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
第一版
●实训指导
●实习产品制作-凌阳61板
●实习产品制作-机器猫
●EDA实践
北京林业大学工学院
电子工艺实习中心
2010年2月
学生实习守则
电子工艺实习是一门实践课程，是工程训练的环节之一。
通过实习应学到有关电子工艺基础知识，培养一定的实践动手能力，严谨、细致、实干的科学作风，建立整体的工程意识。
参加实习的学生应认真听讲，虚心学习，独立动手实践；严格遵守实习基地安全操作规程及有关的规章制度；严格遵守课堂纪律，爱护公共财产；加强团结互助精神，树立正确的实习态度和严谨的科学作风。
认真、积极、全面地完成实习任务。
为了贯彻上述要求，特作以下规定。
一、必须听从教师指导，严格遵守安全操作规程。
不准违章操作，未经教师允许不准启动任何非自用设备、仪器、工具等；操作项目和内容必须按实习要求进行。
二．必须严格遵守实习课堂纪律。
实习中不得擅离工作岗位，不得干与实习无关的事情。
三、保持实习教室肃静,不得喧哗、打闹和随意走动。
不准吸烟、吃零食、随地吐痰和乱丢纸屑杂物。
不准带无关人员到实习教室活动。
四、爱护公共财产。
丢失和损坏工具必须照价赔偿。
五、必须严格遵守考勤制度：
（1）实习期间一律不准请事假，特殊情况需经班主任或有关领导批准，事前报告实习负责教师；
（2）病假需持医院证明及时请假，特殊情况亦须尽早补交正式证明。
否则以旷课论；
（3）迟到、早退要记名；
（4）凡病事假超过3天（每天7小时），或迟到早退三次以上，或旷课一次（半天）以上，本次实习不能通过。
六、严格遵守值日制度，保证实习环境良好。
电子工艺实习认识及实习安排
一、实习性质和目的
电子工艺实习是一门重要的基础实践课程，是以学生自己动手，掌握一定操作技能并亲手制作几种电子产品为特色，是将基本技能训练、基本工艺知识和创新启蒙有机结合，培养学生的动手能力、创新能力以及严谨踏实、科学的工作作风，使学生在实践中学习新知识、新技能、新方法，为专业基础课和专业课程的学习建立初步的感性认识，并提高工程实践能力。
二、实习的基本要求
通过电子工艺实习学生应具备以下实践动手能力：
（1）焊：
掌握电子元件的焊接、拆焊技术；
（2）选：
能够熟练进行元器件识别、性能简易测试、筛选；
（3）装：
具备电子电路和电子产品装配能力；
（4）调：
具备电子电路与电子小产品调试能力；
（5）测：
会正确使用电子仪器测量电参数；
（6）读：
具备电子电路读图能力；
（7）编：
会编写简单控制程序，驱动硬件完成预定功能；
（8）写：
培养编写实习报告的能力；
（9）校：
具备电子产品质量检验的能力；
（10）触：
提前触及模电、数电及单片机三大技术，与数码产品接轨。
三、实习任务和内容
项目
教学内容
基本内容
要求掌握的技能
理论基础
焊接技术基础
1、用电安全
2、锡焊常用工具与材料
3、手工锡焊工艺知识、基本操作方法
4、锡焊质量控制及缺陷分析、处理
1、了解安全用电、锡焊工具、焊接材料分类与选用
2、熟悉手工锡焊工艺技术
3、掌握手工锡焊操作及焊接质量的控制与缺陷的处理
识别与检测元器件
1、电阻元件、机电元件
2、半导体分立元件、集成电路器件
3、元器件的标注、检测、筛选、分类
1、了解电子元器件的分类、标识与标称
2、掌握半导体分立器件的分类、命名
3、掌握集成电路的分类、命名及引脚排列与识别
4、掌握电子元器件的特性
调试与检测技术
1、调试与检测基础
2、调试技术
3、故障分析、检测方法
1、熟练掌握常用电子仪器的使用方法
2、掌握电子产品的组装步骤、调试方法
3、掌握产品故障分析、检测方法
