电子工艺实习指导书.docx
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电子工艺实习指导书
电子工艺实习指导书
第一版
深圳大学机电与控制工程学院
2009年6月
前言
注重创新精神和实践能力是高素质人才培养的关键环节。
电子科学技术是当今信息时代的标志和关键，是培养高素质技术人才不可缺省的基础。
电子工艺学是以学生自己动手，掌握一定操作技能并亲手制作几种实际产品为特色，是将基本技能训练、基本工艺知识、和创新启蒙有机结合，为学舌功能的实践能力和创新精神构筑一个基础扎实而充满活力的基础平台。
电子工艺实习指导书是电子工艺基础训练的教材，是学生从事电子技术实践和创新的实用指导书。
电子工艺实习的目标是让学生了解一般电子工艺知识；通过印制电路版的制作、元器件的检测和焊接以及安装和调试，初步掌握电子产品的制造方法，得到基本工程训练；同时进行工程意识和科学作风培养；为学习后续课程和其他实践教学环节，以及从事实际工作奠定基础。
本实习指导书由深圳大学机电与控制工程技术学院编写，参加编写的教师有李卫民、李漓等。
由于编者水平有限，指导书难免有错误与不妥之处，恳请读者批评指正。
编者
2009年6月
目录
电子工艺实习守则...………………………………………………1
电子工艺实习守则
电子工艺实习是一门实践课程，是工程训练的重要环节。
学生通过电子工艺实习，学到有关电子工艺的基础知识，培养一定的实践动手能力，培养严谨、细致、实干的科学作风。
参加实习的学生应该尊敬师长，虚心学习；严格遵守实习场所安全操作规程及有关的规章制度；严格遵守实习纪律，爱护实习设备和工具。
认真、积极、全面地完成实习任务。
为了贯彻上述要求，特规定如下：
1必须听从老师的指导，严格遵守安全操作规程。
不准违章操作，未经老师允许不准启动任何非自用设备，操作项目和内容必须按照实习要求进行。
2实习中不得擅自离开工作岗位，不允许做与实习无关的事情。
3实习场所严禁抽烟、吃零食，不准带无关人员到实习场所。
4丢失和损坏工具必须按价赔偿，由于违反规程或不听老师指导造成的经济损失要酌情赔偿。
5严格遵守考勤制度。
1电子元器件识别与检测
1.1电阻器的识别和检测
1.1.1电阻器的分类
用途：
可变电阻、固定电阻、电位器
材料：
金属膜、碳膜
电阻表面膜的底色是米色的，通常是碳膜电阻
电阻表面膜的底色是天蓝色的，通常是金属膜电阻
金属膜
碳膜
1.1.2电阻的色标方法
用背景区别电阻的种类，用色环表示电阻器的阻值和精度。
普通电阻用四个色环表示：
第一、二环表示有效数字，第三个环表示倍率（乘数），与前三个环距离较大的第四环表示精度。
精密电阻采用五个色环表示：
第一、二、三环表示有效数字，第四个环表示倍率（乘数），与前四个环距离较大的第五环表示精度。
颜色有效数字被率（乘数）允许偏差（%）
黑0100
棕1101±1
红2102±2
橙3103
黄4104
绿5105±0.5
蓝6106±0.25
紫7107±0.1
灰8108
白9109
金10-1±5
银10-2±10
1.1.3用万用表检测电阻
用数字万用表可以方便准确地检测电阻。
（1）选择相应量程并注意不要两手同时接触表笔金属部分。
（2）测量小电阻时要减去表笔的零位电阻。
（3）电阻引线不清洁时要处理后再测量。
1.1.4电阻检测训练内容
