內容簡介
《電子産品生産工藝/21世紀高職高專電子信息類規劃教材》以培養學生的動手能力為目標,以小型電子産品為載體,把現代電子産品生産工藝相應的內容融入到工作任務中,具體直觀地介紹瞭電子産品安裝與調試的基本工藝和操作技能。內容包括常用電子元器件的識彆與檢測、通孔插裝元器件電子産品的手工裝配焊接、印製電路闆的製作工藝、通孔插裝元器件的自動焊接工藝、錶麵貼裝元器件電子産品的手工裝接、錶麵安裝元器件的貼片再流焊工藝、電子産品整機裝配工藝、電子産品的調試工藝及電子工藝文件的識讀與編製。
《電子産品生産工藝/21世紀高職高專電子信息類規劃教材》按照基於工作過程的課程方式進行編寫。全書共分9章,每一章均包含“任務驅動”、“任務資訊”、“任務實施”、“相關知識”、“任務總結”與“練習與鞏固”,以完成工作任務為目標來激發學生的學習興趣,調動學生主動學習的積極性。
《電子産品生産工藝/21世紀高職高專電子信息類規劃教材》可作為高職高專院校電子類專業及相關專業的教材,也可作為從事電子産品生産工藝的技術人員的參考書。
內頁插圖
目錄
前言
第1章 常用電子元器件的識彆與檢測
1.1 任務驅動:調幅收音機元器件的識彆與檢測
1.1.1 任務描述
1.1.2 任務目標
1.1.3 任務要求
1.2 任務資訊
1.2.1 電阻器的識彆與檢測
1.2.2 電容器的識彆與檢測
1.2.3 電感器的識彆與檢測
1.2.4 二極管的識彆與檢測
1.2.5 晶體管的識彆與檢測
1.2.6 電聲器件的識彆與檢測
1.2.7 開關、接插件的識彆與檢測
1.3 任務實施
1.4 相關知識
1.4.1 繼電器
1.4.2 各種特殊二極管的識彆與檢測
1.4.3 半導體分立器件的命名
1.4.4 場效應晶體管
1.5 任務總結
1.6 練習與鞏固
第2章 通孔插裝元器件電子産品的手工裝配焊接
2.1 任務驅動:調幅收音機的手工裝配焊接
2.1.1 任務描述
2.1.2 任務目標
2.1.3 任務要求
2.2 任務資訊
2.2.1 常用導綫和絕緣材料
2.2.2 常用焊接材料與工具
2.2.3 通孔插裝電子元器件的準備工藝
2.2.4 導綫的加工處理工藝
2.2.5 通孔插裝電子元器件的安裝工藝
2.2.6 通孔插裝電子元器件的手工焊接工藝
2.3 任務實施
2.3.1 手工裝接的工藝流程設計
2.3.2 元器件的檢測與引綫成形
2.3.3 元器件的插裝焊接
2.3.4 裝接後的檢查試機
2.4 相關知識
2.4.1 焊接質量與缺陷分析
2.4.2 手工拆焊方法
2.4.3 磁性材料與粘接材料
2.5 任務總結
2.6 練習與鞏固
第3章 印製電路闆的製作工藝
3.1 任務驅動:直流集成穩壓電源電路闆的手工製作
3.1.1 任務描述
3.1.2 任務目標
3.1.3 任務要求
3.2 任務資訊
3.2.1 半導體集成電路的識彆與檢測
3.2.2 印製電路闆基礎
3.2.3 印製電路闆的設計過程及方法
3.2.4 手工製作印製電路闆工藝
3.3 任務實施
3.3.1 電路闆手工設計
3.3.2 電路闆手工製作
3.3.3 電路闆插裝焊接
3.3.4 裝接後的檢查測試
3.4 相關知識
3.4.1 TTL數字集成電路與CMOS數字集成電路
3.4.2 印製電路闆的生産工藝
3.4.3 印製電路闆的質量檢驗
3.5 任務總結
3.6 練習與鞏固
第4章 通孔插裝元器件的自動焊接工藝
4.1 任務驅動:雙聲道音響功放電路闆的波峰焊接
4.1.1 任務描述
4.1.2 任務目標
4.1.3 任務要求
4.2 任務資訊
4.2.1 浸焊
4.2.2 波峰焊技術
4.2.3 波峰焊機
4.2.4 波峰焊接缺陷分析
4.3 任務實施
4.3.1 電路闆插裝波峰焊接工藝設計
4.3.2 通孔插裝元器件的檢測與準備
4.3.3 通孔插裝元器件的插裝
4.3.4 波峰焊接設備的準備
4.3.5 波峰焊接的實施
4.3.6 裝接後的檢查測試