PCB板设计与制作基础知识
1、PCB板材料、性能与选用
2、PCB板的设计
3、PCB板计算机辅助设计及生产制造
1、了解PCB板的结构及材料特性
2、掌握设计PCB板的基本要求与方法
3、了解计算机辅助设计PCB板与工业生产制造过程
电子产品的基本原理、装配要求、调试方法
1、电子产品的基本电路原理
2、电子技术文件（电路图、装配图、参数指标）的识读
3、产品装配工艺及流程
4、产品的调试、检测及故障分析
1、了解实习电子产品的基本工作原理
2、掌握产品制作、装配工艺及流程
3、掌握产品调试、检测及故障分析、排除的步骤与方法
电子产品的硬件、软件
1、机器猫、单片机的硬件组成
2、单片机接口、语音硬件结构
3、单片机软件编程环境
1、掌握机器猫及单片机的硬件结构
2、掌握机器猫、单片机硬件和软件系统的调试方法
操作实践
手工锡焊技能实训
利用练习焊接、学习焊接技术。
练习焊接PCB训练板学习焊接，熟练掌握正确的手工焊接方法，达到专业焊接水平。
电子元器件检测、筛选、分类
将元器件按照实习指导书或指导教师的要求进行检测、筛选、分类。
掌握元器件的标注方法，测试仪器、仪表的正确使用，了解各元件作用。
PCB板的设计与手工制作实践
1、参照电子技术文件（电路原理图），设计绘制PCB板
2、PCB板手工制作工艺技术及工艺流程
1、熟悉原理图与PCB图之间的对应关系2、获得设计PCB板的基本工艺知识
3、了解手工制作PCB板的工艺及技能
电子产品（系统）制作实训
按照实习指导书的要求焊接、装配、检测、调试机器猫、61板
1、掌握电子产品的焊接、装配规则，焊接质量达标；2、理解电子系统的设计思想
3、掌握实习电子产品的调试方法，学会使用已经学过的知识分析、解决调试中遇到的实际问题及故障。
四、实习安排
1.第一周：
（1）学习电子工艺重要性、安全用电，了解电子工艺工作及工艺管理。
（2）掌握焊接工具使用、常用电子元器件的识别，选用原则和测试方法。
（3）掌握焊接工艺，完成焊接练习（100点以上）。
（4）掌握电路图设计及PCB板设计方法。
2.第二周：
（1）焊接考核：
考核板、立方体。
（2）机器猫：
✓了解产品电路原理；
✓完成机器猫焊接、组装及调试
（3）61板：
✓了解产品硬件构成和开发环境；
✓掌握61板测试技术，完成61板焊接及测试。
✓熟悉编译调试环境，学习简单的单片机编程。
五、实习成绩评定
电子实习评分标准（2学分）
内容
基本分
加分
判分因素
考评
考勤
10
考勤、纪律、学风
焊接考核
板
10
分档给分10-9、8-7、6
立方体
10
分档给分10-9、8-7、6
造型
5
造型加分
实习产品
机器猫
15
焊接、安装、调试
单片机
20
焊接、安装、调试
EDA
上机A
5
原理图
上机B
10
5
PCB图
开卷考试
10
答对问题数/总问题数
实习报告
10
目的、任务、内容、感想、收获
合计
100
10
单项分数综合考虑各判分因素后合并给出整数分数（含返修情况）
注：
本课程为必修课。
根据上述考核依据，按百分制综合评定课程成绩，凡获得60分以上成绩者可得到此项教学实践环节的相应学分，其中焊接考核当场给分，有异议同学请及时提出，不及格者跟随下届重修。
第一部分实训指导
1.1锡焊技术
一、训练要求：
1、装配工具认识及使用
2、电烙铁检测
3、焊锡及电烙铁的感性认识
二、主要器材：
1、实习工具一套。
2、实习万用表。
3、焊料、焊剂。
4、各种元器件、训练板
三、训练内容：
（一）、工具、仪表的认识
常用的装配工具见图1.1.1，万用表见图1.2.1。
图1.1.1常用手工装焊工具
1．螺丝起子（刀）
（1）主要用途
松紧螺丝必须的工具；