（1）用色标法检测3个阻值不同的电阻，并读出其阻值和精度。
（2）用万用表测量刚才通过色标法检测的3个电阻，分析电阻阻值和精度。
（3）用万用表测量可变电阻器，观察电阻变化。
1.2电容器的识别和检测
1.2.1电容器的种类
常用电容有：
瓷介电容、云母电容、电解电容、有机薄膜电容等。
可变电容
1.2.2电容器的数值表示法：
直接表示法、数码表示法、色码表示法。
数码表示法：
前两位为有效数字，第三位为10的n次幂，单位pF
特例：
若第三位是9，为10-1
223表示22×103pF=0.022uF
479表示47×10-1pF=4.7pF
云母电容多为小电容：
单位pF电解电容是大电容：
uF
1.2.3电容器检测
有电容数值测量功能的万用表可以直接测量。
用万用表可测电容的短路、漏电故障。
采用测电阻的方法：
正常情况下电阻值为无穷大；
若电阻值接近零则电容短路；若为某数值则电容漏电。
1.2.4电容检测训练内容
（1）检测瓷片电容和电解电容，读出其数值。
（2）用万用表检测电容是否短路和漏电。
1.3二级管的识别和检测
1.3.1二级管的种类
按照其用途：
普通二极管、特殊二极管。
普通二极管包括整流二极管、检波二极管、稳压二极管、开关二极管、快速二极管的功能。
特殊二极管包括变容二极管、发光二极管、隧道二极管、触发二极管等。
1.3.2二级管的检测
普通二极管：
用二极管挡，测量的是二极管的电压降，正常二极管的正向压降是0.7V（硅管）和0.1V（锗管）。
发光二极管（LED）：
一般长管腿为正，短的为负。
用万用表的HFE档位：
LED正负对应NPN的C、E
或LED正负对应PNP的E、C
1.3.3二级管检测训练内容
（1）检测二极管的正向导通性。
（2）检测发光二极管。
1.4三级管的识别和检测
1.4.1三级管的种类
按照结构工艺分类：
NPN和PNP。
按照制造材料分类：
硅管和锗管。
按照工作频率分：
高频管和低频管。
按照功率分：
小功率管和大功率管。
1.4.2三级管的检测
（1）判断基极和管型（NPN型或PNP型）
用万用表的R×1kΩ（或R×100Ω）档，用红表笔接三极管的任何一个管脚，用黑表笔分别接其它两管脚，直到出现测得的阻值都很小（或都很大），那么这时候红表笔所接的管脚就是三极管的基极（b）。
当两个阻值都很小时，说明这是NPN型三极管。
当两个阻值都很大时，说明这是PNP型三极管。
（2）判断集电极和发射极及放大倍数
直接测量法：
对于小功率三极管，确定基极和管型（NPN或PNP）后，选择HFE档，直接插入，读出放大倍数。
E、C正确时放大倍数大一般为几十至几百，E、C错误时放大倍数大一般较小（小于20）。
一般方法：
确定基极和管型（NPN或PNP）后，在剩下的两个管脚中假定一个是集电极，另一个为发射极。
用红表笔接假设的集电极，用黑表笔接假设的发射极，并在集电极与基极之间接一个100kΩ左右的电阻（一般可用人体电阻替代，用手指分别捏住两个管脚）观察测得的电阻值。
然后从新假定，并在从新假定的发射极和基极之间加一个100kΩ左右的电阻（一般可用人体电阻替代，用手指分别捏住两个管脚）观察测得的电阻值。
将两次测得的电阻值比较，对于NPN型三极管，电阻较小的那次测量，红表笔接的是集电极，黑表笔接的是发射极。
对于PNP型三极管，电阻较大的那次测量，红表笔接的是集电极，黑表笔接的是发射极。
1.4.3三级管检测训练内容
