电子工艺实习指导书1.docx
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电子工艺实习指导书1.docx
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电子工艺实习指导书1
第一部分电子工艺知识
§1焊接基本知识
§2现代焊接新工艺
§3元件识别
§3.1电阻器的识别
§3.2电容器的识别
§3.3晶体管的判别
第二部分直流稳压电源设计
§1直流稳压电源设计指标
§2直流稳压电源整流原理
§3直流稳压电源稳压原理
第三部分proteus软件
§1Proteus概述及基本功能介绍
§2Proteus画原理电路图
§3Proteus画印制板电路图PCB板的设计与制作
第四部分附录
§1电子工艺实习安排日程
§2元件清单与规格
§3电子工艺实习报告
§4电子工艺实习大纲
第一部分电工艺知识
§1焊焊基本知识
§1.1焊接类型
一.焊接的基本定义:
利用加热或其它方法,使两种金属间原予的壳层相互作用(互相扩散),依靠原子间的内聚力。
使两种金属永久地牢固结合,这种方法称为焊接。
二.焊接通常分为三种分为:
溶化焊
压力焊
钎焊:
用加热熔化成液态的金属,把固体金属连接在一起的方法叫钎焊。
(钎焊此法在无线电电装中常用)
三.锡焊及优点
(1)锡焊:
在无线电整机装配中,凡用锡铅焊料进行焊接的方法,叫锡焊它是钎焊的一种,由于温度低于450℃,故属于软钎焊。
(2)优点;
1)焊接方法简便。
2)焊点整修、换元器件方便。
3)使用工具简单(电烙铁)。
4)成本低,容易实现自动化。
由于具备以上优点,因此锡焊在无线电整机装配中被广泛采用。
四.焊点的形成及必耍条件
(1)焊点的形成
将加热熔化成液态的金属(即锡铅焊料),借助于焊剂的作用,溶入被焊接金属材料的空隙之间,在焊接物表面处,形成金属合金焊点,使之得到牢固可靠的焊接。
(2)焊点形成的必要条件
1)被焊金属材料应具有趣好的可焊性
2)被焊金属材料表面要清洁o
3)助焊剂的使用要适当
4)焊料的成份与性能要适应焊接的要求
5)焊接要具有一定的温度
6)焊接的时间要适当
(3)焊接的操作步骤,可以按以下四步来完成:
烙铁头对准焊点-烙铁接触焊点-加焊锡-移开焊锡丝-拿开电烙铁。
烙铁头接触焊点,即为预热过程,烙铁头只需稍加接触焊点,即可达焊接温度,此时加上焊料,焊料会立即熔化与焊盘形成合金。
在焊料熔化,焊接点吃锡充分的情况下,要立即移开焊锡丝,拿开烙铁,否则将由于焊盘温度过高,而影响焊点的质量。
五(.对焊点的基本要求
(1)焊点应具有良好的导电性
(2)焊点应具有一定的强度
(3)焊接点的焊料要适当
(4)焊接点表面应有良好的光泽(温度过高,焊接时间过长,都会使焊点发乌,影响焊点的强度。
)
(5)焊点不应有毛刺有空间
(6)焊接点表面要清洁
六.名词解释
(1)虚焊:
是指焊锡与被焊金属没有形成金属合金,只是简单地依附在被焊接的金属表面上。
(2)假焊:
是指焊接点内部没有真正焊接在一起,也就是焊接物与焊锡
被氧化层或焊剂的未挥发物及污物隔离。
(3)漏焊:
是指应焊接点被漏掉,未进行焊接。
七.电烙铁原理简述:
电烙铁主要由四部分组成即烙铁头、加热体、柄及电源线。
