电子工艺实习实验报告

电子工艺实习报告

学号：20151681310150 姓名：周凯婷

任课教师：易家傅成绩：

1.实验目的：

1.1.熟悉电路板的制作过程；

1.2.掌握Proteus的使用

1.3.对一般常用电子器件的识别和测量；

1.4.掌握电烙铁的使用及电路的焊接工艺；

1.5.掌握简单电子线路的调试技巧和方法。

2.实验设备及器材

小型台钻，热转印机，腐蚀机，斜口钳，电烙铁，焊锡，电子元器件（具体见清单），万用表，示波器。

3.实验内容

3.1Proteus学习

3.1.1Proteus简介

Proteus软件是英国Lab Center Electronics公司出版的EDA工具。它不仅具有其它ED工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前比较好的仿真单片机及外围器件的工具。

Proteus是英国著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、

PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年又增加了Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。

功能特点

Proteus软件具有其它EDA工具软件（例：multisim）的功能。这些功能是：1．原理布图

2．PCB自动或人工布线

3．SPICE电路仿真

以下是Protues软件的一些基本功能：

1.智能原理图设计

丰富的器件库：超过27000种元器件，可方便地创建新元件；

智能的器件搜索：通过模糊搜索可以快速定位所需要的器件；

智能化的连线功能：自动连线功能使连接导线简单快捷，大大缩短绘图时间；支持总线结构：使用总线器件和总线布线使电路设计简明清晰；

可输出高质量图纸：通过个性化设置，可以生成印刷质量的BMP图纸，可以方便地供WORD、POWERPOINT等多种文档使用。

2.完善的电路仿真功能

ProSPICE混合仿真：基于工业标准SPICE3F5，实现数字/模拟电路的混合仿真；超过27000个仿真器件：可以通过内部原型或使用厂家的SPICE文件自行设计

仿真器件，Labcenter也在不断地发布新的仿真器件，还可导入第三方发布的仿真器件；

3.多样的激励源：包括直流、正弦、脉冲、分段线性脉冲、音频（使用wav文件）、指数信号、单频FM、数字时钟和码流，还支持文件形式的信号输入；

4.丰富的虚拟仪器：13种虚拟仪器，面板操作逼真，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器、直流电压/电流表、交流电压/电流表、数字图案发生器、频率计/计数器、逻辑探头、虚拟终端、SPI调试器、I2C调试器等；

生动的仿真显示：用色点显示引脚的数字电平，导线以不同颜色表示其对地电压大小，结合动态器件（如电机、显示器件、按钮）的使用可以使仿真更加直观、生动；

5.高级图形仿真功能（ASF）：基于图标的分析可以精确分析电路的多项指标，包括工作点、瞬态特性、频率特性、传输特性、噪声、失真、傅立叶频谱分析等，还可以进行一致性分析；

6.实用的PCB设计平台：原理图设计完成后，一键便可进入ARES的PCB设计

环境，实现从概念到产品的完整设计；

先进的自动布局/布线功能：支持器件的自动/人工布局；支持无网格自动布线或人工布线；支持引脚交换/门交换功能使PCB设计更为合理；

完整的PCB设计功能：最多可设计16个铜箔层，2个丝印层，4个机械层（含板边），灵活的布线策略供用户设置，自动设计规则检查，3D 可视化预览；

多种输出格式的支持：可以输出多种格式文件，包括Gerber文件的导入或导出，便利与其它PCB设计工具的互转（如protel）和PCB板的设计和加工

应用领域：

教学

Proteus是一个巨大的教学资源，可以用于：

·模拟电路与数字电路的教学与实验；

·单片机与嵌入系统软件的教学与实验；

·微控制器系统的综合实验；

·创新实验与毕业设计；

·项目设计与产品开发

技能考评

·Proteus能提供考试所需所有资源；

·Proteus能直观评估硬件电路的设计正确性；

·Proteus能直观的对硬件原理图进行调试软件；

·Proteus能验证整个设计的功能；

·测试可控、易评估、易实施；

产品开发

Proteus Design Suite集成了原理图捕获、SPICE电路仿真和PCB设计，形成一个完整的电子设计系统。对于通用微处理器，还可以运行实际固件程序进行仿真。与传统的嵌入式设计过程相比，这个软件包能极大地缩短开发时间。·从产品概念到设计完成的完整仿真与开发平台;

