电子工艺实习(王康谊).ppt

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1、电子工艺实习,中北大学电工电子实验教学中心电子工艺实习基地 主讲 王康谊,充电器工作原理及仿真,讲 授 概 要,一 本次课目的和意义 二 EDA软件介绍 三 Multisim 软件介绍及使用 四 充电器工作原理及仿真,一 本次课目的和意义,帮助大家深刻理解充电器的工作原理，以便焊接完成之后排查错误。,二 EDA软件介绍,要求：两周和三周的电子工艺要交一份充电器仿真作业。一周的不需要交作业。,EDA技术的概念,EDA=电子CAD,EDA技术是在电子CAD技术基础上发展起来的计算机软件系统，是指以计算机为工作平台，融合了应用电子技术、计算机技术、信息处理及智能化技术的最新成果，进行电子产品的自动设

2、计。,利用EDA工具，电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统，大量工作可以通过计算机完成，并可以将电子产品从电路设计、性能分析到设计出IC版图或PCB版图的整个过程在计算机上自动处理完成。,EDA的应用范畴,机械、电子、通信、航空航天、化工、矿产、生物、医学、军事等各个领域，都有EDA的应用.,EDA软件的分类,电路设计与仿真工具PCB设计软件IC设计软件PLD设计工具 及其它EDA软件,按主要功能或主要应用场合,下面介绍的EDA技术，主要针对电子电路设计、PCB设计和IC设计。,1 电路设计与仿真软件,SPICE/PSPICE 通用模拟电路仿真器MultiSim 通用多功能仿真软

3、件Matlab 数学软件，用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。SystemView 通信系统,数字信号处理（DSP），控制系统Saber 开关电源仿真软件Filterlab2.0或者 Filterpro 有源滤波器设计与仿真软件Proteus 单片机真软件,帮助工程师进行电路设计并用来验证设计是否正确的软件。与在实验室实际搭建的电路有差别，但至少可以验证设计正确与否。,2 PCB（Printed Circuit Board）设计软件,帮助工程师设计印刷电路板板图的软件。,电路板的作用：对元器件其支撑作用,电路板上有什么？连线，过孔，焊盘等,常用

4、的制版软件,AltiumDesignerProtel,OrCAD,TANGO,PCB,中文名称为印制电路板，又称印刷电路板，印刷线路板，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，是电子元器件连接的载体。由于它采用的是电子印刷术制作的，故被称为“印刷”电路板。,单面：只有一面走线，另一面装配元件。双面：两面走线，一般只在一面上放元件，可以两面都装配元件。多层：正反两面及板内部走线，正反两面装配元件。,单面板,双面板,早期的Protel主要作为印刷板自动布线工具使用，其最新版本为Protel DXP，现在普遍使用的是Protel99SE，它是个完整的全方位电路设计系统，包含了电原理图绘制、模拟电路与

5、数字电路混合信号仿真、多层印刷电路板设计（包含印刷电路板自动布局布线），可编程逻辑器件设计、图表生成、电路表格生成、支持宏操作等功能，并具有Client/Server（客户/服务体系结构），同时还兼容一些其它设计软件的文件格式，如ORCAD、PSPICE、EXCEL等。,Protel软件功能强大（同时具有电路仿真功能和PLD开发功能）、界面友好、使用方便，但它最具代表性的是电路设计和PCB设计。,纯手工画板图？纯手工制作电路板？,制作电路板的步骤（工艺过程）,2 转印,3 腐蚀：蚀刻剂有环保的氯化铁（FeCl3），有快速的盐酸加过氧化氢（HCl+H2O2）等。,4 打孔,感光法：又分感光湿膜和

6、感光干膜两种方法。把版图打印在感光纸上，用紫外光照射实现转印。,1预处理覆铜板：用细砂纸把覆铜板表面的氧化层打磨掉，以保证在转印电路板时，热转印纸上的碳粉能牢固的印在覆铜板上，打磨好的标准是板面光亮，没有明显污渍。,热转印：把版图打印在热转印纸上，经过热转印机实现。,5线路板预处理。钻孔完后，用细砂纸把覆在线路板上的墨粉打磨掉，用清水把线路板清洗干净。水干后，用松香水涂在有线路的一面，为加快松香凝固，我们用热风机加热线路板，只需2-3分钟松香就能凝固。,6焊接电子元件。焊接完板上的电子元件，通电。,制作电路板的途径,送到专业的制板厂家，目前四层板国内技术成熟,我们学校电子工艺实习基地可以做单面

