第1章電子工藝基礎(chǔ)

1、電子工藝基礎(chǔ)電子工藝基礎(chǔ)教學(xué)安排：書(shū)目錄書(shū)目錄電子工藝概論電子工藝概論1安全用電安全用電2EDA與與DFM簡(jiǎn)介（演示簡(jiǎn)介（演示ISE）3電子元器件電子元器件4印制電路板（演示印制電路板（演示Altium Designer）5焊接技術(shù)焊接技術(shù)6裝聯(lián)與檢測(cè)技術(shù)裝聯(lián)與檢測(cè)技術(shù)7表面貼裝技術(shù)表面貼裝技術(shù)8第第1章章 電子工藝概論電子工藝概論 21世紀(jì)：信息時(shí)代電子信息時(shí)代 信息的采集、處理、傳播和應(yīng)用：離不開(kāi)電子信息技術(shù)和電子產(chǎn)品 電子產(chǎn)品由電子元器件和印制電路板組裝、生產(chǎn)加工而成，其核心技術(shù)即電子工藝第第1章目錄章目錄電子工藝標(biāo)準(zhǔn)化與國(guó)際化電子工藝標(biāo)準(zhǔn)化與國(guó)際化生態(tài)設(shè)計(jì)與綠色制造生態(tài)設(shè)計(jì)與綠色制造電

2、子工藝技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)電子工藝技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)電子工藝技術(shù)及其發(fā)展電子工藝技術(shù)及其發(fā)展電子制造與電子工藝電子制造與電子工藝1.1第第1章章電子工藝電子工藝概論概論1.21.31.41.5第第1.1節(jié)節(jié) 電子制造與電子工藝電子制造與電子工藝1.1.1 制造與電子制造1.科學(xué)技術(shù)與制造制造技術(shù)和制造業(yè)在人類發(fā)展中無(wú)比重要。制造生產(chǎn)商品、創(chuàng)造財(cái)富，提供人類生存發(fā)展所需物品?？茖W(xué)技術(shù)通過(guò)制造技術(shù)轉(zhuǎn)化成生產(chǎn)力，進(jìn)而創(chuàng)造社會(huì)財(cái)富。第第1.1節(jié)節(jié) 電子制造與電子工藝電子制造與電子工藝1.1.1 制造與電子制造2.電子制造電子制造系統(tǒng)或大制造（廣義電子制造）包括：電子產(chǎn)品市場(chǎng)分析、經(jīng)營(yíng)決策、整體方案設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)

3、、工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、零部件檢測(cè)、電子產(chǎn)品加工、組裝、質(zhì)量控制（狹義電子制造）、包裝運(yùn)輸、市場(chǎng)營(yíng)銷、售后服務(wù)電電子子制制造造系系統(tǒng)統(tǒng)圖圖第第1.1節(jié)節(jié) 電子制造與電子工藝電子制造與電子工藝1.1.2 工藝與電子工藝1.什么是工藝？工藝就是制造產(chǎn)品的方法和流程。(勞動(dòng)者利用生產(chǎn)工具對(duì)各種各樣的原材料、半成品進(jìn)行加工和處理，改變它們的幾何形狀、外形尺寸、表面狀態(tài)、內(nèi)部組織、物理和化學(xué)性能以及相互關(guān)系，最后使之成為預(yù)期產(chǎn)品的方法及過(guò)程）2.工藝是應(yīng)用科學(xué)包括制造工藝?yán)碚摵图夹g(shù)不同的產(chǎn)品制造過(guò)程有不同的工藝技術(shù)：電子工藝、化學(xué)工藝、機(jī)械加工工藝 3.工藝材料第第1.1節(jié)節(jié) 電子制造與電子工藝電子制

