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《新编21世纪高等职业教育电子信息类规划教材·应用电子技术专业:电子产品制作工艺与实训(第3版)》是国家“十一五”规划教材。教材配备有配套的电子课件,可供教师在教学中使用,也可供学生复习或自学。《新编21世纪高等职业教育电子信息类规划教材·应用电子技术专业:电子产品制作工艺与实训(第3版)》可以作为高职高专院校电子信息类专业的技能性教材,也可用作电子大赛的基础培训教材,或供电子行业的工程技术人员参考。
内容简介
《新编21世纪高等职业教育电子信息类规划教材·应用电子技术专业:电子产品制作工艺与实训(第3版)》的主要内容包括:常用电子元器件及其检测、电子产品装配中的常用工具、专用设备和基本材料、装配前的准备工艺、手工焊接技术、焊接工艺、印制电路板的设计与制作、电子产品的整机设计和装配工艺、调试工艺、整机检验、防护及产品包装、电子产品生产管理、电子实训等。每章前有内容提要,每章后有小结、习题,书末还有每章习题的参考答案。
作者简介
廖芳,女,教授,江西信息应用职业技术学院电子工程系主任,江西省中青年骨干教师,学院专业带头人,全国大学生电子设计赛江西赛区评审专家,2009年全国离职高专职业技能大赛裁判员。中国高校电工学研究会江西分会理事,江西省高职高专教材建设委员会"电子电器"委员会副主任。担任4届江西省教师专业技术资格评审委员。
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目录
第1章 常用电子元器件及其检测
1.1 电阻
1.1.1 电阻的基本知识
1.1.2 固定电阻的主要性能参数
1.1.3 固定电阻的标注方法
1.1.4 敏感电阻的性能与用途
1.1.5 微调电阻和电位器的主要性能指标
1.1.6 电阻的检测方法
1.2 电容
1.2.1 电容的基本知识
1.2.2 电容的主要性能参数
1.2.3 电容的标注方法
1.2.4 电容的检测方法
1.3 电感和变压器
1.3.1 电感和变压器的基本知识
1.3.2 电感及变压器的主要性能参数和标注方法
1.3.3 电感与变压器的检测方法
1.4 半导体分立器件
1.4.1 半导体分立器件的型号命名
1.4.2 二极管
1.4.3 桥堆
1.4.4 晶体三极管(双极性三极管)
1.4.5 晶闸管
1.4.6 场效应管(FET)
1.5 集成电路
1.5.1 集成电路的分类及命名方法
1.5.2 集成电路的引脚识别与使用注意事项
1.5.3 常用集成电路芯片介绍
1.5.4 集成电路的检测方法
1.6 开关件、接插件及熔断器
1.6.1 开关件的作用、分类及主要参数
1.6.2 开关件的检测
1.6.3 继电器及其检测
1.6.4 接插件及其检测
1.6.5 熔断器及其检测
1.7 电声器件
1.7.1 扬声器
1.7.2 耳机
1.7.3 传声器
1.8 表面安装元器件
1.8.1 表面安装元器件的特点、分类及应用场合
1.8.2 表面安装元器件的规格
1.8.3 使用表面安装元器件的注意事项
本章小结
习题1
第2章 电子产品装配中的常用工具、专用设备和基本材料
2.1 常用工具
2.1.1 普通工具
2.1.2 专用工具
2.2 常用的专用设备
2.3 基本材料
2.3.1 电子产品中的绝缘材料
2.3.2 电子产品中的常用线料
2.3.3 塑料
2.3.4 漆料
2.3.5 粘合剂
本章小结
习题2
第3章 装配前的准备工艺
3.1 识图
3.1.1 识图的基本知识
3.1.2 常用图纸的功能及读图方法
3.2 导线的加工
3.2.1 普通导线的加工
