電路板的設計流程范文

導語：如何才能寫好一篇電路板的設計流程，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

Abstract： For a kind of equipment， its types of circuit board （including digital circuits， analog circuits， digital / analog circuits， etc.） are so many， the range of signal frequency band is wide， the range of features is wide， the requirements of test precision is high， and so on. The automated test system integration technology， intelligent fault diagnosis and development technology are used， the multibus architecture that takes the equal emphasis of PXI bus， LXI bus and GPIB bus are used to design and study a certain type of equipment circuit board test system.

關鍵詞： 電路板測試系統；自動化測試；智能化故障診斷；多總線結構

Key words： circuit board testing system；automated testing；intelligent fault diagnosis；multibus architecture

中圖分類號：TN40 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）32-0131-03

0 引言

某型裝備電路板種類繁多（包括數字電路、模擬電路、數/?；旌想娐返龋?、信號頻段寬、特征變化范圍大、測試精度要求高，要有效實現電路板功能與性能測試，在信號激勵與電源供應方面要求頻率范圍大、供電路數多，應提供信號源、程控多路電源；在信號測量與分析方面要求頻率范圍寬、數據精度高，應提供低頻、中頻、高頻測試儀器與設備；在測試過程控制上要求測試資源配置靈活，應采用矩陣開關模塊進行多線可變輸入、輸出控制。測試系統應針對不同的測試對象或測試要求，設計相應的檢測適配器，并進行測試軟件設計與開發。

基于以上電路板測試需求分析，某型裝備電路板測試試驗系統采用以模塊化PXI總線測試設備與分立式GPIB總線測試儀器并重的多總線結構，測試系統主要是基于GPIB分立式測試儀器、PXI總線模塊化測試設備進行系統集成，研制檢測適配器、開發專用測試軟件等，從而構建典型電子裝備電路板測試系統。測試系統具有模擬被測對象測試環境的能力、檢測被測對象全部功能項目的能力、測試被測對象主要性能參數的能力，以及開展被測對象環境適應性試驗的能力[1-3]。

1 測試試驗系統需求分析

1.1 測試對象特點

針對某型裝備部分雙100芯插件板和210芯插件板作為測試對象進行性能、功能測試和故障診斷研究。具體為：

①監控分系統插件：彩顯接口板、PIN板、S/D變換板、286μс板、混合電源板、線性穩壓器；

②信號處理分系統插件：時序板、信號組合板、FIR板、CFAR板、雜波圖板、MTI板、數字脈壓板、開關電源；

③終端分系統：錄取板、視頻積累板、延時接口板、通信接口板、詢問錄取板、圖形板、回波板；

④接收分系統：A/D板。

1.2 測試系統主要功能要求

電路板PXI總線測試設備是電路板測試試驗分系統的重要組成部分，配備有中低頻電路板測試所需的各種資源，并通過合理集成，使該測試設備作為一個相對獨立的系統[4-8]，提供電路板部分主要性能指標測試和功能故障診斷能力，主要功能要求如下：

①為被測電路板提供各種中低頻激勵信號；

②能夠測試分析被測電路板各種中低頻信號；

③提供被測電路板數字I/O測試能力；

④提供儀器管理和程序、虛擬儀器開發能力；

⑤具備與其它標準測試總線設備互聯能力；

⑥具有自檢功能，自檢范圍覆蓋全部測試通道；

⑦結構通用、開放，軟件組件可重用、TPS可移植；

⑧儀器具有互換性，接口和連接器標準化；

⑨通過研制專用檢測適配器，可實現對系統的重構或擴充。

1.3 系統主要技術指標

電路板測試試驗系統主要技術指標要求如下：

①模擬被測對象的測試試驗環境的能力。具備產生標準函數/任意波形、高頻信號、數字I/O等激勵信號能力，具備提供8路交流電源、8路直流電源能力，可調直流電子負載具有恒流/恒壓/恒阻三種模式；

②測試被測對象的主要性能指標的能力。具備測量基本電參數、信號頻率、信號功率、信號波形、數字I/O的能力，具備信號頻譜分析能力；

③電路板的維修測試診斷能力。具有對電子設備電路板件中集成電路及半導體元器件進行在線測試和故障診斷能力。

2 測試試驗系統總體設計

2.1 系統組成結構

針對典型電路板測試試驗要求，基于“開放、標準、通用”的設計理念[7-10]，采用測試系統集成技術，構建由主控計算機、標準測試總線（如PXI、GPIB、LXI）、測試儀器/設備、檢測適配器、測試軟件等組成的電路板測試試驗系統。系統采用以模塊化PXI總線測試設備與分立式GPIB總線測試儀器并重的多總線結構（見圖1），系統主要是借助于“電路板性能測試試驗分系統”的測試資源，研制檢測適配器、開發專用測試軟件等，從而構建典型電子裝備電路板測試系統。測試系統具有模擬被測對象測試環境的能力、檢測被測對象全部功能項目的能力、測試被測對象主要性能參數的能力，以及開展被測對象環境適應性試驗的能力。

測試設備硬件主要由控制器部分、PXI總線測試資源、信號轉接及接口配置、適配器部分組成。測試設備的核心是采用PXI模塊化儀器系統，通過選用各種的PXI測試模塊實現各種通用電壓、電流、開關量的產生和采集功能。信號轉接及接口配置用于構建測試資源與被測對象的通用測試通道，方便適配器的設計開發。適配器分為系統自檢適配器和專用檢測適配器，專用檢測適配器需根據不同被測電路板進行設計開發，可以實現對被測對象輸入輸出信號的調理。系統電源為被測電路板和信號調理適配器供電，需預留電源連接接口。測試設備通過針對專用檢測適配器和電纜與被測電路板連接。測試設備軟件主要由圖形化程序開發工具和電路板測試診斷軟件組成。測試時，軟件控制測試設備的檢測模塊或者電源系統給出激勵信號，在適配器內部進行必要的信號調理后送到檢測設備，通過觀察被測電路板工作狀態或測量被測電路板反饋信號，實現中低頻電路板部分主要性能指標測試和功能故障診斷。

2.2 系統空間布局

系統布置在兩個可移動的標準機柜中，另配置一個可移動的工作臺用于放置測試對象。平時自檢適配器、專用檢測適配器和測試電纜均放在機柜中，測試時將適配器取出掛接在系統VPC接口，被測電路板既可放在工作臺上，使用測試電纜與適配器連接，或者直接與適配器上對應接口相連。機柜采用標準機柜。機柜前后門采用透明的玻璃門設計，底部使用滑輪和支腳，方便移動，同時便于支撐固定。平時不用時，柜前后門均關閉，防止灰塵。PXI總線測試資源、信號轉接及接口配置和自檢適配器安裝在1#機柜（儀器柜）中，控制器、顯示器等安裝在2#機柜（操控柜）中，系統電源通過專用電纜連接到1#機柜（儀器柜）。

為了實現平臺的通用性，需實現被測電路板與測試設備資源連接方式的通用性和可靠性。為此，在參考國外和國內技術成果的基礎上，采用了標準信號轉接陣列，設計連接器-適配器的接口結構，保證測試資源不直接與被測對象相連，而是通過連接適配器的結構實現，連接器連接系統資源，適配器連接被測對象，在連接器和適配器之間采用對插結構實現互聯。

2.3 測試試驗系統軟件設計

2.3.1 軟件總體設計框架

針對典型電路板的性能測試試驗需求，基于圖形化編程及國際標準的知識庫體系結構，在測試設備硬件平臺功能結構的基礎上，利用虛擬儀器技術、智能診斷技術、數據庫技術、標準化技術和中間件技術等，設計并開發便于移植與兼容、支持測試診斷與數據共享、支持在線測試的電路板測試軟件系統。

測試診斷軟件主要包括測試診斷開發平臺、測試診斷運行平臺、數據庫系統、用戶管理、系統自檢、幫助系統和計量校準等部分，各部分相對獨立，但可通過主控模塊進行調度和控制運行。組成框圖見圖2。