烙铁分为内热式和外热式。
(1)电烙铁分类按传热形式分:
有内热式、外热式、吸锡电烙铁、恒温电烙铁
(2)外热式,根据功率分:
300V/.200W.IOOW.75W.50W.45w、25W
(3)根据使用电压分:
220伏、110伏、36伏
(4)内热式电烙铁:
其发热器件(烙铁芯)置于烙铁头内部,它具有受热快、内热式烙铁功率小,热量集中,适用于一般元器件的焊接,功率在20W—40W之间;体积小、省电、使用方便等优点,一个20瓦的内热式烙铁,其实用功率可
相当于一个45瓦的外热式电烙铁。
(5)外热式烙铁适用于大面积焊接,功率大,在20W—100W之间。
在电子设备中多用20W—60W。
其发热器件置于烙铁头外部。
1)使用前测其内阻为1KQ方可加电。
(三用表放×100欧姆档,测插
头两端)
2)加电、断电时应手拿插头,严禁拽烙铁线。
3)初次使用时,烙铁头应镀好锡,以防氧化。
4)使用时,应轻拿轻放,以免过强振动损坏内部发热器件。
5)烙铁头应保持清洁,经常维修。
6)使用一段时间后,应将烙铁头取出,去掉氧化层,以防出现“烧死”现象。
内热式电烙铁和外热式烙铁焊接时,烙铁尖上常常有污物,要用金属绵或湿布擦拭,随时保持尖部吃锡良好,以保证焊接效果。
烙铁头在正常使用的情况下会氧化得很快,这种氧化作用,会变成隔热层,严重地阻碍热量从烙铁尖传到被焊区的表面。
清理办法是将烙铁头在有松香的烙铁板上轻轻地摩擦,并随时镀锡,直到烙铁尖上涂上一层薄焊锡为止,再将其头部的污物擦掉即可。
电烙铁将电能转化为热能,使烙铁头温度(室温220V电压)升至300℃—400℃,其热量足以将焊锡丝完全熔化,变成液态锡水,再与电路板上的铜箔紧密结合形成牢固的焊点。
(6)烙铁头的形状要求
烙铁头的形状要求,视焊接物面的大小而定,通常头宽定为3至5毫米。
应注意,锉好之后要及时镀上锡以防氧化。
(7)外热武电烙铁的漫度调整
1)烙铁头的形状可影响温度。
烙铁头越宽,温度越低,烙铁头越窄,温度越高,
2)烙铁头的长短对温度也有影响,烙铁头向外伸出越长,温度越低,向外伸出越短,温度越高。
八.导线的安装
(1)导线的加工步骤2-4脚
导线的安装应按以下四步进行,即:
剥头、捻头、镀锡、焊接。
剥头:
将绝缘导线的两端去掉,露出一段芯线的过程,通常剥掉2至4毫米(应用烙铁烫掉塑料绝缘层)。
捻头:
为加强芯线强度,应将松散的芯线捻紧,镀锡:
及时镀锡、防止氧化造成虚焊假焊。
(3)导线的安装分类:
1)网绕:
强度最牢,应用较广,应用于可靠性较高的产品,要求导线紧贴接点,不能出现空隙。
多股线,网绕时不能散股以防出现毛刺。
以便浸锡和焊接。
2)钩接;适用于不便网绕,而又要求一定机械强度和便于拆焊的接点。
3)插搂:
将导线插入洞孔形焊接点后进行焊接,适用于简单、省时、
省工、强度不高、临时焊点和要求不高的产品。
4)搭接:
直接将导线搭在接点上焊接,适用于调试和改焊的临时焊
点及要求不高的产品。
渡蜂焊攘棱术
§2现代焊接新工艺介绍
波峰焊是利用熔融焊料循环流动的波峰面与装有元器件的印制板的焊接面相接触。
熔融焊料不断供给印制板的焊接面而进行的一种成组焊接工艺。
波峰焊接中的三个主要因素是:
助焊剂、预热和熔融焊料槽。