·预研设计与项目评估，减少开发风险;

·ODM的虚拟样机; ·强大的分析与调试功能克服新手的经验不足;

·软硬件的交互仿真与测试大大减少后期测试工作量;

·便利项目管理与团队开发。

3.1.2Proteus的原理图绘制

首先根据实验指导书上的内容新建一个以自己学号为工程名的新工程，然后就到了原理图的绘制界面，由于我全程都是用鼠标进行操作。所以对于快捷键的使用是比较不熟练的，下面我来介绍一下原理图的绘制过程。

先在元件库中选取自己需要的元件，在关键词框中输入你想搜索的元件名称，（在这过程中我倒是学会了几个常用元件的英文单词）双击即可选择，

分别是三极管2N5550，电容，电阻，LED红灯，LED绿灯，发现元件选取错误，直接点击元件，按右键，选择delete删除即可，连线时，直接将鼠标放在管脚处，点击鼠标，拖至需要连接的另外一个管脚，如果连线发生错误，也点击右键，选择删除即可，对于原理图上的直流电源和地，

在下面的图中选择POWER和GROUND即可。

由于元件的初值和原理图上要求的数值不同，所以需要编辑元件的数值，选中元件，点击右键，

点击编辑元件，就可以修改元件的数值，

连接完成的原理图如下图所示

按下运行键，红灯和绿灯会出现交替闪烁的情况，但是可能由于电流较小，导致灯的闪烁比较不明显，甚至在刚开始的时候，我肉眼并没有看见灯的闪烁，最后还是在老师的指导下仔细观察才看见了灯的交替变化。将原理图保存留作用来绘制PCB图。

3.1. 2Proteus的PCB图绘制

直接打开上次保存的原理图，在老师的指导书上，是要按下红色的ARES 键，出现PCB图界面，但是我打开原理图时，就直接出现了PCB图界面，其实对于指导书上捕获栅格的作用开始我并不十分明确，后来在画规划板框的时候，我才知道这算是设置了单位长度，每一小格代表一毫米，由于protues使用的是英制单位，所以为了我们绘制图形的方便，我们需要按下View菜单的M键切换至国际单位。

根据规划板的形状和大小，为了以后做电路板的方便，所以我们把设计板的大小设为48mm*38mm，

选好边框颜色，从原点处开始画线，我们不好把握线的长度，所以我们可以先利用测量工具测量出长度

最底下的就是测量工具，值得注意的是，如果你的PCB图不是全屏模式，这个图标是不能显示出来的，所以我们需要将界面调成全屏模式，等测量的长度显示在图上以后，我们再用上面的方框线画图，

鼠标点选这部分，会出现我们在原理图上出现的元件，我们只需要逐个点击元件。然后放置在右边的板中，图中元件之间会出现预拉线，在我们手动布线的时候就可以按照预拉线的提示连接，现在仔细看实验指导书，才知道黄色的箭头（所谓的矢量）是为了提示我元件应该放置在什么位置，当时在画图的时候，就只是随便放置，后期再调整，这样貌似浪费了时间，在放置D1，D2的时候出现，