測試診斷軟件總體執行方案如圖3所示。

2.3.2 測試診斷開發平臺

測試診斷開發平臺主要包括故障診斷開發、保障對象管理、儀器配置管理和測試任務開發四個子模塊，如圖4所示。為測試流程的開發提供集流程管理、資源管理、界面定制、流程設計、流程編輯、流程導入、流程導出、流程仿真于一體的、完整的可視化開發環境。

測試診斷開發平臺的軟件單元之間的執行方案如圖5所示。

2.3.3 測試診斷運行平臺

測試診斷運行平臺為測試診斷開發平臺開發的測試任務提供運行環境，結合測試任務流程和平臺硬件對被測對象的狀態進行檢測，并定位故障。測試診斷運行平臺主要包括外掛程序調用、測試診斷程序、測試流程執行（含接口中間件）和檢測數據管理四個子模塊。

測試診斷運行平臺的軟件單元之間的執行方案如圖6所示。

3 結束語

不同種類、不同頻段的電路板的功能與性能測試，對測試資源的要求差別很大，必須針對各類電路板的測試特點，在通用測試資源的基礎上，分別構建相應功能的測試系統。針對不同的測試對象或測試要求，需設計相應的檢測適配器，并進行測試軟件設計與開發。此外，電路板絕大部分價格昂貴，經儲存或修復后，有必要再次進行功能與性能測試以及環境適應性試驗。

參考文獻：

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[5]劉濤.BMS電路板綜合性能測試系統研究與實現[D].濟南：山東大學電子與通信過程，2015.

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[8]沈月偉.基于LabVIEW的數字電路板板級自動測試系統的研制[D].西安：西安電子科技大學，2009.

篇2

關鍵詞：低頻電路板；PXI總線；自動測試

中圖分類號：TB

文獻標識碼：A

doi：10.19311/ki.1672-3198.2017.16.097

0 引言

現如今，科學技術日益進步，生產技術水平不斷提高，利用高精度技術的電路板發展迅速，不可避免的對電路板的測試要求就更高。以往傳統通過測試人員手動操作各種電路探針進行電路板測試的方法，開發周期長、效率低、易出錯。不難看出，PXI總線虛擬儀器技術的優勢明顯，它的性能和效率高，擴展性強，還有無縫集成的特點，事實上，如果將此技術應用到測試系統中，產品的成本將會大大降低，其開發速度也將顯著提高，并且能提高系統可擴展性及可靠性。

1 系統總體設計

測試系統對被測電路板首先進行靜態電阻測試，測試全部合格后，按照程序設定的時序通過控制矩陣開關切換被測電路板，對電路板按照設定的加電順序進行加電，然后通過控制電路輸出對電路板施加激勵信號，同時通過工控機、信號調理單元、信號接口、數據采集板卡、調理、采集、分析、整理、存儲、顯示電路板的各種測試參數信號和曲線，測試結束后按照順序斷掉電源。測試系統組成框圖見圖1所示。

低頻電路板測試系統主要由測控單元、信號調理單元、電源單元、探針夾具組成。測控單元采用基于PXI總線的機箱、控制器及模塊化測試儀器，充分發揮了PXI總線的優勢，為準確、快速的單板性能測試提供硬件保障。信號調理單元由信號調理板、開關板組成。電源單元由2臺程控電源組成。探針夾具是電路板的測試接口，能夠對電路板的單板狀態進行裝夾。

對于測試軟件的開發，一般會選擇NI公司的LabWindows/CVI開發環境，以虛擬儀器為背景，利用軟件編程，對硬件進行資源分配和利用，最大程度的發揮硬件設備的功效，是系統得到擴展，其可重用性和通用性更強。簡單來說，測試系統軟件內容設計豐富，而在操作時也直觀明了。

2 系統硬件設計

測試系統采用以PXI嵌入式控制器為核心的PXI總線測試平臺，由數字萬用表卡、示波器卡、I/O卡、信號調理板、開關板、程控電源、探針夾具組成。

PXI嵌入式控制器選用NI公司的PXI-8840高性能控制器；數字萬用表卡選用NI公司PXI-4065數字萬用表模塊，用于電壓、電流和電阻等測試；示波器卡選用NI公司PXI-5114示波器卡，用于電路板信號測量；I/O卡選用NI公司PXI-6509，用于系統的開關切換控制、電路板測試的激勵信號；開關板主要用于信號切換和電源切換；程控電源選用Agilent公司雙通道可編程直流電源E3646A 2臺，提供電路板測試所需的+5V、+3.3V、-5V、-9V直流電壓；探針夾具通過探針精確接觸電路板上轉接板的鍵合點或電路板上焊盤，測試鍵合點和焊盤上信號。系統的硬件結構圖如圖2所示。

3 系統軟件設計

件是整個測試系統的核心，所有測試的功能和目的都是通過軟件來完成的。系統測試軟件采用NI公司LabWindows/CVI進行開發。根據低頻電路板的測試需求，系統測試軟件包括自檢模塊、自動測試模塊和調試測試模塊。自檢模塊在程序啟動時對電源狀態、板卡初始化狀態進行快速自檢，然后進入功能自檢，完成各板卡的功能完整性檢查。自動測試模塊根據測試人員在人機交互界面中選擇的電路板具體型號，載入相應測試配置文件，自動完成電路板測試工作，可用于批量生產的出廠測試。調試測試模塊用于對電路板進行單項測試，確定故障位置，可用于電路板故障定位。系統測試軟件的流程如圖3所示。

22910801009015測試軟件主界面如圖4所示。導通性測試用于測試電路板+5V、+3.3V、-5V、-9V等接線端子的導通性，電壓測試完成電路板正壓線性穩壓器的輸出電壓和負壓線性穩壓器的輸出電壓測試，譯碼器輸出測試用于電路板三選八譯碼器的輸出測試。

篇3

行動導向教學法Protel DXP教學方法教學模式《Protel DXP與計算機輔助設計》是借助于計算機完成電子線路的設計與制作，是電氣自動化技術、電力工程、城市軌道交通控制等專業的必修專業課，具有很強的技術性、專業性、實踐性和綜合性。該課程以電路的分析、應用為基礎，遵循國際和行業規范，培養學生電路原理圖的繪制和PCB板設計能力，以及利用電路設計軟件產生、輸出技術資料的能力。課程不僅為學生學習相關理論知識和技能訓練起到承前啟后的作用，而且為今后從事印制電路板工作起到增強適應能力和開發創新能力的作用。

一、課程教學目標

知識目標：軟件的安裝與卸載；電路原理圖的繪制、原理圖元件的創建和原理圖庫的建立；PCB板的布局/布線；元件封裝庫的創建；設計文件的輸出；PCB板的制作。

能力目標：獨立完成Protel DXP 2004安裝和配置；能夠熟練繪制簡單原理圖、復雜原理圖和層次原理圖；能夠將電路原理圖轉化成PCB板，合理布局并布線；能夠制作元器件原理圖庫及PCB封裝庫；能夠完成PCB板裝配圖的輸出、打??；能夠根據輸出的裝配圖制作PCB板；通過學習Protel DXP 2004，提高軟件應用能力及學習能力。

素質目標：培養學生愛崗敬業、愛護設備、具有高度的責任心、團結合作的職業操守；培養學生的標準意識、規范意識、成本意識、環保意識、質量意識。在教學中融入企業的6S管理及行業規范，6S就是整理、整頓、清掃、清潔、素養、安全。

二、課程設計理念與思路

課程的建設、改革遵循 “任務驅動、項目導向”的設計理念。

以自動化制造類職業崗位需求為導向，以職業能力培養為核心，以“能力遞進和適度循環反復”為原理，校企共同參與課程建設，融入行業標準和規范，用三個項目8個真實工作任務為載體。將知識和技能融入各個任務中，學生通過完成任務探索吸收知識、練好技能，同時培養自主學習能力，強化團隊精神，為后續課程學習和適應工作崗位奠定良好基礎。