先将元器件插入印制板并放在能控制速度的传送轨上,然后进行涂敷焊剂、预热和焊接。
(1~3分钟)(在焊料槽内进行)
波蜂焊接工艺流程图涂敷焊剂:
将焊剂均匀地涂敷于印制板电路板上。
焊剂的涂敷方式有喷雾式、发泡式和喷流式三种。
焊剂的涂敷是为了便于焊接。
预热:
预热过程是由预热器来完成的。
其目的有两个,一是使焊剂活化即使焊剂中的溶剂蒸发已利于焊接;二是防止板子直接进入熔融焊料槽时突然受到大的热冲击而损伤元器件。
焊接:
元器件通过与循环流动的焊料相接触进行焊接。
焊料是以波峰的形式与印制板相接触的。
目前广泛采用双波峰焊接和喷射式波峰焊接。
双波峰焊接见图示。
清洗:
对印制板进行清洗和剪切。
一.表面按装技术(STMSurfaceMountTechnology)
(1)表面贴装元器件(SMcSurfaceMountComponentSMDSurfaceMountDevice)是一种六十年代起出现的微小型元器件与其它电子元器件相比具有明显缩小体积减轻重量、无引脚或短小引脚,电路基板无需开孔安装孔洞等
特点,是以紧贴在电路基板表面进行装配的形式为主的薪型元器件。
从种类上分有:
无源类、有源类、机电类三种。
从外形上分有:
单片形、圆柱(管)形、模块形与异体形等数种。
包括分立的和集成电路与复合组件。
可具体简称为:
贴装元件、贴装器件、贴装集成电路、短片形贴装屯阻、圆管形贴装电容等。
也被称为片状元件、片式元件、表面安装元件等。
(2)表面安装技术(SMT)又称表面贴装技术,表面组装技术,是七
十年代后期开始兴起的第四代电子装配技术。
它区别于孑L插件技术,不是把元器件的引脚插到印制板的孔中,在印制板的另一面进行焊接,而是把表面安装器件用特殊的焊接方法(再流焊)焊在印制板表面的焊盘上,这样可以实现印制板的双面安装,由于不用插孔引线,各种器件都可以做的更小,引线可以安排得很密,集成度可以提高,表面安装元器件提供了使用通孔插件所无法比拟的单位印制板表面的功能度、电路的高频特性和可靠性。
完成同样的功能的表面安装印制板的面积、重量和综合成本都可以降低。
由于以上点,这种新技术在一些发达国家,如日本、美国和一些欧洲国家受到广泛的重视,在近几年发展相当迅速。
二.SMT的主要优点是:
(1)元器件组装密度高,一般说,采用SMT后可使电子产品体积缩小40%,重量减轻75%。
(2)由于片式元器件可靠性高,抗振能力强,贴装可靠性高,返修率低,所以西方公司年产400—600万块印制板,其中80%是表面装板。
其中片式元件的寿命可达15万小时,平均为25万小时,专家们发现SMT的焊点缺陷率比通孔插入式低一个数量级。
(3)高频特性好,由于片式元器件贴装牢固,减少了引线分布特性影响,降低了寄生电感和寄生电容,可改善防电磁干扰和射频干扰等高频特性,工作频率可拓宽到3000MHz,这对射频通信设备、军用宇航电子设备具有重要意义。
(4)采用表面组装技术,易于实现自动化,提高生产效率。
(5)可以降低成本,由于省略了印制板打孔工序,可节约10%左右的印制板加工费。
思考题:
1.使用电烙铁时应注意什么?
2.测量高阻值电阻时应注意什么?
3.焊接点形成的必要条件有哪些?
4.烙铁头应锉成什么形状?
锉完后应如何处理?
5.导线的安装分哪凡类?