3.2.2 屏蔽导线或同轴电缆的加工
3.2.3 扁平电缆的加工
3.2.4 线把的扎制
3.3 元器件引线的成形加工
3.3.1 元器件引线成形的技术要求
3.3.2 元器件引线成形的方法
本章小结
习题3
第4章 手工焊接技术
4.1 焊接的基本知识
4.1.1 焊接的概念和种类
4.1.2 锡焊的基本过程
4.1.3 锡焊的基本条件
4.2 焊接工具
4.2.1 电烙铁
4.2.2 电热风枪
4.2.3 焊接用辅助工具
4.3 焊接材料
4.3.1 锡铅合金焊料
4.3.2 无铅焊料
4.3.3 焊膏
4.3.4 焊剂
4.3.5 清洗剂
4.3.6 阻焊剂
4.4 手工焊接技术及工艺要求
4.4.1 手工焊接技术
4.4.2 手工焊接的工艺要求
4.4.3 手工焊接的操作要领
4.5 焊点的质量分析
4.5.1 焊点的质量要求
4.5.2 焊点的检查步骤
4.5.3 焊点的常见缺陷及原因分析
4.6 拆焊
4.6.1 拆焊的常用工具和材料
4.6.2 拆焊方法
本章小结
习题4
第5章 焊接工艺
5.1 表面安装技术SMT
5.1.1 表面安装技术SMT的特点
5.1.2 SMT技术的安装方式
5.1.3 表面安装技术SMT的工艺流程
5.1.4 SMT的焊接质量分析
5.2 自动焊接技术
5.2.1 浸焊
5.2.2 波峰焊接技术
5.2.3 再流焊技术
5.3 无铅焊接技术
5.3.1 元器件和印制板的无铅化
5.3.2 无铅焊接的工艺要求及其可靠性分析
5.3.3 无铅焊接的质量分析
5.3.4 无铅焊接对组装设备的要求
5.4 接触焊接
5.4.1 压接
5.4.2 绕接
5.4.3 穿刺
5.5 螺纹连接
5.5.1 常用紧固件的类型及用途
5.5.2 螺纹连接方式
5.5.3 螺钉的紧固顺序
本章小结
习题5
第6章 印制电路板的设计与制作
6.1 覆铜板
6.1.1 覆铜板的作用与分类
6.1.2 常用覆铜板及其选用
6.2 印刷电路板的设计
6.2.1 印制电路板的特点
6.2.2 印制电路板设计的主要内容
6.2.3 电子元器件布局、排列的原则与方法
6.2.4 印制电路板的设计步骤与方法
6.2.5 印制电路板图的计算机辅助设计CAD
6.2.6 电子元器件选用的基本原则
6.3 印制板的制作与检验
6.3.1 印制板的制作过程
6.3.2 手工自制印制电路板的方法和步骤
6.3.3 手工自制印制电路板的机械加工
6.3.4 印制电路板的质量检验
6.4 印制电路板的组装
6.4.1 印制电路板组装的基本要求
6.4.2 印制电路板组装的工艺流程
本章小结
习题6
第7章 电子产品的整机设计和装配工艺
7.1 电子产品的整机结构形式与设计
7.1.1 整机结构形式
7.1.2 整机结构设计的基本要求
7.1.3 电子产品的抗干扰措施
7.2 电子产品的装配工艺流程
7.2.1 总装的内容
7.2.2 总装的顺序和基本要求
7.2.3 电子产品装配的分级
7.2.4 装配工艺流程
7.2.5 产品加工生产流水线
7.3 总装的质量检查
本章小结
习题7
第8章 调试工艺
8.1 调试的目的、内容和步骤
8.1.1 调试的目的
8.1.2 调试的内容和步骤
8.2 整机调试的准备工作和工艺流程
8.2.1 调试前的准备工作
8.2.2 调试工艺流程的工作原则
8.2.3 电子产品样机的调试工艺流程
8.2.4 电子产品整机的调试工艺流程
8.3 调试的安全措施
8.3.1 供电安全
8.3.2 操作安全
8.3.3 仪器设备安全
8.4 静态的测试与调整
8.4.1 直流电流的测试
8.4.2 直流电压的测试
8.4.3 电路静态的调整方法
8.5 动态的测试与调整