4、造與電子工藝1.1.3 電子制造工藝1. 電子工藝的概念電子產(chǎn)品制造過(guò)程及制造技術(shù)即是電子工藝技術(shù)，簡(jiǎn)稱電子工藝。電子裝聯(lián)工藝制造工藝組成電子產(chǎn)品制造工藝電 微電子制造工藝子 基礎(chǔ)電子制造工藝 PCB制造工藝芯片制造工藝電子封裝工藝其它元器件制造工藝PCBA制造工藝整機(jī)組裝工藝其它零部件制造工藝第第1.1節(jié)節(jié) 電子制造與電子工藝電子制造與電子工藝2電子工藝與產(chǎn)業(yè)（目的）1）提高經(jīng)濟(jì)效益工藝方法和手段的改進(jìn)可以大幅提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低材料消耗，降低生產(chǎn)成本。2）保證產(chǎn)品質(zhì)量（設(shè)計(jì)質(zhì)量、制造質(zhì)量）產(chǎn)品固有可靠性=設(shè)計(jì)可靠性制造可靠性先進(jìn)的生產(chǎn)工藝可以保證制造質(zhì)量。3）促進(jìn)新產(chǎn)品的研發(fā)企業(yè)創(chuàng)新、新產(chǎn)

5、品研發(fā)水平以先進(jìn)的工藝為基礎(chǔ)。1.1.3 電子制造工藝第第1.1節(jié)節(jié) 電子制造與電子工藝電子制造與電子工藝3電子工藝與設(shè)計(jì)電子工藝與技術(shù)，唇齒相依：設(shè)計(jì)以制造為目標(biāo)，制造以設(shè)計(jì)為依據(jù)，二者密不可分。電子設(shè)計(jì)者必須了解產(chǎn)品制造過(guò)程及工藝對(duì)設(shè)計(jì)的要求和約束產(chǎn)品制造者必須了解設(shè)計(jì)要素對(duì)工藝的要求及制造工藝保障設(shè)計(jì)指標(biāo)的方法1.1.3 電子制造工藝第第1.2節(jié)節(jié) 電子工藝技術(shù)及其發(fā)展電子工藝技術(shù)及其發(fā)展1.2.1 電子工藝技術(shù)發(fā)展歷程電子產(chǎn)品的歷史自19世紀(jì)末電報(bào)電話的應(yīng)用開(kāi)始。真正工業(yè)生產(chǎn)意義上的電子組裝，自20世紀(jì)30年代印制電路技術(shù)出現(xiàn)為起點(diǎn)，至40年代半導(dǎo)體晶體管發(fā)明并得到廣泛應(yīng)用開(kāi)始，至今經(jīng)

6、歷了四代技術(shù)發(fā)展歷程。手工裝聯(lián)焊接技術(shù)通孔插裝技術(shù) (THT-Through Hole packaging technology)表面組裝技術(shù) (SMT-Surface Mount Technology)微組裝技術(shù) (MPT-Microelect Vonics PakagingTechnology)第第1.2節(jié)節(jié) 電子工藝技術(shù)及其發(fā)展電子工藝技術(shù)及其發(fā)展第一代：手工裝聯(lián)焊接技術(shù)(20世紀(jì)50年代前)特點(diǎn)：電子元器件：電子管，長(zhǎng)引線大型R/C/L等電路基板：金屬底盤，連接端子，導(dǎo)線組裝工藝：捆扎導(dǎo)線、手工焊接典型產(chǎn)品：電子管收音機(jī)1946年2月14日，世界上第一臺(tái)電腦第一臺(tái)電腦ENIAC在美國(guó)賓

7、夕法尼亞大學(xué)誕生。第二次世界大戰(zhàn)期間，美國(guó)軍方要求賓州大學(xué)莫奇來(lái)（Mauchly）博士和他的學(xué)生愛(ài)克特（Eckert） 設(shè)計(jì)以真空管取代繼電器的電子化電腦-ENIAC（Electronic Numerical Integrator and Calculator）， 電子數(shù)字積分器與計(jì)算器）， 目的是用來(lái)計(jì)算炮彈彈道。 這部機(jī)器使用了18800個(gè)，長(zhǎng)50英尺，寬30英尺， 占地1500平方英尺，重達(dá)30噸（大約是一間半的教室大，六只大象重）。它的計(jì)算速度快，每秒可從事5000次的加法運(yùn)算，運(yùn)作了九年之久。真空管具有抗輻射能力強(qiáng)、抗宇宙射線、線性放大區(qū)域?qū)挼忍攸c(diǎn)，在航空航天領(lǐng)域、高保真音響等方面還