这是因为原理图元件中没有设置其封装型号

我们也可以在原理图上在LED的属性中添加它的封装

不过与其回过头来去添加封装，不如直接在PCB版面对其封装，这样更加简单便捷。显示图层，把只是矢量去掉，视野更清晰

接下来就是元件的布局，在布局的过程中可以使用的旋转只有三种，

不能使用

因为X,Y-mirror会让元件翻转到对面层，参照原理图的元件布局把元件摆好。接下来就是布线的过程了。

首先在设计规则里改布线的宽度，把网络类型POWER和SIGNAL的线宽都设为T30。

选择布线模式就能布线，再选择布线层面为底层Bottom Copper，按照预拉线的指引就可以开始布线了。

添加学号和姓名

但是在放置名字和学号的时候要使用X轴镜像变换，

添加练习用的焊盘，后面在制作电路板的时候需要打很多孔，为了防止对元件造成损

坏，所以我们先在焊盘上进行练习

放置焊盘4个焊盘后，选中4个焊盘用块复制命令放置更多的焊盘

我在放置焊盘的过程中，由于对每一行之间的距离不好把握，所以选择的是逐个放置，最后结果如下

我们可以制作自己的元件，但是不能用于仿真，只能用于绘图制板。

本例我们要制作的是一个二极管整流桥，首先2D绘图工具绘制一个方形的

元件体。

选择绘制管脚模式，放置4个管脚。

双击管脚编辑属性，管脚名分别为：AC1，AC2，+,－；

接着把修改好的元件选中，创建为自己的元件名：MYBRIGE

接着按“ 下一步 ”直到以下界面

在原理图中添加我们新制作的元MYBRIDGE，然后在PCB中放置改元件。

1、修改焊盘

由于三极管封装的焊盘太小，需要修改一下，首先创建一个新的焊盘规格

用MYDIL焊盘去覆盖三极管原有的焊盘

在这个过程中，我在原理图上已经添加完了MYBRIDGE,但是在PCB的元件模式中却并没有出现MYBRIDGE元件，后来我无心的在原理图界面拖动了一下MYBRIDGE，出现

了B1

放置一个到原理图中，并分别连接电源和地

这一次的实验，直到最后焊接的时候我才发现漏掉了接电源和地的端口，导致最后的过程中有些尴尬，最后的电路板也有缺憾。

3.2电路板的制作

3.2.1制作流程及注意事项

（1）准备覆铜板。铜箔厚度尽量选薄的覆铜板，这样腐蚀速度快、侧蚀少，适合高精度PCB的制作。根据实际制作要求，使用剪板机、剪刀、电锯等工具剪裁覆铜板的外形尺寸和形状，再用锉刀或细砂纸去除覆铜板四周板边上的毛刺，清除表面污垢。

（2）图形转移。将设计好的PCB布线图转印到覆铜板上。经图形转移后，覆铜板上的线条必须清晰、无断线、无砂眼、无短接，且耐水洗、抗腐蚀。本实验采用热转印法，过程如下：

a.用激光打印机将设计好的图形（注意一定要镜面图）打印在热转印纸上，或用激光复印机复印在热转印纸上。

b.覆铜板上涂上松香，将打印好的热转印纸正面粘贴于抛光清洁过的覆铜板上，并用胶带固定，防止转印时错位。

c.先将热转印机预热，注意热转印机的温度极高，所以不要随意用手触摸。等热转印机达到合适的温度时，将覆铜板放入热转印机，经过加温、加压3分钟后移出，不要着急用手去触摸覆铜板，等它冷却一会再去拿。

d.取出转印好的覆铜板，待自然冷却后，放于水流下进行冲洗，然后慢慢揭掉热转印纸，PCB图形转印到了覆铜板的表面。

e.用油性记号笔修补断线、砂眼，检查无缺陷后，等待下一步的腐蚀。

（3）腐蚀。腐蚀液可自配，腐蚀液温度应在40—50℃之间，腐蚀时间一般为5-10min，配合的溶液放入容器中，将覆铜板全部浸入腐蚀液。在这次实验中，我们所用的腐蚀液是实验室提供的，由于腐蚀液具有强氧化性，所以我们不可能随意用手去触摸，在腐蚀之前，我们已经在覆铜板的角落处钻了一个小孔，在将覆铜板放入腐蚀液之前，用足够长的细导线穿过小孔，将导线的另一端弯折挂在容器边沿，等不需要的铜箔完全清除后，及时取出，放入水中清洗三遍，待表面没有残留腐蚀液，再拿出擦干。

（4）钻孔。保持钻头与电路板垂直，左手扶住电路板，右手下压钻头，钻头进给的速度不要太快，以免电路板出现毛刺，孔径一般为0.8-1mm，我们可以现在电路板一端的焊盘上进行练习，待熟练以后，再在电路板上的元件上钻孔，只要电路板上有洞的地方，我们都需要钻孔。

（5）表面处理。将有机溶剂倒于电路板的表面，使电路板均匀覆盖，待完全溶解以后，迅速的将电路板翻面，然后迅速与纸张摩擦，这样便可以去除电路板表面的碳粉，使印刷线条和焊盘光洁明亮。

