工程素质训练1指南(讲义)

工程素质训练Ⅰ指南
（第五版）
李晓光等编写
北京交通大学电子信息学院
2006年9月
目录
第一章 电子工艺基础知识
1.1 安全用电-----------------------------2；
1.2 常用工具和材料-----------------------8；
1.3 电子焊接工艺------------------------14；
1.
4 常用元件识别------------------------18；第二章 数字万用表
2.1 --22；
2.2 --22；
万用表概述------------------------ 集成电路7106简介-----------------2.3 830D 安装步骤-----------------------24；
2.4 830D 调试步骤-----------------------32；
2.5 830D 调试故障排除-------------------33。

第三章 工艺及质量管理
3.1 3.2 电子产品工艺文件--------------------41；
电子产品制造工艺工作----------------44；
3.3 质量和可靠性的基本概念--------------59；
3.4 产品制造过程的全面质量管理----------61；
3.5 1SO 9000系列国际质量标准-----------64；
第一章电子工艺概述
前言
随着电子技术的发展，电子设备正广泛地应用于人类生活的各个领域。

按用途可分为通信、广播、电视、导航、无线电定位、自动控制、遥测遥控和计算机技术等方面的设备。

同时，对这些设备的使用环境、质量、结构等要求也越来越高。

因此，电子产品的生产与发展和电子装配工艺的发展密切相关。

任何电子设备从原材料进厂到成品出厂，要经过千百道工序的生产过程。

为每一道生产工序制定的规程和方法就是所谓的工艺规程，各道工艺规程的集合就是工艺文件。

电子设备生产的依据是设计文件和工艺文件。

因此，电子装配工艺直接关系到电子产品生命，关系到企业的生命。

这就说明了开设《电子装配工艺》课程的意义。

1.1安全用电知识
1.1.1、安全用电知识
电是现代社会不可缺少的动力来源，工业生产和文明生活都离不开电，电对人类的进步和发展起着非常重要的作用。

电的使用有其两面性，使用得当，能给我们带来很大的益处；若使用不当，则会造成很大的危害。

因此，掌握安全用电的基本知识非常重要。

安全用电技术是研究如何预防用电事故及保障人身、设备安全的一门技术。

在工业生产中，要使用各种工具、电器、仪器等设备，同时还接触危险的高压电，如果不掌握必要的安全用电知识，操作中缺乏足够的警惕，就可能发生人身、设备事故。

1 安全常识
安全用电包括人身安全和设备安全。

为了防止触电事故的发生，必须十分重视安全用电。

当发生用电事故时，不仅会损坏设备，还可能引起人身伤亡、火灾或爆炸等严重事故。

因此，注意安全用电是非常必要的。

电器设备使用之前，首先要清楚电器的额定电压与供电电压是否相符。

额定电压通常在电器的显要位置标明。

低压电器一般为220V及110V，高压电器都在380V以上。

如果将额定电压为110V的电器接到220V的电源上，就会使电器因实际电压过高而烧坏，而且还会带来触电的危险。

反过来，如果将额定电压为220V的电器接到110V的电源上，虽然不会毁坏电器，但电器就不能发挥正常的效能。

假若发现额定电压与电源电压不符，可以选择一个匹配的变压器，通过变压器将电源电压转换成与电器相适应
的电压。

安全电压的定义为防止触电事故而采用特定电源供电的电压系列，特定电源供电是指由专用的安全电压的电流装置供电。

