第1章電子工藝基礎

1、電子工藝基礎電子工藝基礎教學安排：書目錄書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簡介（演示簡介（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焊接技術焊接技術6裝聯與檢測技術裝聯與檢測技術7表面貼裝技術表面貼裝技術8第第1章章 電子工藝概論電子工藝概論 21世紀：信息時代電子信息時代 信息的采集、處理、傳播和應用：離不開電子信息技術和電子產品 電子產品由電子元器件和印制電路板組裝、生產加工而成，其核心技術即電子工藝第第1章目錄章目錄電子工藝標準化與國際化電子工藝標準化與國際化生態(tài)設計與綠色制造生態(tài)設計與綠色制造電

2、子工藝技術的發(fā)展趨勢電子工藝技術的發(fā)展趨勢電子工藝技術及其發(fā)展電子工藝技術及其發(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.科學技術與制造制造技術和制造業(yè)在人類發(fā)展中無比重要。制造生產商品、創(chuàng)造財富，提供人類生存發(fā)展所需物品?？茖W技術通過制造技術轉化成生產力，進而創(chuàng)造社會財富。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：電子產品市場分析、經營決策、整體方案設計、電路設計

3、、工程結構設計、工藝設計、零部件檢測、電子產品加工、組裝、質量控制（狹義電子制造）、包裝運輸、市場營銷、售后服務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？工藝就是制造產品的方法和流程。(勞動者利用生產工具對各種各樣的原材料、半成品進行加工和處理，改變它們的幾何形狀、外形尺寸、表面狀態(tài)、內部組織、物理和化學性能以及相互關系，最后使之成為預期產品的方法及過程）2.工藝是應用科學包括制造工藝理論和技術不同的產品制造過程有不同的工藝技術：電子工藝、化學工藝、機械加工工藝 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品制造過程及制造技術即是電子工藝技術，簡稱電子工藝。電子裝聯工藝制造工藝組成電子產品制造工藝電 微電子制造工藝子 基礎電子制造工藝 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電子工藝與產業(yè)（目的）1）提高經濟效益工藝方法和手段的改進可以大幅提高勞動生產率、降低材料消耗，降低生產成本。2）保證產品質量（設計質量、制造質量）產品固有可靠性=設計可靠性制造可靠性先進的生產工藝可以保證制造質量。3）促進新產品的研發(fā)企業(yè)創(chuàng)新、新產

5、品研發(fā)水平以先進的工藝為基礎。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電子工藝與設計電子工藝與技術，唇齒相依：設計以制造為目標，制造以設計為依據，二者密不可分。電子設計者必須了解產品制造過程及工藝對設計的要求和約束產品制造者必須了解設計要素對工藝的要求及制造工藝保障設計指標的方法1.1.3 電子制造工藝第第1.2節(jié)節(jié) 電子工藝技術及其發(fā)展電子工藝技術及其發(fā)展1.2.1 電子工藝技術發(fā)展歷程電子產品的歷史自19世紀末電報電話的應用開始。真正工業(yè)生產意義上的電子組裝，自20世紀30年代印制電路技術出現為起點，至40年代半導體晶體管發(fā)明并得到廣泛應用開始，至今經

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

7、夕法尼亞大學誕生。第二次世界大戰(zhàn)期間，美國軍方要求賓州大學莫奇來（Mauchly）博士和他的學生愛克特（Eckert） 設計以真空管取代繼電器的電子化電腦-ENIAC（Electronic Numerical Integrator and Calculator）， 電子數字積分器與計算器）， 目的是用來計算炮彈彈道。 這部機器使用了18800個，長50英尺，寬30英尺， 占地1500平方英尺，重達30噸（大約是一間半的教室大，六只大象重）。它的計算速度快，每秒可從事5000次的加法運算，運作了九年之久。真空管具有抗輻射能力強、抗宇宙射線、線性放大區(qū)域寬等特點，在航空航天領域、高保真音響等方面還