三、教學內容分析

本課程針對電子設計及安裝員、印刷線路板制作工藝員崗位要求，將教學內容進行序化、整合，設置了三個項目，8個核心任務。

在項目一基本放大器PCB板的制作中設計了Protel DXP 2004軟件的安裝與卸載、基本放大器原理圖的繪制、基本放大器PCB板的制作3個工作任務，通過設計實物激發學生學習興趣，使掌握PCB板設計的基礎知識及基本操作，培養學生對電路設計步驟及工藝流程的初步認識。

項目二中信號發生器PCB板的制作設計了數據采集電路原理圖的繪制、信號發生器電路原理圖繪制、信號發生器PCB板的制作3個工作任務，使學生掌握大中規模電路系統涉及的復雜電路原理圖、層次電路原理圖及PCB板布線的處理方法及技巧，掌握DXP庫中未收錄元件的原理圖元件和PCB封裝的制作，培養學生團隊合作完成中等復雜程度電路板設計與制作的能力。

項目三以完成 “單片機開發系統的印制電路板”這個具有實用價值的產品為目標成果進行訓練，使學生在完成電路板設計、裝配過程中，綜合應用原理圖制作、PCB板制作、綜合布局布線、焊接調試等完整工藝流程，以訓練學生職業態度、操作規范及工藝要求為主，注重職業素養的養成。

通過完成任務，使學生掌握典型電路板繪制、設計原理與方法，并且能夠拓展到其它電路板的設計與制作。課程強調基本技能、操作規范與工藝，為學生的可持續發展奠定良好的基礎。

四、能力遞進的三階段教學模式

緊密依托企業，選取三個典型項目作為案例，項目按照從簡單到復雜，從相對單一到綜合應用的遞進關系排序。教學模式注重能力遞進，適度循環往復，逐漸培養學生對Protel DXP這一電路設計工具運用熟練程度，熟練電路設計流程。

項目一是簡單入門級項目，學生初步掌握工藝流程，初步培養起標準意識、規范意識、質量意識。

項目二是技能訓練型項目。學生通過小組合作的方式，在教師引導下，完成中等復雜程度電路板的設計與制作。對工藝方法、工藝標準的理解更加深刻，職業素養進一步養成。

項目三是綜合提高實訓項目。小組獨立完成整個項目的分析、實施，成品的檢測工作。整個過程完全以學生為主體，在學生遇到難以解決的問題時，教師給予恰當提示。

五、靈活、多樣的教學方法

根據三個項目不同的教學內容及每個階段學生認知的不同特點，采用了靈活、形式多樣的教學方法。

案例教學法：例如項目一中以Protel DXP為例介紹Protel系列軟件的安裝與卸載方法，以基本放大器PCB板的制作為例，介紹原理圖設計基本基礎， PCB板設計基礎等知識。

“行動導向教學法”：學生以小組的形式，分工合作，按照咨詢、計劃、決策、實施、檢查、評價六個步驟完成任務。項目二和項目三的任務均采用行動導向教學法。

在每個項目中根據具體內容、步驟不同又融入多種教學方法，例如在任務開始采用引導文法。小組制定計劃時可用頭腦風暴法；檢查任務完成情況時采用演示法。

六、多種教學手段

綜合運用多種教學手段優化教學過程，提高教學質量和效率。

多媒體教學：將抽象的教學內容，采用圖片、錄像、動畫等方式形象的演示。

實物教學：以真實的元器件和電路板為載體進行教學

網絡教學：推薦相關網站和設計案例。

現場教學：讓學生經歷項目全過程，親自操作、設計與加工制作電路板。

七、教學過程

根據教學內容的不同，三個項目采用不同的教學方法和教學過程。項目一以教師講解、演示為主，教學環節分為引入、講授、練習、小結、作業。項目二和項目三中的任務，學生均以小組形式，按照六步法完成任務。

資訊：教師通過視頻資料、課件或引導文，進行問題引領，導入任務，下達任務書，學生查找搜集資料，學習相關知識，教師給予輔導答疑。

計劃：在教師指導下，學生分組討論，并制定計劃。

決策：通過黑板或張貼版討論方案合理性、可行性，進行決策并確定實施方案，分配好每個人的任務。

實施：在實施過程中，學生進一步掌握并學會運用相關知識解決問題。

檢查：小組自檢，互檢、教師檢查。

評價：各小組自評、互評，教師評價任務完成情況并總結任務中的知識能力要點。

通過實施行動導向教學法，在教學中重視“案例”教學，重視“解決實際問題”及“自我管理式的學習”，使學生在學習過程中，不僅掌握相應的知識和技能，而且各種行為能力亦可以得到充分提高。

參考文獻：

[1]馬福軍.行動導向教學法在職業教育中的應用.職業技術教育，2007 ，（23）.

篇4

關鍵詞:虛擬儀器;航空相機;性能測試

中圖分類號:TP216文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2010)10-2401-01

Software Design of Aerial Camera Detection System

PAN Tong, YU Qiu-shui, LI Xiao-jing

(Computer Office, Aviation University of Air Force, Changchun 130022, China)

Abstract: This artical describe a set of software for detecting whether the aerial camera work or not and diagnosing where the aerial camera fault. In order to control the operating parameters of the camera and record the relevant information to complete the aerial camera performance tests,this system canthe aircraft's mission management systems and cameras simulate to transmit data by ARINC429 Bus, provide time, ground speed, height and other information according to the requirements of the information recorded by the camera.

Key word: Virtual Instruments; aerial camera; performance test

1 概述

航空相機檢測系統是與航空相機相配套的專用檢測系統,由于相機是由主控板、曝光板、補償調焦板、429通訊板和電源板合計五塊獨立的電路板構成相機的控制系統。因此要求相機檢測系統能夠檢測上述5個電路板的工作是否正常,一旦相機發生故障,利用該檢測系統能夠確定故障發生在哪一個電路板上,以便使用備用電路板,使相機正常工作。

2 檢測系統軟件設計

2.1 軟件平臺的選擇

該軟件系統采用面向對象技術的可視化程序開發語言Microsoft VC 6.0來進行設計,設計方法將數據流和功能統一起來,由于具有良好的封裝性,可以做到較高的穩定性,不會因為程序某一塊代碼的原因而造成整個結構的崩潰。

2.2 軟件模塊的劃分

根據檢測系統的總體設計原則,軟件模塊分為通用軟件模塊和專用軟件模塊兩大部分,其通用軟件模塊包括:429總線數據幀解釋驅動程序集、基本輸入輸出驅動程序集、安控程序集和自檢程序集;專用軟件模塊包括:載機管理仿真流程、主控板檢測流程、曝光板檢測流程、補償調焦板檢測流程、429通訊板檢測流程、電源板檢測流程、輔助設備控制流程、檢測安控流程和電源監控程序。

2.3 軟件流程

檢測依系統加電后,首先進行系統自檢,若系統自檢不通過,則將向檢測人員提供系統錯誤信息;若自檢成功后,則系統進行檢測項目選擇菜單,由操作人員根據菜單提示選擇檢測項目,并根據檢測需要輸入相應參數后,進入檢測流程實施檢測,檢測結束后,檢測儀將由TFT顯示屏上輸出檢測結果,經操作人員確認后,返回檢測項目選擇菜單,以便于實施下一項檢測或結束檢測并關機。

3 檢測試驗

3.1 故障診斷測試

首先進入檢測系統的操作主界面,選擇板級電路檢測,使檢測系統處于正常工作狀態,然后分別對5個電路板的工作是否正常進行檢測。

1)將相機的主控板與相機檢測系統正確連接,檢測到控制間隙機構電磁鐵的工作、停止、信號均正常,控制膠片電磁鐵的工作、停止、信號正常,控制卷片電磁鐵的工作、停止、信號正常,與429板通訊正常,與曝光板通訊正常,與補償板通訊正常。

2)將相機的曝光量自動控制板與相機檢測系統正確連接,檢測到曝光量自動控制板對曝光的量級變換正常,與主控板通訊正常,光棒電機控制電路工作正常。

3)將相機的補償控制板與相機檢測系統正確連接,檢測到驅動調焦點路工作正常,檢測板中驅動前像移補償電機控制回路工作正常,和主控板通訊正常,卷片電機控制電路工作正常。

