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电子工艺理论基础 版权信息
- ISBN：9787030729637
- 条形码：9787030729637 ; 978-7-03-072963-7
- 装帧：一般胶版纸
- 册数：暂无
- 重量：暂无
- 所属分类：>
电子工艺理论基础 内容简介
《电子工艺理论基础》是“电子工艺实习”课程的指导书，“电子工艺实习”课程教学目标是：熟悉电子元器件的使用与基本测试、印制电路板设计与制作的要领；掌握电子产品安装焊接的基本技能和电路调试的基本方法；使学生了解电子产品生产的基本工艺过程，培养学生的电子线路工程设计与实际操作能力，提高解决实际问题的素质，培养学生创新意识和严谨的工作作风。
电子工艺理论基础 目录
目录
前言
第〇章 预备知识—安全用电常识 1
参考文献 6
第1章 常用电子元器件 7
1.1 电阻 7
1.1.1 电阻及电位器的型号命名方法 8
1.1.2 固定电阻 9
1.1.3 可调电阻 16
1.1.4 敏感电阻 19
1.2 电容器 21
1.2.1 电容器的型号命名方法 21
1.2.2 固定电容器的类型 22
1.2.3 电容器标称值及其允许误差 25
1.2.4 额定电压和漏电流 26
1.2.5 常用固定电容器的特性 26
1.2.6 固定电容器的标示方法 27
1.2.7 固定电容器测试 29
1.2.8 可调电容器 30
1.3 电感器和变压器 30
1.3.1 电感器 30
1.3.2 变压器 35
1.4 石英晶振 39
1.4.1 晶振的基本电路 39
1.4.2 常见晶振封装 41
1.4.3 晶振型号命名方法 41
1.4.4 晶振的主要参数 42
1.4.5 晶振的性能检测 43
1.5 半导体分立元器件 44
1.5.1 二极管 44
1.5.2 三极管 53
1.5.3 场效应管（FET） 58
1.5.4 可控硅整流器（晶闸管） 63
1.6 集成电路（IC） 69
1.6.1 集成电路的命名规则 69
1.6.2 集成电路引脚编号标准 71
1.6.3 集成电路的封装 71
1.6.4 一些常用集成电路介绍 74
参考文献 78
第2章 印制电路板的设计 80
2.1 印制电路板概述及电路方案实验 80
2.1.1 印制电路板的概念 80
2.1.2 印制电路板的作用 80
2.1.3 电路方案实验与实验板的选择 81
2.1.4 确定印制电路板的板层、形状、尺寸 84
2.1.5 分析原理图 85
2.2 印制电路板设计中的抗干扰措施 85
2.2.1 接地技术 85
2.2.2 防止电磁干扰的措施 87
2.2.3 抑制热干扰的措施 88
2.2.4 增加机械强度 88
2.3 印制电路板图设计 89
2.3.1 元器件布局 89
2.3.2 布线 92
2.3.3 焊盘设计 94
2.3.4 多层印制板设计 96
2.4 基于Altium Designer计算机辅助设计 98
2.4.1 概述 99
2.4.2 原理图计算机辅助设计 104
2.4.3 印制板图计算机辅助设计 110
参考文献 116
第3章 印制电路板的制作 117
3.1 印制电路板的类型和特点 117
3.1.1 单面印制板、双面印制板和多层印制板 117
3.1.2 挠性印制板和刚性印制板 118
3.2 覆铜板 119
3.3 制板关键工艺流程及其机理 121
3.4 印制电路板实验室制作 130
3.4.1 制板常用方法 130
3.4.2 制板常见问题 141
3.5 工厂制造印制电路板的工艺流程 141
3.6 印制电路板生产污染分析及清洁生产 144
参考文献 147
第4章 焊接技术 148
4.1 焊接基础 148
4.1.1 焊接的概念 148
4.1.2 焊接的分类 148
4.2 锡焊 152
4.2.1 锡焊的概念 152
