内容简介
《电子技术工艺基础(第2版)》以基本工艺知识和电子装联技术为基础,以EDA实践和现代先进组装技术为支柱,对电子产品工艺设计制造过程作了全面介绍,包括电子工艺概论、安全用电、EDA与DFM简介、电子元器件、印制电路板、焊接技术、装联与检测技术、表面贴装技术等内容,是电子实践教学领域中典型的参考书。
《电子技术工艺基础(第2版)》作者有二十余年电子技术工作经验,经历了二十多年电子工艺实习教学实践,与电子制造企业界、学术界和媒体紧密联系,使《电子技术工艺基础(第2版)》视野开阔、内容充实、详略得当、可读性强、信息量大,兼有实用性、资料性和先进性。
《电子技术工艺基础(第2版)》既可作为电子实践类课程的参考教材,亦可作为电子科技创新实践、课程设计、毕业实践等活动的实用指导书,同时也可供职业教育、技术培训及其他有关技术人员参考。
内页插图
目录
1 电子工艺概论
1.1 电子制造与电子工艺
1.1.1 制造与电子制造
1.1.2 工艺与电子工艺
1.1.3 电子制造工艺
1.2 电子工艺技术及其发展
1.2.1 电子工艺技术发展概述
1.2.2 电子工艺的发展历程
1.3 电子工艺技术的发展趋势
1.3.1 技术的融合与交汇
1.3.2 绿色化的潮流
1.3.3 微组装技术的发展
1.4 生态设计与绿色制造
1.4.1 电子产业发展与生态环境
1.4.2 绿色电子设计制造
1.4.3 电子产品生态设计
1.5 电子工艺标准化与国际化
1.5.1 标准化与工艺标准
1.5.2 电子工艺标准及国际化趋势
2 安全用电
2.1 概述
2.2 电气事故与防护
2.2.1 人身安全
2.2.2 设备安全
2.2.3 电气火灾
2.3 电子产品安全与电磁污染
2.3.1 电子产品安全
2.3.2 电子产品的安全标准及认证
2.3.3 电磁污染与防护
2.4 用电安全技术简介
2.4.1 接地和接零保护
2.4.2 漏电保护开关
2.4.3 过限保护
2.4.4 智能保护
2.5 触电急救与电气消防
2.5.1 触电急救
2.5.2 电气消防
3 EDA与DFM简介
3.1 现代电子设计
3.2 EDA技术
3.2.1 EDA概述
3.2.2 芯片级设计基础——ASIC/PLD/SoPC/SoC
3.2.3 硬件描述语言
3.2.4 EDA工具
3.2.5 设计流程
3.2.6 EDA实验开发系统
3.3 DFM
3.3.1 DFM及其发展
3.3.2 DFM与DFX
3.3.3 DFX简介
3.3.4 DFM简介与技术规范举例
3.3.5 DFM软件
……
4 电子元器件
5 印制电路板
6 焊接技术
7 装联与检测技术
8 表面贴装技术
参考文献
前言/序言
《电子技术工艺基础》一书自2000年面世以来,不仅在电子技术实践教学领域得到广泛应用,而且成为有关企业培训和电子爱好者自学的重要参考书,9年总印次达18次之多,在同类书籍中沿用这本书体系架构和引用这本书有关内容的比例很高。
2000年以来是世界、特别是我国电子信息产业高速发展时期,中国已经成为电子制造大国,正在向电子制造强国迈进。电子工艺技术对产业的重要作用已经得到企业界的认同和教育界的广泛关注。在各方面支持和鼓励下,经过长期积累和多年准备,本书新版终于面世。
本书新版在保持原书先进性、实用性和创新性特色的基础上,结合现代工程教育理念,针对近年电子产业的发展作了较大的调整和更新,将知识传授、技能训练与素质培养自然融合,努力体现育人的最高境界——“润物细无声”。在新版教材中体现了如下特色。
(1)在强调工程技术的同时,融合科学发展理念。电子实践不仅是学生知识能力结构的重要组成部分,也是拓展视野、了解电子科技和产业全局以及发展趋势的最好时机。这一思路和理念主要体现在新增的第1、3章中。
(2)强调绿色环保。在第1章作了集中的简要介绍,并且也贯穿于其他有关章节中。
(3)强调现代安全观念。与电和电器有关的安全问题不仅有直接的电击、电气火灾,而且还有隐性的电池污染和废弃电子产品危害,这种现代安全观念和防范集中体现在第2章新增补的内容中。