安全电压定值的等级分为42V，36V，24V，12V和6V，而直流电压不超过120V。

通过人体的电流越大，对人体的影响也越大。

通过人体电流的大小，主要取决于加在人体上的电压及人体的电阻。

人体电阻一般为100KΩ，皮肤潮湿时可降到1KΩ以下。

因此，接触的电压越高，对人体的损伤也就越大。

一般将36V 以下的电压作为安全电压，但在潮湿的环境中，因人体电阻的降低，即便接触36V的电压也会有生命危险，所以要用12V安全电压。

2 保护接地与保护接零
保护接地与保护接零是防止电气设备意外带电造成触电事故的基本技术措施，应用十分广泛。

保护接地装置与保护接零装置可靠而良好的运行，对保障人身安全有十分重要的意义。

保护接地与保护接零的不同之处有3处。

其一，保护原理不同。

低压系统保护接地的基本原理是限制漏电设备对地电压，使其不超过某一安全范围；高压系统的保护接地，除限制对地电压外，在某些情况下，还有促成系统中保护装置动作的作用。

保护接零的主要作用是通过设备外壳与电网零线形成单相短路，促使线路上保护装置迅速动作，切断电源，从而消除机壳带电的危险。

其二，适用范围不同。

保护接地适用于一般的低压不接地电网及采取其他安全措施的低压接地电网；保护接地也能用于高压不接地电网。

不接地电网不必采用保护接零。

其三，线路结构不同。

保护接地系统除相线外，只有保护地线。

保护接零系统除相线外必须有零线；必要时，保护零线要与工作零线分开；其重要的装置也应有地线。

①．三相电路的保护接零
保护接零是指把电器的金属外壳接到供电线路系统中的专用接零地线上，而不必专门自行埋设接地体。

当某种原因造成电器的金属外壳带电时，通过供电线路的火线(某相导线)—金属外壳专门接地线，构成一个单相电源短路的回路，供电线路的保险丝在通过很大的电流时熔断，从而消除了触电的危险。

应用保护接零的注意事项是：零线不准接保险丝，但要有足够的机械强度。

②．三相电路的保护接地
保护接地是把故障情况下可能呈现危险的对地电压的导电部分同大地紧密地连接起来，只要适当控制保护接地电阻的大小，即可限制漏电设备对地电压在安全范围之内。

凡由于绝缘破坏或其他原因可能呈现危险电压
的金属部分，均应可靠接地。

在有保护接地的系统中，接地装置要可靠，接地电阻只d≤4～lon。

保护接地是为了防止绝缘损坏造成设备带电危及人身安全而设置的保护装置，它有接地与接零两种方式。

按照电力方面的规定，凡采用三相四线供电的系统，由于中性线接地，所以
应采用接零方式，把设备的金属外壳通过导体接至零线上，而不允许将设备外壳直接接地。

接地线应接在设备的接地专用端子上，另一端最好使用焊接。

③．家用电器的保护接地
家用电器一般采用单相电源供电，其3根线是相线、零线(中性线)和地线，相线和零线之
间的电压是220V，它的插头和插座不是三相插头和插座(而是单相三孔插座)。

多了一根地线，为的是保障安全(在中性点不接地系统中，可采用保护接地；而在中性点接地系统中，则必须采用保护接零)。

使用家用电器时，应有完整可靠的电源线插头。

对金属外壳的家用电器都要采用接地保护。

家用电器电源连接时必须注意，最好采用带开关的插座，禁止将电源线直接插入插座孔内。

凡要求有保护接地或保护接零的，都应采用三脚插头和三孔插座，并且接地、接零插脚与插孔都应与相线插脚与插孔有严格区别，禁止用对称双脚插头和双孔插座代替三脚插头和三孔插座，以防接插错误，从而造成家用电器金属外壳带电，引起触电事故。

接地线、接零线正常
时虽然不带电，为了安全起见，其导线规格要求不低于相线，而且地线、零线上不得装开关或保险丝，也禁止随意将接地线、接零线接到自来水、暖气、煤气或其他管道上。

