东南大学电子工艺实践报告

LM339 + 12 1
9 + 8 -
D 4
R 11 1M
电路分析： 由上图易得，R4，R5 和 R6 串联，两端电压为 5V，根据分压原理，易得 LM339 的管脚 5 的电压为 V5=18������ +6.2k+27������ × 5������ = 2.36������，且不随输入电压的变化而变化。同理可得管脚 6 的电压为 V6=18������ +6.2k+27������ × 5������ = 0.605������。V5 就决定检测上限电压，下面那个电压比较器反 相端 6 接在低分压点上，V6 就决定检测低限电压。而 9 号脚的电压则为 2.5V。 当输入 INPUT 的电压低于 0.605V 时，对于上面的电压比较器来说，反向端电压低于正
虚焊
（6） 印制电路板设计时，元器件的排列应该注意哪些原则？布线应该注意哪些原则？ 答： （1）印刷电路中不允许有交叉电路。
（2）同一级电路的接地点应尽量靠近，并且本级电路的电源滤波电容也应接在该级接 地点上。 （3）强电流引线（公共地线，功放电源引线等）应尽可能宽些，以降低布线电阻及其 电压降，可减小寄生耦合而产生的自激。 （4）各元件排列，分布要合理和均匀，力求整齐，美观，结构严谨的工艺要求。 （5）设计布线图时要注意管脚排列顺序，元件脚间距要合理。 （6）在保证电路性能要求的前提下，设计时应力求走线合理，少用外接跨线，并按一定 顺充要求走线，力求直观，便于安装，高度和检修。 （7）设计应按一定顺序方向进行，例如可以由左往右和由上而下的顺序进行 （7） 工厂中印刷电路板的制作工艺过程如何？手工制作印制电路板的步骤如何？ 答：工厂中印刷电路板的制作工艺有以下几个步骤： a. 绘制照相底图 b. 照相制版及光绘 c. 图形转移，制作耐酸保护层 d. 腐蚀 e. 机械加工 f. 孔金属化和表面处理 手工印制电路板的步骤如下： a. 铜箔版下料，表面处理 b. 复印印制电路 c. 描漆 d. 腐蚀 e. 去除漆膜 f. 打孔 g. 表面清洁 （8） 在印制电路板上焊装元器件时，应注意哪些问题？ 答：在焊锡凝固过程中，不能震动焊点或碰拨元器件引线，特别要注意的是用镊子夹持焊件 时，一定要待焊锡凝固后才能移开镊子，否则造成虚焊； 采用合适的焊接点的连接方式：焊点处焊件的连接形式可大致分为插焊，弯焊，绕焊和搭焊 四种。电子电路由于元器件重量轻，对焊点的强度要求不是非常高，因此元器件安装在印制 电路板上通常采用插焊的形式，在调试或维修中装拆方便，临时焊接可采用搭焊的方式。
3、
Fra Baidu bibliotek
Protel 绘制 PCB 图
（1） 绘制 PCB 图步骤 a. 建立 PCB 文件; b. 环境参数设置 :设置电路板层面，增加层数；电气安全距离和线宽，最大线宽 （Maximum Width）设为 60mil，最小线宽（Minimum Width）设为 40mil，推荐 线宽（Preferred Width）设为 40mli；背景网格尺寸设置为小网格 20mil，大网格 1000mil；设定步进距离为 10mil。 c. 添加/删除 PCB 元、器件封装库： d. 设置 PCB 板设计边框： 设置电路板范围： PCB 板设计边框规定了实际印制电路板 的大小，单击编辑区下方标签 KeepOutLayer，该层为禁止布线层，一般用于设置 电路板的板边界，将元件限制在这个范围内 e. 载入网络表文件，如果原理图中指定的某个元、器件的封装在封装库中没有对 应的封装类型时，对话框列表右边的 Error 将有错误提示，根据错误提示，进一 步检查原理图及 PCB 的元、器件封装库，直到改正了所有的错误为止。最后载 入所有的元、器件封装，此时所有元、器件及其连线都集中在电路板边框的内 部或周围 f. 布局、布线：单击编辑区下方标签 BottomLayer，在该层进行布线。在 Placement Tools 工具栏中选择放置焊盘工具，在 PCB 版图中放置输入、输出焊盘。双击焊 盘，可以更改过孔焊盘形状、大小和孔径；双击线，可以更改线宽。电源线的 宽度一般要比其它线宽，本次实验中，地线的宽度取 60mil。 g. 网络检查：这里主要是对版图中安全距离、导线宽度、短路、是否有没布线的 网络等错误进行检查。 （2） 该实验的 PCB 图