4)將相機的429通訊板與相機檢測系統正確連接,檢測到429通訊板與機載設備管理系統通訊正常,429通訊板和相機主控板通訊正常。

5)將相機的電源板與相機檢測系統正確連接,檢測+5V電源正常,±15V電源正常。

3.2 性能測試

航空相機性能參數包括:高度、緯度、經度、真航向、橫滾角、俯仰角等。使相機與檢測系統、WAVE仿真器正確相連,并使相機處于正常工作狀態。對以上性能參數中的高度、緯度兩個參數進行5次測試,結果如表1所示。

4 結論

通過板級檢測和整機性能測試證明該軟件系統不僅能模擬飛機的任務管理系統與相機以ARINC429總線傳輸方式傳輸數據,而且能按相機記錄信息的要求,提供時間、地速、高度等信息,完成對航空相機的故障診斷和性能測試,可靠度滿足可靠性設計要求。

參考文獻:

篇5

關鍵詞： 電子基礎 教學方法 電子CAD

一、引言

計算機輔助設計（CAD）印制電路板軟件的發展，為印制電路的設計與生產開辟了新的途徑。使用計算機繪圖軟件，可以如愿地按照自己的初步設想去直接布局和走線，擬訂初稿以后，再統觀全局，酌情修改。這樣，可以很方便地將電路原理圖設計成印制電路的布線圖，并通過繪圖機將布線圖直接繪制成供照相制版使用的黑白底圖。根據需要，還可以通過計算機編制數控鉆床的打孔程序。PCB設計軟件種類很多，目前在我國用得最多的應屬Protel軟件。它功能強大，界面友好，使用方便，最具代表性的是電路設計和PCB設計。

二、設計印制板電路

用電子CAD軟件（Protel）設計印制板電路，一般操作步驟大體如下。

1.在軟件中定義焊盤尺寸及印制導線寬度、線間及線與焊盤的最小間距等命令；

2.確定印制板尺寸；

3.確定各元器件的焊盤位置；

4.元器件之間的相互連接；

5.布線后，審查走線的合理性，并對不理想的走線進行修改，包括改變方向、路徑和寬窄等；

6.定稿后通過繪圖機按所需比例直接繪制黑白底圖，也可以生成GERBER格式文件，供光學繪圖機作曝光（曬板）使用的膠片，或者使用激光打印機輸出到塑料膜片上，直接代替照相底版；

7.將設計稿保存。

使用計算機輔助設計印制電路板，不僅速度快，而且布線均勻、美觀，圖形精度可達到0.05mm以內。這對使用數控鉆床打孔和自動裝配焊接是極為重要的，特別是對于高密度的印刷板和多層印刷板的設計與生產，使用計算機輔助設計更是必不可少。

三、印制電路板的特點

印制電路板（PCB）在整機結構中由于具有許多獨特的優點而被大量使用，電子產品的整機組裝幾乎都是以印制電路板為核心展開的。印制電路板的裝配主要就是將電阻器、電容器、晶體管,以及各種電子元器件通過焊接或表面貼裝的方法安裝到印制電路板上。

在教學中，將一只三極管安裝到線路板上，需要根據極管大小留出合適的占位空間。線路板上鉆出的三個三極管的三個腳，這便是設置元件封裝。印制電路板有單面板和雙面板，但多層板絕大多數同學沒有接觸過，特別是中等職業學校的學生大部分是進校后才開始了解到電子產品的內部安裝，對各種元器件、線路板缺乏感性認識，使得設置元件封裝和設計PCB板時倍感困難。這就要求學生，一是要盡量多地接觸各種不同的元器件，了解其外觀結構、電氣性能，要掌握對于分立元件，甚至是同一種元件由于耐壓不同，是立式還是臥式安裝的不同，其封裝設置也是不同的；二是要對成品線路板多觀察，看清印制線路一面的過洞、焊盤、線寬、線間距離情況；了解元件一面的特別間距、離板高度、元件分布及大功率元件的散熱等是如何設計的。學習時，須對比實物瀏覽元件封裝庫，并且自己動手設計元件封裝，加深對封裝形式的理解。

為了提高學習效果，應讓學生自己設計線路板，然后裝上元件，做一個簡單電路，從中一定會有所收獲，更主要是可以發現設計中存在的問題,加以改進、并以完善。

四、學好電子基礎知識

要熟練運用CAD軟件設計印制電路板，電子基礎知識是不能缺少的。很難想象一位不懂電路原理、不會分析電路的人能設計出好的印制電路板。缺乏電子基礎，設計出的印制線路板可能元件布局和布線不合理（比如高頻電路沒有考慮屏蔽裝置而工作不穩，接地線過長或者接地點位置選取不當產生自激，等等）而使產品性能指標達不到要求，或者根本就是廢品。中職階段學習時間有限，能達到設計、改造簡單電路也就不錯了，但是以后一定要鉆研電子理論，只有基礎扎實了，才能設計出復雜而又優秀的印制電路板。

五、注重積累實踐經驗

要設計出好的印制電路板，只依靠電腦自動制版是不夠的，手工完成部分非常重要。關鍵元件的手工布局和信號線、電源線、地線的手工布線，關鍵元件的選取及添加合適的跳線等，對電子產品的電氣性能影響很大，而這必須經過較長時間經驗的積累。比如，某種彩電開關電源的啟動電容容易失效，而該電容安裝在開關管散熱片旁邊，你就要想到它是由于長時間高溫烘烤使電容器內的電解液干枯而失效的。為了避免類似問題的出現，在設計時我們在為發熱元件留出散熱空間的同時，還要讓怕熱元件離熱源遠一些。每一次實驗或者實習，不管結果是成功還是失敗，都要多看、多想、多動手、多總結。除了注意總結自身經驗以外，還要重視學習他人的經驗，同時也可多參閱電子類報刊。

六、加強學習專業英語

目前電子設計自動化還是國外軟件的天下，幾個著名電子CAD軟件都是英文版，另外，外資廠的電子儀器幾乎清一色的進口產品，就連產品訂單、設計圖樣和生產報表等也都不是中文。所以非學好電子英語不可?，F在的中職學生英語基礎較差，電子專業英語水平非常有限。面對滿屏幕的英文，大部分學生開始時很不習慣。如果說Windows版的Protel99軟件用起來可以勉強應付的話，那在外資電子廠很流行的DOS版的PADS2000，學生就感到無從下手，連輸入字符也要用英文。平時，有機會多看電子方面的英語資料，比如英文版電路圖、說明書等。

七、結語

學好電子CAD（計算機輔助設計）的課程，對印制電路板及印制電路的裝配工藝學習具有非常重要的意義。因為印制電路板的裝配安裝在整個電子電器裝配流程中是非?；A的知識，也是非常重要的一個環節。

參考文獻：

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【關鍵詞】 集成電路 超低功耗 技術研究

集成電路在不斷的發展過程中，其所具備的信息處理能力越來越高，然而集成電路板的功耗也在不斷增大，這就使得電子設備設計者在性能和功耗的選擇過程中往往只能進行折中選擇，這些都制約了電子元件的納米化發展，制約了集成電路的超大規模發展。這種憤怒格式的超低功耗技術只是通過對技術的制約來實現低功耗，因此超低功耗技術成為了一種制約集成電路發展的技術難題。

一、現有的集成電路的超低功耗可測性技術

在集成電路的發展進程中，超低功耗集成電路的實現是一項綜合工程，需要在材料、電路構造及系統的功耗之間進行選擇。可測性技術所測試出的數據影響制約著集成電路的發展。但隨著集成電路在不斷發展過程中趨于形成超大規模集成電路結構，這就導致在現有的測試技術中，超大規模的集成電路板容易過熱而導致電路板損壞。現有的超低功耗可測性技術并不能滿足對現有芯片的測試，并不能有效地通過對日益復雜的集成電路進行測試，因此在對超低功耗集成電路技術進行研究的同時，還要把握現有的集成電路的超低功耗的可測性技術不斷革新，以擺脫現有測試技術對集成電路板發展的制約。

