电子工艺基础电子工艺基础教学安排：教学安排：6464学时学时上课时间：上课时间：2-122-12周，周二周，周二 5858节节 2-122-12周双周，周六周双周，周六 5858节节教学安排：参考参考书书：电电子工子工艺艺技技术术基基础础（第二版，清（第二版，清华华大学出版社）大学出版社）书目录书目录电子工艺概论电子工艺概论1安全用电安全用电2EDA与与DFM简介简介3电子元器件电子元器件4印制电路板印制电路板5焊接技术焊接技术6装联与检测技术装联与检测技术7表面贴装技术表面贴装技术8第第1章章 电子工艺概论电子工艺概论 21世纪：信息时代电子信息时代 信息的采集、处理、传播和应用：离不开电子信息技术和电子产品 电子产品由电子元器件和印制电路板组装、生产加工而成，其核心技术即第第1章目录章目录电子工艺标准化与国际化电子工艺标准化与国际化生态设计与绿色制造生态设计与绿色制造电子工艺技术的发展趋势电子工艺技术的发展趋势电子工艺技术及其发展电子工艺技术及其发展电子制造与电子工艺电子制造与电子工艺1.1第第1章章电子工艺电子工艺概论概论1.21.31.41.5第第1.1节节 电子制造与电子工艺电子制造与电子工艺1.1.1 制造与电子制造1.科学技术与制造制造技术和制造业在人类发展中无比重要。制造生产商品、创造财富，提供人类生存发展所需物品。科学技术通过制造技术转化成生产力，进而创造社会财富。第第1.1节节 电子制造与电子工艺电子制造与电子工艺1.1.1 制造与电子制造2.电子制造电子制造系统或大制造（广义电子制造）包括：电子产品市场分析、经营决策、整体方案设计、电路设计、工程结构设计、工艺设计、零部件检测、电子产品加工、组装、质量控制（狭义电子制造）、包装运输、市场营销、售后服务电电子子制制造造系系统统图图第第1.1节节 电子制造与电子工艺电子制造与电子工艺1.1.2 工艺与电子工艺1.什么是工艺？工艺就是制造产品的方法和流程。(劳动者利用生产工具对各种各样的原材料、半成品进行加工和处理，改变它们的几何形状、外形尺寸、表面状态、内部组织、物理和化学性能以及相互关系，最后使之成为预期产品的方法及过程）2.工艺是应用科学包括制造工艺理论和技术不同的产品制造过程有不同的工艺技术：电子工艺、化学工艺、机械加工工艺第第1.1节节 电子制造与电子工艺电子制造与电子工艺1.1.3 电子制造工艺1. 电子工艺的概念电子产品制造过程及制造技术即是电子工艺技术，简称电子工艺。电子装联工艺制造工艺组成电子产品制造工艺电 微电子制造工艺子 基础电子制造工艺 PCB制造工艺芯片制造工艺电子封装工艺其它元器件制造工艺PCBA制造工艺整机组装工艺其它零部件制造工艺第第1.1节节 电子制造与电子工艺电子制造与电子工艺2电子工艺与产业1）提高经济效益工艺方法和手段的改进可以大幅提高劳动生产率、降低材料消耗，降低生产成本。2）保证产品质量（设计质量、制造质量）产品固有可靠性=设计可靠性制造可靠性先进的生产工艺可以保证制造质量。3）促进新产品的研发企业创新、新产品研发水平以先进的工艺为基础。1.1.3 电子制造工艺第第1.1节节 电子制造与电子工艺电子制造与电子工艺3电子工艺与设计电子工艺与技术，唇齿相依：设计以制造为目标，制造以设计为依据，二者密不可分。电子设计者必须了解产品制造过程及工艺对设计的要求和约束产品制造者必须了解设计要素对工艺的要求及制造工艺保障设计指标的方法1.1.3 电子制造工艺第第1.2节节 电子工艺技术及其发展电子工艺技术及其发展1.2.1 电子工艺技术发展历程电子产品的历史自19世纪末电报电话的应用开始。真正工业生产意义上的电子组装，自20世纪30年代印制电路技术出现为起点，至40年代半导体晶体管发明并得到广泛应用开始，至今经历了四代技术发展历程。