4.2.2 锡焊的机理 152
4.2.3 锡焊的工艺要素 154
4.3 焊接材料 155
4.3.1 钎料 155
4.3.2 钎剂 161
4.4 焊接工具 165
4.4.1 电烙铁 165
4.4.2 其他常用工具 170
4.5 手工焊接工艺 171
4.5.1 THT手工焊接 172
4.5.2 SMT手工焊接 181
4.6 焊接质量要求及分析 185
4.6.1 焊接质量要求 185
4.6.2 焊点缺陷检查 186
4.6.3 常见焊点缺陷及分析 187
4.6.4 焊点失效分析 190
4.7 表面贴装技术 191
4.7.1 概述 191
4.7.2 SMT工艺材料 196
4.7.3 SMT工艺流程 201
4.7.4 SMT工艺技术与设备 203
参考文献 218
第5章 调试与检测 219
5.1 常用电子产品测试仪器 219
5.1.1 数字万用表（台式） 220
5.1.2 数字示波器 224
5.1.3 信号发生器 226
5.2 电子产品调试 229
5.2.1 调试前的准备工作 230
5.2.2 通电前检查 230
5.2.3 通电测试 231
5.3 电子产品调试实例 239
5.3.1 直流可调稳压电源的调试 239
5.3.2 防盗报警器的调试 243
第6章 电子产品的整机总装及生产线 247
6.1 电子产品的整机总装 247
6.1.1 电子产品整机结构的组成 247
6.1.2 电子产品的整机结构设计 248
6.1.3 电子产品的整机总装工艺 257
6.2 电子产品的生产线 260
6.2.1 电子产品的生产线简介 260
6.2.2 SMT生产线 261
6.2.3 智能制造生产线 266
参考文献 272
第7章 基本电子工程图表 273
7.1 工艺质量标准及标准化 273
7.1.1 标准及标准化概况 273
7.1.2 工艺标准化 275
7.1.3 电子工艺国内外标准 276
7.2 电子技术文件 279
7.2.1 电子技术文件特点 280
7.2.2 设计文件 282
7.2.3 工艺文件 283
7.3 电子工程图表 285
7.3.1 电子工程图表分类 285
7.3.2 原理图表简介 286
7.3.3 工艺图表 297
参考文献 303
第8章 实用电路制作 304
8.1 具有过流保护的直流可调稳压电源 304
8.2 充电器 310
8.2.1 电流脉冲可调且恒流充电器（A型） 310
8.2.2 电流脉冲可调且恒流充电器（B型） 313
8.3 灯光控制电路 315
8.3.1 声-光控制照明开关 315
8.3.2 声-光控及调光台灯电路 318
8.3.3 具声、光、触摸一体的延时节电开关 321
8.4 单片机控制电路 323
8.4.1 单片机控制LED流动显示电路 323
8.4.2 电子时钟电路 326
8.5 防盗报警器 329
8.6 保护器 331
8.6.1 通用家电保护器 331
8.6.2 过压过流保护器 335
8.7 循环定时器 336
8.8 自制三位半数字电压表 338
8.9 数字式温度计 341
8.10 模拟电子开关电路 343
8.11 模拟自然风装置 346
8.12 经典的多谐振荡器 347
8.13 振荡频率和占空比可调的方波发生器 347
8.14 遥控器简易检测器 348
参考文献 349
第9章 设计性实验 350
9.1 智能小车类 350
9.1.1 遥控小车测温度 350
9.1.2 综合智能小车 350
9.1.3 智能避障小车 352
9.1.4 光电循迹智能车 354
9.1.5 基于无线充电的电磁巡线小车 355
9.1.6 基于卡尔曼滤波的平衡小车 357
9.1.7 无线灭火消防车 358
9.2 智能家居类 360
9.2.1 智能家庭灯光 360
9.2.2 基于APP的家用电器开关控制及电量计量 360