(4)与产业和生产实践尽可能紧密相关。除了在改动较大的第8章中与现代电子产业无缝接轨外,第1章关于标准化、第3章关于DFM以及第7章关于防静电等相关内容都是这个思路的诠释。
(5)全球化视野。当今社会没有比电子信息产业全球化程度更高的了,这一并非纯技术的特点体现在本书第1章和其他有关章节。
本书在编写中得到清华大学电子工艺教研组/科教仪器厂老师和同事的支持,特别是清华一伟创力SMT实验室以及业内许多朋友的支持和帮助,在此表示真诚感谢。
机械之心:精密制造的奥秘与实践 引言: 在现代工业的宏伟殿堂中,精密制造无疑是驱动技术进步、塑造生活品质的核心引擎。从微观世界的芯片加工到宏观领域的航空航天设备,无不依赖于精湛的机械加工技艺。本书《机械之心:精密制造的奥秘与实践》旨在深入剖析精密制造这一复杂而迷人的领域,为读者揭示其背后蕴含的科学原理、工艺流程、关键技术以及前沿发展。我们并非简单地罗列操作规程,而是致力于构建一个系统性的认知框架,引导读者理解精密制造为何如此重要,如何实现,以及它将如何塑造未来。 第一章:精密制造的基石——材料与力学 理解精密制造,首先要回溯到构成万物的最基本元素——材料。本章将深入探讨精密制造中常用的工程材料,包括但不限于各种金属合金(如高性能钢、钛合金、铝合金)、工程塑料、陶瓷以及复合材料。我们将解析这些材料的微观结构、物理化学性质,以及它们如何影响机械加工过程中的表现。例如,硬度、强度、塑性、韧性、热膨缩系数等关键参数,将如何决定刀具的选择、切削参数的设定,以及最终零件的性能。 同时,材料力学是理解材料在加工过程中受力行为的理论基础。本章将系统介绍应力、应变、弹性模量、泊松比等基本概念,以及断裂力学、疲劳理论等,帮助读者理解切削力、变形、热效应如何作用于工件,并最终影响加工精度和表面质量。我们将通过实际案例,阐释材料选择的智慧,以及如何根据零件的使用环境和性能要求,做出最优的材料决策。 第二章:塑造灵魂的工艺——机械加工方法解析 机械加工是实现精密制造的核心手段。本章将全面介绍各种主流的机械加工方法,并从工艺原理、适用范围、优缺点、典型应用等多个维度进行深入剖析。 传统切削加工: 我们将详细阐述车削、铣削、钻削、镗削、磨削等经典工艺。对于每一种工艺,我们将深入探讨刀具的几何参数、材料选择,切削液的作用,以及切削速度、进给量、切削深度等关键参数的优化。例如,在车削加工中,我们将分析不同刀具刃型对加工精度和表面粗糙度的影响,以及如何通过调整参数来获得镜面般的表面。在铣削加工中,我们将探讨端铣、面铣、槽铣等不同铣削方式的特点,以及如何通过合理的刀具路径规划来避免振动和提高加工效率。磨削作为一种精加工手段,我们将重点关注其在去除微小余量、获得高精度和低表面粗糙度方面的独特优势。 特种加工: 随着技术的飞速发展,非接触式、非机械式加工方法日益受到重视。本章将详细介绍电火花加工(EDM)、激光加工(LASER)、水射流切割(WJ)、离子束加工(IBM)等特种加工技术。我们将解析这些技术的物理原理,例如电火花加工中的电蚀原理,激光加工中的熔化、汽化原理,以及它们在加工硬质合金、高温合金、非金属材料等传统方法难以加工的材料方面的独特优势。我们将通过实例展示这些技术如何实现微细加工、复杂形状加工以及无应力加工。 增材制造(3D打印): 作为颠覆性的制造技术,增材制造(Additive Manufacturing)正以前所未有的速度改变着精密制造的面貌。本章将重点介绍基于熔融沉积(FDM)、光固化(SLA/DLP)、选择性激光熔化(SLM)等不同技术的增材制造工艺。我们将探讨其在原型制造、复杂结构制造、个性化定制等领域的应用,并分析其在材料、精度、后处理等方面的挑战与机遇。 第三章:精度炼金术——测量与误差控制 精密制造的核心在于“精”,而“精”的实现离不开精确的测量与严格的误差控制。本章将聚焦于精密测量技术和误差分析与补偿。 精密测量技术: 我们将详细介绍各种高精度测量仪器和方法,包括光学测量(如投影仪、影像测量仪)、接触式测量(如三坐标测量机CMM、千分尺、百分表)、非接触式测量(如激光扫描仪、白光干涉仪)等。