8、有應(yīng)用。第二代：通孔插裝技術(shù)（THT）特點(diǎn)：（20世紀(jì)50-70年代）電子元器件：晶體管、集成電路、小型R/C/L電路基板：?jiǎn)坞p面印制電路板（PCB）組裝工藝：手工/機(jī)器插裝、浸焊/波峰焊典型產(chǎn)品：晶體管收音機(jī)、電視機(jī)特點(diǎn)：連接可靠，可以批量復(fù)制電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、裝配實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)?；C(jī)械化、自動(dòng)化電子產(chǎn)品體積減小、成本降低、可靠性和穩(wěn)定性提高、裝配和維修簡(jiǎn)單；電子產(chǎn)品小型化、輕型化、便捷化一、發(fā)光二極管發(fā)光二、光電鼠標(biāo)底部表面反射回的一部分光線，經(jīng)過(guò)一組光學(xué)透鏡，傳輸?shù)揭粋€(gè)光感應(yīng)器件（微成像器）內(nèi)成像。這樣，當(dāng)光電鼠標(biāo)移動(dòng)時(shí)，其移動(dòng)軌跡便會(huì)被記錄為一組高速拍攝的連貫圖像。三、最后利用光電鼠標(biāo)

9、內(nèi)部的一塊專用圖像分析芯片（DSP，即數(shù)字微處理器）對(duì)移動(dòng)軌跡上攝取的一系列圖像進(jìn)行分析處理，通過(guò)對(duì)這些圖像上特征點(diǎn)位置的變化進(jìn)行分析，來(lái)判斷鼠標(biāo)的移動(dòng)方向和移動(dòng)距離，從而完成光標(biāo)的定位。第三代：表面組裝技術(shù)（SMT）特點(diǎn)：（20世紀(jì)70年代開(kāi)始）電子元件：大規(guī)模、微型封裝集成電路、片式R/C/L電路基板：多層高密度印制板、陶瓷基板、金屬芯印制板組裝工藝：雙表面貼裝、再流焊優(yōu)點(diǎn)：組裝高密度、高可靠性、小型化、低成本生產(chǎn)：自動(dòng)化、智能化典型產(chǎn)品：手機(jī)、電腦、數(shù)碼產(chǎn)品（20世紀(jì)90年代出現(xiàn)）特點(diǎn)：電子元件：超大規(guī)模集成電路、復(fù)合元件模塊、三維載體電路基板：陶瓷多層印制板、元件基板復(fù)合化組裝工藝：多

10、層、高密度、立體化、系統(tǒng)化組裝典型產(chǎn)品：MEMS傳感器（微機(jī)電系統(tǒng)傳感器）第四代：微組裝技術(shù)（MPT）（陶瓷基板是指銅箔在高溫下直接鍵合到氧化鋁(Al2O3)或氮化鋁(AlN)陶瓷基片表面( 單面或雙面)上的特殊工藝板。所制成的超薄復(fù)合基板具有優(yōu)良電絕緣性能，高導(dǎo)熱特性，優(yōu)異的軟釬焊性和高的附著強(qiáng)度，并可像PCB板一樣能刻蝕出各種圖形，具有很大的載流能力。因此，陶瓷基板已成為大功率電力電子電路結(jié)構(gòu)技術(shù)和互連技術(shù)的基礎(chǔ)材料。）1.3.1 技術(shù)的融合融合與交匯 電子產(chǎn)品小型化小型化和復(fù)雜化復(fù)雜化，傳統(tǒng)的行業(yè)劃分和技術(shù)概念逐漸模糊，學(xué)科、技術(shù)的交叉和融合成為現(xiàn)代組裝技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。封裝技術(shù)與組裝技術(shù)

11、的融合PCB與SMT的滲透1.3.2 綠色化潮流保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源無(wú)鉛化焊接技術(shù)無(wú)鹵化PCB制造工藝PCB無(wú)污染清洗技術(shù)1.3.3 微組裝技術(shù)的發(fā)展電子產(chǎn)品趨向微小型化、系統(tǒng)化、智能化、多功能化 電子產(chǎn)品組裝工藝向高密度、三維立體微組裝技術(shù)發(fā)展第第1.3節(jié)節(jié) 電子工藝技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)電子工藝技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 電子產(chǎn)品越來(lái)越普及，產(chǎn)量日增，自然資源過(guò)度開(kāi)發(fā)、資源消耗嚴(yán)重、原材料浪費(fèi)驚人 電子產(chǎn)品全生命周期，從原材料獲取，到產(chǎn)品制造、流運(yùn)輸、使用、報(bào)廢回收等環(huán)節(jié)，均存在能源和原材料消耗，每一步均存在副成品、廢品、廢料、廢氣等的廢棄和排放，對(duì)環(huán)境造成各種影響 電子垃圾迅速增加、鉛、鉻、水銀、溴化物、鹵化

