印刷電路板范文

時間:2023-04-08 18:20:38

導語:如何才能寫好一篇印刷電路板,這就需要搜集整理更多的資料和文獻,歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文,供你借鑒。

篇1

中圖分類號: TG659文獻標識碼: A

前言

隨著數控機床和自動化流水線檢測設備在工業生產領域的大量使用,電子印刷電路板的應用也隨之猛增。但是由于這些設備的使用頻率很高以及電子元器件的迅速老化,使得這些設備在八、九年后進入故障多發期,故它的電子印刷電路板的問題也隨之上升。以前電子印刷電路板出現問題都是靠去購買新板或者送去廠家進行維修,有時候還要送到國外去進行維修或者購買。這樣會造成花費大量的資金,并且耽擱的時間長,往往給企業帶來巨大損失。其實大多數工控電路板在國內都是可以維修的。我依據自己多年來從事維修數控機床電子印刷電路板的實踐以及經驗,小結了一套非常有用的維修原則和方法。

因為大多數的電路板都沒有相關圖紙材料,所以很多人對電路板維修持不相信態度。事實上,各種電路板雖千差萬別,但實質上每種電路板都是由各種集成塊、電阻、電容及其它器件構成的,所以電路板出現故障一定是其中某個或某些個器件損壞造成的,當然電路板維修的思想就是基于上述因素建立起來的。電路板維修分為檢測跟維修兩個部分,檢測部分在里邊占有很重要的地位。電路板檢測就是對電路板上的每一個電子元件故障的查找、確定和糾正的過程,而維修的過程就是找出損壞的元件并加以替換??此坪唵?,實際上需要全面的知識、豐富的經驗以及必備的昂貴檢測設備,尤其是當要快速地找到故障元件時,不僅要求經驗豐富同時還要求維修工程人員具備善于分析和判斷的敏捷思維。如今的電子產品常常會由于一塊電路板維修板的個別零件損壞,導致電子印刷電路板不能正常工作,影響設備的正常運作。那么我們應如何對待電路板維修檢測呢?

1.維修人員須知及相關例子

1.1維修人員須知一

維修工作人員首先應知道電路板由焊盤、過孔、安裝孔、導線、元器件、接插件、填充、電氣邊界等零件組成并,應嚴格根據安全操作規程進行工作,尤其是保證電烙鐵不應漏電。另外,焊接MOS器件時保證電烙鐵切斷交流電源后方或可靠接地。電路板一般分為三類:單面板,雙面板,還有多層板。通常,為做好電路板的檢測工作,應先有技術準備。例如通過待修電路板的說明書及有關資料來了解其工作原理、性能、電路數據、技術指標、使用與檢測方法等等;另外還要有一定的物質方面的準備,如測試儀、供電源、檢修工具、工作場地。其次,還要進行調查并做出分析判斷,例如詢問設備操作師,借鑒以往的檢修經驗,分析判斷設備發生故障的可能原因,進行檢修方案的選擇,選出最佳排除故障工作方案。按預定方案進行檢查、找出故障的真正原因并修理,直至找出故障修復設備。再次,是整理工作,如恢復電路原狀、擦拭焊點、整頓元器件位置、走線方向和做好清潔工作等。

1.2維修人員須知二

要找到故障發生處必須經過檢測,通常修理人員都采用測引腳電壓的方法來進行判斷,但一般只能判斷出故障的大致部位,并且有時引腳反應不十分靈敏,甚至有時候會毫無反應。在電壓偏離的情況下,若同時包含元件損壞的因素,還應該將集成塊內部故障與故障嚴格區分開來,所以依靠單一某種方法對電路板維修是很難檢測的,而應采取與依賴綜合的檢測手段。

1.3具體例子

例如通過介紹匯能IC在線維修測試儀檢測的具體方法。匯能IC在線維修測試儀,在測量中當個別引腳R內很大時,應換用R×10k擋,因為在R×1k擋其通道電壓只有1.5V,當集成塊內部晶體管串聯較多時,電表內會由于電壓太低,無法供集成塊內晶體管進入正常工作狀態,數值無法顯現。很多人都知道,在使用集成塊時,總會有一個引腳與印制電路板上的“地”線是相焊通的,在電路中被稱為接地腳。因為電路板維修內部都采用直接耦合,所以,集成塊的其它引腳與接地腳之間都存在著一定的直流電阻,稱之為該腳內部的等效直流電阻,簡稱R內。若我們拿到一塊新的集成塊,可以通過使用萬用表測量各引腳的內部等效直流電阻來判斷其好壞,如果各引腳的內部等效電阻R內與標準值相符合,說明這塊集成塊是好的,如果與標準值相差過大,則說明集成塊內部已經損壞。

1.4相關結論

總之,在檢測時應該認真分析,善于靈活運用各類方法,摸索規律,做到既準確又快速找出故障。依據實際檢修經驗,在檢測電路板維修內部直流等效電阻時沒有必要把集成塊從電路上焊下來,而只需將電壓或在路電阻異常的腳與電路斷開,并且將接地腳也與電路板斷開,其它腳則保持原狀,通過測量出測試腳與接地腳之間的R內的正反向電阻值便可判斷其壞。

2.電路板檢測方法

2.1常用的電路板維修檢測方法

常用的電路板維修檢測方法可分為在線測量法、非在線測量法和代換法。非在線測量具體指非在線測量在電路板維修未焊入電路時,通過測量各個引腳之間的直流電阻值,并與已知正常同型號電路板維修各引腳之間的直流電阻值進行對比,從而確定其是否正常。而在線測量主要測試功能有數字邏輯器件在/離線功能測試、ASA(VI)模擬特征分析測試、VI曲線分析比較測試、ASA 曲線雙棒動態比較測試、可按管腳設置ASA 曲線測試參數等。代換法是用已知的同型號與規格相同的電路板維修來替換被測電路板維修,從而判斷該電路板維修是否受損。

2.2不常用的電路板維修檢測方法

另外不常用的電路板維修檢測方法還有分隔測試法又稱電路分割法、直覺檢查法、信號注入法、交流短路法、信號尋跡法、波形觀察法參數測試法等方法。

2.2.1具體事例1

在電路板維修中,碰到公共電源短路的故障,如果板上元件不多,那么采用一一排除的方式最終可以找到短路點,但若元件太多,采用一一排除的方式就太浪費時間了。所以我推薦以下一些比較管用的方法,事半功倍,能快速找到故障部分。具體作法有1.若存在短路現象,拿一塊單或者雙層板進行割線,割線后再排除。2.對于人工焊接,我們要養成良好的習慣,起始在焊接前要目視檢查一遍PCB板,并借助萬用表檢查電源與地的電路是否短路。切記操作時電壓千萬不能超過器件的正常電壓,注意不能接反,否則會燒壞其它沒有故障的器件。

2.2.2具體事例2

老化測試。針對高性能電子產品,例如:計算機整機,顯示器,車用電子產品,主機板、監視器、等電子產品,可模仿出一種高溫、惡劣環境測試的實驗,從而成為提高產品穩定性、可靠性的重要實驗,這類實驗廣泛應用于電源電子、電腦、生物制藥等重要領域。