9.2.3 基于安卓APP远程控制的智能家电开关 361
9.2.4 扫地机器人 362
9.3 温湿度测控类 364
9.3.1 温湿控制节能浴霸 364
9.3.2 可视化多功能电子温湿度计 366
9.3.3 可视化多功能温湿度检测仪 366
9.3.4 智能化变电房温度湿度控制器 367
9.3.5 智能温室调控系统 369
9.3.6 带可视化菜单的多功能电子温湿度计 370
9.3.7 智能浴室调控系统 371
9.4 基于STM32的全彩旋转LED显示屏的设计 372
9.5 移动电源 373
9.6 基于单片机的智能视力保护装置 374
9.7 基于无线通信的应急灯自检系统的设计 375
9.8 基于机器视觉的工艺品轮廓缺陷检测系统 376
9.9 智能教室区域化控制系统及其手机APP 378
9.10 脉搏测试仪 378
9.11 基于蓝牙的体温监测耳机系统设计 379
9.12 智能人数统计系统 382
9.13 基于单片机的电子秤设计 383
9.14 基于STM32的自动酸奶机设计 385
9.15 无线智能门禁系统 389
9.16 基于STC89C52单片机的电子琴设计 390
9.17 基于FPGA的信号发生器 392
9.18 基于STM32单片机的番茄钟系统 394
附录 常用电路模块 396
参考文献 414
前言
第〇章 预备知识—安全用电常识 1
参考文献 6
第1章 常用电子元器件 7
1.1 电阻 7
1.1.1 电阻及电位器的型号命名方法 8
1.1.2 固定电阻 9
1.1.3 可调电阻 16
1.1.4 敏感电阻 19
1.2 电容器 21
1.2.1 电容器的型号命名方法 21
1.2.2 固定电容器的类型 22
1.2.3 电容器标称值及其允许误差 25
1.2.4 额定电压和漏电流 26
1.2.5 常用固定电容器的特性 26
1.2.6 固定电容器的标示方法 27
1.2.7 固定电容器测试 29
1.2.8 可调电容器 30
1.3 电感器和变压器 30
1.3.1 电感器 30
1.3.2 变压器 35
1.4 石英晶振 39
1.4.1 晶振的基本电路 39
1.4.2 常见晶振封装 41
1.4.3 晶振型号命名方法 41
1.4.4 晶振的主要参数 42
1.4.5 晶振的性能检测 43
1.5 半导体分立元器件 44
1.5.1 二极管 44
1.5.2 三极管 53
1.5.3 场效应管（FET） 58
1.5.4 可控硅整流器（晶闸管） 63
1.6 集成电路（IC） 69
1.6.1 集成电路的命名规则 69
1.6.2 集成电路引脚编号标准 71
1.6.3 集成电路的封装 71
1.6.4 一些常用集成电路介绍 74
参考文献 78
第2章 印制电路板的设计 80
2.1 印制电路板概述及电路方案实验 80
2.1.1 印制电路板的概念 80
2.1.2 印制电路板的作用 80
2.1.3 电路方案实验与实验板的选择 81
2.1.4 确定印制电路板的板层、形状、尺寸 84
2.1.5 分析原理图 85
2.2 印制电路板设计中的抗干扰措施 85
2.2.1 接地技术 85
2.2.2 防止电磁干扰的措施 87
2.2.3 抑制热干扰的措施 88
2.2.4 增加机械强度 88
2.3 印制电路板图设计 89
2.3.1 元器件布局 89
2.3.2 布线 92
2.3.3 焊盘设计 94
2.3.4 多层印制板设计 96
2.4 基于Altium Designer计算机辅助设计 98
2.4.1 概述 99
2.4.2 原理图计算机辅助设计 104
2.4.3 印制板图计算机辅助设计 110
参考文献 116
第3章 印制电路板的制作 117
3.1 印制电路板的类型和特点 117
3.1.1 单面印制板、双面印制板和多层印制板 117
3.1.2 挠性印制板和刚性印制板 118
3.2 覆铜板 119