二、超低功耗集成電路研究發展方向

2.1 現有的超低功耗集成電路技術

在實際的操作過程，超低功耗集成電路是一項難以實現的綜合性較強的工程，需要考慮到集成電路的材料耗能與散熱，還要考慮到系統之間的耗能，卻是往往在性能和功耗之間進行折中的選擇?，F有的超低功耗集成電路大多是基于CMOS硅基芯片技術，為了實現集成電路的耗能減少，CMOS技術是通過在在整體系統的實現設計，對結構分布進行優化設計、通過對程序管理減少不必要的功耗，通過簡化合理地電路結構對CMOS器材、結構空間、工藝技術間進行立體的綜合優化折中。在實際的應用工程中，通過多核技術等結構的應用，達到降低電路集成的耗能，但是睡著電子原件的不斷更新換代，使得現有的技術并不能達到性價比最優的創收。

2.2 高新技術在超低功耗集成電路中的應用

隨著電子元件的不斷向納米尺度發展，集成電路板的性能得到了質的飛躍，但是集成電路芯片的耗能也變得日益夸張，因此在集成電路板的底層的邏輯存儲器件及相關專利技術、芯片內部的局域之間的相互聯通和芯片間整體聯匯。通過有效的超低功耗的設計方法學理論，進行合理的熱分布模型模擬預測，計算所收集的數據信息，這種操作流程成為超低耗解決方案中的不可或缺的部分。

現在的主要的超低功耗技術有，在集成電路的工作期間采用盡可能低的工作電壓，其中芯片的核電壓為0.85V，緩存電壓0.9V。通過電壓的有效控制能夠減少電路集成技術所運行期間所造成的熱量散發，從而導致芯片過熱。對非工作核的實行休眠的柵控功耗技術，減少芯片的運作所需要承受的功。通過動態供電及頻率技術對集成電路芯片進行有效的控制節能。為了實現超低功耗集成電路，需要從器材的合理結構、對電路元件材料的選擇、空間上的合理分配等多個層次進行努力。通過有效地手段減少芯片在運作過程中所存在的電力損耗，從而降電能功耗在電路總功耗中所占的比例，這樣能夠將集成電路板的耗能有效地控制。利用高新材料形成有效的多閥值CMOS/功率門控制技術，對動態閥值進行數據監控，可以有效地減少無用的做功，有效地減少器件泄漏電流。通過對多門學科知識的應用實踐及高新材料的實際應用，能夠有效地進行減少集成電路的功耗。

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[關鍵詞]混裝電路板；焊接工藝；技術

1混裝電路板焊接工藝方法分類

第一，焊接技術中最常見的就是手工焊接，這一種焊接方法兼具優點和缺點，使用手工焊接方法的時候對于電路板的工藝有很強的適應能力，并且在使用的時候有非常強的組織靈活性，并且在進行施工的時候消耗的成本較低，對于單件小批量的生產是非常適用的。但是在使用手工焊接工藝的時候對于焊接工人的技能水平有很高的要求，但是多數工人在施工的時候常常無法做到高質量的操作，除此之外，使用手工焊接的方法在處理BGA元件、高密度的QFP元件以及0603以下的CHIP元件的時候無法做到精湛操作，導致混裝電路板的質量下降。另一種常用的焊接方法就是回流焊接的方式，在使用回流焊接的方法的時候，能夠提高焊點的質量，并且實現較高的一致性，并且在大批量生產的時候，回流焊接的方法能夠確保焊接的進度和質量，有效的降低焊接的成本，并且使用回流焊接的方法的時候可以有效的處理SMT元件，但是此類方法在處理小批量生產的時候經濟效率差，所消耗的成本較高，除此之外，回流焊接的方法沒有辦法對焊接耐熱性進行高質量焊接，導致回流焊接的方法不能全面的應用在小批量的生產之中。第三種常用的混裝電路的方法就是波峰焊的焊接方法，使用這類焊接方法的優勢就在于高效的處理焊點質量，并且使得混裝電路的一致性很高，對于焊接的質量有非常高的保障，并且在大批量的生產中確?；煅b電路的進度以及質量，有效的降低混裝電路的成本，但是同回流焊接一樣，在處理小批量焊接電路的生產的時候，會消耗大量的成本，焊接的工藝在一定程度上變得更加的復雜，無法有效的處理BGA元件、高密度的QFP元件，并且在施工PCB設計的時候常常不能合理的處理“陰影”的效應。

2混裝電路板焊接工藝技術

在對混裝電路實施焊接工作的時候，應當按照一定的步驟進行，根據混裝電路的生產條件以及未來的應用設置焊接的環節，促使焊接的工作在各個環節都得到質量的保障，下文簡述了混裝電路板焊接工藝的步驟：首先，一定對混裝電路的焊接材料進行恰當的準備，在使用手工焊接的時候，一般需要準備絲狀焊料，焊料絲的直徑應當確保焊點是否與要求所匹配，常見的樹脂基釬劑一般選用的是R（純樹脂基釬劑）或者是RMA（中等活性的樹脂基釬劑），例如：絲S-Sn63PbAΦ1-R-1GB/T3131-2001，即用Sn63Pb37焊料制造的，直徑為1mm，釬劑類型為R型的樹脂單芯絲狀焊料。其中當前的SMT焊接工藝材料總體正朝著環保型的狀態發展，常用的是SnPb合金焊接材料，并且是免清洗、不含揮發性有機物、無松香型等等，并使用PCB清潔度的有效整理方式處理PCB的污染殘留，使得焊接材料能夠在準備階段達到最佳的效果。為了使得焊接的時候更加的方便以及容易，還經常會選擇含微銻（Sb）、含微鉍（B）i的焊料，以此來加強材料流動性，使得焊料能夠在表面張力的作用下增強濕潤能力，降低焊接的溫度，有效的降低了生產過程中出現的預熱狀況，并且使得零件端面溶蝕等問題得到有效的處理，同時還能使得混裝電路的修補以及拆換零件的作業更加的方便，簡單易操作。其次，在準備好了焊接材料之后，需要做好焊前預熱的工作，這項工作能夠充分的發揮絲狀焊料中的樹脂芯釬劑的活性，這些能夠有效的避免PCB焊錫的過程中出現影響PCB的潤濕以及焊點的形成，這使得PCB在焊接前就達到了一定的溫度，避免受到熱沖擊導致混裝電路板出現翹曲變形的狀況。在進行焊接工作的時候，有效的控制焊接的溫度，焊接的溫度對于混裝電路有非常重要的作用，當焊接的溫度很低的時候，焊料的擴展率、潤濕性等都會受到影響，并且較低的溫度會使得焊盤或者是元器件的焊端濕潤不充足，因而就會產生虛焊或者是拉尖、橋接等缺陷；而當焊接的溫度較高的時候，就會在焊接的過程中加速了焊盤、元器件，這導致元器件引腳以及焊料產生了氧化，這些都會導致虛焊的狀況，上述這些焊接質量問題對于混裝電路板的使用有很大的影響，因此在焊接的時候需要嚴格的控制焊接的溫度。在焊接貼片元件的時候，焊料應該加在烙鐵頭、焊盤和元件的電極之間，這樣烙鐵頭的移動速度就由焊接時間確定，使得焊料在電極的覆蓋高度在一定的范圍之內，也能夠將烙鐵頭的溫度控制在260℃加減10℃的范圍內，并且保證焊接的時間不會超過2s，這一過程中，若無法在規定的時間內完成焊接的任務，這就會導致焊點無法在規定的時間內冷卻，也沒有辦法及時的進行再猜焊接的工作，這對于修復焊接的工作有很大的影響。最后，在進行焊接插裝元件的時候，應當在烙鐵頭之前加熱焊盤，使得焊盤被充分的預熱，之后在烙鐵頭和焊盤的結合處加入部焊料，使得焊料能夠充分的結合，以此覆蓋整個焊盤，形成凹形的焊錫輪廓線，為之后的真正的焊接工作打下堅實的基礎。在使用回流混裝電路焊接的時候，結合PCB的典型布局形式，在PCB的B面布局質量較小表面貼裝片式元件，在PCB的A面布局BGA、QFP器件、DIP器件、通孔接插件、電阻和電容等，即正面使用表貼和通孔元件混裝，B面采用表面貼裝的形式。在試驗板上選擇無鉛BGA，其他的元件是有鉛元器件，焊料選用OL-107E有鉛焊料。在設置回流焊接曲線時，采用有鉛制程下有鉛、無鉛混裝工藝，將峰值溫度提高到228℃～235℃之間，液相線上溫度的時間為50s～60s，使BGA上的無鉛焊料能充分回流，又能避免過高溫度對有鉛器件的熱沖擊，得到良好的回流焊接效果。對于回流混裝電路質量的檢驗，BGA器件多為焊球大小均勻，經過偏角測試檢驗，并且使焊球呈現鼓形，且QFP器件是能夠形成良好的濕潤，呈現出質量較高的焊點。

