘层压板。2铜箔铜箔表面不能有划痕、砂眼和皱折，金属纯度不能低于998，普遍厚度为35M。3粘合剂常用的有酚醛树脂、环氧树脂、聚四氟乙烯等。522覆铜板的工艺流程铜箔氧化铜箔上胶对贴剪切热压剪切备置树脂玻璃布上胶523覆铜板的技术指标（1）抗剥强度（2）翘曲度（3）抗弯强度（4）耐浸焊性53焊接材料焊接材料包括焊料和焊剂（又叫助焊剂）。正确选用焊料和焊剂，根据实际情况选择焊接工具，是保证焊接质量的必备条件。531焊料能熔合两种或两种以上的金属，使之成为一个整体的易熔金属或合金都叫焊料。它的熔点低于被焊金属，熔融时应有好的润湿性和流动性。按照成分，有铅锡焊料、银焊料、铜焊料等。通常使用铅锡焊料，俗称焊锡。1铅锡焊料常用的锡铅焊料中，锡占619，铅占381。这种配比的焊锡熔点和凝固点都是182，可以由液态直接冷却为固态，不经过半液态，焊点可迅速凝固，缩短焊接时间，减少虚焊，该点温度称为共晶点，该成分配比的焊锡称为共晶焊锡。2铅锡焊料共晶焊锡具有低熔点，熔点与凝固点一致，流动性好，表面张力小，润湿性好，机械强度高，焊点能承受较大的拉力和剪力，导电性能好的特点。532助焊剂金属接触空气以后，在其表面会生成一层氧化膜。温度越高，氧化就越严重。助焊剂就是用于清除氧化膜、保证焊锡润湿的一种化学溶剂。1助焊剂的作用1去除氧化膜。其实质是助焊剂中的氯化物、酸类同焊接面上的氧化物发生还原反应，从而除去氧化膜。反应后的生成物变成悬浮的渣，漂浮在焊料表面。2防止氧化。液态的焊锡及加热的焊件金属都容易与空气中的氧接触而氧化。助焊剂融化以后，形成漂浮在焊料表面的隔离层，防止了焊接面的氧化。3减小表面张力。增加熔融焊料的流动性，有助于焊锡润湿和扩散。4使焊点美观。合适的助焊剂能够整理焊点形状，保持焊点表面的光泽。2助焊剂的种类常用的助焊剂有松香、松香酒精助焊剂、氯化锌助焊剂、氯化铵助焊剂等。在电子电气制品焊接中常采用中心夹有松香助焊剂、含锡量为61的39锡铅焊锡丝，也称为松香焊锡丝。54粘合剂（1）快速粘合剂聚丙烯酸酯胶，即常用的501、502胶，渗透性好、粘接快。缺点是任性差、不耐水、不耐碱、不耐热。（2）环氧类粘合剂环氧树脂，粘接范围广，耐碱、耐热、耐潮、耐冲击。电子工业专用胶（1）导电胶粘接材料具有导电性。用于修复不可焊接的电位型连接缺陷。（2）导磁胶粘合剂加入磁性材料，具有导磁作用，用于氧铁体零件、变压器及扬声器等的粘贴加工。（3）热熔胶类似焊锡，可粘接金属、木材、塑料、皮革、纺织品等。（4）压敏胶施加压力即能产生粘接作用。常用来制成单面胶和双面胶使用。（5）光敏胶由光激发而固化，适合流水线生产。543安装配件1散热器为使功率消耗较大的元器件所产生的热量能尽快地释放出去，降低元器件的工作温度，通常在金属元器件上固定金属翼片，称散热器。2焊片焊片通常固定在螺钉、接线柱及大功率器件上，或用铆钉铆接在印制电路板上，用来安装元器件、导线的一种导电附件。3接线板接线板能够固定在机箱内的任何位置，可以作为元器件或导线的中转连接点，也可以固定少量元器件，组成简单的电路。4压片、卡子用金属或塑料制成，主要用来把导线束、电缆或零部件固定在整机的机壳、底板等处，防止在震动时脱落，并使导线布局整齐、美观。55SMT工艺的生产材料再流焊是把适量的铅锡焊膏涂敷到印制电路板上的焊盘上，再把SMT元器件贴放到相应位置，进入再流焊设备，完成电路板焊接的过程。SMT材料主要是用于表面安装电路板的焊接。551膏状焊料俗称焊膏，由于主要成分是铅锡合金，故也称铅锡焊膏或焊锡膏。焊锡膏由焊粉（60）和糊状助焊剂（40）组成。1焊粉焊粉是合金粉末，通常采用高压惰性气体（氩气）将熔融合金喷射而成。合金的成分一般为63SN/37PB合金、62SN/36PB/2AG。形状有球形和无规则形。2焊剂焊剂既有助焊功能，又是焊膏粉末的载体，本身具有高粘度。决定焊膏的主要性能。作用是净化焊接面、提高润湿性、防止焊料氧化、保证工艺精良。1焊剂松香、合成树脂，净化金属表面提高焊料的润湿性。2粘结剂松香、松香脂、聚丁烯，提供粘性，粘牢元器件。3活化剂硬脂酸、盐酸等，净化金属表面。4溶剂甘油、乙二醇，调节焊膏特性3常用焊膏1松香型焊剂的主要成分为松香。由于松香有优良的助焊性能，焊后残留物成膜性好，对焊点有保护作用；松香的第二个作用是增加焊膏的黏接力，是贴装元器件不产生位移；第三个作用是松香起到调节粘度的作用，使金属粉末不沉淀，不分层。