（6）涂助焊剂。清洗后，必须马上用棉签将松香酒精溶液均匀涂在铜箔上，作为助焊剂，防止表面氧化，提高可焊性。

3.3工艺安装

3.3.1元件识别

（1）色环电阻的读数

颜色和数字的对应关系：首先我们向你介绍颜色和阿拉伯数字之间的对应关系，这种规定是国际上公认的识别方法，记住它对我们进一步学习很有帮助。颜色按照下面的方法容易记忆：

黑0 棕1 红2 橙3 黄4 绿5 蓝6 紫7 灰8 白9

“四色环”读数规则

所谓“四色环电阻”就是指用四条色环表示阻值的电阻。从左向右数，第一，二环表示两位有效数字，第三环表示数字后面添加“0”的个数。所谓“从左向右”，我们是指把电阻象图中所画的样子放置——四条色环中，有三条相互之间的距离靠得比较近，而第四环距离稍微大一点。如下图：但是说实在的，现在的电阻产品，你要区分色环距离的大小的确很困难，哪一环是第一环，往往凭借经验来识别；对四色环而言，还有一点可以借鉴，那就是：四色环电阻的第四环，不是金色，就是银色，而不会是其它颜色（这一点

在五色环中不适用）；这样你就可以知道那一环该是第一环了。

第四环表示电阻的“精度”，也就是阻值的误差。金色代表误差±5％，银色代表误差±10％。对270Ω而言，±5％的误差，意味着这个电阻实际最小的阻值是270*（1－0.05）＝265.5Ω；最大不会超过270* （1＋0.05）＝283.5Ω。

（2）贴片电阻的读数

贴片电阻一般有三种表示方法：

A. 由三个数字组成，表明电阻的误差±5%，前两位是有效数字，第三位表示乘零倍率，基本单位是Ω。

B. 由四个数字组成，表明电阻的误差±1%，前面三位是有效数字，第四位表示乘零倍率，基本单位是Ω。

C. 由数字和字母组成，字母R表示小数点的位置。

例如：“103”表示：10*10^3=10kΩ

“1503”表示：150*10^3=150kΩ

“5R6”表示：5.6Ω

（3）数字万用表如何测三极管的管脚

分为两个步骤：

步骤一：判断三极管是PNP型还是NPN型。

将数字万用表档位调到二极管档，红表笔放中间（基极），黑表笔放左边。若有读数，则红表笔端为P，黑表笔端为N，若没有，则红黑表笔端反过来再测（若两次均无示数，则可能三极管损坏）。同样方法测中间和右边，两次结合，即可判断三极管的类型。

步骤二：判断发射极和集电极。

将数字万用表调到HFE档，若假设步骤一判断出三极管是NPN型，将三极管插到NPN 小孔上，B极对应字母B，读数，再把另外两个管脚反转，再读数，读数较大的那次极性就对上表上所标的字母，即确定了发射极e和集电极c,PNP管同理。

3.3.2手工焊接的基本操作及要领

焊接五步法：

（1）准备焊接：准备锡焊丝和烙铁，烙铁进行预热，预热的温度高达300多度，所以我们应保证烙铁在不用时放置在烙铁架上，不要随意摆放，注意让烙铁远离电线。

（2）加热焊件：烙铁接触焊接点，使焊件均匀受热.

（3）熔化焊件：当焊件加热到能熔化焊料的温度后将焊丝置于焊点，焊料开始熔化并湿润焊点。

（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：当焊锡完全湿润焊点后移开烙铁。

焊接要领：

（1）烙铁头与焊点的接触。烙铁的温度以松香熔化较快又不冒大烟的温度为宜；烙铁头应同时接触需要焊接的两个焊件，且与焊接平台呈45°，接触压力应以不对焊件表面造成损伤为原则。

（2）焊锡丝的供给。送焊锡丝的最佳时间是当焊件加热到焊锡熔化的温度时，焊锡丝要从烙铁送进相反的方向接触焊件，焊料当焊剂的使用要适量。

（3）烙铁头的脱离：焊锡充分湿润焊接部位，但焊剂尚未完全挥发，焊点呈光亮的金属色时立即脱离烙铁，脱离时动作要迅速，且沿焊点的切线方向或引线的轴向抽出。