手工装联焊接技术通孔插装技术 (THT-Through Hole packaging technology)表面组装技术 (SMT-Surface Mount Technology)微组装技术 (MPT-Microelect Vonics PakagingTechnology)年代年代20世纪50年代前20世纪5070年代20世纪70年代开始20世纪90年代出现分代分代第一代第二代第三代第四代技术及缩技术及缩写写手工装联焊接技术通孔插装技术（THT）表面组装技术（SMT）微组装技术（MPT）电子元器电子元器件及特点件及特点电子管，长引线大型R/C/L等晶体管，集成电路，小型R/C/L等大规模、微型封装集成电路、片式R/C/L等超大规模集成电路、复合元件模块、三维载体电路基板电路基板金属底盘，连接端子-导线单双面印制电路板多层高密度印制板、陶瓷基片、金属芯印制板陶瓷多层印制板、元件基板复合化组装工艺组装工艺特点特点捆扎导线、手工焊接手工/机器插装、侵焊/波峰焊双表面贴装、再流焊多层、高密度、立体化，系统组装产品实例产品实例电子管收音机晶体管收音机、电视机手机、电脑、数码产品MEMS传感器第第1.2节节 电子工艺技术及其发展电子工艺技术及其发展第一代：手工装联焊接技术(20世纪50年代前)特点：电子元器件：电子管，长引线大型R/C/L等电路基板：金属底盘，连接端子，导线组装工艺：捆扎导线、手工焊接典型产品：电子管收音机第二代：通孔插装技术（THT）特点：（20世纪50-70年代）电子元器件：晶体管、集成电路、小型R/C/L电路基板：单双面印制电路板（PCB）组装工艺：手工/机器插装、浸焊/波峰焊典型产品：晶体管收音机、电视机特点：连接可靠，可以批量复制电子产品的设计、装配实现标准化、规模化、机械化、自动化电子产品体积减小、成本降低、可靠性和稳定性提高、装配和维修简单；电子产品小型化、轻型化、便捷化第三代：表面组装技术（SMT）特点：（20世纪70年代开始）电子元件：大规模、微型封装集成电路、片式R/C/L电路基板：多层高密度印制板、陶瓷基板、金属芯印制板组装工艺：双表面贴装、再流焊优点：组装高密度、高可靠性、小型化、低成本生产：自动化、智能化典型产品：手机、电脑、数码产品（20世纪90年代出现）特点：电子元件：超大规模集成电路、复合元件模块、三维载体电路基板：陶瓷多层印制板、元件基板复合化组装工艺：多层、高密度、立体化、系统化组装典型产品：MEMS传感器（微机电系统传感器）第四代：微组装技术（MPT）1.3.1 技术的融合与交汇 电子产品小型化和复杂化，传统的行业划分和技术概念逐渐模糊，学科、技术的交叉和融合成为现代组装技术的发展趋势。封装技术与组装技术的融合PCB与SMT的渗透1.3.2 绿色化潮流保护环境、节约资源无铅化焊接技术无卤化PCB制造工艺PCB无污染清洗技术1.3.3 微组装技术的发展电子产品趋向微小型化、系统化、智能化、多功能化 电子产品组装工艺向高密度、三维立体微组装技术发展第第1.3节节 电子工艺技术的发展趋势电子工艺技术的发展趋势电子产品越来越普及，产量日增，自然资源过度开发、资源消耗严重、原材料浪费惊人电子产品全生命周期，从原材料获取，到产品制造、流运输、使用、报废回收等环节，均存在能源和原材料消耗，每一步均存在副成品、废品、废料、废气等的废弃和排放，对环境造成各种影响电子垃圾迅速增加、铅、铬、水银、溴化物、卤化物、塑料等有毒有害物质的排放、环境污染，破坏生态环境，危害人类生存环境和人体健康第第1.4节节 生态设计与绿色制造生态设计与绿色制造1.4.1 电子产业发展与生态环境第第1.4节节 生态设计与绿色制造生态设计与绿色制造1.4.1 