+5V R7 390 3 5 + 4 7 6 R 3 560k R 6 6.2k 红 2 R8 390 L 1 C 1 0.1u + C 2 10u
D 1 INPUT R 1 4.7k D 2
R 2 1M
R 4 27k
R 9 1M 绿 L 2 D 3
R 10 1M
R 12 390 L3 黄 14
R 5 18k
2、
Protel 绘制原理图
（1） Protel 绘制原理图的步骤 a. 建立设计文件库：把与设计相关的所有设计文件，如原理图（*.SCH） 、网表文件 （*.net） 、印制电路板图（*.PCB）等文件都存储在同一个综合设计库中，并在 同一个综合设计编辑窗口中显示。同时设计文件库也保存文件夹及设计的层次 信息。Protel 99SE 设计文件库文件的扩展名是.ddb。 b. 建立原理图文件(Schematic Document) c. 环境参数设置：将工作区大小设置为 A4，将表格的长宽设置为 10. d. 添加/删除元器件库： 手动加载原理图库： T1 Databooks.ddb/T1 Linear Circuits Data Book Vol 1.lib e. 放置元、器件及原理图连线：按照设计电路图中的元器件，从所有的元器件库 中搜索，选中元器件，点击 Place 按钮，就可以把选中的元、器件放入原理图文 件中，并且对 Footprint（元件的封装形式） 、Designator（元件的编号） 、Part（元 件的显示名称）进行修改，使同一类的元件有唯一的编号。当设置完成所有的 元器件，用电路绘图工具栏上的连线工具按照设计的电路图连接这些元器件。 f. 电气规则检查：绘制完原理图后，需要测试电路原理图信号的正确性，这可以 通过检验电气规则来检查电路中是否有电气特性不一致的情况，如某个输出引 脚连接到另一个输出引脚就会造成信号冲突，重复的元件编号会无法区分出不 同的元件等。 g. 生成网络表文件 （2） 原理图
（3） 网络检查结果
4、
焊接工艺及注意事项
操作方法: 正确的焊接方法应该是五步法： 1．准备施焊：准备好焊锡丝和烙铁。此时特别强调的施烙铁头部要保持干净，即可以 沾上焊锡（俗称吃锡） 。 2．加热焊件：将烙铁接触焊接点，注意首先要保持烙铁加热焊件各部分，例如印制板 上引线和焊盘都使之受热，其次要注意让烙铁头的扁平部分（较大部分）接触热容量较大的 焊件，烙铁头的侧面或边缘部分接触热容量较小的焊件，以保持焊件均匀受热。 3．熔化焊料：当焊件加热到能熔化焊料的温度后将焊丝置于焊点，焊料开始熔化并润
湿焊点。 4．移开焊锡：当熔化一定量的焊锡后将焊锡丝移开。 5．移开烙铁：当焊锡完全润湿焊点后移开烙铁，注意移开烙铁的方向应该是大致 45° 的方向。 焊接过程如下图：
（a） 准备（b）加热（c）加焊锡（d）去焊锡（e）移去烙铁 逻辑笔焊接成品：
5、逻辑笔焊接过程及检测
按照 4 中的焊接步骤焊接逻辑笔，然后接通电源和输入等，检测结果如下： 发光二极管 绿色 黄色 红色 输入最小值 0 0.598V 2.394V 输入最大值 0.593V 2.385V 5.05V
东南大学电工电子实验中心
实验报告
课程名称： 电子工艺实践
第一次实验
实验名称：逻辑笔的设计和制作 院系：仪器科学与工程学院专业：测控技术与仪器 姓名：学号：220123 实验时间：2014 年 9 月 19 日
一、 实验目的
1、 识别和使用常用的电子元器件，掌握常用电子仪器、仪表的使用方法； 2、 熟悉电子产品的设计和生产过程； 3、 掌握用 protel 软件设计原理图和印制电路版图； 4、 掌握电路的焊接、安装、检查及调试方法
二、 工艺实践的内容
1、 逻辑笔电路工作基本原理与分析