我们将解析这些测量方法的原理,探讨其测量精度、测量范围、测量速度等关键指标,并提供实际应用场景下的测量方案选择指导。例如,我们将讲解如何选择合适的三坐标测量机来保证大型复杂零件的尺寸和形位公差测量精度,以及如何利用影像测量仪进行微小零件的高速、高精度尺寸测量。 误差分析与补偿: 任何制造过程都伴随着误差。本章将深入探讨误差的来源,包括设计误差、材料误差、刀具误差、设备误差、装夹误差、环境误差以及操作误差等。我们将介绍误差的分类(如系统误差、随机误差)、误差的传递与累积原理,并重点讲解误差的补偿策略。这包括从设计源头减少误差的可能性,通过优化工艺参数来降低加工过程中的误差,以及运用补偿技术(如数控机床的误差补偿、测量反馈补偿)来抵消已产生的误差。我们将通过实际案例,展示如何运用统计学方法对加工数据进行分析,找出误差的根源,并制定有效的控制措施。 第四章:智能化浪潮——数控技术与自动化 数控(CNC)技术是现代精密制造的神经中枢,自动化则是其高效运行的保障。本章将揭示数控技术与自动化的核心奥秘。 数控技术基础: 我们将详细讲解数控系统的组成、工作原理,包括数控编程(G代码、M代码)、坐标系、插补算法、伺服系统等。我们将探讨不同类型的数控机床(如数控车床、数控铣床、加工中心),以及它们在实现复杂零件加工中的关键作用。我们将演示如何编写简单的数控程序,理解程序的逻辑,并分析不同插补方式(如直线插补、圆弧插补)对加工轨迹的影响。 自动化集成: 数控机床的智能化离不开自动化技术的支撑。本章将介绍机器人技术在精密制造中的应用,包括工业机器人的类型、抓取方式、运动控制等,以及它们如何与数控机床协同工作,实现零件的自动上下料、刀具的自动更换等。我们将探讨柔性制造系统(FMS)、自动化生产线的设计理念和关键技术,以及它们如何提高生产效率、降低生产成本、实现小批量多品种的柔性生产。 工业物联网与智能制造: 展望未来,工业物联网(IIoT)和智能制造(Smart Manufacturing)正引领着精密制造的深刻变革。本章将介绍传感器技术、数据采集与分析、云计算、人工智能(AI)等在制造过程中的应用。我们将探讨如何通过实时监控、预测性维护、自适应加工等手段,实现制造过程的智能化、可视化和柔性化,从而提升生产效率、产品质量和市场竞争力。 第五章:挑战与未来——精密制造的创新与发展 精密制造并非一成不变,它始终在不断挑战极限,拥抱创新。本章将探讨当前精密制造面临的主要挑战,以及未来的发展趋势。 微纳加工与超精密制造: 随着半导体、生物医药、精密光学等领域的飞速发展,微纳尺度的加工需求日益增长。本章将介绍微纳加工技术,如光刻、刻蚀、微注塑、MEMS(微机电系统)制造等,以及超精密加工技术,如纳米压印、原子层沉积等,并探讨它们在实现微小器件、精密传感器、高端光学元件等领域的应用。 绿色制造与可持续发展: 环保和可持续发展已成为现代工业的必然选择。本章将探讨绿色制造的理念,包括节能减排、材料回收利用、减少有害物质排放等,以及在精密制造领域如何实践这些理念。我们将介绍环保型切削液、高效能的加工设备、以及如何通过工艺优化来降低能源消耗和环境污染。 数字化与智能化升级: 未来精密制造将更加依赖于数字化工具和智能化技术。本章将展望数字孪生(Digital Twin)、虚拟仿真、增强现实(AR)/虚拟现实(VR)等技术在产品设计、工艺规划、操作培训、质量监控等方面的应用潜力,以及如何构建更加灵活、高效、智能的制造生态系统。 结语: 《机械之心:精密制造的奥秘与实践》并非一本简单的工具书,而是一次对精密制造领域深度探索的旅程。我们希望通过系统性的介绍和深入的剖析,帮助读者建立起对精密制造的全面认知,理解其内在逻辑,掌握其关键技术,并能够灵活运用所学知识解决实际问题。精密制造的魅力在于它对细节的极致追求,在于它将科学理论转化为触手可及的现实。掌握了机械之心,便是掌握了现代工业的脉搏,便是站在了技术革新的前沿。愿本书能成为您探索精密制造奥秘的忠实伙伴,引领您在精益求精的道路上不断前行。