《PCB设计与制作》课程标准

PAGE415《PCB设计与制作》课程标准课程代码：0231004课程类别：技术平台课课程属性：必修课学分/学时：4.5学分/72学时制订人：审订人：适用专业：物联网应用技术电子工程系

一、制订课程标准的依据本课程标准以《中华人民共和国高等教育法》和《中华人民共和国职业教育法》专科教育应当使学生掌握本专业必备的基础理论、专门知识，具有从事本专业实际工作的基本技能和初步能力、教高〔2000〕2号《关于加强高职高专教育人才培养工作的意见》精神为指导，依据物联网应用技术专业人才培养方案对课程的教学要求而制订。同时，结合教高16号文件中提出的高职高专人才培养“双证书”制度，根据国家信息产业部2006年颁布的电子行业特有工种职业技能鉴定《印制电路图形制作工(PROTEL)国家职业标准》的要求，结合物联网应用技术专业学生所必备的电子电路设计技能要求而编写，以强化学生职业能力的培养为目的，制定出既符合培养从事印制电路设计、制造和质量管理高等职业技术人才目标的人才培养方案、又涵盖职业技能鉴定标准的课程标准。二、课程的性质《PCB设计与制作》课程是物联网应用技术专业人才培养方案中技术平台课下的职业基础能力模块课程之一，是该专业的一门必修课。通过本课程的学习，使学生了解印制电路板的作用及特点，掌握电路原理图的绘制、PCB板的设计及实际制板、调试的应用能力，是为了学生在电子产品生产和设计中能胜任PCB设备操作岗、电子CAD绘图岗、辅助设计岗等岗位而设置的，是学生专业就业能力形成的关键课程，是一门技术性、专业性、实践性、综合性都很强的课程，也是一门理实一体化课程。三、本课程与其它课程的关系序号前期课程名称为本课程支撑的主要知识、能力和素质1电路分析培养学生了解元件功能、识读电路原理图及分析电路的能力2信息技术基础培养学生对应用软件的认知、操作和计算机操作能力3电子工艺培养学生对电子元器件的识别、测试能力；对电子产品的装配、焊接与调试能力等序号后续课程名称为后续课程支撑的主要知识、能力和素质1模拟电子技术模拟电子电路的绘制；模拟电路PCB的综合设计与制作能力2数字电子技术数字集成电路的绘制；数字电路的设计与制作能力3电子产品制作综合实训常用电子元件及集成电路的识别；电路原理图的绘制；电子产品的设计与制作能力四、课程的教学目标知识目标1．了解各种电子线路的设计方法；2．了解PCB的种类材料及划分；3．掌握元件封装的技术参数文件的阅读；4．掌握设计印制电路板图的方法；5．了解PCB的生产工艺。能力目标1．具有阅读和分析基本电子线路的能力；2．能熟练安装并使用AltiumDesignerSummer09软件；3．能按国际要求设计元件符号和元件封装；4．能规范地绘制电路原理图；5．能完成常见单层、双层、异形PCB及贴片PCB的设计；6．具有相关PCB制板工具、仪器设备的正确使用能力；7．具有熟练的单层PCB制板能力。8．掌握资料收集整理、获取与利用信息的方法，能根据工作任务的需要使用各种信息媒体，独立收集资料。素质目标1．具有良好的语言表达能力，能有条理地表达自己的思想、态度和观点；2．具有独立思考、分析判断与决策能力，能分析、解决工作中出现的问题；3．具有交往合作能力、团队协作精神，能主动与他人合作，与他人交流和协商；4．具有良好的职业道德、标准意识、规范意识、质量意识及环境意识，能严格执行相关标准、工作程序与规范、安全操作规程。五、课程的教学内容与建议学时(72学时)序号章节(项目)名称学时教学形式备注1项目1：手机来电信号灯的单面PCB设计（THD及SMD的单面PCB）16一体化2项目2：简易闪烁灯的PCB设计制作与调试（THD和SMD混装的单面PCB）18一体化+制板实践项目测试13项目3：电子幸运转盘的双面PCB设计（自制元件库、封装库的异形双面PCB）10一体化4项目4：呼吸灯电路的PCB设计制作与调试（自制元件库、封装库的单面PCB）18一体化+制板实践项目测试25项目5：六十秒计数器的双面PCB设计（层次电路的双面PCB）10一体化课程考核合计72六、课程教学设计指导框架章节(项目)名称教学目标学习与训练内容学时建议教学方法手段与资源利用建议教学环境说明考核评价项目1：手机来电信号灯电路板的设计1．