8.5.1 波形的测试与调整
8.5.2 频率特性的测试与调整
8.6 调试举例
8.6.1 基板调试
8.6.2 整机调试
8.6.3 整机全性能测试
8.7 整机调试过程中的故障查找及处理
8.7.1 整机调试过程中的故障特点和故障现象
8.7.2 整机调试过程中的故障处理步骤
8.7.3 整机调试过程中的故障查找方法
8.8 故障检修举例
8.8.1 完全无声故障检修
8.8.2 电台声音时响时不响故障检修
8.8.3 本机振荡电路故障检修
8.8.4 其他各类型收音机中波段故障
本章小结
习题8
第9章 整机检验、防护及产品包装
9.1 整机检验
9.1.1 检验的概念和依据
9.1.2 检验的分类
9.1.3 检验的仪器设备
9.2 电子整机产品的防护
9.2.1 影响电子产品的环境因素
9.2.2 防护的意义与技术要求
9.2.3 电子产品的防护方法
9.3 电子产品的包装工艺
9.3.1 电子产品包装的目的
9.3.2 电子产品的包装要求
本章小结
习题9
第10章 电子产品生产管理
10.1 电子产品生产制作的组织形式
10.1.1 电子产品的特点
10.1.2 电子产品生产制作的基本要求
10.1.3 电子产品生产的组织形式
10.1.4 电子产品生产制作中的标准化
10.2 电子新产品的开发
10.2.1 新产品的概念
10.2.2 开发新产品的意义和策略
10.2.3 开发新产品的原则
10.2.4 新产品的试制
10.3 电子产品生产工艺及其管理
10.3.1 生产工艺的制定
10.3.2 工艺管理
10.4 技术文件
10.4.1 技术文件的分类
10.4.2 技术文件的特点和作用
10.4.3 技术文件的计算机管理
10.5 设计文件
10.5.1 设计文件的分类和作用
10.5.2 设计文件的格式
10.6 工艺文件
10.6.1 工艺文件分类和作用
10.6.2 工艺文件的编制
10.6.3 工艺文件的管理
10.6.4 调试工艺文件
10.6.5 工艺调试方案
10.7 电子产品的ISO 9000质量管理和质量标准
10.7.1 ISO的含义及ISO的主要职责
10.7.2 ISO 9000质量标准的组成
10.7.3 建立和实施质量管理体系的目的和意义
本章小结
习题10
第11章 电子实训
11.1 基础训练
11.1.1 电阻、电容、电感和变压器的识别与检测
11.1.2 二极管、三极管的识别与检测
11.1.3 集成电路、桥堆、晶闸管的引脚识别与检测
11.1.4 机械开关、接插件、继电器、熔断器及电声器件的检测
11.1.5 电线电缆的端头处理与加工
11.1.6 电原理图与印制电路板图的识读
11.1.7 手工自制印制板
11.1.8 手工焊接(锡焊)
11.1.9 拆焊(锡焊)
11.2 课题实训
11.2.1 晶体管可调式直流稳压电源的设计、制作与调试
11.2.2 集成可调式直流稳压电路的设计、制作与调试
11.2.3 直流充电电源的设计制作
11.2.4 定时开关电路的设计与制作
11.2.5 红外线光电开关电路
11.2.6 触摸式台灯电路的设计与制作
11.2.7 气体烟雾报警器
11.2.8 水位自动控制电路
11.2.9 数字显示频率计
11.2.10 万用表的安装与调试
11.2.11 超外差收音机的安装与调试
附录A 常用集成电路引脚排列
附录B 习题参考答案
参考文献
精彩书摘
1.固定电阻的检测方法
检测固定电阻时,检测步骤如下:
(1)外观检查。看电阻有无烧焦、电阻引脚有无脱落及松动的现象,从外表排除电阻的断路情况。
(2)断电。若电阻在路(即电阻器仍然焊在电路中)时,一定要将电路中电源断开,严禁带电检测,否则不但测量不准,而且易损坏万用表。