3總結

焊接工藝對于電子產品的設計以及應用有非常重要的作用，在進行焊接的時候有許多需要重點注意的焊接步驟，尤其是在進行焊接的時候需要重視混裝電路板的準備工作，對于焊接的溫度、焊接方法的選擇、焊接所使用的材料等進行優化以及調整，使得焊接工藝的技術參數能夠有效的控制焊接電路的最低溫度以及混裝電路質量，以此來確保電子產品的質量。

作者:毛含冰 單位:凱邁（洛陽）電子有限公司

[參考文獻]

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1 善于利用交換機提供的各種維護工具，準確快速定位故障

華為交換機提供了各種功能強大、界面友好的維護工具，特別是各類跟蹤工具，如信令跟蹤、接續動態跟蹤、話單跟蹤等，為維護人員提供了極大的方便。另外，告警臺也對提高設備維護質量有很大的幫助。

2 注重設備運行質量分析，做到維護工作有的放矢

設備運行過程中難免會出現各種問題，在問題處理后，應該對所出現的問題現象、原因分析及處理措施進行總結，并將問題歸類整理，找出該機型同種問題的解決思路。一旦設備出現同類問題時，可以快速找到問題所在，解決問題。平時要求密切注視網絡運行情況，及時發現故障隱患，切實做到維護工作有的放矢。

3 健全和完善維護資料，提高維護工作效率

一個稱職的維護人員，不僅能處理故障問題，而且要有較高的維護效率，用最快的方法解決問題。面對維護中的各種問題，如何才能用最短的時間去處理解決呢？這需要有完整的維護資料作基礎。如果某局至另一局向阻斷，而維護人員不清楚該局至另一局向的中繼電路所在具置，如所在模塊號、對應板號、中繼電路數等，又怎么能快速定位故障點，進而處理故障呢？所以，完善各種資料是準確快速解決問題、處理故障的有力保證。需健全和完善的資料主要有：①模塊號及對應裝機地點、光路號、光纖編號等。在C&CO8機母局，應詳細標明某模塊裝機地點及對應光板位置、光路號和光纖編號。這樣，當某臺交換設備出現問題，就能立刻找到故障模塊，進而檢查該模塊相關電路板及對應AM/CM 管理模塊的電路板；②用戶號碼及各局向中繼電路資料。各局可根據各自的實際情況，打印出各交換模塊的實時板位圖，并在用戶板圖上標明每塊用戶板所占用的號碼；在中繼板圖上標明每塊中繼板2Mb/s系統的電路號及對端局名。有了這些資料，當用戶或中繼出現問題時，可以快速定位到對應電路板；③故障電路板的標記。交換機所用電路板種類較多，如某塊電路板發生故障，我們除將故障電路板換下外，還應說明該板所引發的故障現象。目前各局使用最多的電路板是用戶板，其故障率也較高，當某塊用戶板出現故障時，我們在測試確認后，應該對其做出標記。如可在板面上標明第幾個用戶壞，什么故障現象，同時在維護記錄上填寫清楚。壞用戶板應虛插至用戶框后面的空槽位上，并及時送修，防止越積越多。

4 查找和處理故障的基本方法

4.1 逐段排除法

有些故障由于涉及的故障點比較多，可以根據話音和信令的流程進行分析，采取逐段排除的方法。

4.2 數據修改、數據再設定法

此方法使用于軟件方面的故障。由于軟件在設計和編制時有某種缺陷，或是系統參數、局數據及用戶數據等出現某種錯誤，使得交換系統在特定的情況下不能執行某些任務，因此需要采用數據修改或數據再設定的方法進行處理。

4.3 人工啟動和邏輯復位法

單板硬件或軟件有時會因發生混亂而無法正常工作，因此可通過再啟動或復位的方法（按復位鍵、插撥單板、關電復位）將該板的軟硬件進行邏輯初始化，使其恢復正常。

4.4 電路板更換法

當某一個電路板被懷疑有問題時，可通過更換電路板進行驗證和判斷，并進行相關的后繼處理及恢復性的操作。

5 維護工作的幾點注意事項

5.1 主控框電路板不可帶電拔插。如該框有電路板發生故障，可先對該電路板做倒換，利用夜間斷掉該框電源，再拔出故障電路板

5.2 拔插電路板時，一要，戴防靜電護腕，防止靜電損壞電路板；二要，用力均勻，一步到位

5.3 交換機各種數據要定期做備份，記錄備份時間

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關鍵詞：PCB線路板；生產設備；研發及應用

前言：PCB是印制電路板，也叫做印刷線路板，是一種非常重要的電子部件，在所有的電子元器件當中，都發揮著重要的承載和支撐作用，同時也是電器元件中實現電氣連接的主要載體。電子設備中應用印制板，能夠發揮同類印制板一致性的特點，防止了人工接線的錯誤，能夠實現電子元器件自動檢測、焊錫、裝貼、插裝，對電子設備的質量保證十分有利，同時有助于降低成本，提高勞動生產率，提高維修效率等。因此，PCB線路板的生產設備研發及應用就顯得更為重要。

1PCB線路板的應用發展趨勢

隨著電子產品的不斷發展，在各種電子設備中，電子元器件正逐漸朝著集成化、小型化、精密化的方向發展，因此，對于高精密PCB線路板的需求也日益增加。在PCB線路板中，主要包括了導體部分和絕緣材料部分。由于電子產品的小型化和集成化發展需求，PCB線路板最為電子元器件的重要載體，其發展趨勢主要包括了IC封裝基板、高密度HDI/BUM板，以及軟硬性板等[1]。其中，HDI板通常具有152.4um以下的孔徑，同時具有0.25mm以下的孔環環徑，布線密度在64mm/mm2以上，接點密度也在20/cm2以上，間距、線寬分別在76.2um以下。IC封裝基板則是在HDI/BUM板的基礎上發展而來，具有更高的密度化特性。軟硬性板則包括了軟板和硬板兩部分，能夠有效的節約空間、實現輕量化和高性能化的要求，同時避免了復雜接線的繁瑣。

2PCB線路板生產設備的發展情況

隨著PCB線路板需求量的不斷增加，PCB線路板生產設備也面臨著更高的要求。不過，由于PCB線路板生產設備的核心技術始終掌握在一些發達國家手中，而我國關于這一方面的研究起步較晚。雖然近年來通過不斷的研發，產品的性能和質量都得到了較大的提升，但是與發達國家相比，在加工速度、加工精度、加工能力等方面，依然存在著一定的差距[2]。而在市場容量方面，業內市場中的市場份額占比也比較低，因而進行更加深入的研究和開發。