2水溶型焊剂的主要成分为有机水溶物质，焊后可水洗，有利于环保，但由于无松香，焊膏黏性不够大，应用受到一定限制。3免清洗型焊剂中不含卤素，同时尽量减少松香含量，增加其他有机物的用量，但松香含量减少到一定程度，焊剂的活性就会降低，防止焊接区的二次氧化的作用也会降低。552无铅的提出（1）铅对人体有害铅是一种多亲和性毒物。主要损害神经系统、造血系统和消化系统。铅中毒是引发白血病、肾病、心脏病、精神异常的重要因素之一。古罗马帝国灭亡饮水工程中大量使用铅，造成人们体质恶化。（2）市场的竞争日本松下、NEC、SONY、东芝等公司2000年开始率先采用无铅制造技术，日本各电子企业大打“绿色”“环保”牌，更好的进入西欧、北美市场，以迎合当地绿色环保组织。目前已有1/3的产品使用无铅焊接。1无铅焊膏常用的焊膏有SN955AG38CU07；熔点217，金属成份89；SN913BI48AG30；熔点205210。2无铅焊膏的优劣无铅焊料具有优良的机械性能、拉伸强度、耐热老化优越、焊接强度高。但成本高、熔点高3040、润湿性差、焊接产生的二氧化碳多、重金属含量高。553粘合剂用于粘贴SMT元器件的粘合剂称为贴片胶。在双面混装表面安装电路板的焊接面，先将贴片胶涂敷在印制电路板贴放元件位置的底部或边缘，贴放SMT元器件，待固化后，翻版插装THT元件，最后进行波峰焊接。由于SMT元器件在焊接时位于基板的下面，所以必须使用粘合剂来固定它们。56装配用五金工具在装配电子整机产品时，经常要用到各种小五金工具，掌握常用工具的特点、使用方法及基本操作技能，使才能顺利地完成各种电子电气设备及家用电器产品的装配和维修。561钳子钳子的种类很多，按用途分为尖嘴钳、斜口钳、剥线钳和钢丝钳等。562镊子在电子产品制作和修理过程中，常用镊子夹取微小的器件。尤其是在修理仪表的表头和收音机中周变压器等一些精细的物件时，更离不开镊子。在焊接时可用镊子夹持导线和元器件使它们固定不动，夹住元器件的引脚还能帮助散热。563螺丝刀螺丝刀又称起子、改锥等。是用来紧固或拆卸螺钉的工具，它的种类很多，按头部形状的不同，分为一字形和十字形两种。自动螺丝刀自动螺丝刀有电动螺丝刀（电动改锥）和气动螺丝刀（气动改锥）两大类，适用在批量大、要求装配一致性好的流水线生产中使用。564热溶胶枪热溶胶枪装上白色胶条，通电加热后会使胶料溶解，轻按扳机即能挤出热溶胶，广泛用于电子元件的固定及塑料导线的固定。565风剪印刷板装配焊接以后，元器件的引线数量较多需要剪断时，使用风剪可以大大提高工作效率，减轻劳动强度。57焊接工具1普通电烙铁普通电烙铁有内热式和外热式，普通电烙铁只适合焊接要求不高的场合使用。功率一般为2050W。内热式电烙铁的发热元器件装在烙铁头的内部，从烙铁头内部向外传热。它具有发热快，热效率达到8590以上，体积小、重量轻和耗电低等特点。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。3吸锡器吸锡器是一个小型手动空气泵，压下吸锡器的压杆，就排出了吸锡器腔内的空气；释放吸锡器压杆的锁钮，弹簧推动压杆迅速回到原位，在吸锡器腔内形成空气的负压力，就能够把熔融的焊料吸走。4吸锡电烙铁吸锡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。它的使用方法是电源接通35S后，把活塞按下并卡住，将锡头对准欲拆元器件引脚，待锡熔化后按下按钮，活塞上升，焊锡被吸入管。5热风枪热风枪专门用于表面贴片安装电子元器件的焊接和拆卸。由控制电路、空气压缩泵和热风喷头等组成。其中控制电路是整个热风枪的温度、风力控制中心；空气压缩泵是热风枪的心脏，负责热风枪的风力供应；热风喷头是将空气压缩泵送来的压缩空气加热到可以使焊锡熔化的部件。6烙铁头当焊接焊盘较大的可选用截面式烙铁头，如图中的1；当焊接焊盘较小的可选用尖嘴式烙铁头，如图中的2；当焊接多脚贴片IC时可以选用刀型烙铁头，如图中3；当焊接元器件高低变化较大的电路时，可以使用弯型电烙铁头。第6讲印制电路板的设计与制作印制电路板（PRINTEDCIRCUITBOARD，PCB）也叫做印刷电路板，简称印制板。由绝缘基板、连接导线和装配焊接电子元器件的焊盘组成，具有导电线路和绝缘基板的双重作用。611印制电路板的作用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印制电路板上所形成的印制导线，将各种电子元器件有机地连接在一起，使其发挥整体功能。