学会altiumdesignersummer09（简称AD9）软件的安装、破解方法2．熟悉绘制电路图的界面3．掌握绘制电路原理图的一般步骤和方法4．了解印刷电路板基础5．熟悉PCB编辑器界面6．理解PCB工作参数的设置7．掌握THD单面PCB的设计步骤与方法8．掌握SMD单面PCB的设计步骤与方法1．安装破解altiumdesignersummer09软件2．设置原理图图纸等相关参数3．绘制手机来电信号灯电路原理图①电气对象的放置及编辑方法②电源、接地、连接器的放置③导线的连接、网络标号的放置④封装批量修改⑤编译，电气改错4．设计手机来电信号灯单面PCB板①用PCB向导生成板框②导入原理图网络及元件布局③规则设置、布线16教学方法：讲授法；多媒体演示法；任务驱动教学法；练习法；动手操作。媒介资源：教材、教案、计算机及多媒体课件、软件等电子CAD实训室（使用AD9软件进行电路原理图的绘制、PCB版图的设计）项目过程形成性考核，内容包括：1．出勤与课堂表现2．考核软件的安装、操作技能情况3．原理图正确绘制，编译、修改封装等操作情况4．单面PCB版图设计是否正确项目2：LED简易闪烁灯的设计、制作与调试1．熟悉AD9软件电路图设计窗口2．熟练绘制LED简易闪烁灯电路原理图的绘制3．掌握查找替换、电气规则检测与编译等操作。4．掌握混装单面PCB自动设计的步骤与方法5．掌握单面PCB的制作工艺6．掌握元件识别、质量检测的方法7．掌握电路板装配、THD焊接技能、SMD焊接技能8．掌握LED闪烁灯电路的检测、调试的方法1．正确绘制电路原理图、设置封装、生成元件清单2．设计混装单面PCB板①设计板框，元件布局，注意THD、SMD放置层②利用查找相似对象方法来批量修改参数③规则设置、布线④输出制造文件及生成钻孔文件3．用热转印法制作混装单面PCB4．识别元件清单的元器件，并用万用表进行质量好坏的检测5．电路板的装配、焊接、检测18教学方法：讲授法；多媒体演示法；任务驱动教学法；练习法；动手操作。媒介资源：教材、教案、计算机及多媒体课件、软件等覆铜板、热转印纸等1．电子CAD实训室2．PCB制作实训室（进行印制电路板的制作、电路板的装配、焊接、检测、调试等一体化教学）项目过程形成性考核，内容包括：1．出勤与课堂表现2．原理图正确绘制的步骤操作情况3．混装单面PCB版图设计是否正确4．制作的电路板是否符合标准要求5．电路板装配、调试后的功能是否达标项目3：电子幸运转盘电路的设计1．掌握启动和关闭元件图库的方法2．掌握绘制元件的方法3．理解元件库绘图工具、元件库管理指令。4．掌握用手工和利用向导创建元件封装方法。5．掌握装载原理图元件库的方法6．掌握装载PCB封装库的方法7．熟练绘制电子幸运转盘电路原理图的绘制8．掌握异形双面PCB自动设计的步骤与方法1．创建元件库2．制作原理图元件:①修改软件自有库里的元件符号②绘制单部件的分立、集成元件3．创建元件封装库4．制作元件封装：①向导生成元件封装②按技术参数图纸自行绘制封装5．绘制电路原理图，修改封装6．设计异形双面PCB板①用向导生成异形PCB板框②元件布局，应用PCB特殊粘贴的方法③双面PCB的规则设置④双面PCB的布线及手工调整⑤输出制造文件10教学方法：讲授法；多媒体演示法；任务驱动教学法；练习法；动手操作。媒介资源：教材、教案、计算机及多媒体课件、软件等绘制实物封装的器件：如集成芯片、数码管等电子CAD实训室（使用AD9软件进行电路原理图的绘制、PCB版图的设计）项目过程形成性考核，内容包括：1．出勤与课堂表现2．元件符号及封装绘制是否符合要求3．原理图正确绘制的步骤操作情况4．异形板框的设计是否正确5．双面PCB版图设计是否正确项目4：呼吸灯电路的PCB设计制作与调试1．了解工程设计的总体思路2．熟练掌握软件各个模块综合使用3．掌握单面PCB热转印制板的步骤与工艺流程1．分析任务，准备资料2．正确、熟练地绘制电路原理图，设置封装并生成元件清单3．设计印制电路板4．生成有关报表文件等5．打印印制电路板图6．