3.電路板維修方式及其原則

3.1直接代換

直接代換是指用其他IC但不做任何改動而直接取代原有的IC,且代換后不會影響機器的主要性能和指標。

直接代換具體分為同一型號IC的代換和不同型號IC的代換。前者一般是可靠的,在安裝集成電路時注意方向不要搞錯,反之,通電時集成電路極有可能被燒毀。后者又分為型號前綴字母相同、數字不同IC的代換,型號前綴字母不同、數字相同IC 的代換和型號前綴字母和數字都不同IC的代換。其中,第一種代換只要相互間的引腳功能完全相同,其內部電路和電參數稍有差異,也可相互直接代換。但有少數,雖然數字相同,但功能卻完全不同。最后一種是有的廠家通過引進未封裝的IC芯片,再加工成按本廠命名的產品。

3.1.1代換原則

代換IC的功能、封裝形式、引腳序號、引腳用途、性能指標和間隔等幾方面都相同。其中I的相同不僅僅指功能相同;還應保證邏輯極性相同,具體來說是輸出輸入電平極性、電流幅度、電壓大小應該相同。舉例說,圖像中放IC時,TA7607 與TA7611,前者為反向高放AGC,后者為正向高放AGC,所以不能直接代換。另外對于輸出不同極性AFT電壓以及輸出不同極性的同步脈沖等的IC 均不能直接替換,即使是同一廠家或公司的產品,都必須注意區分。性能指標是指IC 的主要特性曲線、最高工作電壓、最大耗散功率、頻率范圍及各信號輸入,輸出阻抗等參數必須要與原IC相近。對于功率很小的代用件要加大其散熱片。

3.2非直接代換

非直接代換與直接代換是相對而言的。具體可分為不同封裝IC的代換、電路功能相同但個別引腳功能不同IC的代換、類型相同但引腳功能不同IC的代換、有些空腳不應擅自接地的代換、用分立元件代換IC、組合代換等方法。

不同封裝IC的代換是指,相同類型的IC 芯片,其封裝外形不同,但要求代換時將新器件的引腳依據原器件引腳的形狀和排列進行整形。對于電路功能相同但個別引腳功能不同IC的代換,可據各個型號IC的具體參數與說明來進行。類型相同但引腳功能不同IC的代換需要改變電路及引腳排列,故需要相應的理論知識和豐富的實踐經驗與技巧。空腳不能擅自接地的代換,有時也作為內部連接。當用分立元件代換IC,代換前應了解該IC 的內部功能原理,用分立元件代換IC 中被損壞的部分,使其恢復功能。同時必須考慮信號能否從IC中取出接至電路的輸入端和經電路處理后的信號,能否連接到集成電路內部的下一級去進行再處理等相關問題。組合代換是把同一型號的多塊IC內部未受損的電路部分,重新組合成一塊完整的IC,從而代替功能不佳的IC的方法。

3.2.1代換原則

代換后所用的IC可與原來的IC引腳功能和外形不同,但是功能必須相同,而且特性要相近;代換后不應影響原機性能。

4.結語

通過總結有關電子印刷電路板的維修原則及方法的內容,我深刻的認識到,只要勤動手動腦,一切皆有可能。因為原先有些人是不相信電路板可以維修,甚至是在國內。為了更好的更有效的維修電路板,我認為作為一名維修人員,應做到以下幾點:1.養成記維修日記得好習慣,例如平常維修過程中的重要經驗以及發生的重要細節點,都應作為日后的參考資料積累下來。2.針對元件數量之多,維修人員應學會善于借助工具書來了解各元件的相關信息,做到使用時,得心應手。3.在借助儀器進行維修時,學會利用測試儀自動記錄測試過程及測試結果的信息,從而提高維修師的維修技術與水平。

參考文獻

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篇2

(1.中國科學院微電子研究所,北京100029;2.華進半導體封裝先導技術研發中心有限公司,江蘇無錫214135)

摘要:基于柔性印刷電路板(FPC)技術,制造了2種柔性ZnO納米發電機。首先,使用簡單的一步溶劑熱法制備ZnO納米線,前驅體為二水合醋酸鋅(Zn(Ac)2·2H2O)和氫氧化鈉(NaOH),溶劑為乙醇。絕大部分ZnO納米線的直徑在20~30 nm之間,表明制備的納米線具有均勻的形貌。然后,使用一種新穎的離心方法制備有序堆積的ZnO納米線薄膜。SEM表征表明,ZnO納米線薄膜中,納米線橫向緊密有序排列。最后,采用柔性印刷電路板技術,制造了2種柔性ZnO納米發電機。對使用示波器納米發電機的輸出電壓進行測試,開路電壓最高達到10 V。納米發電機是利用ZnO納米線的壓電效應和廣泛存在的摩擦電靜電效應,將周圍環境中廣泛存在的各種有用機械能轉換為電能。這里制造的納米發電機的工藝兼容傳統的柔性印刷電路板技術,未來,這種柔性納米發電機能夠集成在柔性電路板中,形成自供電的小型化電子系統。

關鍵詞 :ZnO;納米發電機;壓電效應;摩擦電靜電;柔性印刷電路板

中圖分類號:TN705?34 文獻標識碼:A 文章編號:1004?373X(2015)14?0141?04

收稿日期:2015?01?05

基金項目:重大科學技術專項(2013ZX02502?004)

0 引言

自從2006 年納米發電機(NG)第一次被報道[1],就引起了全世界范圍的關注。在過去幾年中,研究人員在納米發電機領域取得了許多突破性的成果[2?4]。目前,研究人員已經制造了多種納米發電機,比如壓電納米發電機[5]、摩擦電靜電納米發電機[6]、熱電納米發電機[7]、超聲波納米發電機[8]等。當今的電子時代,在微納尺度范圍,急切需要獨立的、無需維護的、可持續的、可連續運行的能源技術,用于可植入生物傳感器、超靈敏度化學傳感器、納米機器人、微電機械系統、遠程或移動環境傳感器[9]、國土安全,甚至可穿戴個人電子產品[10]等。在未來,構建完整的物聯網需要安置無數的傳感器或執行器,獨立免維護的驅動能量將可以節省大量維護成本。

納米發電機能夠收集周圍環境中的微弱的振動能、機械能、電磁能或超聲波能量等,并轉化為電能,為其他電子器件提供能量。納米發電機是一種理想的獨立免維護的能量來源。在不久的將來,納米發電機將會在物聯網等領域有廣闊應用前景。

由于ZnO 納米線(NW)具有良好的半導體特性、壓電特性[11]、生物兼容性[12]和低制造成本[13],所以其是制造壓電納米發電機的一種很有潛力的候選材料。

本文首先采用一步溶劑熱法制備ZnO 納米線,本文采用離心方法制備有序堆積的ZnO 納米線薄膜(NF),基于柔性印刷電路板(FPC)技術,將ZnO 納米線薄膜埋入柔性電路板中,制造2種具有不同基底的柔性ZnO 納米發電機。制造的納米發電機可以同時利用ZnO納米線的壓電效應和摩擦電靜電效應,將機械能轉化為電能。在未來的工作中,這種柔性納米發電機能夠集成到柔性電路板中,形成自供電的小型化電子系統。

1 實驗內容

1.1 離心方法制造有序堆積的ZnO納米線薄膜

采用簡單的一步溶劑熱法制備ZnO納米線,二水合醋酸鋅(Zn(Ac) 2·2H2O)和氫氧化鈉(NaOH)作為前驅體,乙醇作為溶劑。對比其他的制備方法,溶劑熱法具有相對低成本、低毒性和易于規模生產等優點。然后,依次使用丙酮、乙醇、去離子水對制備的ZnO納米線進行離心清洗。相對于水,ZnO納米線更容易分散在丙酮和乙醇中,需要用超聲或攪拌來幫助納米線在溶劑中分散。