§3元器件的识别
本节主要介绍常用元器件的识别、作用、阻及其性能的鉴别等,供同学们在装配前测试元器件时参考。
电阻器的识剔
一.电阻器的作用和类别
电阻器是组成电路的基本元件之一。
在电路中用来稳定和调节电流、电压、起分流、分压、负载或匹配等作用。
电阻器用文字符号R或r表示。
电阻的种类很多,按其结构可分为固定式和可变式两大类,按其材料结构可分为膜式(包括碳膜、金属膜等)和金属线绕式两种,接精度分,又可分普通和精密两种,设计人员可根据不同电路的需要,选用不同种类的电阻器。
(1)电阻器型号命名方法
二.电容器的识别与选和类别
电容器是组成电路的基本元件之一,是一种能储存能量的元件,在电路中起隔直流作用,旁路,耦合作用,电容器用符号C表示,
1.电容器分固定和可调,可调又分可变,半可调两类,其介质有空气介质和固定介质两种。
固定电容按介质材料分为空气云母,瓷介,纸介,金属化纸介,薄膜(聚苯氟乙烯涤纶),
为了识别和选用电容器,还应熟悉其型号的填写方法。
例:
耐压IO0v涤纶电容,可写为CLn一100一0.068士5%22pf耐压为电容,可写为CDll一16一22(微法单位可省略)。
0.068pf16v电解电容器的质量判别电容器的常见故障有短路、断路、漏电和失效等,在使用前必须认真检查,正确判断。
这里主要介绍用三用表如何判断电容器的质量。
1对容量较小的电容器。
对lp以下的电容器,一般用万用表电阻RX10K档侧,将表棒接触电容器的两极,表针应有轻微的摆动,(500OP以下小电容观察不出摆动),如摆动幅度很大且表针不回零,或一点不动,如果容量很小,如300Op以下,由于电容充电迅速,表针来不及反应,这种情况属正常,说明电容短路或开路都不能使用。
(2)对容量较大电容器,一般指电解电容,容量在500林以下的,一般用Rxll{档测,容量在SO0p以上的,一般用RXIOO贝档测,表棒接触电容器两极,指针应有较大幅度的摆动,然后逐渐复原,电容器容量越大,表头指针跳动越大。
如果表头指针不跳动,或跳动后不复原,说明该电容器内部开路,或漏电严重,均不能使用。
(3)电容器的选用选用电容器主要考虑电容器的耐压、容量、以及性能等参数。
如在谐振电路中,可选用云母,陶瓷等电容,用作低频滤波时,可选用电解电容器,用作隔直流时,可选用纸质、涤纶、云母、电解、陶瓷等电容。
3.三极管的作用和类别
如果管子的标志不清晰,可用万用表来判断正负极,此方法也适用判
断管子的质量。
(1)用万用表R×IK档测,将表棒分别与二极管的两极相接,测得两个阻值,阻值较小的一端与黑表棒相接的一端为二极管的正极。
同理,阻值较大的一端,与黑表棒相接的一端为负极(原因是,万用表在使用电阻档位时,由表内提供一直流电源,而黑表笔是该电源的正极)。
两次测得的阻值相差越大越好。
若测得的反向电阻很小,说明管子内部短路。
若正向电阻很大,则说明管子内部断路。
这两种情况下,管子都不能使用。
(2)半导体三极管的判别
管脚的判别:
三极管管脚的排列方式有多种。
目前,金届管壳的管脚一般呈等腰三角形排列,而塑封管有标志的一面朝自己,管脚向下,从左至右,依次为e、b、c,大功率三极管其管壳一般为c极,另外两极管脚排列成一条直线,为e、b极。
这里只讲几种较常见的三极管。
有关管脚排列的详细资料,应查阅晶体管手册。
例:
e管脚向上,从管子边b沿凸起的一边顺时向数
b起依次为e、b、c。
(此管一般为金属管壳)
此管为塑封管,有字面向自己,从左至右依
次为e、b、c、e
大功率三极管,
管体为c极,三极管性能的鉴别
这里我们主要介绍万用表如何测量三极管的牲能,一般从以下三方面测试。
(3)测管子的正反向电阻。
以NPN管为例,首先测正向电阻,将万用表拨至R×IK档,黑表棒接管子的基极,红表棒分别接另外两个极,表针读数应较小(约几千欧)。
第二部分直流稳压电源设计
§1直流稳压电源指标
B稳压电路电路整体电路图
§1.1装配灏疼
装配顺序本着先大后小的原则进行,即先装变压器、二极管,电容,三端稳压器。