一般根据用途分为：
一字起子，十字起子
（2）注意事项
选择起子时应根据螺丝的大小选用，起子刀口厚薄与宽度均需配合金属把子的起子不可以使用在带电的电路上，以免触电。
使用起子应于螺丝帽成90度手柄越大转矩越大
2．尖嘴钳
（1）主要用途
主要用来夹持零件、导线、及零件脚弯折；内部有一剪口，用来剪断1mm以下细小的电线；配合斜口钳做剥线用
（2）注意事项
注意不可以当做扳手，否则会损环钳子。
不可用来敲打在焊接的时候夹持元件可以防止元件因过热而损伤。
3．偏（斜）口钳
（1）主要用途
常用来剪断导线、零件脚的基本工具；配合尖嘴钳做拨线用
（2）注意事项
斜口钳剪断时，应将线头朝向下，以防止断线时伤及眼睛或其他同学；不可用来剪断铁丝或其他金属的物体，以免损伤器件口，超过1.6mm的电线不可用斜口钳剪断；
4．平头钳
（1）主要用途
用来剪断较粗的导线或金属线配合尖嘴钳做剥线用；用来弯折、弯曲导线或一般的金属线；用来夹持较重物体
（2）注意事项
不可拿它当扳手使用；不可用来敲打
5．镊子
镊子的分类也是很多的，在各种实际应用场合主要是以下两种：
尖头镊子和弯头镊子。
镊子的使用主要是夹持小的元器件，辅助焊接，弯曲电阻、电容、导线的作用。
平时不要把镊子对准人的眼睛或其他部位。
图4尖头镊子和弯头镊子
6．电烙铁
（1）分类
图3电烙铁的分类
圆锥形：
适合焊接热敏感元件
斜角形：
适于焊接端子点，因有尖端表面，所以热更易于传导
锥斜面形：
通常用在一般焊接和修理上
（二）、电烙铁检测
（1）外观检查：
A、电源插头B、电源线C、烙铁
（2）用万用表检查。
电烙铁是捏在手里的，使用时千万注意安全。
电烙铁先要用万用表电阻档检查一下插头与金属外壳之间的电阻值，万用表指针应该不动；插头两端阻值检测。
（检查烙铁的绝缘性以及电热丝，25w电热丝的电阻约为2.4KΩ左右）
（三）、烙铁温度、焊接焊料的认识
（1）电烙铁拿法，参见教材P32图2.19。
（指《电子技术工艺基础》教材，2000年6月第一版，以下“教材”均指该教材）
（2）观察电烙铁温度。
烙铁通电后蘸上松香，参照教材P25中表2.2。
（3）焊锡与焊剂认识
A、用烙铁融化一小块焊锡，观察液态焊锡形态。
B、在液态焊锡上融化少量松香，观察变化。
（四）、拆焊练习：
参见教材P48图2.5.1.
（五）、试焊，观察焊锡融化——凝固特性。
（注意：
防止烫伤）
1.2万用表使用入门
万用电表简称“万用表”，是最常用的测量仪表。
分为模拟（指针）万用表和数字万用表。
数字万用表具有精度高，体积小，功能强，显示直观等优点，随着数字万用表价格的降低，模拟万用表已面临被淘汰。
最常见的是三位半数字万用表，其最高位只有不显示（表示0）和显示1，其它各位可显示0~9，故称三位半。
数字万用表一般可测量交直流电压、交直流电流、电阻、电容、二极管的放大倍数、三极管等。
图1.2.1万用表
（一）下面重点介绍数字万用表的使用方法：
1．直流电压与交流电压测量：
（1）黑表笔插入COM插孔，红表笔插入V/插孔。
（2）将功能开关置于直流DCV或交流ACV~量程范围，将测试笔并接到待测电源或负载上。
注意：
a．未知被测电压范围时，将功能开关置于最大量程并根据需用逐渐下降。
b．如果只在左边显示“1”表示过量程，需将功能开关置于更高量程。
c．不要测高于1000V直流电压或高于700V交流电压。
d.测直流电压时，无负号表示红表笔接的是正极，有负号则相反。
2．直流电流与交流电流测量：
（1）将黑表笔插入COM插孔，当测量最大值为200mA电流时，红表笔插入mA插孔，当测量200mA~20A的电流时，红表笔插入20A插孔。
