電子CAD課程改革探討

1、電子cad課程改革探討摘要：電子線路cad ,即電子線路計算機輔助設計，是20世紀70年代以後隨著計算機硬件和軟件的發展而逐步形成的一 門新興學科。該課程主要講授利用計算機技術和工具軟件來完成 電路板設計的基本過程和實現原理，在高職院校中的主要教學內 容是如何使用軟件進行電路板的設計關鍵詞：電子線路；cad ;教學改革；教學方法人類社會已進入到高度發達的信息化社會，信息社會的發展 離不開電子產品的進步。現代電子產品在性能提高、復雜度增大 的同時，價格卻一直呈下降趨勢，而且產品更新換代的步伐也越 來越快，實現這種進步的主要因素是生產制造技術和電子設計技 術的發展。前者以微細加工技術為代表，目前已

2、進展到深亞微米 階段，可以在幾平方厘米的芯片上集成數千萬個晶體管。後者的 核心就是cda技術，cda是指以計算機為工作平臺，融合應用 電子技術、計算機技術、智能化技術最新成果而研制成的電子cad通用軟件包，主要能輔助進行三方面的設計工作：ic設計、 電子電路設計、pcb設計。沒有cda技術的支持，想要完成上 述超大規模集成電路的設計制造是不可想象的，反過來，生產制 造技術的不斷進步又必將對cda技術提出新的要求回顧近20年電子設計技術的發展歷程，可將cda技術分為 兩個階段20世紀80年代為cae階段，與cad相比，除瞭純粹的圖 形繪制功能外，又增加瞭電路功能設計和結構設計，並且通過電 氣連接

3、網絡表將兩者結合在一起，實現瞭工程設計，這就是計算 機輔助工程的概念。cae的主要功能是：原理圖輸入、邏輯仿 真、電路分析、自動佈局佈線、pcb後分析20世紀90年代為eda階段，盡管cad/cae技術取得瞭巨 大的成功，但並沒有把人從繁重的設計工作中徹底解放出來。基 於以上不足，人們開始追求：貫徹整個設計過程的自動化，這就 是eda,即電子設計自動化機電工程系應用電子專業自2002年開始開設電子線路cad 課程。自開設以來，為瞭提高該課程的教學效率，在系領導的支 持下不斷地對該課程的教學方法、考核方法進行改革，以期學生 能將這門課程掌握得更好，更加接近用人單位的需求，為學生的 就業創造更廣泛

4、的舞臺2005年我系根據對畢業生的工作情況調查的結果，發現電子線路cad軟件在我國電子行業的使用已經十分廣泛。為瞭適應 社會的需要，跟上時代的發展，我系在應用電子專業的教學計劃 中加入瞭電子線路cad課程，電子線路cad的課程改革主要 進行瞭以下三個方面的探索，具體內容如下：兵欲善其事，必先利其器。所以改革的第一步是關於軟件版 本的選擇，電子線路cad課程主要講解電路制版軟件的使用， 所以選擇的軟件是十分重要的，我們選擇的是protel公司的系列制版軟件，該系列軟件在電子行業中使用的比較廣泛第二步則是教學方法的改革。電子線路cad是一門實踐性 很強的課程，重點講授內容是軟件的使用，如何更有效地

5、培養和提高學生對軟件的使用能力，是我們教師一直思考的問題。最初 在沒有現成經驗可以借鑒的情況下，我們采用的教學方式是傳統 的課堂教學加實驗驗證模式，是模仿其他電類課程的教學方式建 立的，這種教學方法在學校條件有限的情況下，對電子線路cad 教學的開展起到瞭積極的作用，但是存在的問題也很多熱轉印法制pcb的原理：將pcb文件用激光打印機打印至 熱轉印紙，然後將紙貼在敷銅板上，加溫，使墨融化粘到敷銅板 上,然後將紙除去在這個過程中盡可能多地將墨留在pcb板上, 而不是隨著紙撕掉。然後將這塊板用三氯化鐵進行腐蝕，因為墨 裡有膠劑不會被腐蝕掉，所以當旁邊的銅被腐蝕掉，需要的線路 就出來瞭，然後鉛孔，將