12、物、塑料等有毒有害物質(zhì)的排放、環(huán)境污染，破壞生態(tài)環(huán)境，危害人類生存環(huán)境和人體健康第第1.4節(jié)節(jié) 生態(tài)設(shè)計(jì)與綠色制造生態(tài)設(shè)計(jì)與綠色制造1.4.1 電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境第第1.4節(jié)節(jié) 生態(tài)設(shè)計(jì)與綠色制造生態(tài)設(shè)計(jì)與綠色制造1.4.1 電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境電子產(chǎn)品全生命周期對(duì)環(huán)境的影響電子產(chǎn)品全生命周期對(duì)環(huán)境的影響 電子產(chǎn)品越來(lái)越普及，產(chǎn)量日增，自然資源過(guò)度開(kāi)發(fā)、資源消耗嚴(yán)重、原材料浪費(fèi)驚人 電子產(chǎn)品全生命周期，從原材料獲取，到產(chǎn)品制造、流運(yùn)輸、使用、報(bào)廢回收等環(huán)節(jié)，均存在能源和原材料消耗，每一步均存在副成品、廢品、廢料、廢氣等的廢棄和排放，對(duì)環(huán)境造成各種影響 電子垃圾迅速增加、鉛、鉻、水銀、溴化

13、物、鹵化物、塑料等有毒有害物質(zhì)的排放、環(huán)境污染，破壞生態(tài)環(huán)境，危害人類生存環(huán)境和人體健康第第1.4節(jié)節(jié) 生態(tài)設(shè)計(jì)與綠色制造生態(tài)設(shè)計(jì)與綠色制造1.4.2 綠色電子設(shè)計(jì)制造既然廢舊電池對(duì)環(huán)境和人類會(huì)造成巨大危害，那么我們?nèi)绾巫霾拍軠p少這種危害？暢所欲言暢所欲言廢舊電池的回收廢舊電池的回收 我國(guó)電池年消耗量為30億只，因無(wú)回收而丟失銅740噸、鋅1.6萬(wàn)噸、錳粉9.7萬(wàn)噸。我們應(yīng)該把廢舊電池與其他垃圾分開(kāi)，集中起來(lái)回收。許多國(guó)家都很重視廢舊電池的回收。德國(guó)的很多商店要求顧客在購(gòu)買電池時(shí)，要把廢舊電池交回給商店；日本設(shè)有分類箱收集不同的廢舊電池。第第1.4節(jié)節(jié) 生態(tài)設(shè)計(jì)與綠色制造生態(tài)設(shè)計(jì)與綠色制造1.

14、4.2 綠色電子設(shè)計(jì)制造綠色設(shè)計(jì)制造：指在保證產(chǎn)品的功能、質(zhì)量、成本的前提下，綜合考慮環(huán)境保護(hù)和資源綜合利用。在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)輸、使用、回收各個(gè)環(huán)節(jié)環(huán)境污染最小化、資源效率最高化、能源消耗最低化，企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益相互協(xié)調(diào)最優(yōu)化。綠色設(shè)計(jì)制造的體系結(jié)構(gòu)綠色設(shè)計(jì)制造的體系結(jié)構(gòu)第第1.4節(jié)節(jié) 生態(tài)設(shè)計(jì)與綠色制造生態(tài)設(shè)計(jì)與綠色制造1.4.2 綠色電子設(shè)計(jì)制造 綠色設(shè)計(jì)制造基本目的：資源節(jié)約、環(huán)境友好、可持續(xù)發(fā)展 綠色制造的主要研究?jī)?nèi)容:綠色產(chǎn)品：生命周期全過(guò)程符合環(huán)保要求，使用安全可靠，對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)害或無(wú)害最小，資源利用率最高，能源消耗最低。綠色工藝：節(jié)約資源、節(jié)約能源、環(huán)保型工藝技術(shù)。產(chǎn)品回收