（2）开关置于DCA--或ACA~量程，并将表笔串联接入待测电路。
注意：
a．如果不知道被测电流范围，将功能开关置于最大量程并逐渐下降。
b．如果只显示“1”表示过量程，需将功能开关置于更高量程，过载将会烧坏保险丝。
c.强调：
测电流时一定要将表笔串联接入待测电路，否则可能损坏万用表或电路元器件。
d.测直流电流时，无负号表示电流由红表笔流向黑表笔，有负号则相反。
3．电阻测量：
（1）将黑表笔插入COM插孔，红表笔插入V/插孔。
（注意：
红表笔极性为“+”）。
（2）将功能开关置于量程，将测试笔跨接到待测电阻上。
注意：
a．如果被测电阻值超出所选择量程，将显示“1”，需选择更大量程。
对于大于1M的电阻，要几秒后读数才能稳定。
b．无输入时，即开路时，显示为“1”
c．检测在线电阻时，须确定被测电阻已去电源，同时电容已放完电，方能测量。
d．200M档短路时有1M显示，测量后应从读数中减去1M。
4．电容测试（自动回零）
将电容插入电容测试座中。
连接待测电容之前，注意每次转变量程时复零需要时间，漂移读数存在不会影响测试精度。
测量大电容时稳定读数需要一定时间。
5．二极管及蜂鸣器测试：
（1）将黑表笔插入COM插孔，红表笔插入V/插孔。
（注意：
红表笔极性为“+”）。
（2）将功能开关置于二极管档，并将表笔连接到待测二极管，红黑表笔交换测量，当二极管没有损坏时一次为“1”即无穷大，一次有值，其值即为二极管的（小电流）正向压降近似值（mV），根据此值的大小可判断是硅管、锗管还是发光二极管。
✓测量结果若在1V以下，红表笔所接为二极管正极，黑表笔为负极；（如果被测的是质量较好的发光二极管，该管会发出微弱的光）
✓测量显示若为550∽700mV者为硅管；150∽300mV者为锗管。
✓如果两个方向均显示超量程，则二极管开路；若两个方向均显示“0”V，则二极管击穿、短路。
（3）将表笔连接到待测线路的两点，如果两点之间的电阻值小于一定值（一般是30），内置蜂鸣器发声（有的万用表上的发光二极管会亮）。
6．三极管放大系数hFE测试：
（1）将开关置于hFE量程。
（2）确定NPN或PNP型，将基极、发射极和集电极分别插入相应的插孔。
（3）万用表将显示hFE的近似值。
关键是如何用万用表判断基极、NPN或PNP型？
（二）万用表的正确使用关系着测量结果的准确程度，万用表的寿命和安全。
1.熟悉各个选择开关、旋钮、按键和插孔。
2.测试工作环境。
如DT1000型四位半万用表的准确度是在23℃±5℃、相对湿度低于75％时测取的，且有效时间仅定为一年。
3.合理选择量程。
对于数字万用表，其档位的选择以求最大限度地显示被测数据有效数字的位数为目标。
4.数字万用表在欧姆档、二极管测试档，红表笔与表内高电位相接而带正电，黑表笔因接表内虚地而带负电，这显然与模拟式万用表欧姆档上表笔的带电极性完全相反，在检测有极性元件或相关电路时，要务必充分注意。
5.当用欧姆档检测电路元件或电路系统时，必须首先切断被测装置或系统的供电电源，否则，极易损坏万用表。
6.不得用欧姆档检测各种电池的内阻，否则极易损坏万用表。
对于数字万用表，当被测电流较大时（如大于200mA），应当改用电表面板上的大电流专用插孔（如10A或20A等）插接表笔，并提防过载现象。
测量时间一般不能超过15秒。
7.普通万用表交流测量档只适宜测量正弦波电压或电流的有效值，它不能直接测量锯齿波、三角波、方波等非正弦电量。
8.在测量电压和电流的过程中，不变换档位，尤其是在较高电压和较大电流的情况下，选择开关在切换过程中很容易产生电弧而烧伤开关的触点，并损坏内部元件及线路。
9.按说明书中指定的规格进行保险管更换。