采用離心方法制造ZnO納米線薄膜。首先,將清洗后的ZnO 納米線分散在乙醇中形成均勻的懸濁液;然后,將適量的懸濁液加入離心管中,離心機型號為CENCE TG16?WS,通過控制離心轉速和離心時間,納米線將被離心沉淀在離心管管底。由于離心原理,納米線沉淀中的納米線近似平行有序排列。去除上清液后,納米線沉淀在50 oC 烘干30 min;這樣納米線沉淀就可以從離心管管底剝離,完成制造ZnO納米線薄膜。ZnO納米線薄膜使用Hitachi S4800進行SEM表征。圖1(a)為ZnO 納米線薄膜中納米線的SEM 表征結果,可以看到ZnO納米線薄膜中絕大部分的納米線橫向有序排列,納米線緊密接觸,密實堆積;圖1(b)為制備的納米線的直徑分布統計。所得納米線的直徑小于50 nm,絕大多數納米線的直徑在20~30 nm 之間,這表明制備的納米線具有相對均勻的直徑。

1.2 制造柔性ZnO納米發電機

在此2 種設計方案分別制造柔性ZnO 納米發電機。它們的基本結構相同,但使用不同的基底,一種是聚酰亞胺(PI)薄膜,另一種是銅箔。

1.2.1 PI薄膜基底方案

基底采用50 μm厚的PI薄膜。PI薄膜是柔性印刷電路板工藝中經常使用的基板材料,采用lift?off工藝在PI薄膜上制作Ag圖形化電極。圖2是在PI薄膜上制作Ag圖形化電極的詳細步驟。首先,將PI膜進行清洗;然后,PI膜的一面覆蓋一層干膜,并使用UV 光對干膜進行曝光顯影。干膜的性質與正性光刻膠類似,在顯影時,曝光的干膜被保留而未曝光的干膜將被刻蝕掉;在覆蓋干膜的一面依次濺射一層TiW(厚度20 nm)和一層Ag(厚度200 nm),TiW 層用作粘附層;最后,將基底浸入丙酮中30 min,剝離基板上剩余的干膜。這樣,就完成了PI薄膜上Ag圖形化電極的制備。

圖3(a)是制作完成Ag 圖形化電極的PI 薄膜;圖3(b)是將PI薄膜切割成單個單元后的Ag圖形化電極。圖3(b)中,單元中間的Ag方塊是放置ZnO納米線薄膜的位置,Ag和ZnO納米線接觸形成歐姆接觸,單元邊緣的Ag線條用作焊接外部電路的導線。

納米發電機具有一個“PI?NF?PI”三明治結構,上下兩層PI薄膜的中間放置ZnO 納米線薄膜,周圍使用非導電膠進行嚴密封裝。上下兩層PI薄膜需要有一定的位錯,保證中間的Ag 方塊完全對齊,并露出PI 薄膜邊緣的Ag 線條,用于焊接導線。單個納米發電機的三明治疊層方法如圖3(c)所示。

1.2.2 銅箔基底方案

本方案中,納米發電機的基底采用一種應用于柔性電路板工藝中的銅箔(厚度20 μm)。銅箔的表面已經做過防氧化處理,所以銅箔可以直接使用并能保證良好的導電性。銅箔既作為納米發電機的基底又用作與外電路進行電連接。納米發電機具有“Cu?NF?Cu”三明治結構。具體的制造步驟如圖4所示。

第一步:在銅箔的一面依次濺射一層TiW(厚度20 nm)和一層Ag(厚度200 nm),TiW層作為粘附層,Ag層與ZnO納米線薄膜形成歐姆接觸。由于銅箔表面無法制作圖形化電極(銅箔具有良好導電性),使用一種熱固化膠膜作為上下銅箔基底之間的絕緣層。這種熱固化膠膜經常應用在柔性電路板工藝中,可以在熱固化后仍然保持柔性。

第二步:在膠膜上制作用于放置ZnO 納米線薄膜的方塊窗口(6 mm×6 mm)陣列,如圖4 中的(b)所示。第三步:將膠膜覆蓋在濺射Ag層的銅箔表面。

第四步:將ZnO納米線薄膜切割成與膠膜上的方塊窗口一樣大小并放置在方塊窗口內。切割的納米線薄膜的尺寸需要盡量能夠覆蓋方塊窗口,防止上下基底接觸造成短路失效。

第五步:將另一塊濺射Ag層的銅箔覆蓋在膠膜上,如圖4 中的(e)所示。因為膠膜具有很大的粘性,當將銅箔覆蓋在膠膜上時很容易產生氣泡,所以覆蓋上層銅箔時需要非常小心?!癈u?NF?Cu”三明治結構使用真空壓膜機MVLP?500 進行熱固化層壓。膠膜固化的條件是在壓力4.6 MPa和溫度160 oC下熱固化90 min。

2 結果與討論

基于兩種不同基底,制造了兩種柔性ZnO納米發電機。納米發電機的輸出電壓使用實時示波器ATTENADS1102c進行測試。為了方便測試,將銅導線焊接在納米發電機的上下電極。使用手指拍打納米發電機表面,手指拍打的機械能作為能量來源。開路電壓的測試結果如圖5所示。PI薄膜基底納米發電機的開路電壓峰值可達10 V以上,如圖5(a)所示;而銅箔基底納米發電機的開路電壓峰值僅為170 mV 左右,如圖5(b)所示。PI薄膜基底納米發電機比銅箔基底納米發電機具有更高開路輸出電壓。

這2 種納米發電機的基本結構相同,都具有“上電極?NF?下電極”三明治結構,如圖5 所示。兩種納米發電機最大的不同就是基底。PI薄膜是絕緣體,而銅箔是良導體。銅箔基底納米發電機的Ag層和銅箔可以整體看作一個電極,而PI薄膜基底納米發電機的PI薄膜和Ag層形成了一個“絕緣層?金屬層”結構。這種“絕緣層?金屬層”結構類似一種基于人體皮膚的摩擦電納米發電機[4]。所以,當用手指(人體皮膚)拍打PI薄膜基底納米發電機的表面時,輸出電壓不僅來源自壓電效應,而且來自摩擦電靜電效應。PI薄膜基底納米發電機可以看作是壓電納米發電機和摩擦電納米發電機的集成,所以比銅箔基底納米發電機具有更高的輸出電壓。

3 結語

本文采用簡單的一步溶劑熱法制備ZnO納米線,納米線的直徑小于50 nm,絕大多數納米線的直徑在20~30 nm 之間,這表明制備的納米線具有相對均勻的直徑。在此使用一種新穎的離心方法制造有序堆積的ZnO納米線薄膜,ZnO納米線薄膜中的納米線近似平行有序排列,緊密接觸,密實堆積?;谌嵝杂∷㈦娐钒骞に嚕圃炝?種柔性ZnO納米發電機。PI薄膜基底納米發電機可以看作是壓電納米發電機和摩擦電納米發電機的集成,而銅箔基底納米發電機僅是一種壓電納米發電機,所以PI薄膜基底納米發電機比銅箔基底納米發電機具有更高的輸出電壓。PI薄膜基底納米發電機的開路輸出電壓可達10 V 以上,而銅箔基底納米發電機的開路輸出電壓最高僅為170 mV。

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篇3

紅色電路板和綠色電路板在功能上沒有區別。電路板的顏色由廠家決定。

國內對印刷電路板的自動檢測系統的研還剛剛起步。從事這方面研究的科研院所也比較的少,而且也因為受各種因素的影響,對于印刷電路板缺陷的自動光學檢測系統的研究也停留在一個相對初期的水平。