(3)选择合适的量程。根据电阻的标称值来选择万用表电阻挡的量程,使万用表指针落在万用表刻度盘中间(或略偏右)的位置为佳,其读数误差最小。
(4)在路检测。若测量值远远大于标称值,则可判断该电阻出现断路或严重老化现象,即电阻已损坏。
(5)断路检测。在路检测时,若测量值小于标称值,则应将电阻从电路中断开检测。此时,若测量值基本等于标称值,该电阻正常;若测量值接近于零,说明电阻短路;测量值远小于标称值,该电阻已损坏;测量值远大于标称值,该电阻老化;测量值趋于无穷大,该电阻已断路。
注意:测量时,应避免手指同时接触被测电阻的两根引脚,以免人体电阻并人被测电阻而影响测量的准确性。
2.电位器与微调电阻的检测方法
(1)电位器与微调电阻的主要故障。电位器与微调电阻的故障发生率比普通电阻高得多,其主要故障表现为:
①接触不良,元件与电路时断时续。
②磨损严重,使实际值远大于标称值。
③元件断路。分为引脚断开和过流烧断两种情况。
(2)电位器与微调电阻的检测方法。对电位器与微调电阻的测量,其方法与测量普通电阻类似,不同之处在于:
①电位器与微调电阻两固定引脚之间的电阻值,应等于标称值,若测量值远大于或远小于标称值,说明元件出现故障。
②缓慢调节电位器或微调电阻的滑动端,测量电阻某个固定端与滑动端之间的阻值,观察其电阻值的变化情况;正常时,电阻值应在0Ω与标称值之间变化。若电阻值变化连续平稳,没有出现表针跳动的情况,说明电阻是正常的,否则表明电阻出现接触不良的故障。若固定端与滑动端片之间的阻值远大于标称值,或为无穷大,说明电阻内部有断路现象。
……
前言/序言
现代电子产品制造的基石:精密工艺与创新实训 这是一本深入剖析现代电子产品制作工艺,并辅以详实实训指导的专著。在日新月异的电子信息时代,产品更新迭代的速度不断加快,对电子产品的设计、制造、测试与维修提出了更高的要求。本书旨在为读者提供一套系统、全面且极具实践性的知识体系,帮助掌握电子产品从概念到成品的全过程,为未来的电子技术创新与产业发展奠定坚实基础。 本书共分为三个主要部分,层层递进,内容详实,力求涵盖电子产品制作领域的各个关键环节。 第一部分:电子产品制造基础与工艺流程 本部分是全书的基石,系统介绍了电子产品制造所必需的基础理论、核心概念以及贯穿整个生产过程的关键工艺流程。 电子元器件与电路基础回顾: 在深入探讨制造工艺之前,我们有必要对电子元器件的特性、分类以及基本电路的构成与工作原理进行一次清晰而精炼的回顾。这包括了电阻、电容、电感、半导体器件(如二极管、三极管、场效应管)、集成电路(IC)等核心元器件的物理特性、电学参数以及它们在电路中的作用。同时,对串联、并联电路、分压、分流电路、滤波电路、放大电路等基本电路的分析也将为理解后续的工艺过程打下基础。这部分内容并非简单的罗列,而是强调这些基础知识如何与实际的制造过程相结合,例如,不同元器件的封装形式如何影响焊接工艺,电路的功率需求如何决定PCB板的散热设计等。 PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)设计与制造: PCB是承载电子元器件并实现电路连接的关键载体,其设计与制造质量直接影响着电子产品的性能与可靠性。本部分将详细阐述PCB的设计流程,包括原理图设计、PCB布局布线规则(如信号完整性、电源完整性、电磁兼容性EMC)、叠层结构、阻抗匹配等高级概念。接着,我们将深入剖析PCB的制造工艺,从单面板、双面板到多层板、柔性板(FPC)的工艺流程,重点介绍蚀刻、钻孔、电镀、阻焊层(Solder Mask)、丝印(Silkscreen)等关键工序。