6、墨層洗掉，打磨，塗上酒精松香水，最 終pcb就做好瞭。在制作過程中有幾個要註意的問題：一是打 印機和打印紙的選擇，打印機最好是激光打印機，其他類型的打 印機在打印的過程中會出現墨粉附著效果差或者熔膠等問題，打 印紙當然是熱轉印紙瞭，實在沒有或者隻缺幾張的情況下可以用 普通打印紙（銅版紙）臨時替代也是可以的；二是pcb版轉印 前的處理，敷銅板在轉印前是需要處理一下的，目的有兩個：一 個是清潔表面。不要有什麼雜質，比如說油，這個東西很討厭， 可是哪都有；一個是讓表面有一些微小的孔，這樣當墨融化時就 會滲進這些孔裡，增加粘合力，墨粉就不容易掉瞭。首先用挫刀 將pcb的邊修平，主要是因為切割pcb板時

7、，容易有一些突起， 這些突起在轉印時容易導致紙與pcb表面接觸不好，不平，溫 度不高，導致斷線，所以將邊修平，使pcb表面成一個很平的 平面是非常必要的。接著用砂紙將pcb表面磨光，主要還是磨 平，這個程度靠個人感覺瞭。要求是平整光滑，無異物就可以瞭。然後到廢feci3當中過一下，很快隻要表面有點變色就行瞭，馬 上到水龍頭上沖洗幹淨。然後用洗衣粉把板表面洗幹淨，這個步 驟主要是去油，洗幹淨就可以瞭，然後用水沖幹淨，接著用衛生 紙將表面擦光，註意不能掉渣；三是加熱設備的選擇，比較好的 當然是過塑機改的熱轉印機，萬一沒有或者學生自己回傢後制作 使用電熨鬥也是可以的 隻是要控制好溫度大約在180攝氏

8、度左 右就行；四是將熱轉印紙撕下來的問題，轉印完瞭，到瞭最關鍵 的一步瞭。冷下來的板子，直接扔在水裡讓它泡泡，註意欲速而 不達，浸一段時間，多長都沒關系。至少是整張紙都發泡起皺,然後拿著板子用手指慢慢搓就行。如果發現有掉墨的地方用油性 筆補一下，然後進入下一步操作；五是腐蝕。用feci3燒板，影 響速度有兩個因素：一個是濃度；一個是溫度。濃度高瞭低瞭都 不行。這個要多試幾次，差不多就行，不差那幾分鐘。但溫度是do越高越快，個人把握。最後就是在各個環節中都要註意安全，防止出現劃傷、燙傷、腐蝕等危險事件的發生，始終牢記安全第一 最後一步就是關於考試方式的改進。作為一門實踐性較強的 課程，要對其教學

9、效果進行有效的考核，就不是傳統試卷的考察方式所能達到的瞭，所以從一開始我們就在對電子線路cad的 考試方式的選擇上進行探索，不斷地進行改革，以期能有效地對 課程的教學效果和學生的學習情況進行評價。開始我們模仿電子 技術實驗課的考試方式，采用的是學生對一個給定的電路進行制 版設計，然後寫出實驗報告，老師根據設計結果和實驗報告來給 定分數。這個考試方法在操作中有一些問題，讓學生在兩個小時 中做好電路板的設計又同時寫出實驗報告，時間不是很充分，另 外如果學生能比較好地設計出電路板文件，那麼已經表示其對軟 件的使用掌握較好，至於實驗報告，也不能很好地從上面看出學 生對軟件的掌握程度，其考察作用有限，另

10、外還存在考試資料不 易保存，評分標準不易拿捏好的問題。於是在實驗室建立起來以 後，我們改革瞭考試的方式，由老師給出電路圖，讓學生在兩小 時內操作完，將結果打印輸出，並在打印的結果上簽字確認，以 打印輸出的圖紙為評分依據，並給出瞭比較詳細的評分標準。事 實上達到瞭比較理想的考察效果但是這種考試方式與實訓的形式比較相似，在學生們的考試成績與他們在實訓中表現的能力是比較相符的，而且實訓也要評 分，評分標準還是參考國傢技能考試的評分標準設定的。為瞭瞎 解學生對理論知識和實際操作的掌握程度，我們還在實訓即將結 束前進行瞭簡單的答辯環節，先根據參加實訓學生人數的多少進 行分組，每組裡的學生隨機回答事先準備好的十個左右的問題,題目范圍既有來自課本上的知識，用來考查學生掌握理論知識的 水平，又有實踐過程可能遇到的問題，可以考查學生的實際動手 能力和解決問題的能力。最終得出每個學生的本次實訓成績，也 就是期末成績隨著我國電子科技水平的不斷進步，計算機輔助設計在電路 系統中的使用也會越來越廣泛、越來越深入，電子業的從業人員對電路線路cad的良好掌握也會成為社會需求的必然，在高職 院校中，電子線路cad課程的發展方興未艾，這一課程的教學 改革也會一直進行下去，如何保證課