正因為國外的印刷電路板的自動檢測系統價格太貴,而國內也沒有研制出真正意義上印刷電路板的自動檢測設備,所以國內絕大部分電路板生產廠家還是采用人工用放大鏡或投影儀查看的辦法進行檢側。由于人工檢查勞動強度大,眼睛容易產生疲勞,漏驗率很高。而且隨著電子產品朝著小型化、數字化發展,印制電路板也朝著高密度、高精度發展,采用人工檢驗的方法,基本無法實現。對更高密度和精度電路板,己完全無法檢驗。

(來源:文章屋網 )

篇4

【關鍵詞】Altium Designer,使用方法,電路設計

對電子專業學生而言,在學習電子技術相關知識的同時,還必須學會利用電路設計軟件繪制電路原理網和印制電路板PCB圖。Altium Designer是Altium公司開發的高端設計軟件,它擁有強大的電子設計功能,深受電子類各專業設計人員和廣大電子愛好者的青睞。如何在有限的教學時間內,讓學生熟練地掌握Altium Designer制圖軟件,將繪制的原理圖轉換為印刷電路板的方法,完成印刷電路板的布局和布線,并應用到具體的電子電路設計中去,是老師要重點探討的問題。根據我多年來的教學經驗,總結快速掌握Altium Designer軟件的學習方法和技巧。

1、創建PCB項目工程文件。啟動Altium Designer軟件,執行菜單命令[File]/[New]/[Project]/[PCB Project],完成新建項目工程,同時保存項目文件。

2、創建原理圖文件

(1)在新建的項目工程文件(*.PrjPCB)中添加SCH文件(*.SchDoc),執行菜單命令[File]/[New]/[Schematic],此時項目面板中“ PrjPCB”項目下面出現“Sheet1.SchDoc”文件名,這是系統以默認名稱創建的原理圖文件,執行菜單命令文件[File]/[Save],在彈出的保存文件對話框中輸入文件名,單擊保存按鈕。

(2)放置元器件并修改元件屬性。打開元器件所在元件庫,然后根據原理圖要求,找到并放置元器件。同時雙擊放置圖紙上的元器件,打開元件的屬性對話框,對元件屬性進行修改,主要包括Designator、Value和Footprint。

Altium Designer中提供很多庫文件,其中系統默認打開兩個常用的集合元件庫,即常用的分立元器件庫Miscellaneous Devices.IntLib和常用的接插件庫Miscellaneous Connectors.IntLib 。

對于某些特殊元器件, Altium Designer提供的庫文件里沒有此元件,需要自己繪制。執行菜單命令[File]/[New]/[Library]/[Schematic Library],在Schematic Library界面,進行繪制原理圖元件,繪制完成后,將文件保存在項目工程中,再放置該元件。

(3)原理圖連線。執行菜單命令中[Place]/[Wire]或單擊布線工具欄的放置導線按鈕,光標變為大十字光標。光標移到元件的引腳端時,光標中心的“×”號變為一個紅“米”字形符號,表示導線的端點與元件引腳的電氣點可以正確連接,單擊左鍵,導線的起點與元件的引腳相連接,同時確定了導線的起點,移動光標時在光標和導線之間會有一條線出現這就是所要放置的導線。

3、編譯原理圖。編譯項目是Altium Designer進行設計過程中的重要步驟,主要包括項目檢查、各種數據生成等內容。執行菜單命令[Project]/[Compile PCBProject Document.PrjPcb],對所建項目進行編譯,同時彈出信息面板(Messages),在信息面板中就會顯示原理圖的錯誤所在,如信息面板是空白,則說明原理圖沒有錯誤,符合你設置的檢查規則。

4、PCB文件的創建。在新建的項目工程文件中添加PCB文件,執行菜單命令[File]/[New]/[Pcb],此時項目面板中“ .PrjPCB” 項目下面出現“Pcb1.PcbDoc”文件名,單擊保存按鈕,保存PCB文件。執行菜單命令[Design]/[“Import Changes From * .PrjPCB],把項目工程中的SCH導入PCB文件中。在導人SCH過程中,出現錯誤較多的就是,元件封裝沒有發現,出現這種錯誤的一般原因有:

(1)元件封裝庫沒有導人新建的PCB文件中,要求在導人SCH前把對應的元件封裝庫導入PCB文件中。

(2)自己繪制的封裝庫,新建的元件封裝名字和原理圖里元件屬性里的封裝名字不對應導致錯誤。自己繪制的封裝,其封裝命名,要和原理圖里元件屬性里的封裝名相同,否則要進行修改。

5、規劃電路板。在軟件界面下層的選擇中,選中禁止布線層Keep Out Layer,用畫線命令畫矩形框,來確定電路板的電氣邊界。

6、元件布局。SCH正確導人后,對于元器件布局要合理放置,既要注意美觀性,同時也要符合電路設計的要求。

7、電路板布線。在PCB設計中,布線操作之前,一般要進行布線規則設置。

(1)布線規則設置。執行菜單命令Design/Rule,根據對電路板的實際的要求設置布線規則。首先設置布線層數,是單面板還是雙面板,是底層、頂層或雙面走線;再指定印刷導線的線寬,通常接地線和電源線要寬一些,信號線寬要窄一些,并盡量把電源線、地線和其他信號線的走線一致,以增強抗干擾能力。

(2)手工或自動布線。對于簡單的電路,可以直接利用交互式布線工具,在指定的層繪制印刷導線;對于較復雜的電路,可以先進行自動布線,再采用手工布線,進行局部修改和優化,而且要反復修改,以達到布線的美觀性和合理性。

8、制作印刷電路板,完成產品設計。將設計的PCB圖,打印、轉印、腐蝕、打孔,制作出印刷電路板,并安裝焊接元件,調試,最后制作出真實的產品。

Altium Designer設計出的印刷電路板圖,其效率高、可靠性好,但要設計出高質量的電路板,應對電路原理的設計、元器件的選擇、空間電磁波的干擾、導線的寬度和走向等諸多問題綜合考慮。

參考文獻:

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關鍵詞: 實踐教學 Pspice仿真 印刷電路板設計

EDA(Electronic Design Automation,電子設計自動化)技術是現代電子設計領域的核心,它以計算機為工作平臺,綜合了應用電子技術、計算機技術、智能化技術的最新研究成果,提供了一種融合計算機技術與信息技術的電子系統設計方法,其發展和應用極大地推動了電子工業的發展?,F在,功能強大的EDA技術已成為電子設計開發人員不可缺少的一項主要技術[1-3]。當前,為了適應電子設計的發展及改進現有人才培養模式,培養出更優秀的應用型人才,各大高校電類專業都開設了EDA的相關課程,通過該課程的學習,可使學生系統掌握現代電子設計方法,提高學生的工程應用實踐能力。

利用EDA技術領域的CAD通用軟件包,可以輔助進行IC設計、電子電路設計和PCB(Printed Circuit Board,印刷電路板)設計等三方面的設計工作,主要包括電子系統的設計、分析和仿真及印刷線路板的設計三方面內容。目前,大部分高校主要針對基于大規模可編程邏輯器件的數字系統的設計開設了相關課程,對可編程邏輯器件、硬件描述語言及相關軟件開發工具的使用進行了教學。一些應用型背景較強的學校則開設了電子線路CAD的相關課程(如“印刷電路板原理圖與PCB設計”),但大部分院校使用的教學平臺主要是基于澳大利亞Altium公司的設計平臺Altium Designer[4-6]。