3.3 制板关键工艺流程及其机理 121
3.4 印制电路板实验室制作 130
3.4.1 制板常用方法 130
3.4.2 制板常见问题 141
3.5 工厂制造印制电路板的工艺流程 141
3.6 印制电路板生产污染分析及清洁生产 144
参考文献 147
第4章 焊接技术 148
4.1 焊接基础 148
4.1.1 焊接的概念 148
4.1.2 焊接的分类 148
4.2 锡焊 152
4.2.1 锡焊的概念 152
4.2.2 锡焊的机理 152
4.2.3 锡焊的工艺要素 154
4.3 焊接材料 155
4.3.1 钎料 155
4.3.2 钎剂 161
4.4 焊接工具 165
4.4.1 电烙铁 165
4.4.2 其他常用工具 170
4.5 手工焊接工艺 171
4.5.1 THT手工焊接 172
4.5.2 SMT手工焊接 181
4.6 焊接质量要求及分析 185
4.6.1 焊接质量要求 185
4.6.2 焊点缺陷检查 186
4.6.3 常见焊点缺陷及分析 187
4.6.4 焊点失效分析 190
4.7 表面贴装技术 191
4.7.1 概述 191
4.7.2 SMT工艺材料 196
4.7.3 SMT工艺流程 201
4.7.4 SMT工艺技术与设备 203
参考文献 218
第5章 调试与检测 219
5.1 常用电子产品测试仪器 219
5.1.1 数字万用表（台式） 220
5.1.2 数字示波器 224
5.1.3 信号发生器 226
5.2 电子产品调试 229
5.2.1 调试前的准备工作 230
5.2.2 通电前检查 230
5.2.3 通电测试 231
5.3 电子产品调试实例 239
5.3.1 直流可调稳压电源的调试 239
5.3.2 防盗报警器的调试 243
第6章 电子产品的整机总装及生产线 247
6.1 电子产品的整机总装 247
6.1.1 电子产品整机结构的组成 247
6.1.2 电子产品的整机结构设计 248
6.1.3 电子产品的整机总装工艺 257
6.2 电子产品的生产线 260
6.2.1 电子产品的生产线简介 260
6.2.2 SMT生产线 261
6.2.3 智能制造生产线 266
参考文献 272
第7章 基本电子工程图表 273
7.1 工艺质量标准及标准化 273
7.1.1 标准及标准化概况 273
7.1.2 工艺标准化 275
7.1.3 电子工艺国内外标准 276
7.2 电子技术文件 279
7.2.1 电子技术文件特点 280
7.2.2 设计文件 282
7.2.3 工艺文件 283
7.3 电子工程图表 285
7.3.1 电子工程图表分类 285
7.3.2 原理图表简介 286
7.3.3 工艺图表 297
参考文献 303
第8章 实用电路制作 304
8.1 具有过流保护的直流可调稳压电源 304
8.2 充电器 310
8.2.1 电流脉冲可调且恒流充电器（A型） 310
8.2.2 电流脉冲可调且恒流充电器（B型） 313
8.3 灯光控制电路 315
8.3.1 声-光控制照明开关 315
8.3.2 声-光控及调光台灯电路 318
8.3.3 具声、光、触摸一体的延时节电开关 321
8.4 单片机控制电路 323
8.4.1 单片机控制LED流动显示电路 323
8.4.2 电子时钟电路 326
8.5 防盗报警器 329
8.6 保护器 331
8.6.1 通用家电保护器 331
8.6.2 过压过流保护器 335
8.7 循环定时器 336
8.8 自制三位半数字电压表 338
8.9 数字式温度计 341
8.10 模拟电子开关电路 343
8.11 模拟自然风装置 346
8.12 经典的多谐振荡器 347
8.13 振荡频率和占空比可调的方波发生器 347
8.14 遥控器简易检测器 348
参考文献 349
第9章 设计性实验 350
9.1 智能小车类 350