此外,还会涵盖SMT(Surface Mount Technology,表面贴装技术)和THT(Through-Hole Technology,通孔插装技术)对PCB设计的影响,以及最新的PCB制造技术趋势,如高密度互连(HDI)技术。 元器件的采购、检验与存储: 电子产品的质量始于原材料的品质。本部分将指导读者如何进行元器件的采购,包括了解市场行情、选择可靠的供应商、识别元器件的规格与真伪。随后,将详细介绍元器件的检验方法,包括外观检查、参数测量(如万用表、LCR表的使用)、以及一些非破坏性检测技术。最后,强调了元器件的正确存储方式,如防潮、防静电(ESD)、防高温等,以确保元器件在使用前的性能稳定。 焊接工艺: 焊接是将电子元器件固定在PCB上并实现电气连接的关键工序。本部分将详细讲解不同类型的焊接技术,包括: 手工焊接: 详细介绍焊锡丝、焊剂、电烙铁的选择与使用,以及握持烙铁、锡膏涂抹、焊点形成等基本手法,并强调不同元器件(如DIP、SOP、QFP、BGA)的手工焊接技巧与注意事项。 波峰焊(Wave Soldering): 介绍波峰焊的原理、设备构成,以及工艺参数(如预热温度、焊接温度、焊接时间、波峰速度)的设置与优化,特别关注如何避免虚焊、桥接等常见焊接缺陷。 回流焊(Reflow Soldering): 重点讲解回流焊的工艺流程,包括锡膏印刷、贴片、回流焊炉的温度曲线控制(预热区、回流区、冷却区),以及如何根据元器件和PCB板材选择合适的温度曲线,以确保焊点的良好形成与可靠性。 维修焊接: 针对电子产品维修,将详细介绍热风枪、红外焊台等工具的使用,以及BGA、QFP等复杂封装器件的拆卸与焊接技巧,并强调ESD防护的重要性。 无铅焊接: 随着环保法规的日益严格,无铅焊接已成为主流。本部分将重点介绍无铅焊料的特性、焊接温度的要求以及无铅焊接中可能遇到的挑战与对策。 组装工艺: 将焊接好的PCB板与其他部件(如外壳、显示屏、电源、接口等)进行组装,形成完整的电子产品。本部分将介绍不同类型电子产品的组装流程,包括: 结构件的固定: 螺丝固定、卡扣固定、粘接固定等。 线缆连接: 连接器的选择与连接、线束的整理与固定。 显示屏、按键等部件的安装。 外壳的合装与密封。 以及在组装过程中需要注意的ESD防护、应力控制等问题。 第二部分:电子产品测试、调试与质量控制 本部分聚焦于电子产品从生产线下来后,如何确保其功能正常、性能达标,并最终达到预期的质量标准。 电子产品测试基础: 介绍各类电子测试的基本概念与方法,包括: 直流/交流参数测试: 如电压、电流、电阻、电容、电感等基本参数的测量。 功能测试(Function Test): 验证产品各项功能是否按照设计要求正常工作。 性能测试(Performance Test): 测量产品的关键性能指标,如频率响应、增益、失真度、稳定性等。 寿命测试(Life Test): 评估产品在长期使用中的可靠性。 测试设备与仪器: 详细介绍常用的电子测试仪器及其工作原理和使用方法,包括: 万用表(Multimeter): 基础的电压、电流、电阻测量。 示波器(Oscilloscope): 波形观察与测量,时域分析。 信号发生器(Signal Generator): 提供各种标准信号进行激励测试。 LCR表(LCR Meter): 精确测量电感、电容、电阻。 逻辑分析仪(Logic Analyzer): 数字信号时序分析。 频谱分析仪(Spectrum Analyzer): 射频信号频谱特性分析。 电源(Power Supply): 提供稳定可调的直流电源。 以及一些专用测试仪,如EMC测试仪、高低温试验箱等。 软件测试与调试: 随着嵌入式系统和智能化应用的普及,软件在电子产品中的作用日益凸显。