1.1.2．安全防护
1．焊接生产线上的安全防护
电烙铁是电子焊接的必备工具，使用时应用两相三孔插座，将电烙铁接零保护端子可靠接人保护零线。

各种电子电气操作，如电器维修、电子实验、电子产品研制、电子工艺实习及各种电子制作等，都应严格遵守安全制度和操作规程。

(a)不要惊吓正在操作的人员，不要在车间内打闹。

(b)烙铁头在没有确信脱离电源时，不能用手摸。

(c)烙铁头上多余的焊锡不要乱甩，特别是往身后甩危险更大。

(d)焊接过程中暂不使用电烙铁时，应将其置于专用支架上，避免烫坏导线或其他物件。

电烙铁的放置地点应远离易燃晶。

(e)拆焊有弹性的元器件时，不要离焊点太近，并使可能弹出焊锡的方向向外。

(f)插拔电烙铁等电器的电源插头时，要手拿插头，不要抓电源线。

(g)用螺丝刀拧紧螺钉时，手不可触及螺丝刀的金属部分。

(h)用剪线钳剪断短小导线(如印制板元件焊好后，去掉过长的引线)时，要让线头飞出方向朝着工作台或空地，不可朝向人或设备。

(i)电路中发热电子元器件，如变压器、功率器件、电阻、散热片等，特别是电路发生故障时，有些发热件可达几百摄氏度高温，如果在通电状态下触及这些元器件，不仅可能造成烫伤，还可能有触电危险。

(j)工作场所要讲究文明生产、文明工作，各种工具、设备摆放合理、整齐，不要乱摆、乱放，以免发生事故。

２．调试生产线上的安全防护
调试与检测过程中，要接触各种电路和仪器设备，特别是各种电源及高压电路、高压大容量电容器等。

为了保护检测人员的安全，防止测试设备和检测线路的损坏，除严格遵守一般安全规程外，还必须注意调试和检测工作中制定的安全措施。

在使用这些仪器时，要看懂该测试仪器的使用说明书，并注意以下几点：
(1)测试仪器要定期检查，仪器外壳及可接触部分不应带电。

凡金属外壳仪器，必须使用三孔插座，并保证外壳良好接地。

电源线一般不超过2m，并具有双重绝缘。

(2)测试仪器通电前，应检查测试仪器工作电压与市交流电压是否相符。

检查仪器面板各开关、旋钮、插孔等是否移动或滑位。

遇到开关、旋钮转动困难时，不可用力扳转，以免造成损坏。

(3)测试仪器通电时，应注意观察仪器的工作情况，检查有无不正常现象，如果发现仪器保险丝烧断，应换同规格熔丝管后再通电，若第二次再烧断则必须停机检查，不得更换大容量保险丝。