10.使用完毕，务必保证POWER---OFF。
1.3焊接练习-五步法
一、训练要求：
本节主要学习焊接的基本知识，通过同学们的实际焊接练习，才可以完成后续电子产品（机器猫、61板单片机）的焊接，也是保证产品正常工作的前提。
掌握锡焊方法、要求及其注意事项。
二、训练器材：
1、印制板1块。
2、元器件若干。
3、焊锡丝。
三、训练内容：
1、五步法（图1.3.1）。
2、元器件引线表面清理（参见2.5.3及图1.3.3）。
3、引线预焊（参见2.5.3及图1.3.4）
4、引线成型（参见2.6.1）
图1.3.1焊接练习-五步法
图1.3.2焊点剖面示意图图1.3.3表面清理
图1.3.4引线预焊
五步法焊接操作要点：
1、烙铁头保持清洁。
2、烙铁头形状。
3、焊锡桥的运用。
4、加热时间。
5、焊锡量的控制。
1.4导线焊接
一、训练要求：
1、掌握导线加工、连接方法。
2、手工烙铁焊接技巧。
二、训练器材：
1、塑料导线（单股及多股）1份。
2、焊锡丝。
三、训练内容（参见2.6.3）：
1、剥线训练，检查是否伤线。
2、预焊训练，注意多股线绞合。
3、导线搭焊及连接，六方体焊接训练。
操作要点：
（1）剥线长度合适（3-4mm）,图1.4.1
（2）预焊可靠且多留锡,图1.4.2。
4、辅助工具使用。
图1.4.1图1.4.2
1.5焊接技巧
一、训练要求：
1、通过自由造型训练创造与动手能力。
2、进一步熟练掌握锡焊技巧。
二、训练器材：
1、单股导线1份。
三、训练内容：
自己设计、自己制作导线焊接（可根据设计需要添加其他材料）工艺品）。
“植物”摇椅
蝶恋花蓝天雄鹰
图1.5.1造型设计示例
1.6装焊技术综合训练（焊接考核）
一、印制电路板装焊
●Rl~R8卧式安装要求见图1.6.1（a）
●R9~R16立式安装，见图1.6.1（b）
●8根多股导线，8根单股导线，单股线弯成直角与多股线焊接。
●其中：
A－a,B－b……D－d按图1.6.2（a）
●焊接；E－e,F－f……H－h按图1.6.2（b）焊接；
●印制板装配图（见图1.6.4）
图1.6.1
图1.6.2
图1.6.3印制电路板装配图
二、立方体框架焊接（如图1.6.4）
1）正方体框架平直方正
2）导线及外皮无损伤。
3）焊点光亮、大小适中。
图1.6.4
注意：
独立完成
自尊自爱
合理用时
有序工作
按时交检
勿忘标记
第二部分实习产品
2.1.常用元件介绍及检测方法
1、电阻
电阻是电子电路常用元件，对交流、直流都有阻碍作用，常用于控制电路电流和电压的大小，以下列出的是常规的电阻内容的介绍。
精密可调立式可调卧式可调卧式十字型固定电阻可调电阻
图2.1.1电阻类型
图2.1.2常用电阻实物图
（1）常规知识小结
表2.1.1常规知识小结
（2）电阻器的色标法
表2.1.2电阻器的色标法
例如，若电阻的四个色环颜色依次为：
黄、紫、棕、银——表示470Ω、±10％的电阻
棕、绿、绿、银——表示1.5MΩ、±10％的电阻
精密电阻用五条色带表示阻值及误差
例如，若电阻上的五个色环颜色依次为：
棕、蓝、绿、黑、棕——表示165Ω±1％的电阻器
红、蓝、紫、棕、棕——表示2.67KΩ±1％的电阻器
（3）．检测——用万用表判别电阻阻值和电位器的好坏
2、电容器
它是电子电路常用元件，在电路中起耦合、滤波、旁路、调谐、振荡等作用。
图2.1.3常用电容实物图
（1）种类：
分为固定电容器、半可变电容器和可变电容器。
（2）符号：
C
（3）单位：
微法（μF）、纳法（nF）、皮法（pF）.它们之间的换算关系：
1F（法拉）=106μF（微法）=109nF（纳法）=1012pF（皮法）
（4）电容器的数值表示法