8、有應用。第二代：通孔插裝技術（THT）特點：（20世紀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：單雙面印制電路板（PCB）組裝工藝：手工/機器插裝、浸焊/波峰焊典型產品：晶體管收音機、電視機特點：連接可靠，可以批量復制電子產品的設計、裝配實現標準化、規(guī)模化、機械化、自動化電子產品體積減小、成本降低、可靠性和穩(wěn)定性提高、裝配和維修簡單；電子產品小型化、輕型化、便捷化一、發(fā)光二極管發(fā)光二、光電鼠標底部表面反射回的一部分光線，經過一組光學透鏡，傳輸到一個光感應器件（微成像器）內成像。這樣，當光電鼠標移動時，其移動軌跡便會被記錄為一組高速拍攝的連貫圖像。三、最后利用光電鼠標

9、內部的一塊專用圖像分析芯片（DSP，即數字微處理器）對移動軌跡上攝取的一系列圖像進行分析處理，通過對這些圖像上特征點位置的變化進行分析，來判斷鼠標的移動方向和移動距離，從而完成光標的定位。第三代：表面組裝技術（SMT）特點：（20世紀70年代開始）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：組裝高密度、高可靠性、小型化、低成本生產：自動化、智能化典型產品：手機、電腦、數碼產品（20世紀90年代出現）特點：電子元件：超大規(guī)模集成電路、復合元件模塊、三維載體電路基板：陶瓷多層印制板、元件基板復合化組裝工藝：多

10、層、高密度、立體化、系統(tǒng)化組裝典型產品：MEMS傳感器（微機電系統(tǒng)傳感器）第四代：微組裝技術（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。所制成的超薄復合基板具有優(yōu)良電絕緣性能，高導熱特性，優(yōu)異的軟釬焊性和高的附著強度，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構技術和互連技術的基礎材料。）1.3.1 技術的融合融合與交匯 電子產品小型化小型化和復雜化復雜化，傳統(tǒng)的行業(yè)劃分和技術概念逐漸模糊，學科、技術的交叉和融合成為現代組裝技術的發(fā)展趨勢。封裝技術與組裝技術

11、的融合PCB與SMT的滲透1.3.2 綠色化潮流保護環(huán)境、節(jié)約資源無鉛化焊接技術無鹵化PCB制造工藝PCB無污染清洗技術1.3.3 微組裝技術的發(fā)展電子產品趨向微小型化、系統(tǒng)化、智能化、多功能化 電子產品組裝工藝向高密度、三維立體微組裝技術發(fā)展第第1.3節(jié)節(jié) 電子工藝技術的發(fā)展趨勢電子工藝技術的發(fā)展趨勢 電子產品越來越普及，產量日增，自然資源過度開發(fā)、資源消耗嚴重、原材料浪費驚人 電子產品全生命周期，從原材料獲取，到產品制造、流運輸、使用、報廢回收等環(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)設計與綠色制造生態(tài)設計與綠色制造1.4.1 電子產業(yè)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境第第1.4節(jié)節(jié) 生態(tài)設計與綠色制造生態(tài)設計與綠色制造1.4.1 電子產業(yè)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境電子產品全生命周期對環(huán)境的影響電子產品全生命周期對環(huán)境的影響 電子產品越來越普及，產量日增，自然資源過度開發(fā)、資源消耗嚴重、原材料浪費驚人 電子產品全生命周期，從原材料獲取，到產品制造、流運輸、使用、報廢回收等環(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)設計與綠色制造生態(tài)設計與綠色制造1.4.2 綠色電子設計制造既然廢舊電池對環(huán)境和人類會造成巨大危害，那么我們如何做才能減少這種危害？暢所欲言暢所欲言廢舊電池的回收廢舊電池的回收 我國電池年消耗量為30億只，因無回收而丟失銅740噸、鋅1.6萬噸、錳粉9.7萬噸。我們應該把廢舊電池與其他垃圾分開，集中起來回收。許多國家都很重視廢舊電池的回收。德國的很多商店要求顧客在購買電池時，要把廢舊電池交回給商店；日本設有分類箱收集不同的廢舊電池。第第1.4節(jié)節(jié) 生態(tài)設計與綠色制造生態(tài)設計與綠色制造1.