Cadence SPB開發平臺是美國Cadence公司新一代的系統互連設計平臺,整合原理圖設計、PCB工具和信號仿真分析等工具,是目前高端PCB設計領域最流行的EDA工具之一[7,8]。相比Altium Designer設計平臺,Cadence SPB更適合超多層及高速復雜印刷線路板的設計與制作,具有強大的布線和信號完整性分析功能,適高速布線和大量需要進行信號完整性分析的場合,主要針對復雜、高速和高端應用。同時,Cadence SPB的另一優勢是具備強大的Pspice仿真功能。在電子設計過程中,仿真可以在生產期之前發現設計缺陷,從而節省研發經費,同時在計算機上對電路仿真可以節省時間,并可在最壞的情況下對電路進行評估,提高開發產品穩定性和安全性。因此,為了使應用型本科大學生更好地學習和掌握EDA技術,作者在常熟理工學院自動化專業實施了以Cadence SPB為實踐教學平臺的EDA實踐教學,并利用理論與實踐相結合的“教學做一體化”教學模式,以任務驅動教學法和項目教學法交替進行授課,取得較好的教學效果。

1.電路仿真實踐

Cadence SPB開發平臺的Pspice具有豐富的仿真元器件庫,Cadence Pspice自帶的元件庫大約有50,000種,這些器件都具有Pspice模型,可直接調用[9,10]。同時,可以根據自己所采用芯片的數據建立自己的器件仿真模型,并利用直觀的原理圖進行仿真,對電路進行直流分析、交流分析、瞬態分析、噪聲分析和傅里葉分析等分析,還可使用蒙特卡羅及最壞情況分析方法進行容差分析,利用Cadence Pspice對電路的這些分析使設計更接近實際情況,大大增加模擬的可信度。

下面以一個反相放大電路的教學實例說明Cadence Pspice的仿真功能。

Cadence SPB開發平臺的Pspice仿真分析過程如圖1所示。在Cadence SPB實踐教學過程中,可以利用直觀的原理圖進行仿真分析,通過理論講解與實踐操作,使學生通過電路的信號相應理解與掌握所學知識。Cadence Pspice仿真流程如下:首先繪制電路原理圖,然后選擇分析方法并設置仿真參數,運行仿真后得到仿真結果,如果仿真結果符合要求,則仿真結束,否則修改電路結構或元件參數再進行仿真,直到仿真結果符合要求為止。

打開OrCAD Capture軟件包繪制如圖2所示反相放大電路圖,圖中電源及接地屬于Source模型庫,電阻屬于Analog模型庫,運算放大器uA741屬于Opam模型庫,相關設置參數如圖所示。

V2是一個正弦波激勵源,其直流偏置電壓VOFF設置為0V,交流幅值的峰值設置為5V,頻率FREQ設置為100Hz,交流分析參數AC的幅值設置為1V。在瞬態分析時,運行時間為100ms,步長為0.1ms,進行傅里葉分析時,基波頻率設置為100Hz,并計算到9次諧波。反相放大電路時域響應仿真結果如圖3所示,作為對照,將輸入信號也進行了顯示??梢娺\放電路對輸入信號實現了反相和放大的作用,結果非常直觀地顯示了電路的功能,將仿真結果獲得的放大倍數與電路理論計算出的放大倍數進行比較,使學生加深對電路原理的理解,同時提高了學生分析復雜電路的能力。

對于頻譜分析,可使用直角坐標或對數坐標顯示,直角坐標和對數坐標顯示的傅里葉頻譜結果分別如圖4所示,由圖可以直觀地看到基波分量與各次諧波分量的幅度值在頻譜上的分布,對數顯示的結果則可以看到頻譜分布的更多細節。從結果看,基波分量的振幅及相位最大,其他的各次諧波越來越小,所以放大電路對基波信號的放大作用是主要的。也可點選View/Output File菜單命令查看電路系統設計參數、瞬態分析及傅里葉分析的文字結果,可以從文字結果中詳細看到基波分量、第2至第9次諧波分量的幅度值、相位值及歸一化的幅值、相位值及總的諧波失真系數等關鍵仿真參數。

2.PCB板設計實踐

在利用Cadence SPB開發平臺進行印刷電路板設計的實踐教學中,以培養學生電子線路板設計能力為核心,基于印刷電路板制作的工作過程構建整個教學過程,將項目案例作為載體引入印刷電路板設計的實踐教學過程中,通過接近真實產品的開發過程,給學生一個實際演練的機會,使學生加深前期學習過的相關理論知識的理解,掌握印刷電路板設計的基本流程,通過結合同一時期所開設的單片機實驗實踐教學內容,使學生更深入地了解做單片機實驗時實驗箱各器件的工作原理,通過這種“教學做一體化”教學模式,讓學生清楚自己在進入未來的工作崗位前,需要掌握一些什么開發工具,并且通過項目教學實例,使學生明白自己到達工作崗位后,到底可以做些什么。

單片機最小系統是一個典型的實踐教學項目,通過這個項目的學習與制作,可使學生更深入地理解單片機系統硬件原理,為課程設計及后續的畢業設計打下良好的系統分析與電路板設計制作基礎,并可通過整個設計過程,帶領學生將最小板制作焊接出來,使學生經歷由原理圖到設計制作PCB的全部生產過程。學生通過該項目的實施,學到接近真實產品的生產過程訓練。

單片機最小系統原理如圖5所示,系統由單片機芯片、晶振、電源、流水燈指示及擴展接口插座組成,使用Cadence SPB開發平臺的Design Entry CIS軟件包中的Capture工具設計原理圖,設計過程有些元件的外形及對應封裝系統庫中不存在,因此必須自己添加這些元件的原理圖庫或封裝庫。在原理圖畫好且封裝庫設置好后,可以生成網絡表(Net List);接下來使用PCB Editor軟件包中的Allegro PCB Design工具建立電路板(以及元件的封裝信息,構成該設計工程的封裝庫),在設置好格點大小、板子層數、最小線寬、最小線間距、焊盤最小間距及板子的尺寸后,即可導入由原理圖生成的網絡表,但要注意在導入網絡表前必須指定元件的PCB封裝庫路徑。成功導入網絡表后,可以進行布局操作,根據原理圖在PCB中合理擺放元件,元件布局完成后,即可利用Allegro強大的布線功能進行布線操作,布線完成后,即得到如圖6所示的PCB設計電路圖。在最后輸出提供給PCB生產商的Gerber文件之前,還必須給電路做一些必要的檢測工作,檢查元件封裝、有無未連接的網絡等,為了避免干擾,可以給PCB鋪銅,對于復雜、高速電路,可以進行信號完整性等分析。在這些工作完成后,即可輸出將走線層、阻焊層、絲印層、鉆孔文件等底片文件,最后將輸出的Gerber文件提供給PCB制板商。至此,利用Cadence SPB開發平臺設計PCB板的實踐教學過程順利結束,接下來就是等待PCB電路板制作出來后,進行元器件焊接及調試硬件系統的實踐過程。

本文通過Pspice仿真與PCB設計的教學實例研究Cadence SPB開發平臺在EDA技術課程實踐教學中的應用,Cadence SPB開發平臺提供綜合原理圖設計、電路原理仿真與PCB設計等應用型本科大學生要掌握的EDA技術的一個實踐教學平臺,基于該實踐教學平臺,采用理實一體化的教學模式,可幫助學生快速掌握業界最先進EDA設計工具的使用,使學生系統掌握接近業界生產實際的知識和技能,并使學生對在校期間學到的不同學科的電子設計知識做到融會貫通,提升學生的自主創新意識和工程實踐能力。