前两位为有效数字，第三位为10的n次幂，单位PF
例如：
102=10.0*102PF=1000PF=1nF=0.001uF；682=68*102PF=6800PF=0.0068uF
（5）检测法
数字式万用表检测的电容的简单方法：
表笔两端分别接电容两端，无短路即可。
3、二极管
二极管在电路中常起整流、检波和稳压作用。
（1）符号：
D
普通二极管发光二极管光电二极管变容二极管稳压二极管
（2）特点：
具有单向导电性
（3）检测法
把万用表拨至ΩX100或ΩX1K档，用两个表笔分别接触二极管的两个引出脚。
若表针的示数较小（锗管100Ω--200Ω，硅管700—1．2KΩ）时，与黑表笔相接的引出脚为正极。
接着调换两个表笔再测量，若表针的示数较大（锗管几百千Ω，硅管几兆Ω）时，说明该二极管是好的，并且原先判明的极性是正确的。
如果正反向电阻均为0或无穷大，表明该管已经击穿或断路，不能使用。
图2.1.4二极管检测
（4）应当注意
✓测量小功率的二极管，不宜使用RX1Ω或RX10KΩ档，前者通过二极管的电流较大，可能烧坏二极管;
✓后者加在二极管两端的反向电压太高，易将二极管击穿。
✓使用指针万用表测量的时候，黑色的表笔（“-”级）接的二级管的“+”级，红色的表笔（“+”级）接的是二级管的“-”级，才可以获得好坏的判断。
✓使用数字万用表的时候，黑色的表笔（“-”级）接的二级管的“-”级，红色的表笔（“+”级）接的是二级管的“+”级，才可以获得好坏的判断。
4、扬声器的检测
扬声器和耳机的检测主要是检查它们的震动部分是否阻塞和音圈是否断路、短路和接触是否良好。
对于扬声器可先用手均衡推动扬声器纸盆，应有柔和感和较强的弹性感。
如果纸盆破损，手感阻塞，毫无弹性的扬声器不宜使用。
然后用万用表测量它的音圈电阻，万用表拨置RX1Ω，当两个表笔分别接触扬声器或耳机应有“喀喀声”，且万用表的电阻标称阻抗值稍低一些，说明扬声器或耳机可以使用。
5、三极管
（1）作用：
在电子电路中组成震荡电路、放大电路。
图2.1.5三极管实物图
（2）三极管极性的判别（NPN,PNP）
✓用万用表的hFE挡检测β值
✓用数字式万用表检测
✓红表笔是（表内电源）正极,黑表笔是（表内电源）负极.
基极B的判断：
当黑（红）表笔接触某一极，红（黑）表笔分别接触另两个极时，万用表指示为低阻，则该极为基极，该管为PNP（NPN）。
C、E极的判断：
基极确定后，比较B与另外两个极间的正向电阻，较大者为发射极E，较小者为集电极C。
✓最简单方法：
对于中小功率塑料三极管按图使其平面朝向自己，三个引脚朝下放置，则从左到右依次为ebc。
图2.1.6三极管的结构
2.2.单片机61板实习
2.2.1.61精简开发板简介
61精简开发板如图1.1，它就是这次电子实习的“劳动成果”——‘61’板，一套完整的16位单片机开发系统。
它也是一个准产品，若将我们提供的程序下载到61板上，它将成为一个复读机、语音钟表，或者成为一个极具趣味性的人机互动玩具……见实习产品指导书。
图2.2.1‘61’板实物图
2.2.2.61板的套件
1．开发板：
以SPCE061A为核心的具有DSP功能和语音特色的16位单片机开发板；
2．下载线：
SPCE061A本身内部集成了在线仿真电路（ICE），所以只要通过它就可以完成在线仿
真、在线调试、在线下载；
3．光盘：
包括教材、IDE软件开发环境、100多个程序范例、实验指导书上下册、应用范例等凌阳大学计划的技术资料，基本实现“无师自通”；
4．说明书：
61板的使用说明，
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