（1）检测三极管的管型（NPN或PNP）和基极。
（2）检测NPN型三极管的集电极，发射极。
（3）检测PNP型三极管的集电极，发射极。
1.5开关及连接器检测
训练内容：
用测量小电阻的方法可检测开关及连接器，接触电阻越小越好。
2焊接技术
2.1焊接与锡焊基础知识
焊接是金属加工的基本方法之一，通常焊接技术分为熔焊、压焊和钎焊三大类。
锡焊属于钎焊中的软钎焊。
习惯把钎料称为焊料，采用铅锡焊料进行焊接称为铅锡焊，简称锡焊。
锡焊特点：
（1）铅锡焊料熔点低于200℃，适合电子材料的连接。
（2）只需要简单的加热工具和材料即可加工，投资少。
（3）焊点有足够的强度和电气性能。
（4）锡焊过程可逆，易于拆焊。
2.2锡焊技术基本训练
2.2.1训练要求
（1）装配工具认识及使用。
（2）电烙铁检测。
（3）焊锡及烙铁的感性认识
2.2.2主要器材
（1）实习工具一套。
（2）实习万用表。
（3）焊料、焊剂。
（4）练习板（万能板，并且上面有可拆焊的元器件）。
2.2.3训练内容
（1）工具、仪表的认识。
常用工具：
螺丝刀、镊子、平口钳、剪线钳、电烙铁
仪表：
万用表
（2）电烙铁检测
外观检查：
电源插头、电源线、烙铁
用万用表检测：
25W电热丝的电阻值约为2.4kΩ
（3）烙铁温度、焊锡焊料的认识
1）电烙铁拿法
焊剂加热挥发出的化学物质对人体是有害的，若操作时离鼻子太近，很容易吸入太多有害气体。
一般烙铁离开鼻子距离不小于30cm,一般40cm为宜。
电烙铁的拿法有三种，反握法、正握法、握笔法。
见下图。
反握法动作稳定，长时操作不易疲劳，适于大功率烙铁的操作。
正握法适于中等功率烙铁或带弯头电烙铁的操作。
通常，在操作台上焊印制板等焊件时多采用握笔法。
2）观察电烙铁温度
电烙铁通电后，将电烙铁的温度开关分别调节在200度、250度、300度、350度、400度、450度，去触及松香和焊锡，观察电烙铁的温度情况
3）焊锡丝的拿法
如下图所示：
4）焊锡与焊剂认识
用烙铁熔化一小块焊锡，观察液态焊锡形状；
在液态焊锡上熔化小量松香，观察变化。
5）拆焊练习
调试和维修中经常要更换一些元器件，对于一般电阻、电容、晶体管等管脚不多，可以直接用电烙铁拆焊。
操作步骤：
先将电路板固定好，一边用电烙铁加热待拆元件的焊点，一边用镊子或尖嘴钳夹住元器件引线轻轻拉出。
6）试焊
观察焊锡熔化、凝固特性。
7）焊接安全及注意事项
1）防止触电，勿要烫伤人、电源线及衣物等。
2）电烙铁的温度和焊接的时间要适当，焊锡量要适中，不要过多。
3）烙铁头要同时接触元件脚和线路板，使二者在短时间内同时受热达到焊接温度，以防止虚焊。
4）不可将烙铁头在焊点上来回移动。
也不能用烙铁头向焊接脚上刷锡。
5）焊接二极管、三极管等怕热元件时应用镊子夹住元件脚，使热量通过镊子散热，不至于损坏元件。
6）焊接集成电路时，一定等技术熟练后方可进行，注意时间要短，同时在焊接电路板的时候要断开烙铁电源。
2.3锡焊技术五步法训练
2.3.1五步法
掌握五步法，掌握锡焊技术。
五步法：
（1）准备施焊
准备好焊锡丝和烙铁，使烙铁头部保持干净
（2）加热焊件
将烙铁接触焊点，引线和焊盘都加热，并保持焊件受热均匀。
（3）熔化焊料
当焊件加热到能熔化焊料的温度后将焊丝置于焊点，焊料开始熔化并浸润焊点。
焊料的量要适量，太多易引起搭焊短路，太少元件又不牢固。
（4）移开焊锡