參考文獻:

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關鍵詞: Protel 99 SE;PCB;設計;技巧

中圖分類號:TM02文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2012)08-0028-02

0引言

隨著現代科技的發展,電氣行業現代化程度的不斷提高,電子產品的電路設計也越來越復雜,PCB電路板設計的科學規范性及布局、布線合理性就變得越來越重要。Protel 99 SE軟件是ProklTechnology公司開發的基于Windows環境下的電路板設計軟件。該軟件功能強大,人機界面友好,是線路板設計工作人員的首選工具。雖然Protel 99 SE應用軟件功能強大,但是如果不合理的運用軟件、不掌握一些設計規則及技巧,光靠一個功能強大的軟件設計制作出優質的PCB印刷線路板也是一件很難的事情。

1Protel 99 SE軟件簡介

Protel99 SE主要由原理圖設計系統、印刷電路板設計系統兩大部分組成。

1.1 SCH原理圖設計系統SCH設計系統主要用于原理圖的設計。它可以為印刷電路板設計提供網絡表。編輯器除了具有原理圖編輯功能以外,其分層組織設計功能、設計同步器、電氣設計檢驗功能及打印輸出功能,可以使用戶輕松地完成設計任務。

1.2 PCB印刷電路板設計系統PCB設計系統是一個功能強大的印刷電路板設計編輯器,具有非常專業的交互式布線及元件布局的特點,用于印刷電路板的設計并最終產生PCB文件,直接關系到印刷電路板的生產。Protel 99 SE的印刷電路板設計系統可以進行多達32層信號層、16層內部電源/接地層的布線設計,交互式的元件布置工具極大地減少了印刷板設計的時間。同時它具有專業水準的PCB信號完整性分析工具、PCB三維視圖預覽工具。

2SCH設計技巧

在進行PCB設計之前,首先要準備好原理圖SCH的元件庫和PCB的元件庫。元件庫可以用Protel自帶的庫,但一般情況下很難找到合適的,最好是自己根據所選器件的標準尺寸資料自己做元件庫。原則上先做PCB的元件庫,再做SCH的元件庫。根據SCH的元件庫,完成原理圖的設計。原理圖設計主要是為PCB生成網絡表,不涉及實際布局布線等問題,但也要規范,要按照元器件的工作接線順序擺放元件,盡量與元件實際位置相符,網絡標號明確,若元件過多應采用總圖與子圖聯合的畫圖方式,做模塊間的連接,使電路簡單明了,網絡清晰。

3PCB設計技巧

3.1 元器件布局技巧Protel 99 SE應用軟件提供手動布局和自動布局兩種操作方式,通常使用手動方式,不建議采用自動布局。在PCB板圖設計過程中,元件布局是極其重要的一步,元件布局的好壞從根本上決定了該PCB板圖的設計質量和下一步布線的難易程度。首先,要考慮PCB尺寸大小。PCB尺寸過大時,印制線條過長,增加阻抗,增強噪聲,成本也增加;尺寸過小,則散熱不好,且鄰近線條易受干擾。電路板的最佳形狀為矩形。長寬比3:2或4:3為佳。同時,也要根據系統結構設置的尺寸,按結構要素布置安裝孔、接插件等需要定位的器件,并給予這些器件鎖定狀態,再根據布局區域和元件的特殊要求設置禁止布線區。PCB尺寸確定后,再確定特殊元件的位置,最后根據電路的功能單元,對電路的全部元器件進行布局。

布局時要遵循“先大后小,先難后易”的布置原則,即重要的單元電路、核心元器件等應優先布局。以每個功能電路的核心元件為中心,圍繞它來進行布局。元器件應均勻、整齊、緊湊地排列在PCB上.盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接。按照電路的流程安排各個功能電路單元的位置,使布局便于信號流通,盡可能保持方向一致。

在高頻下工作的電路,要考慮元器件之間的分布參數。盡可能縮短高頻元器件之間的連線,設法減少它們的分布參數和相互間的電磁干擾。易受干擾的元器件不能相互挨得太近,輸入和輸出元件應盡量遠離。某些元器件或導線之間可能有較高的電位差,應加大它們之間的距離,以免放電引出意外短路。帶高電壓的元器件應盡量布置在調試時手不易觸及的地方。

同一種電源的器件盡量放在一起,以便于電源分割。高電壓、大電流信號與小電流、低電壓的信號要分開,模擬信號與數字信號要分開,高頻信號與低頻信號要分開,高頻元器件的間隔要充分;完成同一功能的電路,應盡量靠近放置,并調整各元器件以保證連線最為簡單。同類型插裝元器件在橫軸或縱軸方向上應朝一個方向放置,便于生產和檢驗;對于質量大的元器件應考慮安裝位置和安裝強度,除溫度檢測元件以外的溫度敏感元件應遠離發熱元件放置,必要時還應考慮熱對流措施。每個集成電路IC最好加一個高頻去耦電容,IC去耦電容要盡量靠近IC的電源、地管腳,并使之與電源和地形成的最短回路。

3.2 布線技巧Protel 99 SE應用軟件同樣提供手動布線和自動布線兩種方式,通常采用手動-自動-手動完成整板的布線。布線是整個PCB設計中最重要的工序,這將直接影響著PCB板的性能好壞。布線要整齊,布通不是目標,更不能縱橫交錯毫無原則。布線時除了要遵循常規的布線原則外主要還應掌握以下技巧:

電源、地線的處理:在整個PCB板的布線中,電源及地線的處理占據著極其重要的地位,由于電源、地線考慮不周到而引起的干擾,會使產品的性能下降,有時甚至影響到產品功能的實現。所以對電源、地線的布線一定要認真對待,把電源、地線所產生的噪聲干擾降到最低限度,以保證產品的質量。布線時電源、地線盡量不要平行,如是雙面板,應一層橫向為電源線,另一層縱向為地線,即垂直布線。電源和地線之間要加上高頻去耦電容,通常加瓷片電容104即可。盡量加寬電源、地線寬度,最好是地線比電源線寬,信號線最細,它們的關系是:地線>電源線>信號線,通常信號線寬為:0.2~0.3mm,最細不低于0.05~0.07mm,電源線為1.2~2.5mm,對數字電路的PCB可用寬的地線組成一個回路,即構成一個地網來使用,或用大面積覆銅做地線用,在印刷板上把沒被用上的地方都與地相連接作為地線用,或是做成多層板,電源、地線各占一層。由于電源層和地層的電場是變化的,在線路板的邊緣會向外輻射電磁干擾,通過將電源層內縮、地線層外延,使得電場只在接地層的范圍內傳導,盡量把電場限制在接地層邊沿內,以減小電磁干擾。

PCB設計中應避免產生銳角和直角,盡可能采用45°的折線布線,不可使用90°折線,以減小高頻信號的輻射,要求較高的信號線還要用雙弧線。

3.3 其它抗干擾技巧在PCB電路板設計中,晶體振蕩器的外殼一般要接地,在晶振等對噪聲特別敏感的元器件下面不要走線,而且晶振引腳要緊挨著所連接元件的引腳,引線不要過長;閑置不用的邏輯電路輸入端不要懸空,應根據具體的邏輯關系連接相應的上拉或下拉電阻,對應接好電源或地;閑置不用的運放正輸入端要接地,負輸入端接輸出端;任何信號線都不要形成環路,如不可避免,環路應盡量小。信號線的過孔要盡量少,關鍵的線盡量短而粗,并在兩邊加上保護地來盡量減小信號的回路面積。在高速,高密度的PCB設計時,過孔越小越好,這樣板上可以留有更多的布線空間,此外,過孔越小,其自身的寄生電容也越小,更適合用于高速電路。