4.4 相關知識
4.4.1 焊接工藝概述
4.4.2 新型焊接
4.5 任務總結
4.6 練習與鞏固
第5章 錶麵貼裝元器件電子産品的手工裝接
5.1 任務驅動:貼片調頻收音機的手工裝接
5.1.1 任務描述
5.1.2 任務目標
5.1.3 任務要求
5.2 任務資訊
5.2.1 錶麵貼裝技術
5.2.2 錶麵貼裝元器件
5.2.3 錶麵貼裝工藝的材料
5.2.4 錶麵貼裝元器件的手工裝接工藝
5.3 任務實施
5.3.1 裝接工藝設計
5.3.2 元器件的檢測與準備
5.3.3 印製電路闆的手工裝接
5.3.4 裝接後的檢查測試
5.4 相關知識
5.4.1 SMT元器件的手工拆焊
5.4.2 BGA集成電路的修復性植球
5.5 任務總結
5.6 練習與鞏固
第6章 錶麵安裝元器件的貼片再流焊工藝
6.1 任務驅動:調幅/調頻收音機電路闆的貼片再流焊接
6.1.1 任務描述
6.1.2 任務目標
6.1.3 任務要求
6.2 任務資訊
6.2.1 錶麵安裝元器件的貼焊工藝
6.2.2 貼片機的結構與工作原理
6.2.3 再流焊接機
6.3 任務實施
6.3.1 電路闆貼片再流焊接工藝設計
6.3.2 電子元器件檢測與準備
6.3.3 錶麵貼裝電子元器件的裝貼
6.3.4 再流焊接設備的特點
6.3.5 再流焊接的實施
6.3.6 裝接後的檢查測試
6.4 相關知識
6.4.1 錶麵組裝塗敷技術
6.4.2 再流焊質量缺陷分析
6.5 任務總結
6.6 練習與鞏固
第7章 電子産品整機裝配工藝
7.1 任務驅動:數字萬用錶整機裝配
7.1.1 任務描述
7.1.2 任務目標
7.1.3 任務要求
7.2 任務資訊
7.2.1 電子産品整機裝配基礎
7.2.2 電路闆組裝
7.2.3 電子産品整機組裝
7.2.4 電子産品整機質檢
7.3 任務實施
7.3.1 整機裝配的工藝設計
7.3.2 元器件的檢測與準備
7.3.3 電路闆的裝配焊接
7.3.4 整機裝配
7.4 相關知識
7.4.1 電子産品專職檢驗工藝
7.4.2 電子産品包裝工藝
7.5 任務總結
7.6 練習與鞏固
第8章 電子産品的調試工藝
8.1 任務驅動:調幅收音機的調試
8.1.1 任務描述
8.1.2 任務目標
8.1.3 任務要求
8.2 任務資訊
8.2.1 電子産品調試設備與內容
8.2.2 電子産品的檢測方法
8.2.3 電子産品靜態調試
8.2.4 電子産品動態調試
8.3 任務實施
8.3.1 整機調試的工藝設計
8.3.2 靜態調試
8.3.3 動態調試
8.3.4 統調
8.4 相關知識
8.5 任務總結
8.6 練習與鞏固
第9章 電子工藝文件的識讀與編製
9.1 任務驅動:電視機基闆工藝文件的識讀與編製
9.1.1 任務描述
9.1.2 任務目標
9.1.3 任務要求
9.2 任務資訊
9.2.1 工藝文件基礎
9.2.2 工藝文件格式
9.2.3 工藝文件內容
9.2.4 工藝文件編製
9.2.5 常見的工藝文件
9.3 任務實施
9.3.1 識讀電子産品的技術文件
9.3.2 編製插件工藝流程和工藝文件
9.4 相關知識
9.4.1 電子産品的生産組織
9.4.2 電子産品的生産質量管理
9.5 任務總結
9.6 練習與鞏固
參考文獻
前言/序言
本書按照基於工作過程的課程方式進行編寫,為培養高職高專學生的實踐能力,提高其動手操作技能,以小型電子産品為載體,把現代電子産品生産工藝相應的內容融入到工作任務中,具體直觀地介紹瞭電子産品安裝與調試的基本工藝和操作技能。本書既有必要的工藝理論知識,又有實施過程中的實際動手體驗,以完成工作任務為目標來激發學生的學習興趣,調動學生主動學習的積極性。
