第一章 电子工艺概述 p1.1电子工艺学简介p1.2电子产品制造工艺流程 一.一.电子工艺技术的发展电子工艺技术的发展: : 整机装配工艺的发展经历了五个时代：整机装配工艺的发展经历了五个时代：第一代：电子管第一代：电子管-底座框架式时代（底座框架式时代（1950- 1950- ）第二代：晶体管第二代：晶体管- -通孔插装（通孔插装（THTTHT）时代（时代（1960- 1960- ）第三代：集成电路第三代：集成电路- -通孔插装时代（通孔插装时代（1970- 1970- ） 第四代：大规模集成电路第四代：大规模集成电路- -表面安装表面安装（SMTSMT）时代时代(1980- (1980- ） 第五代：超大规模集成电路第五代：超大规模集成电路- -多层复合贴装（多层复合贴装（MPTMPT）时代）时代（1985- 1985- ）1.1 电子工艺学简介二二.电子产品的组成结构：电子产品的组成结构：通孔插装板通孔插装板表面安装板表面安装板1.零件零件：组成产品的基本单元。：组成产品的基本单元。如元器件、印刷电路板、一定长度的导线。外购或订货。如元器件、印刷电路板、一定长度的导线。外购或订货。2.组件组件：由零件、元器件、电子材料构成，通过装配工序组成部分连接不具独立用：由零件、元器件、电子材料构成，通过装配工序组成部分连接不具独立用途的中间产品。途的中间产品。如机壳、焊接导线的组合开关、组装部分元件的面板。如机壳、焊接导线的组合开关、组装部分元件的面板。来源：外加工或本企业组织生产来源：外加工或本企业组织生产3.整机整机：通过装配工序完成连接具有独立结构、独立用途和一定通用性的产品：通过装配工序完成连接具有独立结构、独立用途和一定通用性的产品（某些部件也可做为整件）（某些部件也可做为整件）如：个人计算机的声卡、显卡，完成装配、焊接、调试的电路板组件如：个人计算机的声卡、显卡，完成装配、焊接、调试的电路板组件（PCBA）等）等4.电子产品系统电子产品系统：由一定基本功能的整机连接构成，能够完成某项完整功能：由一定基本功能的整机连接构成，能够完成某项完整功能的产品；若干台整机又能组成成套设备。的产品；若干台整机又能组成成套设备。如：计算机、多媒体音响、示波器等。如：计算机、多媒体音响、示波器等。成套设备（整机）一般不需要制造厂连接，必须在使用环境下进行安成套设备（整机）一般不需要制造厂连接，必须在使用环境下进行安装与连接装与连接收音机：电子元器件、电路板、外壳。收音机：电子元器件、电路板、外壳。1、工艺、工艺是生产者利用设备和生产工具，对各种原材料、半成品进行加工是生产者利用设备和生产工具，对各种原材料、半成品进行加工或处理，使之最后成为产品的艺术（或处理，使之最后成为产品的艺术（程序、方法或技术程序、方法或技术）。是是操作经验操作经验和和技术能力。技术能力。例1：万用表（AVOMeter）的组装。（电路板和元器件+显示部分+机械部分=万用表）电路板和元器件机械部分机械部分显示部分三、工艺的概念三、工艺的概念例2：电脑（PersonalComputer）的组装。（显示器+主机+键盘+鼠标=电脑）不管是万用表还是电脑，都要将各组成部分按工序、方法或技术（即工艺技术）组装成。工艺工作的出发点：提高劳动生产率、生产优质产品、增加生产利润2、电子工艺：、电子工艺：电子整机（包括配件）产品的制造工艺。（设电子整机（包括配件）产品的制造工艺。（设计、试验、装配、焊接、调整、检验、维修、服务）计、试验、装配、焊接、调整、检验、维修、服务）电子工艺内容：电子工艺内容：1）工艺技术：工艺的技术手段和操作技能。）工艺技术：工艺的技术手段和操作技能。（硬件）（硬件）2）工艺管理：产品在生产过程中的质量控制和工艺管）工艺管理：产品在生产过程中的质量控制和工艺管理。理。