当熔化一定量的焊锡后将焊锡丝移开。
（5）移开烙铁
当焊锡完全浸润焊点后移开烙铁，移开烙铁的方向大致应该是45o方向。
上述五步法，对一般焊点大约2-3秒钟。
见下图。
（a）准备（b）准备（c）加焊锡（d）去焊锡（e）去铬铁
焊接结束后，首先检查一下有没有漏焊、虚焊等现象。
虚焊是比较难以发现的毛病。
造成虚焊的因素很多，检查时可用尖头钳或镊子将每个元件轻轻的拉一下，看看是否摇动，发现摇动应重新焊接。
2.3.2主要器材
（1）练习板1块（万能板）。
（2）元器件若干。
（3）焊锡丝、松香。
2.3.3训练内容
（1）用五步法焊接电阻
（2）用五步法焊接电容
（3）用五步法焊接二极管
（4）用五步法焊接三极管
（5）检查以上元器件的焊接情况
2.4导线焊接训练
2.4.1训练要求
（1）掌握导线加工、连接方法
导线有三类：
单股导线、多股导线、屏蔽线（同轴电缆）。
导线焊接前处理：
1）剥绝缘层
剥绝缘层可用普通工具和专用工具。
单股线不能伤及导线，多股线不能断线。
多股线线端一般拧成螺旋状。
2）预焊
导线焊接一般要预焊，尤其是多股导线。
导线的预焊又称为挂锡。
（2）导线焊接技巧
1）导线同接线端子的连接：
绕焊、钩焊、搭焊。
见下图。
（a）绕焊（b）钩焊（c）搭焊
2）导线同导线的连接：
导线同导线之间的连接以绕焊为主，步骤如下：
去掉一定长度的绝缘层；
端子挂锡，并穿上合适的套管；
绞合，施焊；
趁热套上套管，冷却后固定在接头处。
2.4.2训练器材
（1）导线（单股导线及多股导线）若干
（2）剥线器
（3）焊锡丝
2.4.3训练内容
（1）单股与单股导线焊接
（2）单股与多股导线焊接
（3）多股与多股导线焊接
（4）自己设计、自己制作单股导线焊接的工艺品（不少于8个焊点）。
3PCB板制作
3.1PCB板基础知识
印制电路板也称PCB（PrintedCircuitBoard）板,它是在敷铜板上用腐蚀的方法除去多余的铜箔而得到的可焊接电子元件的电路板。
印制板的由来：
元器件相互连接需要一个载体。
印制板的作用：
依照电路原理图上的元器件、集成电路、开关、连接器和其它相关器件之间的相互关系和连接，将它们用导线的连接形式相互连接到一起。
见下图。
3.2PCB板制作工艺
3.2.1基本工序：
（1）绘制电路接线图（PCB图）
计算机软件绘制（protell）
原则：
元件布局合理、美观、方便
（2）准备敷铜板
根据需要选用敷铜板
裁剪敷铜板
对敷铜板表面进行清洁处理
（去掉污迹和氧化层）
（3）复印电路（热转印法、光敏膜法）
用热转印法或光敏膜法将电路接线图复写到敷铜板上，注意方向，如果所绘制的原理图是在元件面绘制的，复写时，一定要将图纸反过来复写！
（4）腐蚀
有两种腐蚀液：
三绿化铁腐蚀液
双氧水+盐酸腐蚀液
三绿化铁腐蚀液：
花费的时间较长，但比较好控制，
双氧水+盐酸腐蚀液：
花费的时间短，但易腐蚀过头。
（5）钻孔
腐蚀结束后，对电路板钻孔，注意钻孔前，一定要先用定位钉定位，既在钻孔处先钉一个小凹坑，以免钻孔时钻头打滑，将孔钻偏或将钻头折断。
3.2.2热转印法工艺流程图：
3.2.3光敏膜法工艺流程图：
原稿制作
把设计好的电路图用激光（喷墨）打印机以透明、半透明或70g复印纸打印出（激光最细0.2mm，喷墨最细0.3mm）
1.打印原稿时选择镜像打印，电路图打印墨水（碳粉）面必须与绿色的感光膜面相接紧密，以获得最高解析度。