15、：重用、零部件回收、材料回收、廢棄。 綠色電子設(shè)計(jì)制造的推進(jìn):通過(guò)相關(guān)立法推進(jìn)綠色環(huán)保推出環(huán)保指令，強(qiáng)制執(zhí)行 綠色電子設(shè)計(jì)內(nèi)容：綠色電子產(chǎn)品清潔生產(chǎn)技術(shù)，可拆卸、可回收技術(shù)，噪聲和電磁干擾控制技術(shù)，綠色結(jié)構(gòu)與工藝材料技術(shù)第第1.4節(jié)節(jié) 生態(tài)設(shè)計(jì)與綠色制造生態(tài)設(shè)計(jì)與綠色制造1.4.3 電子產(chǎn)品生態(tài)設(shè)計(jì)生態(tài)設(shè)計(jì)比綠色設(shè)計(jì)涉及范圍更廣，更符合現(xiàn)代人類社會(huì)發(fā)展要求理念。 生態(tài)設(shè)計(jì)：將產(chǎn)品生命周期的環(huán)境因素系統(tǒng)地引入產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)活動(dòng)中，避免產(chǎn)品生產(chǎn)、加工、銷售、使用、回收等環(huán)節(jié)對(duì)環(huán)境的影響，提高產(chǎn)品的環(huán)境績(jī)效，從源頭預(yù)防環(huán)境污染。 綠色設(shè)計(jì)主要是無(wú)公害環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì) 生態(tài)設(shè)計(jì)包括了環(huán)境保護(hù)、資源節(jié)約、循

16、環(huán)使用 綠色產(chǎn)品未必是生態(tài)產(chǎn)品第第1.4節(jié)節(jié) 生態(tài)設(shè)計(jì)與綠色制造生態(tài)設(shè)計(jì)與綠色制造1.4.3 電子產(chǎn)品生態(tài)設(shè)計(jì)生態(tài)設(shè)計(jì)和生態(tài)產(chǎn)品生態(tài)設(shè)計(jì)和生態(tài)產(chǎn)品第第1.5節(jié)節(jié) 生態(tài)設(shè)計(jì)與綠色制造生態(tài)設(shè)計(jì)與綠色制造在現(xiàn)代社會(huì)中，標(biāo)準(zhǔn)無(wú)處不在。在工藝技術(shù)領(lǐng)域中，標(biāo)準(zhǔn)具有極其重要的作用。電子工藝技術(shù)中，標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量眾多，涉及范圍和內(nèi)容非常復(fù)雜。標(biāo)準(zhǔn)化的意義：以先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)要求、規(guī)范和改進(jìn)產(chǎn)品、過(guò)程和服務(wù)，保證產(chǎn)品質(zhì)量，提升產(chǎn)品檔次,降低產(chǎn)品成本。標(biāo)準(zhǔn)化目的：提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力 電子工藝技術(shù)是產(chǎn)品制造的基礎(chǔ)；工藝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是基礎(chǔ)的基礎(chǔ)。原材料、元器件制造和驗(yàn)收有標(biāo)準(zhǔn)制造中每個(gè)工序的檢驗(yàn)、每個(gè)部件的驗(yàn)收有標(biāo)準(zhǔn)制造設(shè)備功能、性能驗(yàn)收有標(biāo)準(zhǔn)最終產(chǎn)品的質(zhì)量驗(yàn)收有標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格、明確、可執(zhí)行的技術(shù)規(guī)范和準(zhǔn)則，即技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。工藝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：是產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、檢驗(yàn)、使用回收的基礎(chǔ)。1.5.1 標(biāo)準(zhǔn)化與工藝標(biāo)準(zhǔn)第第1.5節(jié)節(jié) 生態(tài)設(shè)計(jì)與綠色制造生態(tài)設(shè)計(jì)與綠色制造1國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)常識(shí)1）標(biāo)準(zhǔn)的四個(gè)層面：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)/行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)/地方標(biāo)準(zhǔn)/企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)2）強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)和推薦性標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)：保障人體健康，人身、財(cái)產(chǎn)安全的標(biāo)準(zhǔn)和法律、行政法規(guī)規(guī)定強(qiáng)制執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)。推薦性標(biāo)準(zhǔn)3）標(biāo)準(zhǔn)的權(quán)威性與嚴(yán)格程度權(quán)威性順序國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格程度企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方