14、4.2 綠色電子設計制造綠色設計制造：指在保證產品的功能、質量、成本的前提下，綜合考慮環(huán)境保護和資源綜合利用。在設計、生產、運輸、使用、回收各個環(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)經濟效益和社會效益相互協調最優(yōu)化。綠色設計制造的體系結構綠色設計制造的體系結構第第1.4節(jié)節(jié) 生態(tài)設計與綠色制造生態(tài)設計與綠色制造1.4.2 綠色電子設計制造 綠色設計制造基本目的：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內容:綠色產品：生命周期全過程符合環(huán)保要求，使用安全可靠，對生態(tài)環(huán)境無害或無害最小，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。產品回收

15、：重用、零部件回收、材料回收、廢棄。 綠色電子設計制造的推進:通過相關立法推進綠色環(huán)保推出環(huán)保指令，強制執(zhí)行 綠色電子設計內容：綠色電子產品清潔生產技術，可拆卸、可回收技術，噪聲和電磁干擾控制技術，綠色結構與工藝材料技術第第1.4節(jié)節(jié) 生態(tài)設計與綠色制造生態(tài)設計與綠色制造1.4.3 電子產品生態(tài)設計生態(tài)設計比綠色設計涉及范圍更廣，更符合現代人類社會發(fā)展要求理念。 生態(tài)設計：將產品生命周期的環(huán)境因素系統(tǒng)地引入產品設計和開發(fā)活動中，避免產品生產、加工、銷售、使用、回收等環(huán)節(jié)對環(huán)境的影響，提高產品的環(huán)境績效，從源頭預防環(huán)境污染。 綠色設計主要是無公害環(huán)境保護設計 生態(tài)設計包括了環(huán)境保護、資源節(jié)約、循

16、環(huán)使用 綠色產品未必是生態(tài)產品第第1.4節(jié)節(jié) 生態(tài)設計與綠色制造生態(tài)設計與綠色制造1.4.3 電子產品生態(tài)設計生態(tài)設計和生態(tài)產品生態(tài)設計和生態(tài)產品第第1.5節(jié)節(jié) 生態(tài)設計與綠色制造生態(tài)設計與綠色制造在現代社會中，標準無處不在。在工藝技術領域中，標準具有極其重要的作用。電子工藝技術中，標準數量眾多，涉及范圍和內容非常復雜。標準化的意義：以先進標準要求、規(guī)范和改進產品、過程和服務，保證產品質量，提升產品檔次,降低產品成本。標準化目的：提高經濟效益和社會效益，提升企業(yè)競爭力 電子工藝技術是產品制造的基礎；工藝技術標準是基礎的基礎。原材料、元器件制造和驗收有標準制造中每個工序的檢驗、每個部件的驗收有標準制造設備功能、性能驗收有標準最終產品的質量驗收有標準嚴格、明確、可執(zhí)行的技術規(guī)范和準則，即技術標準。工藝技術標準：是產品設計、生產制造、檢驗、使用回收的基礎。1.5.1 標準化與工藝標準第第1.5節(jié)節(jié) 生態(tài)設計與綠色制造生態(tài)設計與綠色制造1國內標準常識1）標準的四個層面：國家標準/行業(yè)標準/地方標準/企業(yè)標準2）強制性標準和推薦性標準強制性標準：保障人體健康，人身、財產安全的標準和法律、行政法規(guī)規(guī)定強制執(zhí)行的標準。推薦性標準3）標準的權威性與嚴格程度權威性順序國家標準、行業(yè)標準、地方標準、企業(yè)標準嚴格程度企業(yè)標準、地方