插好后,交辅导老师检查后,方可进行焊接。
最后装小阻容元件,电阻一律立式安装,高度不得超过中周。
到此为止,板子就全部装完,下一步开始总装,总装时要注意电源及连线连线等不要装错。
在调试过程中,如果负极片上的线断了。
一定要将极片脱离机壳,方可焊接,否则会烫伤机壳。
定要刮去头上的绝缘层,镀锡,测量以后,方可进行焊接。
对易丢、易损件要注意保护,如磁棒、弹簧、各种小螺钉等。
第三部分Protel应用
§1Protel2004简介
Protel2004的前身是ProtelTechnology公司于1990年推出的Schcmatic3.31ND和Autotrax6.1。
到1999年,推出Protel99SE,在2002年,ProtelTechnology公司组建发展成今天的Altium公司并推出ProtelDXPforWindowsXP/2000电路板设计软件平台,后于2004年发布进一步完善的Protel2004。
Protel2004将所有的设计软件集于一身,通过把设计输入仿真、PCB绘制编辑、自动布线、信号完整性分析和设计输出等技术完美融合,可以给用户提供全方位的设计方案,从而使用户可以轻松进行各种复杂的电子电路设计。
因此,ProtelDXP技术是电子类专业必学的一门课程,有很强的实用性。
一.ProtelDXP2004启动
先点击桌面左下角“开始”—“程序”—“Altium”—“DXP2004”进入如桌面:
ProtelDXP2004启动
创建项目:
包括原理图和PCB
第一步点击“file”—“new”—“project”—“PCBproject”建立一个PCB项目,默认名为“PCB_Project1.PrjPCB”。
第二步,执行“文件”—“创建”—“原理图”命令,建立一个原理图文件名,默认名为“Sheet1.SchDoc”。
第三步,执行“文件”—“创建”—“PCB文件”命令,建立一个PCB文件名,默认名为“PCB1.PcbDoc”。
第四步,执行“文件”点击“另存为”存到你想放得那个盘。
点击“Sheet1”会出现:
再在里面画原理图如下:
再画PCB板,点击“项目管理”中的第一和二两项,没有错误以后就点击“设计”—“UpdatePCB……”。
就出现如图:
然后点击“使变化生效”全部没错了之后就点击“执行变化”就会出现:
然后按“Ctrl”滑动滚轮放大缩小,然后就放好后点击自动布线后如图:
然后开始覆铜和泪滴焊锡:
第一步,点击“工具”—“泪滴焊锡”。
第二步,在“Keep-Out……”画好边界。
第三步,点击“放置”—“覆铜”,然后再跳出的对话框中选“层”—“TopLayer”,再沿边界重新画一遍,然后再点击“放置”—“覆铜”,然后再跳出的对话框中选“层”—“BottomLayer”,再沿边界重新画一遍。
结果如图:
参考书:
电路设计与制板—ProtelDXP实用教程,西安电子科技大学出版社。
在开始创建项目:
包括原理图和PCB
第一步点击“file”—“new”—“project”—“PCBproject”建立一个PCB项目,默认名为“PCB_Project1.PrjPCB”。
第二步,执行“文件”—“创建”—“原理图”命令,建立一个原理图文件名,默认名为“Sheet1.SchDoc”。
第三步,执行“文件”—“创建”—“PCB文件”命令,建立一个PCB文件名,默认名为“PCB1.PcbDoc”。
第四步,执行“文件”点击“另存为”存到你想放得那个盘。
第四部分附录
§1电子工艺实习安排日程
§2电子工艺实习报告
§1.1电子工艺实习目的
本课程的实践目的是让学生综合应用所学过电路理论知识自行实现一个较为完整的小型电子系统。
其主要是通过实现系统的功能、软件仿真、电路焊接与调试、写总结报告等环节,初步掌握工程电路设计的具体步骤和方法,提高分析问题和解决问题的能力,提高实际应用水平。
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