4結論

不難看出,Protel 99 SE環境下,PCB設計、制作過程中重點環節是布線,而布線的關鍵點在于抗干擾中起絕對作用的地線。因此,掌握一些PCB布線的技巧對于做好印刷線路板來說是至關重要的,只靠軟件功能的強大是做不出優質的電路板的。本文研究了幾點實際運用中的設計及布線技巧,希望會對于PCB的設計、制作者起到拋磚引玉的作用,進一步推進印刷線路板制作工藝又快又好的發展。

參考文獻:

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篇7

熟悉手工焊錫的常用工具的使用及其維護與修理?;菊莆帐止る娎予F的焊接技術,能夠獨立的完成簡單電子產品的安裝與焊接。熟悉電子產品的安裝工藝的生產流程,印制電路板設計的步驟和方法,手工制作印制電板的工藝流程,能夠根據電路原理圖,元器件實物。了解常用電子器件的類別、型號、規格、性能及其使用范圍,能查閱有關的電子器件圖書。能夠正確識別和選用常用的電子器件,并且能夠熟練使用普通萬用表和數字萬用表。了解電子產品的焊接、調試與維修方法。通過收音機的通電監測調試,了解一般電子產品的生產調試過程,初步學習調試電子產品的方法,培養檢測能力及一絲不茍的科學作風。

二、原理

天線收到電磁波信號,經過調諧器選頻后,選出要接收的電臺信號。同時,在收音機中,有一個本地振蕩器,產生一個跟接收頻率差不多的本振信號,它跟接收信號混頻,產生差頻,這個差頻就是中頻信號。中頻信號再經過中頻選頻放大,然后再檢波,就得到了原來的音頻信號。音頻信號通過功率放大之后,就可送至揚聲器發聲了。天線接收到的高頻信號通過輸入電路與收音機的本機振蕩頻率(其頻率較外來高頻信號高一個固定中頻,我國中頻標準規定為465khz)一起送入變頻管內混合一一變頻,在變頻級的負載回路(選頻)產生一個新頻率即通過差頻產生的中頻,中頻只改變了載波的頻率,原來的音頻包絡線并沒有改變,中頻信號可以更好地得到放大,中頻信號經檢波并濾除高頻信號。再經低放,功率放大后,推動揚聲器發出聲音。

三、安裝調試

1.檢測

(1)通電前的預備工作。

(2)自檢,互檢,使得焊接及印制板質量達到要求,特殊注意各電阻阻值是否與圖紙相同,各三極管、二極管是否有極性焊錯,位置裝錯以及電路板銅箔線條斷線或短路,焊接時有無焊錫造成電路短路現象。

(3)接入電源前必須檢查電源有無輸出電壓(3v)和引出線正負極是否準確。

初測。

(4)接入電源(注意、-極性),將頻率盤撥到530khz無臺區,在收音機開關不打開的情況下首先測量整機靜態工作總電流。然后將收音機開關打開,分別測量三極管t1~t6的e、b、c三個電極對地的電壓值(即靜態工作點),將測量結果填到 (3)統調(調敏捷度,跟蹤調整)

目的:使本機振蕩頻率始終比輸入回路的諧振頻率高出一個固定的中頻頻率“465khz”。

方法:低端:信號發生器調至600khz,收音機低端調至600khz,調整線圈t1在磁棒上的位置使信號最強,(一般線圈位置應靠近磁棒的右端)。

高端:信號發生器調至1500khz,收音機高端調至1500khz,調c1a’,使高端信號最強。

在高低端反復調2~3次,調完后即可用蠟將線圈固定在磁棒上。

四、總結

問題分析:在電焊收音機得時候,焊接最需要注意得是焊接得溫度和時間,焊接時要使電烙鐵得溫度高與焊錫,可是不能太高,以烙鐵接頭得松香剛剛冒煙為好,焊接得時間不能太短,因為那樣焊點得溫度太低,焊點融化不充分,焊點粗糙容易造成虛焊,而焊接時間長,焊錫容易流淌,使元件過熱,容易損壞,還容易將印刷電路板燙壞,或者造成焊接短路現象.

焊接順序:

一、焊接中周,為了使印刷電路板保持平衡,我門需要先焊兩個對角得中周,再焊接之前—定要辨認好中周得顏色,以免焊錯,千萬不能一下子將三個中周全部焊再上面,這樣以后得小元件就不好按裝

二、焊接電阻,測好電阻的阻值然后別在紙上,我門要按r1——r8的順序焊接,以免漏掉電阻,焊接完電阻之后我門需要用萬用表檢驗一下各電阻是否還和以前得值是一樣(檢驗是否有虛焊)。

三、焊接電容,先焊接瓷介電容,要注意上面得讀數,緊接這就是焊電解電容了,特別要注意長腳是""極,短腳是"—"極。

四、焊接二極管,紅端為"",黑端為"—"。

五、焊接三極管,—定要認清"e","b","c"三管腳(注意:[v1,v二,v三,v四]和[v五,v六]按放大倍數從大到小得順序焊接)。

六、剩下得中周和變壓器及開關都能夠焊了。

七、最需要細心得就是焊接天線線圈了,用四根線一定要按照電路圖準確無誤得焊接好。

八焊接印刷電路板上""狀得間斷部分,我門需要用焊錫把他門連接起來。

九、焊接喇叭和電池座.

篇8

辨認測量:①學會了怎樣利用色環來讀電阻,然后用萬用表來驗證讀數和實際情況是否一致,再將電阻別在紙上,標上數據,以提高下一步的焊接速度;②學會了怎樣測量二極管及怎樣辨認二極管的“+”,“—”極,③學會了怎樣利用萬用表測量三極管的放大倍數,怎樣辨認三極管的“b”,“e”,“c”的三個管腳;④學會了電容的辨認及讀數,“╫”表示元片電容,不分“+”、“—”極;“┥┣+”表示電解電容(注意:電解電容的長腳為“+”,短腳為“—”)。

焊接體會:在電焊的收音機的時候,學會電焊應該是我最大的收獲,下面簡單介紹以下焊接的體會,焊接最需要注意的是焊接的溫度和時間,焊接時要使電烙鐵的溫度高于焊錫,但是不能太高,以烙鐵接頭的松香剛剛冒煙為好,焊接的時間不能太短,因為那樣焊點的溫度太低,焊點融化不充分,焊點粗糙容易造成虛焊,而焊接時間長,焊錫容易流淌,使元件過熱,容易損壞,還容易將印刷電路板燙壞,或者造成焊接短路現象。