（软件）（软件）3、电子工艺的发展及特点、电子工艺的发展及特点1）随着电子技术的发展而发展随着电子技术的发展而发展2）随着电子材料的发展而发展随着电子材料的发展而发展3）涉及众多科学技术领域涉及众多科学技术领域4）形成时间较晚而发展迅速形成时间较晚而发展迅速5）电子制造业的薄弱环节电子制造业的薄弱环节6）电子工艺的特点电子工艺的特点1.2 电子产品制造工艺流程 121电子整机装配工艺流程电子整机装配工艺流程1.生产准备阶段生产准备阶段（1）技术文件准备）技术文件准备（2）元器件整形）元器件整形（3）导线加工）导线加工三道工序的简单装配线三道工序的简单装配线装装配配工工艺艺文文件件示示意意图图（1）技术文件准备）技术文件准备实实物物装装配配图图（波波形形发发生生器器波波段段开开关关局局部部接接线线）实体接线图举例（稳压电源）（2）元器件整形。元器件整形。改变材料的几何形状，满足改变材料的几何形状，满足产品的装配连接。产品的装配连接。电阻整形加工（3）导线加工）导线加工2、安装、安装高档生产线3、调试、调试 在整机通在整机通电调试之前，各部件之前，各部件应该先通先通过装配装配检验和分和分别调试。 确确认电源源输入端无短路或入端无短路或输入阻抗正常；入阻抗正常； 按照按照电路的功能模路的功能模块，根据，根据调试的方便，的方便，从前往后或者从后往从前往后或者从后往前地依次把它前地依次把它们接通接通电源，分源，分别测量各量各电路（或路（或电路各路各级）的）的工作点和其它工作状工作点和其它工作状态。 4、整机检验、整机检验通电检查5、包装入库、包装入库例例:两面分两面分别安装安装 1.2.2PCBA生产的基本工艺流程生产的基本工艺流程p典型SMT焊点的外观：有末端重叠部分 制作制作焊锡膏膏丝网网丝网漏印网漏印焊锡膏膏手动刮锡膏小型贴片机SMT焊接接设备再流焊多功能贴片机在工作多功能贴片机在工作SMT生生产设备SMT电路板的焊接检测设备AOI自动光学检测系统插装THT元器件元器件插件机正在插件正在插件THT插件机背面插件机背面波峰波峰焊预热焊接印制板（清洗）印制板（清洗）测试123 电子设备生产工艺流程的工位电子设备生产工艺流程的工位 p工位 ：p 凡不适合直接在流水线上组装的元器件可安排在准备工序里去做，在组装流水线上把一台整机装配调试工作划分为若干简单操作，每个装配工人完成指定的简单作业，我们把每一个工人所完成的作业内容称为工位。p电子设备装配工序、工位的安排原则：p 先准备后上线，先轻后重，先铆后装，先里后外，先平后高，上道工序不影响下道工序等。 1.3 电子工艺操作安全用知识电子工艺操作安全用知识131 触电的种类、方式及对人体的危害触电的种类、方式及对人体的危害 p1、触电种类 触电对人体的危害主要有电击和电伤两种。p（1）电击n电击是指电流通过人体内部，影响呼吸、心脏和神经系统，造成人体内部组织的损坏乃至死亡，即其对人体的危害是体内的、致命的。它对人体的伤害程度与通过人体的电流大小、通电时间、电流途径及电流性质有关。p（2）电伤n电伤是指由于电流的热效应、化学效应或机械效应对人体所造成的危害。包括烧伤、电烙伤、皮肤金属化等。它对人体的危害一般是体表的、非致命的。2、 安全电压安全电压p安全电压是指在一定的皮肤电阻下，人体不会受到电击时的最大电压。我国规定的安全电压有42V、36V、24V、12V、6V等几种。p安全电压并不是指在所有条件下均对人体不构成危害。它与人体电阻和环境因素有关。p人体电阻一般分为体内电阻和皮肤电阻。p体内电阻基本上不受外界条件的影响，其值约为500欧姆左右。p皮肤电阻因人因条件而异。干燥皮肤的电阻大约为100千欧姆，但随着皮肤的潮湿，电阻值逐渐减小，可小到1千欧姆以下。p42V、36V是就人体的干燥皮肤而言。在潮湿条件下，安全电压应为24或12，甚至6V。