7、板,自己制作电路板（DIY）：感光干膜+氯化铁是业余爱好者的最佳首选。,1、打印电路版图。将绘制好的电路版图用转印纸打印出来，注意滑的一面面向自己，一般打印两张电路板，即一张纸上打印两张电路板。在其中选择打印效果最好的制作线路板。2、裁剪覆铜板,用感光法制作电路板全程图解。覆铜板，也就是两面都覆有铜膜的线路板，将覆铜板裁成电路板的大小，不要过大，以节约材料。3、预处理覆铜板。用细砂纸把覆铜板表面的氧化层打磨掉，以保证在转印电路板时，热转印纸上的碳粉能牢固的印在覆铜板上，打磨好的标准是板面光亮，没有明显污渍。4、转印电路板。将打印好的电路板裁剪成合适大小，把印有电路板的一面贴在覆铜板上，对齐好后

8、把覆铜板放入热转印机，放入时一定要保证转印纸没有错位。一般来说经过2-3次转印，电路板就能很牢固的转印在覆铜板上。热转印机事先就已经预热，温度设定在160-200摄氏度，由于温度很高，操作时注意安全！,5、腐蚀线路板,回流焊机。先检查一下电路板是否转印完整，若有少数没有转印好的地方可以用黑色油性笔修补。然后就可以腐蚀了，等线路板上暴露的铜膜完全被腐蚀掉时，将线路板从腐蚀液中取出清洗干净，这样一块线路板就腐蚀好了。腐蚀液的成分为浓盐酸、浓双氧水、水，比例为1：2：3，在配制腐蚀液时，先放水，再加浓盐酸、浓双氧水，若操作时浓盐酸、浓双氧水或腐蚀液不小心溅到皮肤或衣物上要及时用清水清洗，由于要使用强

9、腐蚀性溶液，操作时一定注意安全！6、线路板钻孔。线路板上是要插入电子元件的，所以就要对线路板钻孔了。依据电子元件管脚的粗细选择不同的钻针，在使用钻机钻孔时，线路板一定要按稳，钻机速度不能开的过慢，请仔细看操作人员操作。7、线路板预处理。钻孔完后，用细砂纸把覆在线路板上的墨粉打磨掉，用清水把线路板清洗干净。水干后，用松香水涂在有线路的一面，为加快松香凝固，我们用热风机加热线路板，只需2-3分钟松香就能凝固。8、焊接电子元件。焊接完板上的电子元件，通电,3 IC（Integrated Circuit）设计软件,帮助工程师设计集成电路的软件,IC设计工具很多，其中按市场所占份额排行为Cadence、

10、Mentor Graphics和Synopsys。,IC设计软件应具有的功能,设计输入工具,设计仿真工作:主要是针对数字电路.,综合工具,布局和布线:在IC设计的布局布线工具中，Cadence软件是比较强的,物理验证工具:版图设计工具、版图验证工具、版图提取工具等等,在这方面Cadence软件是比较强的,模拟电路仿真器,4 PLD设计工具,PLD（Programmable Logic Device）是一种由用户根据需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。目前主要有两大类型：CPLD（Complex PLD）和FPGA(Field Programmable Gate Array)。它们的基本设计方

11、法是借助于EDA软件，用原理图、状态机、布尔表达式、硬件描述语言等方法，生成相应的目标文件，最后用编程器或下载电缆，由目标器件实现。生产PLD的厂家很多，但最有代表性的PLD厂家为Altera、Xilinx和Lattice公司。,ALTERA：开发软件为Quartus II,XILINX：开发软件为Foundation和ISE。,Lattice-Vantis,ACTEL,1.Multisim 10软件功能(1.)模拟电路仿真(2.)数字电路仿真(3.)高频电路仿真(4.)单片机仿真2.Multism 软件界面(1.)操作命令下拉菜单(2.)操作快捷键(3.)元器件工具栏(4.)仪器工具栏,Mu

12、ltisim10 仿真软件介绍,三 仿真软件介绍,Multisim 与其它软件的相同与不同之处,基于windows操作系统，操作方便。,不同之处,相同之处,元器件工作栏,仪表工具栏,产品的性能指标,输出电压：,分三档（即3V、4.5V、6V），各档误差为10%。,额定值150mA，最大300mA。,充电稳定电流：,60mA（10%）可对15节5号镍铬电池充电，充电时间1012小时。,过载、短路保护：,有过载、短路保护，故障消除后可自动恢复。,小功率线性直流稳压电源,充电器,组成,四 充电器工作原理及仿真,输出电流（直流）：,小功率直流稳压电源组成框图,实习产品制作一 多用充电器制作（通孔工艺）,有效值7.5V,有效值9V,3V4.5V6V,60mA,步骤:,1 连接电路,应该是对单元电路逐步进行仿真.,2 进行仿真,有效值9V,有效值7.5V,R550欧姆 3VR5150欧姆 4.5VR5270欧姆 6V,60mA,元件库里没有所需的元器件怎么办？,进行电子元器件参数修改（在软件上示范）,用主要参数相近或相同的电子元器件替代（在软件上示范）,仿真注意事项,结果,充电器无充满后显示的功能，如何修改电路使其具有此功能？,深度思考,