9.1.1 遥控小车测温度 350
9.1.2 综合智能小车 350
9.1.3 智能避障小车 352
9.1.4 光电循迹智能车 354
9.1.5 基于无线充电的电磁巡线小车 355
9.1.6 基于卡尔曼滤波的平衡小车 357
9.1.7 无线灭火消防车 358
9.2 智能家居类 360
9.2.1 智能家庭灯光 360
9.2.2 基于APP的家用电器开关控制及电量计量 360
9.2.3 基于安卓APP远程控制的智能家电开关 361
9.2.4 扫地机器人 362
9.3 温湿度测控类 364
9.3.1 温湿控制节能浴霸 364
9.3.2 可视化多功能电子温湿度计 366
9.3.3 可视化多功能温湿度检测仪 366
9.3.4 智能化变电房温度湿度控制器 367
9.3.5 智能温室调控系统 369
9.3.6 带可视化菜单的多功能电子温湿度计 370
9.3.7 智能浴室调控系统 371
9.4 基于STM32的全彩旋转LED显示屏的设计 372
9.5 移动电源 373
9.6 基于单片机的智能视力保护装置 374
9.7 基于无线通信的应急灯自检系统的设计 375
9.8 基于机器视觉的工艺品轮廓缺陷检测系统 376
9.9 智能教室区域化控制系统及其手机APP 378
9.10 脉搏测试仪 378
9.11 基于蓝牙的体温监测耳机系统设计 379
9.12 智能人数统计系统 382
9.13 基于单片机的电子秤设计 383
9.14 基于STM32的自动酸奶机设计 385
9.15 无线智能门禁系统 389
9.16 基于STC89C52单片机的电子琴设计 390
9.17 基于FPGA的信号发生器 392
9.18 基于STM32单片机的番茄钟系统 394
附录 常用电路模块 396
参考文献 414
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电子工艺理论基础 节选
第〇章 预备知识—安全用电常识 本章主要介绍单相触电的危害、安全用电措施的有关知识。 1.单相触电的危害 当人体的某一部位接触带电物体并接地，使人的一部分因此产生电流时，可能发生触电现象。由图0-1可知，电流由相线经人体流入大地回到中性点形成闭合回路，人体承受相电压。绝大多数发生在电子工艺实习室中的触电事故都属于这种形式。 触电时，电流会使细胞过热，导致细胞内部和外部烧伤。对这种效应*敏感的器官是肺、脑和心脏。受伤的程度取决于几个因素，如电流大小、电压高低、人体电阻大小、电流路径、触电持续时间及电流频率。 （1）电流因素 与普遍的看法相反，是电流而不是电压导致死亡。通过组织的电流产生的热量与电流平方成正比。电流会干扰心脏和肺的正常工作，导致心脏跳动不规律。表0-1为男性和女性在不同触电电流［直流电和交流电］下的反应。 一般而言，女性比男性对电流更敏感。 （2）电压因素 在实习室，大多数电击发生在100～400V，显而易见，它产生的强电流能使肌肉强烈收缩而不能摆脱带电物体。 （3）人体电阻因素 人体电阻越高，流经人体的电流越低。人体电阻是高度非线性的，与皮肤状况和脂肪含量等多种因素有关。例如，手掌电阻的范围为100Ω～1MΩ。干性皮肤的人具有更高的人体电阻，而汗水往往会降低人体电阻。表0-2显示了人体手与手之间、手与脚之间在不同环境下的电阻情况。 （4）电流路径因素 电流通过人体不同的部位对人体造成的伤害是不同的。通过皮肤的电流不像通过重要器官的电流那样有害。致命电流通过心脏、肺和大脑时，对人体的伤害*大。仅10μA电流直接通过心脏即可导致心脏骤停。在较低的电流下，心肌可能会跳动不规律，导致全身血液泵送不足。脊髓中的电流也可能改变呼吸控制机制。 （5）触电持续时间因素 触电持续时间越长，死亡的可能性越高。这是因为心脏和肺等敏感器官*终会失去功能，热量会永久性地损害肌肉。尤其是，当电流高于肌肉失去控制的阈值时，触电人员无法松开导线，因此触电持续时间较长。 