(4)带有风扇的仪器如通电后风扇不转或有故障，应停机检查。

(5)功耗较大的仪器(>500W)断电后，应冷却一段时间再通电(一般3～10min，功耗越大时间越长)，避免烧断保险丝或仪器零件。

(6)测试仪器使用完毕，应先切断测试仪器的电源开关，然后拔掉电源线。

应禁止只拔掉电源线而不切断测试仪器开关的简单做法。

３．家用电器的安全防护
为了确保家用电器及日常照明的使用安全，可设置用电设备的分线漏电保护器。

漏电保护器有电压型和电流型两种，其工作原理基本相同，可把它看做一种具有检测电功能的灵敏继电器，当检测到漏电情况后，控制开关动作切断电源。

典型的电流型漏电保护开关工作原理。

当电器正常工作时，检测线圈
内流进流出的电流大小相等方向相反。

检测输出为零，线圈不感应信号，开关闭合，电路正常工作。

当电器发生漏电时，漏电流不通过零线，线圈内检测到的电流之和不为零，当检测到不平衡电流达到一定数量时，通过放大器输出信号将开关切断。

漏电保护器的主要作用是防止人身触电，在某些情况下，也能起到防止电气火灾的作用。

4．常见不安全因素
电击的危害是由于人体同电源接触，或者是在高压电场中通过人体放电。

后者在一般电子设备中是较少遇到的。

触电事故的发生还具有很大的偶然性和突发性，令人猝不及防。

常发生的电击是在220V交流电源上。

其中有设备本身的不安全因素，也有操作人员的错误操作及缺乏安全用电知识等因素。

(1)直接触及电源
没有人糊涂到用手去摸220V的电源插座或裸露电线的地步。

但实际上，由于存在各种不为人所注意的途径，还是有人触到了电源而产生电击。

下面的几个例子就是在不引人注意的地方隐藏着危险。

①电源线破损。

经常使用的电器，如电烙铁、台灯等的塑料电源线，因无意中割破或烙铁烫伤塑料绝缘层而裸露金属导线，手碰该处就会引起触电。

②拆装螺口灯头，手指触及灯泡螺纹引起触电。

③调整仪器时，电源开关断开，但未拔下插头，开关部分接触点带电。

(2)．金属外壳带电
电器设备的金属外壳如果带电，操作者很容易触电，这种情况在电击事故中占很大比例使金属外壳带电有种种原因，常发生的情况有以下几种。

①电源线虚焊，造成在运输+使用过程中开焊脱落，搭接在金属件上而同外壳连通。

②工艺不良，产品本身带隐患。

例如，用金属压片固定电源线，压片有尖棱或毛刺，容易在压紧或振动时损坏导线绝缘层。

③接线螺钉松动，造成电源线脱落。

④设备长期使用不检修，导线绝缘老化开裂，碰到外壳尖角处形成通路。

⑤错误接线。

有人在更换外壳接保护零线设备的插头、插座时，错误连接，如图1—12所示，结果造成外壳直接接到电源火线上(注意：此时设备运行是正常的，不容易引起人们的注意)。

(3)．电容器放电
电容器能够存储电能。

一个充了电的电容器，具有同充电电源相同的电压，所储电能同电容器容量有关。

断开电源后，电能可以存储相当长的
时间，有人往往认为断开电源的电器设备是不会带电的。

其实电容器同样可以产生电击，尤其是高电压、大容量的电容器，可以造成严重的，甚至致命的电击。

一般电压超过千伏或者电压虽低但容量大于千微法以上的电容器，测
试前一定要先放电。

对高频设备中的电容器也应注意放电。

5．电器设备使用安全
电器设备(包括家用电器、工业电器设备、仪器仪表等)所使用的交流电源有三相380V和单相220V，电器设备都有可能存在因绝缘损坏而漏电的问题。

为了确保人身安全和电器设备不损坏，使用前应对电器进行检查，发现异常情况并及时处理。

(1)．电器设备接电前的“三查”
①查设备铭牌：按国家标准，设备都应在醒目处有该设备要求的电源电压、频率、电源容
量的铭牌或标志。

小型设备的说明也可能在说明书中。

②查环境电源：电压、容量是否与设备吻合。

③查设备本身：电源线是否完好，外壳是否可能带电。

一般用万用表进行简单检测。

(2)．用电设备常见的异常情况’·
①设备外壳或手持部位有麻电感觉。

②开机或使用中熔断丝烧断。

③出现异常声音，如噪声加大、有内部放电声、电机转动声音异常等
④异味，最常见为塑料味、绝缘漆挥发出的气味，甚至烧焦的气味。

⑤机内打火，出现烟雾。

⑥仪表指示范围突变，有些指示仪表数值突变，超出正常范围。

(3)．设备使用异常的处理
①凡遇上述异常情况之一，应尽快断开电源，拔下电源插头，对设备进行检修。

②对烧断熔断器的情况，绝不允许换上大容量熔断器继续工作，一定要查清原因上同型号熔断器。

③及时记录异常现象及部位，避免检修时再通电。

④对有麻电感觉但未造成触电的现象不可忽视。

这种情况往往足绝缘层受损但未完全损坏，相当于电路中串联一个大电阻，暂时未造成严重后果，但随着时间的推移，绝缘层逐渐完全破坏，电阻急剧减小，危险增大，因此必须及时检修。

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1.2 常用工具和材料
1.2.1常用工具
1.组装与调试工具
拨线钳、克丝钳、偏口钳
IC起子拨线钳偏口钳尖嘴钳镊子
板锉、圆锉、三角
各种改锥
手枪钻
2.焊接与拆焊工具
电烙铁及分类：
从加热方式分：直热式、感应式、气体燃烧式；
从发热能力分：20W、30W、45W—300W 等
从功能分：直热式、调温式。

直热式电烙铁:
内热式：发热元件（烙铁芯）在传热体的内部
外热式：发热元件（烙铁芯）在传热体的外部
感应式烙铁：俗称焊枪，加热速度快（里面实际是一个变压器）
吸锡烙铁：具有加热、吸锡两种功能
调温和恒温烙铁：调温烙铁的温度是可调的，而且保持恒定的温度。