3、 触电引起伤害的因素触电引起伤害的因素 触电对人体的伤害与多种因素有关，主要有电击强度、电流途径和电流的性质等。p（1）电击强度n电击强度是指通过人体的电流与通电时间的乘积。n1毫安的电流可使人体产生电击的感觉。n数毫安的电流可引起肌肉收缩、神经麻木。电疗仪及电子针灸仪就是利用微弱电流对人体的刺激来达到治疗的目的的。n十几毫安的电流可使肌肉剧烈收缩、痉挛 、失去自控能力，无力使自己与带电体脱离。n几十毫安的电阻通过人体1秒种以上就可造成死亡。n几百毫安电流可以造成严重烧伤，并立即停止呼吸。n人体受到30毫安秒以上电击时，会产生永久性伤害。4电流途径电流途径p若电流不经过人体的脑、心、肺等重要部位，除了电击强度较大时会造成内部烧伤外，一般不会危及生命。p若电流流经人体的心脏，则会引起心室颤动，较大的电流还会造成心脏停跳。p若电流流经人体的脑部，则会使人昏迷，直至死亡。p若电流流经人体的肺部，则会影响呼吸，使呼吸停止。5电流的性质电流的性质p直流电不易使心脏颤动，人体忍受直流电击的电击强度要稍高一些。p静电因随时间很快减弱，没有足够量的电荷，一般不会导致严重后果。p高频（特别是高于20kHz）电流由于集肤效应，使得体内电流相对减弱，故对人体伤害较小。p40300Hz的交流电对人体危害最大，当通过时间超过心脏脉动周期时，极易引起心室颤动而造成严重后果。其中工频（50Hz）信号人们接触最多，危害最大。6、 触电原因触电原因p人体触电，主要原因有直接触电、间接触电和跨人体触电，主要原因有直接触电、间接触电和跨步电压引起的触电。直接触电又分为单相触电和步电压引起的触电。直接触电又分为单相触电和两相触电两种。两相触电两种。（1 1）单相触电）单相触电）单相触电）单相触电单相触电是指人体的某一部分触及带电设备或线单相触电是指人体的某一部分触及带电设备或线路中的某一相导体时，一相电流通过人体经大地回到路中的某一相导体时，一相电流通过人体经大地回到中性点，人体承受相电压。绝大多数触电事故都属于中性点，人体承受相电压。绝大多数触电事故都属于这种形式。这种形式。（2）两相触电）两相触电p两相触电是指人体两处同时触及两相带电体而发生的触电事故。这种形式的触电，加在人体的电压是电源的线电压(380V)，电流将从一相经人体流入另一相导线，如图所示。双相触电的危险性比单相触电高。（3）悬浮电路上的触电）悬浮电路上的触电p又称间接触电：是指电气设备已断开电源，但由于设备中高压大容量电容的存在而导致在接触设备某些部分时发生的触电。这类触电有一定的危险，容易被忽视，因此要特别注意。（4）跨步电压引起的触电）跨步电压引起的触电p在故障设备附近(例如电线断落在地上)，或雷击电流经设备入地时，在接地点周围存在电场，人走进这一区域，两脚之间形成跨步电压就会引起的触电事故。p保护接零是指电器外壳要接地，即除火线、零线外，还应有一根保护零线。如图所示。相相相相 线线线线工作零线工作零线工作零线工作零线保护零线保护零线保护零线保护零线熔断器熔断器熔断器熔断器a. a.单相电路的保护接零单相电路的保护接零单相电路的保护接零单相电路的保护接零b.b.单相电的三项插座单相电的三项插座单相电的三项插座单相电的三项插座E EL LN NN NL L1.3.2 用电安全注意事项1、三相电路的保护接零三相电路的保护接零漏电保护器用电器用电器用电器用电器J J火线火线火线火线零线零线零线零线地线地线地线地线2、 漏电保护开关漏电保护开关1.3.3 用电安全注意事项用电安全注意事项3、 接通电源前的检查接通电源前的检查p电电源源线线不不合合格格最最容容易易造造成成触触电电。因因此此，在在接接通通电电源源前前，一一定定要要认认真真检检查查，做做到到“四四查查而而后后插插”。