（绘图软件都有镜像Mirror打印功能）
2.线路部份如有透光破洞，请以油性黑笔修补。
3.稿面需保持清洁无污物。
裁 切
用刀切断保护膜，按所需尺寸以锯子或刀裁切好线路板，挫刀打磨线路板毛边（防止密接不良）。
1.电木板亦可用刀将上下两面各割深约0.2mm左右刀痕，再予以折断。
曝 光
首先撕掉保护膜，将打印好的线路图的打印面（碳粉面/墨水面）贴在感光膜面上，再以玻璃紧压原稿及感光板，越紧密解析度越好。
A:
用20w日光台灯曝光:
距离5cm（玻璃至灯管间距,40w距离15cm）
标准时间:
8-10分钟/分钟（透明稿）
/13-15分钟（半透明）
/80分钟（70g普通复印纸，不建议使用）
B:
用专用曝光机标准时间:
90秒（透明稿）/2-3分钟（半透明）/10-15分钟（70g普通复印纸，不建议使用）
C:
用太阳光:
标准时间:
强日光透明稿需1-2分（半透明稿需2-4分钟）
弱日光透明稿需2-3分（半透明稿需4-5分钟）
1.制造日期超过半年时，每半年需增加10-15%的曝光时间。
（实际生产日期2年内的感光板都适用下面的“曝光时间建议表”）
2.以A法制作如感光板宽度超过10cm时,请以两支日光灯平均照射或以1支灯分2区或3区照射，每区标准时间为6分钟（半透明稿为9分钟）。
3.小心磨（刮）伤感光膜面，以免造成断线，并且需保持板面及原稿清洁。
双面板曝光法:
1.双面板曝光首选钻孔定位法：
将原稿双面对正，胶纸固定，与未撕保护膜之感光板对好且固定，用1.0mm小钻头对角钻定位孔。
最后在两根小钻头的帮助下对准位置，用胶纸固定后即可分别曝光；
2.另一种方法：
原稿双面对正，两边用胶纸固定，再插入感光板。
以双面胶纸将原稿与感光板粘贴固定，即可曝光.
细线条小于0.5mm，必须使用双面曝光机。
显 像
1.调制显像剂：
显像剂:
水（1:
20），即1包20g的显像剂配400cc水。
（请用塑料盆，不能用金属盆）
2.显像：
膜面朝上放入感光板（双面板须悬空）
每隔数秒摇晃容器或感光板，直到铜箔清晰且不再有绿色雾状冒起时即显像完成。
此时需再静待几秒钟以确认显像百分百完成。
3.水洗
4.干燥及检查：
为了确保膜面无任何损伤，最好能做到此步骤。
即利用吹风机吹干，短路处请用小刀刮净，断线处用油性笔等修补。
1.用矿泉水瓶依比例先调制显像液，随时可倒出使用，但使用过的显像液不能倒回瓶内。
2.显像液越浓，显像速度越快，但过快会造成显像过度（线路会全面地模糊缩小）。
过稀则显像很慢，易造成显像不足（最终造成蚀刻不完全）。
3.感光板自制造日起每隔半年显像液浓度应增加20%。
4.操作温度25-35度（温度不要过低或过高），温度高显影速度快。
5.1包显像剂（20g）可显影约8片10x15cm单面感光板。
6.用过的显像液不要倒回。
用过的显像液在24小时后将逐渐自行分解，不会造成环境污染。
7.严防划伤膜面。
蚀 刻
三氯化铁蚀刻液的调配:
250g的三氯化铁约调配1500cc-2000cc的水，尽量用热水化开，可以避免把细线条蚀刻断。
A.塑料盆：
蚀刻时间约为5～15分，蚀刻时轻摇塑料盆。
B.蚀刻机：
用蚀刻机蚀刻时间-新药液约需要1.5～3分钟。
细线条小于0.5mm，必须使用蚀刻机。
C.水洗：
D.干燥：
1.小心勿伤及膜面。
2.将感光板放入蚀刻液内约2秒钟后拿出来检视，即可检查出显像结果成功与否...