热转印法制作PCB18教学方法：多媒体演示法；任务驱动教学法；练习法；动手操作。媒介资源：教材、教案、计算机及多媒体课件、软件等覆铜板、热转印纸等1．电子CAD实训室2．PCB制作实训室（印制电路板的制作、装配、焊接、调试检测等教学）项目过程形成性考核，内容包括：1．出勤与课堂表现2．原理图绘制情况3．器件封装设计的正确性4．PCB设计正确性5．制作的电路板是否符合标准要求项目5：六十秒计数器的设计1．了解层次电路原理图的基本组成2．掌握层次电路原理图的绘制方法3．掌握层次电路原理图中的层次切换方法4．掌握带有总线的电路原理图的绘制方法5．熟练绘制六十秒计数器电路原理图6．掌握双面PCB自动设计的步骤与方法7．熟练掌握PCB的规则设置方法1．创建元件库，制作多部件的集成元件2．创建元件封装库，按电子器件实物手工绘制元件封装3．绘制电路原理图，设置封装①用自顶向下（或自底向上）的方法绘制层次原理图②绘制总线和放置网络标号4.完成较复杂电路的双面印制电路板的设计①异形板框的手工绘制②双面板的自动布线设置③布线结果检查（DRC检查）10教学方法：多媒体演示法；任务驱动教学法；练习法；动手操作。媒介资源：教材、教案、计算机及多媒体课件、软件等电子CAD实训室（使用AD9软件进行电路原理图的绘制、PCB版图的设计）项目过程形成性考核，内容包括：1．出勤与课堂表现2．层次原理图的设计是否正确3．原理图正确绘制的步骤操作情况4．双面PCB版图设计是否正确、熟练七、教学基本条件1.对教师的基本要求(1)团队规模：基于电子信息大类每届10个教学班左右的规模，专兼职教师6人左右，其中专职教师5人，兼职教师1人；副教授4人，讲师2人，职称和年龄结构合理，互补性强。(2)教师专业背景与能力要求：具备丰富的PCB设计项目经验或实践动手能力，熟悉PCB设计行业知识，具有较强的语言表达能力及职业教学方法的能力，掌握一定的教学方法与教学艺术。(3)课程负责人：熟悉电子信息大类专业相关技术和高职教育规律、实践经验丰富、教学效果好、在行业有一定影响、应具有副高级及以上职称的“双师”教师。2.教学硬件环境基本要求为保证教学效果，理论与实训应一体化教学，PCB设计课程教学要求在电子CAD实训室进行，每位学生单独使用一台计算机设备。PCB制板教学在PCB制作实训室进行,每组学生(2人)完成一套PCB的制作；掌握PCB板的装配、焊接、检测、调试等电子产品制作的基本技能。序号名称基本配置要求场地大小/m2功能说明1电子CAD实训室1、投影设备1套2、网络计算机50台≥120承担PCB设计应用软件AD9的教、学一体化教学任务。2PCB制作实训室1、计算机1台（安装数控雕刻机操作软件、印制电路版图输出软件）2、激光打印机1台（打印PCB版图）3、成套PCB制作设备、工具4、电路板装配、焊接、调试的相关工具（烙铁、万用表等）≥120承担PCB制作教学任务：能制作单面、双面PCB；进行电路板的装配、焊接、检测、调试等一体化教学。3.教学资源基本要求（1）适合我院选修教学的电子CAD教材《印制电路板的设计与制作》陈强主编，机械工业出版社，2012年08月《AltiumDesigner原理图与PCB设计教程》高敬朋主编，机械工业出版社，2013年07月《AltiumDesigner原理图与PCB设计》穆秀春冯新宇王宇主编，软件版本AltiumDesignerSummer09电子工业出版社，2011年01月《AltiumDesigner教程——原理图、PCB设计与仿真（第2版）》谷树忠，倪虹霞，张磊主编电子工业出版社，2014年01月（3）教学软件、课件4.学生基础掌握前续课程所学基础知识和技能，具有较好的学习习惯和学习积极性。八、其他说明1.教法说明(1)采用项目导向、任务驱动的方法：每个项目教学均以一个实际电子产品的电路板图设计任务贯穿始终，从易到难地将电子产品版图设计的核心任务逐步解决。在课程学习和项目训练过程中，以电子产品的电路原理图绘制、印制电路版图设计与制作过程为脉络分层次教学，学生可将所学知识加以综合应用，设计、制作、调试出具有实用价值的产品。(2)采用边学边做、层