直热式烙铁
拔放器
可调恒温烙铁
电动吸锡器、锡吸烙铁、手动锡吸器
电烙铁的选用
电烙铁是手工施焊的主要工具，根据不同施焊对象选择不同种类不同功率的烙铁，是保证焊接质量的基础。

由于用途、结构的不同，有各式各样的烙铁。

按加热方式分为直热式、感应式、气体燃烧式等。

按烙铁的功率分有20瓦、25瓦、30瓦、…、300瓦等。

按功能分有单用式，两用式、调温式等。

焊接一般电路板时选用20W内热式或30W外热式电烙铁；焊接焊片或大功率元件时选用 35W-75W烙铁；根据情况灵活掌握。

烙铁功率选择的合适，焊接的速度快，质量好。

特别注意新烙铁在第一次使用时初始化，烙铁插电后就要用焊锡丝在烙铁头上轻轻摩擦，直到焊锡丝融化在烙铁头上，而且均匀地融化在烙铁头的前端。

如果初次使用新烙铁插电后长时间不侵焊锡，烙铁头会氧化，
导致不能焊接。

防静电腕带
卷尺游标卡尺洗耳球
1.2.2常用材料
1．材料(金、银、铜、铝、合金)
金属导线：其功能作用主要是实现器件与器件之间的连接和构成电流通路。

常用导线的种类有单股线、多股线、漆包线、高温线、双绞线、平行线、屏蔽线、同轴电缆线、扁平排线等。

导线选用：一是根据通电电流的大小选择导线的线径(铜线可按每平方毫米通过2.5～3安培计算)；二是根据传输电量的特点选择导线类型。

各种导线
各种连接
连接件：其功能作用是实现仪器与电路、电路与电路之间的连接。

常见的种类有接线拄、接线夹、鳄鱼夹、香焦插头/座、 Q9插头/座、等等。

2. 绝缘材料（电介质）
1).绝缘材料分类:
气体绝缘材料：如空气、氮气、氢气等；
液体绝缘材料：如电容器油、变压器油等；
固体绝缘材料：如电容器纸、聚本乙烯、云母、陶瓷、玻璃等。

2).常用绝缘材料制品:
塑料套管、热缩管、绝缘垫圈、导热绝缘片等。

不同规格的塑料管、热缩管
3. 焊接材料
1).焊锡丝：常用的是铅锡焊料：含锡量60%左右的铅锡合金。

根据焊点的大小选择不同直径的焊锡丝，常用的有0.5, 0.8, 0.9, 1.0, 1.2, 1.5, 2.0, 2.3, 2.5, 3.0 ,4.0, 5.0（mm）。

由于焊锡丝的中心部位放有助焊剂，所以，在焊接新的线路板时一般不用另外使用助焊剂。

2). 助焊剂：常用的有焊油、松香、松香水、盐酸二乙胺等。

在进行批量焊接时一般都使用助焊剂，可使焊接的质量更好，更美观光亮。

3). 阻焊剂：是印刷电路板制做厂家使用的材料，涂刷于印刷电路板上非焊接处，其作用是避免或减少浸焊时桥接、拉尖、虚焊和连条等弊病，提高焊接质量。

手工锡焊者不使用阻焊剂
4.固定连接板
常用的连接板有面包板、通用印刷电路板、印刷电路板。

面包板用于少量元件构成电路的验证，通用印刷电路板用于较多元件电路的试验，印刷电路板用于产品及研发样机的制作。

面包板通用板印刷板
1.3 电子焊接工艺
1.3.1 焊接的基本知识
焊接是使金属连接的一种方法，利用加热手段在两种金属的接触面，通过焊接材料的原子或分子的相互扩散作用，使两种金属间形成一种永久的牢固结合。

利用焊接的方法进行连接而形成的连接叫焊点。

焊接通常分为熔焊、钎焊、和接触焊。

熔焊是一种利用加热焊件，使其溶化产生合金而焊接在一起的焊接技术，如气焊、电弧焊、超声波焊等；接触焊是一种不用焊料与焊剂就可获得可靠连接的焊接技术，如点焊、碰焊等；钎焊是用加热溶化成液态的金属把固体金属连接在一起的方法。