逻辑笔是一种测试电平高低的仪表，常用它对简单的数字电路，如分立元件、中小规模 集成电路、 简单的数字设备或复杂设备的部件来进行测试， 主要用于指明某一端点的逻辑状 态。逻辑笔的工作原理很简单，因为电平高或低都是相对而言，需要一个比较的基准电压， 当被测电压高于被比较的电压时，认为是高电平。反之，当低于被比较电压时，被认为是低 电平。 一般逻辑笔有 3 个用于指示逻辑状态的发光二极管， 性能较好的还有第 3 个， 用于提供 以下 4 种逻辑状态指示。 (1)绿色发光二极管亮时，表示逻辑低电位。 (2)红色发光二极管亮时，表示逻辑高电位。 (3)黄色发光二极管亮时，表示浮空或三态门的高阻抗状态。 (4)如果红、绿、黄三色发光二极管同时闪烁，则表示有脉冲信号存在。 本次实验中所用的电路图如下：
以上表格为为输入电压值在一定范围之内时， 发光二极管发光。 与上面逻辑笔电路分析 的结果基本吻合。
三、 实验的总结和思考
1、 思考题
（1） 一般电子电路的焊接，应选用多大功率的电烙铁？ 答：一般选用 25~45W 的外热式电烙铁或 20W 的内热式电烙铁。 （2） 常用烙铁头形状有哪几种，各适用于什么场合？ 答：常见的烙铁头的形状有圆斜面，凿式，半凿式，尖锥式的圆锥式。圆斜面适用于焊接印 制板上不太密集的焊点， 凿式和半凿式多用于电气的维修工作， 尖锥式和圆锥式适用于焊接 高密度的焊点。 （3） 新烙铁头需经过怎样的处理才能使用？当烙铁头不吃锡应如何处理？ 答： 新的烙铁使用前必须先对烙铁头进行处理； 按需要将烙铁头挫成一定形状， 再通电通热， 将烙铁沾上焊锡在松香中来回摩擦， 直到烙铁头上镀上了一层焊锡。 不吃锡要先锉去氧化层。 （4） 手工烙铁焊接应注意哪些要点？ 答： 应将焊锡丝从烙铁头的对面送向焊件， 以免焊锡丝中的焊剂在烙铁头的高温下分解失效； 过量的焊锡不仅浪费，而且还增加焊接的时间，降低工作虚度焊点也不美观。焊锡过少则不 牢固。焊剂用量过少会影响焊接的质量，若用量过多，多余的焊剂在焊接后必须擦除，这也 影响了工作效率等。 （5） 手工烙铁焊接常见焊点缺陷有哪些？应该如何防止？ 答： 焊点缺陷 外观特点 焊点发白，表面较 粗糙，无金属光泽 过热 表面呈豆腐渣状颗 粒，可能有裂纹 冷焊 焊点出现尖端 拉尖 相邻导线连接 桥连 铜箔从印制板上剥 离 铜箔翘起 焊锡与元器件引脚 和铜箔之间有明显 黑色界限，焊锡向 界限凹陷 1．元器件引脚未清洁好、 在 焊 接 前 对 焊 烙 铁 和 焊 未镀好锡或锡氧化 件都要进行清理 2．印制板未清洁好，喷涂 的助焊剂质量不好 焊接时间太长，温度过高 控制焊接时间 1．助焊剂过少而加热时间 过长 2．烙铁撤离角度不当 1．焊锡过多 2．烙铁撤离角度不当 添加合适量的助焊剂，撤 离减慢速度，角度与接入 烙铁的角度相同 控制焊锡丝靠近焊点的 时间 焊料未凝固前焊件抖动 固定焊件 原因分析 烙铁功率过大，加热时间 过长 防止 选择合适的烙铁功率，控 制加热时间
6.2k 18 ������ +6.2k
向端电压，比较器 2 号引脚输出为高电平，红色发光二极管 L1 不亮且二极管 D3 处于高阻 态。对于下面的电压比较器，此时正向输入端的电压低于反向端的电压，所以 1 号引脚输出 为低电平，绿色发光二极管 L2 变亮且二极管 D4 处于导通状态。于是 8 号脚与 1 号脚同样 处于低电平，低于正向端的电压 2.5V，所以 14 号脚输出为高电平，黄灯 L3 不亮。 当输入 INPUT 的电压高于 2.36V 时， 分析原理如上， 此时比较器 2 号引脚输出为低电平， 红色发光二极管 L1 发亮且二极管 D3 处于导通状态。1 号引脚输出为高电平，绿色发光二极 管 L2 不亮且二极管 D4 处于高阻态。8 号脚与 2 号脚同样处于低电平，14 号脚输出为高电 平，黄灯 L3 不亮。 当输入介于 0.605V 与 2.36V 之间时，1 号与 2 号管脚输出均为高电平，红灯 L1 和绿灯 L2 均不亮，且二极管 D3 与 D4 均处于高阻态。则 8 号管脚输入则为 5V，高于正向端 2.5V， 则 14 号管脚输出为低电平，黄灯 L3 发光。