例如，如果电流约为80mA，大约需要4s就会让超过70kg的人死亡，而体重低于70kg的人可能仅2s就死亡。 一般以触电电流与触电持续时间的乘积为30mA s作为安全界限。 （6）电流频率因素 从实习室电气安全的角度来看，我们在此只讨论低频电流。在50～60Hz的频率下，人体非常容易受到触电伤害。在直流电（0Hz）或高频范围（3～10kHz），人体对触电的耐受力相对较高。 由表0-3可知，男性的感知阈值在60Hz时为1.1mA，而在10kHz时为12mA（超过10倍）；男性在60Hz时的释放阈值为16mA，而在10kHz时为75mA（几乎是5倍）。这就是为什么在一些罕见的情况下，有人可以在雷击中幸存下来。 2.安全用电措施 实习室内应正确安装线路、插座，特别是开关要接在相线上。电线绝缘必须良好，插座、开关等带电部分绝对不能外露。用电功率应该足够大，不得超负荷用电。仪器仪表必须按照规定接地，以防发生漏电、触电事故。 人体若通过50Hz、25mA以上交流电时会呼吸困难，100mA以上则会致死。因此，安全用电非常重要。为保证师生的人身安全，实习室内应使用分段开关并配备单相漏电保护电源，供电电源应采用隔离变压器，实习操作台应采用防静电工作台。 （1）单相漏电保护电源 电子工艺实习采用学生独立完成的教学模式，一般来说，每个实习室需要配置30～60张实习操作台。此外，根据实习项目的需要，每张实习操作台上必须设置若干插座以满足台上仪器仪表的用电要求。因此，为了让实习有序地进行，尽可能做到每一张实习操作台配备一个单相漏电开关，每一台仪器的插座配备一个分段开关（图0-2）。 常用的单相漏电开关，主要由主开关、电流互感器、漏电脱扣器等部件组成。单相漏电开关的工作原理如图0-3（b）所示，当无漏电流时，即IL（相线电流）=IN（零线电流），电流互感器的电流矢量和为零，脱扣线圈无感应电流输出，脱扣器不动作，电源正常向负载供电。当被保护电路漏电或人身触电时，通过电流互感器的电流矢量和不为零，即IL（相线电流）=IN（零线电流）+IF（漏电流），脱扣线圈产生感应电流，脱扣器动作，切断电源，从而起到了保护作用。 漏电开关对漏电流极为敏感，当漏电流达到10～30mA，就能使漏电开关在极短的时间（如0.1s）内跳闸，切断电源。 （2）隔离变压器 我国供电系统一般采取三相四线制，中性线接地，在供给低压用户时，一根是相线，另一根是零线，零线是和大地同地位。当人体触及带电体时，电流就会通过人体和大地构成回路，造成触电危害。 隔离变压器的工作原理如图0-4所示。采用隔离变压器供电，它的（输出端）次级不和地相连，它的任意两线与大地之间没有电位差，人接触任意一条线都不会发生触电，这样就比较安全。即使供电电源发生带电故障，由于接地故障，不会形成电流回路，这样就能保证用电安全。另外，在供电范围较小、线路较短的场合，此时系统的对地电流小得不足以对人体造成伤害。 （3）防静电工作台 在电子工艺实习过程中，干燥的空气与绝缘体表面磨擦会产生高压静电。静电可通过印制电路板或电子元器件释放，从而可能损坏敏感电子元器件。表0-4给出部分电子元器件的击穿电压。在这种环境下测试或者焊接电子元器件，比如MOSFET，当表笔金属部分接触电子元器件时，在电路内部，静电击穿氧化层或连接点，从而对电子元器件造成永久性的破坏。防静电工作台能将产生的高压静电进行释放，对电子元器件起到保护作用，从而提高电子元器件装配的安全性。 防静电工作台的组成如图0-5所示，防静电工作台面点对点电阻测试应符合国家电子行业标准SJ/T10694—2006《电子产品制造与应用系统防静电检测通用规范》的规定。它有一个导电或防静电工作台面，接地点与台垫接触良好，腕带与工作台的接地线连接。为防止人员与带电物体接触时发生电击，腕带的*小电阻为500kΩ。
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