在钎焊中，起连接作用的金属材料称为焊料。

焊料的熔点必须低于被焊接金属的熔点。

钎焊按焊料熔点的不同，分为硬钎焊和软钎焊。

焊料的熔点高于450℃的称为硬钎焊，焊料的熔点低于450℃的称为软钎焊。

电子元器件的焊接称为锡焊，锡焊属于软钎焊，它的焊料是铅锡合金，熔点比较低，如共晶焊锡的熔点为183℃，所以在电子元器件的焊接工艺中得到广泛应用。

随着焊接技术的不断发展，焊接方法也在手工焊接的基础上出现了自动焊接技术，即机器焊接，同时无锡焊接也开始在电子产品装配中采用。

1.手工焊接
手工焊接是采用手工操作的传统焊接方法，根据焊接前接点的连接方式不同，手工焊接的方法分为绕焊、钩焊、搭焊、插焊等不同方式。

(1)绕焊：将被焊接元器件的引线或导线缠绕在接点上进行焊接。

其优点是焊接强度最高，此方法应用很广泛。

高可靠整机产品的接点通常采用这种方法。

(2)钩焊：将被焊接元器件的引线或导线钩接在被连接件的孔中进行焊接。

它适用于不便缠绕但又要求有一定机械强度和便于拆焊的接点上。

(3)搭焊：将被焊接元器件的引线或导线搭在接点上进行焊接。

它适用于易调整或改焊的临时焊点。

(4)插焊：将被焊接元器件的引线或导线插入洞形或孔形接点中进行焊接。

例如，有些插接件的焊接需将导线插入接线柱的洞孔中，也属于插焊的一种。

它适用于元器件带有引线、插针或插孔及印制板的常规焊接。

2．机器焊接
机器焊接根据工艺方法的不同，可分为浸焊、波峰焊和再流焊。

(1)浸焊：将装好元器件的印制板在熔化的锡锅内浸锡，一次完成印制板上全部焊接点的焊接。

主要用于小型印制板电路的焊接。

(2)波峰焊：采用波峰焊机一次完成印制板上全部焊接点的焊接。

此方法已成为印制板焊接的主要方法。

机械波峰焊示意图
全自动无铅氮气双波峰焊锡机
(3)再流焊：利用焊膏将元器件粘在印制板上，加热印制板后使焊膏中的焊料熔化完成全部焊接点的焊接。

目前主要应用于表面安装的片状元器件焊接。

焊膏印刷再流焊机
1.3.2 手工焊接的基本步骤
手工烙铁焊接时，一般应按一下五个步骤进行（简称五步法）。

第一步： 准备焊接
准备好被焊件、焊锡丝、烙铁、烙铁架。

将电烙铁接通电源，将加热到能熔锡的烙铁头，放在松香或蘸水海绵上擦拭，除去氧化物残渣。

然后把少量的焊锡丝和助焊剂加到烙铁头上，让烙铁随时处于可焊接状态。

第二步：接热焊件
将烙铁头放在被焊接的焊点上，使焊接点升温（保持烙铁头与焊件和焊盘同时接触）。

第三步：融化焊料
当焊点加热到能融化焊料的温度后，将焊丝放在焊接处，溶化适量的焊料。

焊锡丝应从烙铁头的对称侧加入，不要直接加到烙铁头上。

第四步：移开焊锡丝
当融化一定量的焊锡后，迅速移开焊锡丝。

第五步：移开烙铁
当焊接点上的焊料接近饱满，助焊剂尚未完全挥发，也就是焊接点上的温度最适当、焊锡最光亮、流动性最强时移开电烙铁。

移开烙铁的时机、方向和速度，决定着焊点的焊接质量。

正确的方法是移动时先慢后快，沿大致45度的方向移动,将要离开焊点时快速往回一带，迅速离开焊点。

1.3.3 焊接的操作要领
1 焊件表面处理：去除焊接表面上的绣迹、油迹、灰尘等杂质。