电子产业发展与生态环境电子产品全生命周期对环境的影响电子产品全生命周期对环境的影响电子产品越来越普及，产量日增，自然资源过度开发、资源消耗严重、原材料浪费惊人电子产品全生命周期，从原材料获取，到产品制造、流运输、使用、报废回收等环节，均存在能源和原材料消耗，每一步均存在副成品、废品、废料、废气等的废弃和排放，对环境造成各种影响电子垃圾迅速增加、铅、铬、水银、溴化物、卤化物、塑料等有毒有害物质的排放、环境污染，破坏生态环境，危害人类生存环境和人体健康第第1.4节节 生态设计与绿色制造生态设计与绿色制造1.4.2 绿色电子设计制造第第1.4节节 生态设计与绿色制造生态设计与绿色制造1.4.2 绿色电子设计制造绿色设计制造：指在保证产品的功能、质量、成本的前提下，综合考虑环境保护和资源综合利用。在设计、生产、运输、使用、回收各个环节环境污染最小化、资源效率最高化、能源消耗最低化，企业经济效益和社会效益相互协调最优化。绿色设计制造的体系结构绿色设计制造的体系结构第第1.4节节 生态设计与绿色制造生态设计与绿色制造1.4.2 绿色电子设计制造 绿色设计制造基本目的：资源节约、环境友好、可持续发展 绿色制造的主要研究内容:绿色产品：生命周期全过程符合环保要求，使用安全可靠，对生态环境无害或无害最小，资源利用率最高，能源消耗最低。绿色工艺：节约资源、节约能源、环保型工艺技术。产品回收：重用、零部件回收、材料回收、废弃。 绿色电子设计制造的推进:通过相关立法推进绿色环保推出环保指令，强制执行 绿色电子设计内容：绿色电子产品清洁生产技术，可拆卸、可回收技术，噪声和电磁干扰控制技术，绿色结构与工艺材料技术第第1.4节节 生态设计与绿色制造生态设计与绿色制造1.4.3 电子产品生态设计生态设计比绿色设计涉及范围更广，更符合现代人类社会发展要求理念。生态设计：将产品生命周期的环境因素系统地引入产品设计和开发活动中，避免产品生产、加工、销售、使用、回收等环节对环境的影响，提高产品的环境绩效，从源头预防环境污染。绿色设计主要是无公害环境保护设计生态设计包括了环境保护、资源节约、循环使用绿色产品未必是生态产品第第1.4节节 生态设计与绿色制造生态设计与绿色制造1.4.3 电子产品生态设计生态设计和生态产品生态设计和生态产品第第1.5节节 生态设计与绿色制造生态设计与绿色制造在现代社会中，标准无处不在。在工艺技术领域中，标准具有极其重要的作用。电子工艺技术中，标准数量众多，涉及范围和内容非常复杂。标准化的意义：以先进标准要求、规范和改进产品、过程和服务，保证产品质量，提升产品档次,降低产品成本。标准化目的：提高经济效益和社会效益，提升企业竞争力电子工艺技术是产品制造的基础；工艺技术标准是基础的基础。原材料、元器件制造和验收有标准制造中每个工序的检验、每个部件的验收有标准制造设备功能、性能验收有标准最终产品的质量验收有标准严格、明确、可执行的技术规范和准则，即技术标准。工艺技术标准：是产品设计、生产制造、检验、使用回收的基础。1.5.1 标准化与工艺标准第第1.5节节 生态设计与绿色制造生态设计与绿色制造1国内标准常识1）标准的四个层面：国家标准/行业标准/地方标准/企业标准2）强制性标准和推荐性标准强制性标准：保障人体健康，人身、财产安全的标准和法律、行政法规规定强制执行的标准。推荐性标准3）标准的权威性与严格程度权威性顺序国家标准、行业标准、地方标准、企业标准严格程度企业标准、地方标准、行业标准、国家标准1.5.2 电子工艺标准及国际化趋势1.5.2.1 国内标准第第1.5节节 生态设计与绿色制造生态设计与绿色制造1.5.2.2 国际标准ISO标准国际标准化组织IEC标准国际电工委员会ITU标准国际电信联盟ISO/IEC联合标准与JTC1 ISO/IEC联合技术委员会IPC标准电子工业连接协会1.5.2.3 国际化趋势生产发展、对外贸易需要，标准向国际标准靠拢，逐步实现统一。国际标准是发达国家科学技术和实践的结晶，包含了先进的技术。使用国际标准可以提升自身技术水平和产品质量，提升自己的国际竞争力。