本部分将介绍: 固件(Firmware)的加载与更新。 软件功能的验证与调试方法。 嵌入式操作系统的基本概念与调试工具。 通信协议的测试(如UART, SPI, I2C, USB, Ethernet等)。 质量控制(Quality Control,QC)与质量保证(Quality Assurance,QA): QC的主要职责: 专注于产品在生产过程中的质量检查,确保产品符合规格。 QA的主要职责: 关注整个生产流程的质量体系建立与维护,预防不合格品的产生。 不良品分析(Failure Analysis): 学习如何对检测出的不合格品进行深入分析,找出根本原因,并提出改进措施。 抽样检验(Sampling Inspection): 介绍统计质量控制中的抽样检验方法。 可靠性工程基础: 简要介绍可靠性参数(如MTBF,平均无故障时间)及其在质量控制中的意义。 生产线管理与自动化: 探讨现代电子产品生产线的组织与管理,包括: 生产流程优化。 自动化测试系统(ATE,Automatic Test Equipment)的应用。 MES(Manufacturing Execution System,制造执行系统)在生产管理中的作用。 第三部分:电子产品制作实训项目与案例分析 本部分是本书的实践核心,通过一系列精心设计的实训项目,将理论知识转化为实际操作能力,并辅以真实的案例分析,帮助读者巩固所学,提升解决实际问题的能力。 基础实训项目: 基础元器件的识别与焊接练习: 熟悉电阻、电容、二极管、三极管、IC等元器件的封装、引脚定义,并进行手工焊接练习,重点掌握焊点的质量要求。 简单电路的搭建与测试: 例如,LED驱动电路、简单稳压电源、音频放大电路等,学习使用面包板、万用表、示波器等工具进行电路搭建与功能验证。 PCB板的钻孔、清洗与补焊练习。 综合实训项目: DIY数码产品制作: 例如,基于Arduino/Raspberry Pi的智能小车、温湿度监测仪、智能家居控制模块等。这些项目将涵盖PCB设计、元器件焊接、程序烧录、外壳设计与安装、传感器接口调试等全过程。 消费电子产品维修与改造: 选择一些常见的故障电子产品(如收音机、电源适配器、简单音响等),进行故障诊断、元器件更换、功能修复,甚至进行性能提升或功能扩展的改造。 智能穿戴设备仿真与调试: 模拟制作一款简单的智能手环,涉及心率传感器、加速度传感器、OLED显示屏等的接口连接与数据采集。 嵌入式系统开发板的深入应用: 学习使用某款主流嵌入式开发板,实现复杂的功能,如图像识别、语音控制、网络通信等。 典型电子产品制作案例分析: 手机/平板电脑的内部结构与制造工艺剖析: 从PCB布局、元器件选择、组装流程、屏幕技术、电池管理等多个维度,深入解析一款现代智能手机的制造过程。 家用电器(如微波炉、空调)的控制电路与安全规范: 分析其控制板的设计思路,特别是涉及到高压、大电流、安全隔离等方面的工艺与设计考量。 汽车电子模块的制造与可靠性要求: 探讨汽车电子产品在极端环境下工作的特殊制造工艺与质量控制标准。 工业控制设备的生产制造: 侧重于工业级电子产品对稳定性、抗干扰能力、耐用性等方面的制造要求。 职业发展与行业趋势展望: 电子产品制造行业现状与就业方向。 新兴制造技术(如3D打印在电子领域的应用、柔性电子制造)的介绍。 智能制造与工业4.0对电子产品制作的影响。 通过以上三个部分的循序渐进和深入讲解,本书力求为读者打造一个集理论深度、工艺细节与实践操作于一体的学习平台,使其能够深刻理解电子产品的生命周期,掌握核心的制造技术,并能独立完成从概念设计到成品实现的各项工作,为成为一名优秀的电子产品开发者、工程师或技术工人打下坚实的基础。