一个设计精良的印制电路板，不但要布局合理，满足电气要求，还要充分体现审美意识，这也是印制电路设计的新理念。3提供所要求的电气特性，保证电路的可靠性在设计印制电路板的时候，应注意采用正确的方法，遵守印制电路板设计的一般原则，并应符合抗干扰设计的要求。4提供阻焊图形、识别字符和图形印制电路板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。612印制电路板的种类1按所用的绝缘基材分类纸基印制电路板、玻璃布印制电路板、挠性基材印制电路板、陶瓷基印制电路板、金属基印制电路板等几种类型。2按印制电路板的强度分类刚性印制电路板、挠性印制电路板、刚挠结合印制电路板等。3按印制电路的导电结构来分单面印制电路板、双面印制电路板和多层印制电路板。（1）电视机、收录机、收音机等家用电器内部的电路板大多是单面印制电路板。（2）手机、影碟机、单片机等含数字电路和CPU控制的电路板一般采用双面印制电路板。（3）常见的电脑板卡基本上是环氧树脂玻璃布基双面印制线路板，内存条的电路板则是多层板。613印制电路板的设计步骤1选定印制板的材料、形状、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覆铜板。根据电路的功能和产品的设计要求，确定印制板的外形和尺寸。（1）选定印制板的材料确定板材主要是依据整机的性能要求、使用条件及销售价格。一般应该尽可能选择单面板或双面板。分立元器件的电路常用单面板，集成电路较多的电路常用双面板。（2）印制板的形状印制电路板的形状由整机结构和内部空间的大小决定。外形应该力求简单，最佳形状为矩形，尽量避免采用异形板。在实际生产过程中，为了降低生产成本，通常将几块小的印制板拼成一个大矩形板，待装配、焊接后再沿工艺孔裁开。（3）印制板的尺寸印制板的尺寸应该尽量接近标准系列值，要考虑整机的内部结构和板上元器件的数量、尺寸及安装、排列方式来决定。确定电路在板上占用的净面积后，向外扩出5MM10MM，便于印制板在整机中的安装固定。（4）印制板的厚度在确定印制板的厚度时，主要考虑对元器件的承重和震动冲击等因素。如果板的尺寸过大或板上的元器件过重，应该适当增加板的厚度或对电路板采取加固措施。2合理安排好元器件的位置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。3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。一般先画出主要元器件的连线，然后画出其它元器件的连线，最后画地线。在排版布线中应避免连线的交叉，但可在元器件处交叉，因元器件跨距处可以通过印制导线。4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。印制电路板图设计完成后，即可绘制照相底图，进行批量生产。制作一块标准印制电路板，根据不同的加工工序，还应提供不同的制版工艺图，如机械加工图、字符标记图、阻焊图等。614印制电路板的设计要求（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85，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。因此，元器件的排列方向和疏密要有利于空气对流，发热量大的元器件应放置在便于散热的位置。如果工作温度超过40，应加装散热器。热敏元器件应远离高温区域或采用热屏蔽结构。（2）印制电路板的减振缓冲设计印制板上的负荷应合理分布以免产生过大的应力。较重的元器件应排在靠近印制板的支撑点处。重量超过15G的元器件，应当用支架加以固定，然后焊接。那些又大又重、发热量多的元器件，不宜装在印制板上，而应装在整机的机箱底板上，且应考虑散热问题。位于电路板边缘的元器件，离边缘一般不小于MM。在板上要留出固定支架、定位螺丝和连接插座所用的位置。（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。输入输出元器件应尽量远离，高频元器件之间的连线尽可能短，减少它们的分布参数和相互的电磁干扰。元器件排列方向与相邻的印制导线应垂直，特别是电感元器件的线圈轴线应垂直于印制板面。（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。同时以每个功