焊接順序:①焊接中周,為了使印刷電路板保持平衡,我們需要先焊兩個對角的中周,在焊接之前一定要辨認好中周的顏色,以免焊錯,千萬不要一下子將四個中周全部焊在上面,這樣以后的小元件就不好安裝②焊接電阻,前面我們已經將電阻別在紙上,我們要按R1——R13的順序焊接,以免漏掉電阻,焊接完電阻之后我們需要用萬用表檢驗一下各電阻是否還和以前的值是一樣(檢驗是否有虛焊)③焊接電容,先焊接元片電容,要注意上面的讀數(要知道223型元片電阻&103型元片電阻的區別,元片電容的讀數方法——前兩數字表示電容的值,后面的數字表示零的個數),緊接著就是焊電解電容了,特別要注意長腳是“+”極,短腳是“—”極④焊接二極管,紅端為“+”,黑端為“—”⑤焊接三極管,一定要認清“e”,“b”,“c”三管腳(注意:[V1,V2,V3,V4]和[V5,V6,V7]按放大倍數從大到小的順序焊接)⑥剩下的中周和變壓器及開關都可以焊了⑦最需要細心的就是焊接天線線圈了,用四根線一定要按照電路圖準確無誤的焊接好⑧焊接印刷電路板上 “”狀的間斷部分,我們需要用焊錫把它們連接起來⑨焊接喇叭和電池座。

篇9

【關鍵詞】非接觸;電容式電極;生物電信號采集

隨著科學技術的發展和人們物質生活水平的提高,生物電信號采集技術在醫療電子研究領域以及日常便攜式應用領域得到飛速的發展。在生物信號測量采集中,電極是第一個非常重要模塊,因為其擔負著把人體中依靠離子傳導的生物電信號轉換為測量電路中依靠電子傳導的電信號的作用。

濕電極和干電極需要直接接觸皮膚才能達到預期的效果,非接觸式電容型傳感器即使皮膚與電極有間隔仍能采集到生物體電勢信號。 在使用電極時,允許一些絕緣物質充當電容介質,例如頭發,衣服或者空氣,而不需要特殊的電解質。

我們設計此電極主要有以下內容:

(1)電路工作方案設計

電極工作電路設計為信號先通過一路緩沖器引入信號,然后經過一路濾波器濾出低頻干擾,然后經過一路緩沖器送與后級電路處理。如圖1所示。

圖1 電極電路工作流程

(2)電極印刷電路板結構設計

電極印刷電路板設計為3層結構電極圓片、屏蔽層和電路層。如圖2所示。

圖2 電極印刷電路板三層結構

圖3 電極綜合電路

1.電極電路設計

1.1 信號引入方式

非接觸式電容式電極通過電極表面覆銅圓片與皮膚表面形成的電容耦合引入生物體電勢信號。非接觸式電極可以等效為通過一個很小的電容(大約10pF)耦合信號。

1.2 前端放大器電路

前端放大器設計為一路緩沖器。不對信號進行放大,而是使得輸入阻抗增大到百兆級,因為人體皮膚表面的阻抗非常大,這樣就可以以分壓的方式獲得生物體表面電勢。

1.3 信號預處理電路

信號通過一路緩沖器之后,對信號進行預處理。預處理電路我們選用一階高通濾波器,截止頻率在0Hz到0.7Hz之間。此預處理電路用來濾出低頻干擾、減少在測量過程中的人為誤差和減少基線的偏移。

2.電極性能與測試

電極的綜合電路如圖3所示,選用TI公司的的一款精密放大器LMP7702作為前端運放。

該運放有較高的共模抑制比,很低的噪聲系數,較高的增益帶寬積,是采集生物信號比較理想的前端放大器。選擇截止頻率為0.72Hz,電容C為220nF,電阻R為1MΩ,的高通濾波器,可以獲得心電信號。如圖4所示。

圖4 采集到的心電信號

3.結束語

本文介紹的是利用皮膚表面與電極表面耦合形成電容,把信號引入到電極后級處理,它的特點就是不再需要特殊的電解質。所以,這種新型生物傳感器小巧的外觀,低成本材料和方便的使用方法十分適應現代生物技術的發展。

參考文獻

[1]楊玉星.生物醫學傳感器與檢測技術[M].北京:化學工業出版社,2005.

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關鍵詞:手工焊接質量控制

中圖分類號:O213文獻標識碼: A

1.手工焊接方法

1.1手工焊接握電烙鐵的方法,有正握、反握及握筆式三種。焊接元器件及維修電路板時以握筆式較為方便。

1.2手工焊接一般分四步驟進行。①準備焊接:清潔被焊元件處的積塵及油污,再將被焊元器件周圍的元器件左右掰一掰,讓電烙鐵頭可以觸到被焊元器件的焊錫處,以免烙鐵頭伸向焊接處時燙壞其他元器件。焊接新的元器件時,應對元器件的引線鍍錫。②加熱焊接:將沾有少許焊錫和松香的電烙鐵頭接觸被焊元器件約幾秒鐘。若是要拆下印刷板上的元器件,則待烙鐵頭加熱后,用手或鑷子輕輕拉動元器件,看是否可以取下。③清理焊接面:若所焊部位焊錫過多,可將烙鐵頭上的焊錫甩掉(注意不要燙傷皮膚,也不要甩到印刷電路板上?。霉饫渝a頭"沾"些焊錫出來。若焊點焊錫過少、不圓滑時,可以用電烙鐵頭"蘸"些焊錫對焊點進行補焊。④檢查焊點:看焊點是否圓潤、光亮、牢固,是否有與周圍元器件連焊的現象。

2.焊接質量不高的原因

2.1手工焊接對焊點的要求是:①電連接性能良好;②有一定的機械強度;③光滑圓潤。

2.2造成焊接質量不高的常見原因是:①焊錫用量過多,形成焊點的錫堆積;焊錫過少,不足以包裹焊點。②冷焊。焊接時烙鐵溫度過低或加熱時間不足,焊錫未完全熔化、浸潤、焊錫表面不光亮(不光滑),有細小裂紋(如同豆腐渣一樣!)。③夾松香焊接,焊錫與元器件或印刷板之間夾雜著一層松香,造成電連接不良。若夾雜加熱不足的松香,則焊點下有一層黃褐色松香膜;若加熱溫度太高,則焊點下有一層碳化松香的黑色膜。對于有加熱不足的松香膜的情況,可以用烙鐵進行補焊。對于已形成黑膜的,則要"吃"凈焊錫,清潔被焊元器件或印刷板表面,重新進行焊接才行。④焊錫連橋。指焊錫量過多,造成元器件的焊點之間短路。這在對超小元器件及細小印刷電路板進行焊接時要尤為注意。⑤焊劑過量,焊點明圍松香殘渣很多。當少量松香殘留時,可以用電烙鐵再輕輕加熱一下,讓松香揮發掉,也可以用蘸有無水酒精的棉球,擦去多余的松香或焊劑。⑥焊點表面的焊錫形成尖銳的突尖。這多是由于加熱溫度不足或焊劑過少,以及烙鐵離開焊點時角度不當浩成的。

3.易損元器件的焊接

易損元器件是指在安裝焊接過程中,受熱或接觸電烙鐵時容易造成損壞的元器件。例如,有機鑄塑元器件、MOS集成電路等。易損元器件在焊接前要認真作好表面清潔、鍍錫等準備工作,焊接時切忌長時間反復燙焊,烙鐵頭及烙鐵溫度要選擇適當,確保一次焊接成功。此外,要少用焊劑,防止焊劑侵人元器件的電接觸點(例如繼電器的觸點)。焊接MOS集成電路最好使用儲能式電烙鐵,以防止由于電烙鐵的微弱漏電而損壞集成電路。由于集成電路引線間距很小,要選擇合適的烙鐵頭及溫度,防止引線間連錫。焊接集成電路最好先焊接地端、輸出端、電源端,再焊輸入端。對于那些對溫度特別敏感的元器件,可以用鑷子夾上蘸有元水乙醇(酒精)的棉球保護元器件根部,使熱量盡量少傳到元器件上

4.結論

掌握好手工焊接方法和技巧是提高焊接質量之關鍵。