本書每一章均包含“任務驅動”、“任務資訊”、“任務實施”、“相關知識”、“任務總結”、“練習與鞏固”。以“任務驅動”進行引入,以完成一個實際工作任務進行驅動,對要達到的知識目標和能力目標進行描述。為瞭完成工作任務,引入“任務資訊”,介紹任務涉及的主要理論知識和技能知識。“任務實施”對完成的任務實施過程進行闡述。為瞭完善課程的知識體係,針對任務“相關知識”進行介紹。“任務總結”把本章的主要內容進行歸納總結。“練習與鞏固”采用與本章內容相關的練習題進行知識與技能的鞏固與提高。
本書由李宗寶擔任主編並統稿,陳國英、王久強、呂赤峰擔任副主編,硃建紅、杜中一、唐龍、王日龍、魏昊參加編寫。第1章由北京工業職業技術學院魏昊和大連工業大學職業技術學院王日龍編寫,第2章、第3章、第7章由大連職業技術學院李宗寶編寫,第4章由大連職業技術學院王久強編寫,第5章由大連職業技術學院杜中一編寫,第6章由大連遼無二電器有限公司呂赤峰和常州信息職業技術學院唐龍編寫,第8章由大連職業技術學院硃建紅編寫,第9章由常州信息職業技術學院陳國英編寫。本書由董春利教授擔任主審。在此對書後所列參考文獻的各位作者錶示深深的謝意。
鑒於編者水平、經驗有限,且編寫時間倉促,書中錯誤和疏漏在所難免,敬請廣大讀者批評指正。
探尋微觀世界的精密脈絡:電子産品生産工藝的奧秘 在這個日新月異的時代,電子産品以驚人的速度滲透到我們生活的每一個角落,從輕薄的智能手機,到強大的服務器,再到無處不在的傳感器,它們共同構建瞭一個高度互聯的數字世界。然而,我們日常使用的這些精巧設備,背後卻凝聚著無數工程師的智慧與汗水,更依賴於一套嚴謹、復雜且充滿挑戰的生産工藝。本書並非直接呈現“電子産品生産工藝/21世紀高職高專電子信息類規劃教材”這本書的內容,而是旨在帶領讀者深入探究電子産品製造過程中所涉及的核心技術、關鍵流程以及前沿發展,揭示那些讓微小芯片能夠驅動龐大信息時代的精密脈絡。 從矽片到集成電路:微觀世界的奇跡 一切電子産品的核心,都始於那片閃耀著矽晶片光芒的基底。矽,這種在自然界廣泛存在的半導體材料,經過提純、生長晶體、切割晶圓等一係列復雜的物理和化學過程,最終成為承載無數電路的“畫布”。這個過程對環境的潔淨度要求極高,任何微小的塵埃都可能成為電路的“殺手”。 晶圓的製備完成後,便進入瞭集成電路(IC)製造的重頭戲——光刻。光刻技術如同在矽片上繪製精細的電路藍圖,通過紫外光穿過掩膜版,將設計的電路圖形精確地“打印”到塗有光刻膠的晶圓錶麵。隨後,通過化學蝕刻等手段,將不需要的部分移除,形成三維立體的電路結構。這一步驟的精度決定瞭芯片的集成度和性能,隨著技術的發展,納米級的綫條已經成為現實,這無疑是人類在微觀尺度上精細操控能力的極緻體現。 在電路圖形繪製完成後,還需要通過摻雜等工藝,改變矽的導電性能,形成各種功能的半導體器件,如晶體管。晶體管是現代電子學的基石,數量龐大、功能各異的晶體管通過復雜的布綫連接,最終構成一枚枚功能強大的集成電路芯片。封測環節則是將這些裸露的芯片進行封裝和測試,保護芯片免受外界環境的侵害,並確保其性能達到設計要求,最終纔得以被應用於各種電子産品中。 錶麵貼裝技術(SMT):高密度集成的新篇章 將一枚枚精心製造的集成電路以及其他電子元件,精確地焊接在印刷電路闆(PCB)上,是電子産品組裝過程中至關重要的一環。錶麵貼裝技術(SMT)是當前主流的電子元件焊接技術。與傳統的通孔插裝工藝不同,SMT將電子元件直接貼裝在PCB錶麵,通過焊膏在高溫下熔化形成連接。 SMT工藝通常包括以下幾個關鍵步驟: 焊膏印刷:利用鋼網,將適量的焊膏精確地印刷在PCB的焊盤上,焊膏的量和位置的準確性直接影響焊接質量。 貼片:高速貼片機以極高的速度和精度,將微小的電子元件(如電阻、電容、IC等)準確地放置在印刷瞭焊膏的焊盤上。 迴流焊:將貼好元件的PCB送入迴流焊爐,在設定的溫度麯綫下,焊膏熔化,元件與PCB焊盤形成可靠的電氣和機械連接。 清洗:去除焊接過程中殘留的助焊劑等汙染物,保證産品的可靠性和外觀。 檢測:通過光學檢測(AOI)或X-ray檢測等方式,對焊接質量進行檢查,確保無虛焊、假焊等缺陷。 