3PCB線路板生產設備的研發及應用

3.1研發要領

PCB電路板在使用前，需要合理設計出基本的路線和PCB的線路板形狀。通常利用PCB電路板的主要目的是確保電路的小型化，設計出機器的大小和形狀，明確元件的具置。如果對設計出來的電路形狀不滿意，可以結合自身的實際使用需求，做大幅度的變更調整，明確零件類位置后，再決定出配線的形狀。電路配線是電路板在應用前必要要做好的工作，但是由于電路配線自身的限制性因素較大，如果設計方法不合理會降低電路板的使用壽命。通常在實際的設計過程中，會選擇單面機構的FPC，如果選擇的FPC線路過于復雜，需要觀察能不能貫穿孔，防止貫穿孔對電鍍的耐折性造成較大的影響。如果不用貫穿孔的話，曲折部分的貫穿孔不需要做鍍銅處理。需要以單面板PCB另外制作曲折部分，確保雙面的FPC能夠與單面板PCB相互接合。

3.2 PCB電路板的具體應用

3.2.1 PCB電路板在生產中的應用

在PCB線路板的生產當中，激光鉆孔、數控機械鉆孔等都是主要的生產方法。隨著技術的發展，更為先進的激光鉆孔加工技術得到了較大的發展，不過，由于其對于被加工材料適應性較為有限，孔壁質量較低，設備成本較高，因而目前并沒有得到廣泛的普及，最為常用的仍然是機械鉆孔技術。在當前大多數PCB線路板生產設備中，采用了六軸鉆孔機設備，包括了主軸部件、工作臺部件、運動導向部件、橫梁、床身等基礎部件，以及其它的一些功能輔部件。在生產過程中，設備在橫向、縱向、垂直等方向上運動，主軸保持高速旋轉的狀態，能夠確保PCB線路板不同的生產加工要求[3]。其中，橫梁、床身等部件構成框架龍門式結構，對運動部件進行有效的支撐，并對設備運行中發生的振動進行吸收，通常的結構類型包括了人造花崗巖、天然花崗巖、鋼板焊接、鑄鐵鑄造等結構。

在M向方向上，采用了多軸級聯方式，能夠使設備成本得以降低，運行效率得以提升。在縱向方向上，主要使對被加工PCB線路板進行承載，并對被加工件進行準確的前后定位固定。在垂直方向上，需確保良好的運動效率和較高的運動精度，以確保被加工件的質量和性能。在PCB線路板的生產當中，鉆頭是一個重要的部分。由于孔分布密度增加，孔徑減小，因此在研發中，應度刃口粗糙度、鉆頭形狀、剛度、精度、材質等進行妥善的設計，保證鉆頭的良好品質，以確保PCB線路板的生產質量。吸塵系統能夠在加工過程中，及時的吸走加工產生的碎屑，并對鉆頭進行充分冷卻[4]。在加工過程中，壓腳能夠確保PCB線路板壓平，確保加工過程中，PCB的良好的平板狀態，防止產生加工偏差。隨著科技的發展，PCB線路板生產設備也取得了較大的進步，其研發樣式不斷增加，應用效果也更為理想。

3.2.2 PCB電路板在組裝中的應用

PCB電路板的底部填充技術，主要是基于“毛細流動原理”的流行性和非流動性產生的，主要是通過毛細作用將業態的數值吸入到芯片底部和PCB之間的間隙，通過利用紫外線固化或加熱方法，將被焊接芯片和PCB板固定在一起，對保護焊點，防止焊點出現嚴重的損傷，提高焊點的可靠性具有重要作用。在印制電路板時，主要是利用毛細管底部填充技術，主要是填充分散芯片，來提高整個印制電路板的可靠性。為了明確印制板印刷焊高的位置，需要將BGA、CSP等表面貼裝芯片貼裝到印刷焊膏位置，確保填充材料能夠在印制電路板和填充芯片中保留一定的孔隙，有助于提高毛細管底部填充的可靠性，需要確保填充材料和應用設備的充足性，確保各項安裝工作的精確性。

可貼片式熱熔膠片自身具有霧都、無重金屬進而無鹵素等優點，具有良好的絕緣性，產品的外形尺寸符合標準，并且尺寸精確，將可貼片式熱熔膠片安裝到印制板中的BGA和CSP之間，提高了焊接工藝性能，是印制電路中一種理想的填充材料。在使用可貼片式熱熔膠片進行填充時，需要在原來回流焊接工藝流程的基礎上增加貼熱熔膠片工序，在BGA和CSP的底部位置貼熱熔膠片，隨后在進行芯片貼裝，最后完成回流焊接的芯片焊裝和底部填充工作，節省了再次填充芯片的時間，能夠確保小批量電路板底部填充工作的高效開展。

3.2.3 PCB電路板在裝配工藝中的應用

PCB電路板與IC器件相比其裝配工藝具有特殊性，為了確保裝配工藝取得良好的應用效果，需要將焊劑工藝和底部填充工藝融入到裝配工藝中。今年來，鑄焊技術被廣泛應用，主要是運用芯片浸蘸的形式，需要在助焊劑薄膜中蘸取一定的助焊劑，再將器件貼裝在基板上，進行回流焊接，或者將助焊劑實現加到基板上，再進行回流焊接，發揮助焊劑固定器件作用，確保焊接表面的濕潤。PCB板在完成倒裝芯片焊接工作后，需要在器件底部進行填膠，展現出“毛細流動原理”的流動性和非流動性，優化倒裝芯片裝配工藝流程。還有另外一種工藝，主要是利用各向異性導電膠來裝配PCB班用倒裝芯片，確保貼片頭有較高的壓力，并將其貼裝在基板上，并對器件進行加熱處理，使導電膠固化。但是該項工作在實施過程中，對工藝有著嚴格的要求，需要充分展現出貼片頭的加熱功能。倒裝PCB芯片自身比較小，對貼裝精度有著較高的要求。同時，對貼片設備照相機圖像處理能力也有著較高的要求，球徑小的球距需要運用高像素的像機進行處理，隨著時間的推移，高性能的芯片的尺寸會不斷增大，焊凸的數量也會隨之升高，導致基板越來越薄，需要通過底部填充來提高產品的可靠性。

結論：由于電子設備的小型化、精密化發展，PCB線路板作為電子元器件重要的連接與承載部件，也需要滿足小型化、精密化的要求。因此，在PCB線路板的生產設備研發及應用中，也提出了更高的要求。隨著科技的發展，自動化技術、數字化技術、計算機技術正得到快速的應用和普及，綜合應用這些技術，能夠有效提高PCB線路板的生產設備性能與質量，從而推PCB線路板質量與性能的提升。

參考文獻

[1]朱建華，張櫻藍. 一種評價印制線路板耐污染能力的試驗方法[J]. 電子產品可靠性與環境試驗，2013，04：1-6.

[2]龍來壽，孫水裕，鐘勝，劉敬勇，鄧豐，李. 真空熱解預處理對回收廢線路板中銅的影響[J]. 中國有色金屬學報，2010，04：795-800.

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關鍵詞:電子裝備;防護;印制電路板;手工涂覆

中圖分類號:TN702文獻標識碼:A

文章編號:1004-373X(2009)19-184-03

Defending Method of Printed Circuit Board for Military Use

QU Lixin

(Changchun Institute of Optics,Fine Mechanics and Physics,Chinese Academy of Sciences,Changchun,130033,China)

Abstract:The work condition of military electronic equipments is very bad,which demands high quality and reliability.To satisfy the requirement of combat readiness,to improve the ability of environment adaptability,the defending ability of military electronic equipments must be enhanced.By designing and testing the defending method of the core components of electron equipments,a defending coating method of hand-made printed circuit board is given to satisfy the variety and small scale production of electronic equipments.The environment test and real environment verification are passed,that would be an effective defending method of printed circuit board.