显像不足补救方法：
从蚀刻液中拿起感光板，此时非线路部分的铜箔应变为粉红色，如有些地方应变而未变则表示该处显像不足。
补救方法为：
用清水洗净后再放入显像液中再显像，然后再检视（显影时间应适当减少）。
3.感光膜可直接焊接不必去除，如需去除可用酒精、丙酮等溶剂。
4.三氯化铁分子量较高越好，蚀刻液越浓越慢，太稀也慢。
3.3PCB焊接训练
3.3.1PCB焊接基础知识
（1）PCB板和元件检查
装配前应对印制板和元器件进行检查，内容包括：
印制板：
图形，孔位及孔径是否符合图纸，有无短线、缺孔等，表面处理是否合格。
元器件：
品种、规格及外封装是否与图纸吻合，元器件引线有无氧化、锈蚀。
（2）元器件引线成型
印制板上装配的元器件大部分需要在装插前弯曲成型。
元器件弯曲
成型应注意：
1）所有元器件引线均不得从根部弯曲，因为制造工艺上的原因，根部
容易折断。
2）弯曲一般不要成死角，圆弧半径应大于引线直径的1~2倍。
3）要尽量将有字符的元件面置于容易观察的位置。
（3）元器件插装
1）贴板与悬空插装
贴板插装：
贴板插装稳定性好，插装简单；但确定是不利于
散热。
悬空插装：
悬空插装适应范围广，有利于散热，但插装复杂，需控
制一定的高度以保持美观一致。
悬空高度一般2~6cm。
2）安装时应该注意元器件字符标记方向一致，容易读出。
3）安装时不要用手直接碰元器件引线和印制板上铜箔。
4）插装后为了固定可对引线进行折弯处理。
（4）PCB板的焊接
1）电烙铁，一般应选20~30W，温度不超过300℃为宜，烙铁头的形状一般选用小型圆锥烙铁头。
2）加热方法，加热时尽量使烙铁头同时接触PCB板上铜箔和元器件引线。
对较大焊盘，可以移动烙铁，绕焊盘移动。
3）金属化孔的焊接，两层以上电路板的孔要进行金属化处理。
焊接时不仅焊料要浸润焊盘，而且孔内也要浸润填充。
见下图。
4）增加焊料的浸润性能，要靠表面清理和预焊。
3.3.2训练器材
（1）练习用的PCB板
（2）元器件若干
（3）PCB图
（4）相关设备、仪器
3.3.3训练内容
（1）根据PCB板选择元器件
（2）插装与焊接
（3）检测与调试
4评分标准
《电子工艺实习》为实践实验类课程，通过印制电路版的制作、元器件的检测和焊接以及安装和调试，使学生得到基本工程训练，同时进行工程意识和科学作风培养。
本课程不进行理论考试，成绩主要有以下部分组成：
考勤：
10%
主要考察学生的出勤情况，迟到及早退情况。
实习纪律与安全：
10%
学生在实习过程中对实习守则的遵守情况。
实习考核作业1：
15%
作业1主要是对电阻、电容、二极管、三极管、开关、连接器等方面的检测考核。
实习考核作业2：
15%
作业2是每人自己设计、自己制作单股导线焊接的工艺品，考察对焊接技术的掌握情况。
实习考核作业3：
50%
作业3是根据PCB图按照印制板的制作工艺制作自己的PCB板，并进行元器件装配与焊接，对整个电路板进行检测与调试。
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