即即一一查查电电源源线线有有无无损损坏坏；二二查查插插头头有有无无外外露露金金属属或或内内部部松松动动；三三查查电电源源线线插插头头的的两两极极间间有有无无短短路路，同外壳有无通路；四查设备所需电压值与供电电压是否相符。同外壳有无通路；四查设备所需电压值与供电电压是否相符。p检检查查方方法法是是采采用用万万用用表表进进行行测测量量。两两芯芯插插头头的的两两个个电电极极及及他他们们之之间间的的电电阻阻均均应应为为无无穷穷大大。三三芯芯插插头头的的外外壳壳只只能能与与接接地地极极相相接接，其其余均不通。余均不通。4、装焊操作安全规则装焊操作安全规则p（1）不要惊吓正在操作的人员，不要在实验室争吵打闹。p（2）烙铁头在没有确信脱离电源时，不能用手摸。p（4）电烙铁应远离易燃品。p（5）拆焊有弹性的元件时，不要离焊点太近。并使可能弹出焊锡的方向向外。p（6）插拔电烙铁等电器的电源插头时，要手拿插头，不要抓电源线。p（7）用螺丝刀拧紧螺钉时，另一只手不要握在螺丝刀刀口方向上。 p（8）用剪线钳剪断短小导线时，要让导线飞出方向朝着工作台或空地，决不可向人或设备。p（9）各种工具、设备要摆放合理、整齐，不要乱摆、乱放，以免发生事故。.p（10）要注意文明实验，文明操作，不乱动仪器设备。134 文明生产文明生产 p5S：p整理p整顿p清扫p清洁p修养 1.4电子工艺中的静电防护电子工艺中的静电防护1.静电静电:物体表面过剩或不足的静止的电荷物体表面过剩或不足的静止的电荷.2.静电的产生：静电的产生：(1)摩擦摩擦(2)感应感应(3)传导传导141 静电放电及危害静电放电及危害 3、静电对电子工业的影响、静电对电子工业的影响1）静电吸附灰尘，改变线路间的阻抗，影响产品的功能与寿命。2）因电场或电流破坏元件的绝缘或导体，使元件不能工作。（完全破坏）3）因瞬间的电场或电流产生的热，元件受伤，仍能工作，寿命受损静电对电子元件的影响1、接地法、接地法：直接将静电通过一条线的连接泄放到大地。：直接将静电通过一条线的连接泄放到大地。1）人体通过手腕带接地。2）人体通过防静电鞋（或鞋带）和防静电地板接地。3）工作台面接地。4）测试仪器，工具夹，烙铁接地。5）防静电地板，地垫接地。6）防静电转运车，箱，架尽可能接地。7）防静电椅接地。1.4.2静电防护方法静电防护方法方法实施：方法实施：2.静电屏蔽静电屏蔽静电敏感元件在储存或运输过程中会暴露于有静电的区域中，用静电屏蔽的方法可削弱外界静电对电子元件的影响，最通常的方法是用静电屏蔽袋和防静电周转箱作为保护。另外防静电衣对人体的衣服具有一定的屏蔽作用。绝缘体往往是易产生静电，对绝缘体静电的消除，用接地方法是无效的，通常采用的方法是离子中和（部分采用屏蔽），即在工作环境中用离子风机等，提供一等电位的工作区域。3.离子中和离子中和1.4.3常用静电防护器材常用静电防护器材1.防静电工作台原理防静电工作台原理1.生产前准备：生产前准备：穿防静电工作服穿防静电工作服带好接地环（手腕带带好接地环（手腕带/脚腕带）脚腕带）通过仪器测试通过仪器测试检查检查ESD装备是否完好装备是否完好1.4.4生产中的防静电操作措施生产中的防静电操作措施2.操作过程中：操作过程中：拿元件前双手触摸工作台面拿元件前双手触摸工作台面将器件引脚向下放在消散静电的台面上将器件引脚向下放在消散静电的台面上不要在任何表面上拖动或滑动不要在任何表面上拖动或滑动抓住集成块的身体，而不是引脚抓住集成块的身体，而不是引脚非导体应与静电安全工作区保持非导体应与静电安全工作区保持1米以上的距米以上的距离离只有在静电安全工作区才将元器件及电路板从只有在静电安全工作区才将元器件及电路板从防静电包装盒中拿出防静电包装盒中拿出将静电敏感元器件放在抗静电容器内或包装盒将静电敏感元器件放在抗静电容器内或包装盒中中将搬运次数减少到最低限度将搬运次数减少到最低限度