SMT技術的齣現,極大地提高瞭電子産品集成度,使得更小、更薄、更輕的電子設備成為可能。它不僅加速瞭生産效率,也為實現自動化生産奠定瞭堅實的基礎。 印刷電路闆(PCB)的誕生:電子産品的骨骼 印刷電路闆(PCB)是電子元件的載體,是電子産品中不可或缺的“骨骼”。PCB的設計和製造直接影響著電子産品的性能、穩定性和可靠性。 PCB的製造過程同樣精密復雜,通常包括: 設計:根據電路原理圖,工程師設計齣PCB的布綫布局,決定元件的放置位置、走綫的路徑和層數等。 覆銅闆準備:選用閤適的覆銅闆基材(如FR-4),經過裁切、鑽孔等預處理。 綫路製作:通過光刻、蝕刻等工藝,在覆銅闆上形成導電的銅綫路。 錶麵處理:對焊盤進行錶麵處理,如沉金、OSP(有機防氧化膜)等,以保證焊接的可靠性。 阻焊層製作:印刷綠油(或其它顔色)阻焊層,保護綫路,防止短路。 絲印:在PCB錶麵印上元件標識、型號等信息。 測試:對PCB進行電氣性能測試,確保綫路的連通性和絕緣性。 隨著電子産品功能日益強大,PCB的層數不斷增加,對製造精度和材料性能也提齣瞭更高的要求,如高密度互連(HDI)PCB、柔性PCB等技術的齣現,極大地拓展瞭PCB的應用領域。 組裝與測試:實現産品的完整生命周期 在PCB製造完成並焊接好電子元件後,電子産品的組裝和測試環節也同樣至關重要。 組裝:根據産品設計,將PCB闆與其他組件(如外殼、顯示屏、電池、攝像頭等)通過螺絲、卡扣、連接器等方式組裝在一起,形成最終的産品。這個過程中,流水綫作業、自動化機器人以及精密的裝配工具發揮著關鍵作用,確保組裝的效率和一緻性。 功能測試:組裝完成後,需要對産品進行全麵的功能測試,驗證各個部件是否正常工作,各項功能是否符閤設計要求。這包括軟件功能測試、硬件性能測試、通信測試、功耗測試等。 可靠性測試:為瞭確保産品在各種環境下都能穩定可靠地工作,還需要進行一係列的可靠性測試,例如高溫/低溫測試、濕度測試、跌落測試、振動測試、壽命測試等。這些測試能夠暴露潛在的設計缺陷或工藝問題,為産品優化提供依據。 齣廠檢驗:經過各項測試閤格的産品,纔會進入最後的齣廠檢驗環節,進行外觀檢查、包裝和入庫。 自動化與智能化:麵嚮未來的電子製造 當前的電子産品生産工藝,正朝著更高程度的自動化和智能化方嚮發展。 機器人技術:工業機器人已經廣泛應用於PCB的貼片、焊接、組裝、搬運等環節,極大地提高瞭生産效率、降低瞭人工成本,並保證瞭生産的精度和一緻性。 智能製造係統:MES(製造執行係統)、SCADA(數據采集與監控係統)等智能製造係統的應用,實現瞭生産過程數據的實時采集、分析和監控,能夠對生産過程進行優化和調度,提高生産效率和産品質量。 工業物聯網(IIoT):通過物聯網技術,將生産設備、傳感器、産品等互聯互通,實現數據的共享和協同,為智能決策和預測性維護提供瞭可能。 人工智能(AI):AI技術在電子産品生産工藝中的應用日益廣泛,例如在産品設計優化、工藝參數調整、質量檢測、故障預測等方麵,AI都展現齣巨大的潛力。 挑戰與展望 電子産品生産工藝是一個不斷進步的領域,麵臨著諸多挑戰,例如: 材料創新:隨著電子産品嚮更小型化、高性能化發展,對材料的要求也越來越高,如新型半導體材料、高導熱材料、柔性材料等的研究與應用。 精密製造:納米級甚至亞納米級的製造精度是未來電子産品發展的重要方嚮,這對光刻、蝕刻等核心工藝提齣瞭更高的挑戰。 綠色製造:隨著環保意識的提高,如何減少生産過程中的能耗和汙染,實現可持續發展,是電子製造領域的重要課題。 供應鏈管理:全球化的電子産品生産,對供應鏈的協同、穩定和安全提齣瞭更高的要求。 展望未來,電子産品生産工藝將繼續嚮著更高精度、更高效率、更低成本、更環保的方嚮發展。新型材料的開發、先進製造技術的突破,以及人工智能、大數據等前沿技術的深度融閤,將共同推動電子製造進入一個全新的時代,為人類創造更智能、更便捷、更美好的生活。理解和掌握這些精密的脈絡,對於每一個投身於電子信息領域的從業者來說,都至關重要。