Keywords:electronic equipment;defending;printed-circuit-board;hand coating

0 引 言

軍用電子裝備防護,一般是指防潮濕、防霉菌和防鹽霧腐蝕(moisture proofing,fungus proofing,salt and spray proofing)簡稱“三防”[1]。但在實際應用中作為產品環境適應性防護措施的俗稱,三防具有更加廣泛的含義(環境因素通常包括溫度、振動、潮濕、沙塵、鹽霧、低氣壓和沖擊等)。隨著現代電子技術日新月異的發展,對軍用電子裝備的可靠性提出了越來越高的要求,而電子裝備的可靠性又與環境因素有著密不可分的關系,電子裝備的三防是涉及機械、電化學、生物等多門類多科學的綜合技術,對提高裝備整機的質量與可靠性、延長裝備使用壽命、減少裝備故障率等具有重要保障作用[2]。

幾乎所有的電子設備,小到遙控玩具,大到計算機、通訊設備、工業控制設備、軍事裝備等,只要有集成電路等電子元器件,就要使用印制電路板,以達到對元器件的安裝和電氣互聯的作用。隨著巨大規模集成電路、超高速集成電路及表面貼裝元器件的大量使用,采用先進的電子互聯技術,使印制電路板的組裝密度較大,對印制電路板的可靠性提出了更高的要求,對印制電路板的三防(環境適應性)提出了更高的要求。經三防涂覆,元器件通過涂層與底板粘接增加了機械強度,管腳經涂層隔離可達到長期防潮、防霉和防鹽霧侵蝕的作用。但需要指出的是,軍用電子裝備的三防是一項系統工程,涉及方方面面,對印制電路板的三防涂覆處理只是其中的一個不可缺少的重要環節之一。

研究所承擔的軍工任務通常具有多品種小批量的特點,在對印制電路板進行三防涂覆處理時,不同于大批量自動化處理,更多的是采用人工的方式手動進行。為此,經多方探索和學習借鑒,總結出手工方式對印制電路板進行涂覆的方法,現以涂覆DB SF-6101三防保護劑為例,作詳細介紹。

三防保護劑性能介紹:選用某化工研究所研制生產的DB SF-6101三防保護劑,該保護劑具有突出的“防潮”、“防霉”、“防鹽霧”性能;具有良好的介電性能,耐電弧、耐電火花,電擊穿強度高;具有良好的憎水性能,在潮濕環境中,漆膜仍不失其良好的電性能;耐溫變性好,耐化學藥品性能好,有較強的耐氧化性、熱穩定性、抗老化性,能耐多種不同濃度的酸、堿、鹽的腐蝕;能在常溫或低溫下固化,漆膜致密光亮,附著力強,并有裝飾性;涂覆工藝簡單,噴涂、浸涂、刷涂皆可,涂料粘度可根據選用的施涂工藝進行調節,而不影響涂料性能[3]。

1 實施步驟

三防保護劑涂覆工藝流程如圖1所示。

圖1 三防保護劑涂覆工藝流程圖

1.1 實驗室環境要求

(1) 工作間必須保持清潔干凈,并具有良好的通風條件。

(2) 工作間的相對濕度應控制在65%以下。

(3) 工作間的溫度應控制在(25±5) ℃ 。

(4) 工作間設防靜電工作臺及手腕帶插孔并接地良好。

(5) 工作間內嚴禁煙火,并應具有必要的防火設備。

1.2 印制電路板的清洗

由于印制電路板在焊接過程中必須使用助焊劑,而助焊劑在焊后有殘渣留在電路板表面,加上操作者手上的油脂和汗漬,可能導致元器件性能不良或受到腐蝕,為確?？煽啃?焊后必須進行清洗,以便去除焊劑殘渣和其他污染物,滿足有關標準對雜質污染物和表面絕緣電阻的要求[4],并能增加三防保護劑與印制電路板基體的粘合強度。

清洗劑選擇無水乙醇,因為其物理化學性能穩定,具有良好的清洗能力,具有良好的溶解度,且購買貯存方便,包裝靈活,價格適當。

電路板手工清洗:將適量無水乙醇倒入不銹鋼容器內,把電路板放入,操作人員帶防靜電手腕帶使用防靜電刷子輕輕的反復刷洗,尤其是管腳附近,干凈后,直立放防靜電架上,瀝干后,用干凈的無水乙醇再次清洗,瀝干,然后放入干燥箱。烘干的時間和溫度見表1。

表1 烘干時間和溫度對照表

相對濕度 烘干溫度 / ℃烘干時間 /h

60%以下

60%～70%

70%～80%

80%以上

45～50

4

5

6

7

1.3 不應涂覆部位的防護方法

(1) 印制電路板板組裝件的插頭部位應使用紙膠帶進行粘封。

(2) 其他不需涂覆的部位(點)用紙膠帶粘貼即可。

(3) 不應涂覆的部位包括:

接插件的插接部位;散熱器;微調電容,可調電感,可調電阻和2 W以上的電阻;開關,波段開關的滑動接點,非密封型繼電器的接點(觸點);用于測試的接線柱(點);線束活動 (伸縮、轉動)部位;其他無防護涂覆要求的部位(點)。

操作者進行防護時,應戴白色無塵防靜電手套,佩戴防靜電手腕帶,以防止元器件靜電損傷和污染清洗后的印制電路板。

印制電路板不應涂覆部位防護完成后,將電路板垂直放置于防靜電架上,準備涂覆。

1.4 三防保護劑配制

按出廠技術條件和說明書對 DB SF-6101三防保護劑進行嚴格檢查,漆質應無沉淀物、雜質、油污,漆液應呈淡黃色透明狀態。 配制稀釋劑所需溶液應符合有關技術要求。

稀釋劑配方見表2,盛于一次性潔凈塑料容器內并攪拌均勻;

涂料配方見表3,盛于另外一個潔凈塑料容器內并攪拌均勻。

表2 稀釋劑配方

名 稱比 例規 格

甲苯50分析純

醋酸酊脂25分析純

正 丁 醇25分析純

表3 涂料配方

原料名稱配制量說明

DB SF-6101 適量

防霉劑 適量根據需要添加

稀釋劑適量用涂-4粘度計控制到要求粘度為準(≥15 s)

1.5 涂覆

用細毛刷蘸涂料對印制板電路板正反兩面各均勻涂覆二次,每次涂覆厚度應均勻。第一次涂覆后應水平靜置,自然干燥4 h后,再進行第二次涂覆。

涂刷時應按順序從一邊開始,由高到低,均勻涂覆,避免遺漏。

1.6 干燥

將涂覆過的印制電路板平放入干燥箱中(不能重疊),加溫至45～50 ℃烘3 h后去掉保護材料,然后繼續放入45～50 ℃干燥箱中烘5 h,切斷電源,隨箱冷卻至常溫即可。

也可將涂覆過的電路板放置在清潔、無塵、干燥、通風、無污染的室內進行自然干燥,8 h后去掉保護材料,然后再自然干燥16 h。

1.7 檢查

產品進行涂覆后,操作人員應對以下內容進行自查:

(1) 漆面應均勻、光滑、光亮,無流痕、堆積、泛白、針孔、皺紋等缺陷,目測漆層內無塵埃及其他多余物;

(2) 無漏涂覆部位,不需涂覆部位應無涂料,無臟物;

(3) 固化檢查:用手指用力按壓防護漆面,漆面應無指紋。

1.8 安全與注意事項

(1) 操作者應按工藝規程規定的順序進行涂覆操作;

(2) 操作者在操作過程中應遵守有關安全規章制度,并作好記錄;

(3) 未經檢驗合格的產品不準進行涂覆;

(4) 進行防護涂覆的產品應在烘干結束后立即進行涂覆;

(5) 涂覆裝有靜電敏感器件的印制電路板時,應使整機及涂覆設備良好接地;

(6) 涂覆過程中嚴禁水、油類物質混入涂料中;

(7) DB SF-6101三防保護劑應放置在陰涼、通風、干燥的庫房貯存,禁止陽光直接照射;

(8) DB SF-6101三防保護劑自生產之日算起貯存穩定期為一年,如果超過貯存穩定期,可按產品標準規定項目進行檢查,結果符合質量規定要求,則仍可使用[5-9]。

2 結 語

采用上述方法對印制電路板進行三防處理,已經通過有關檢驗機構按GJB150要求的濕熱、霉菌和鹽霧檢測,并應用于某艦載電子跟蹤裝備中[10]。

參考文獻

[1]SJ 20812-2002.軍用電子設備三防設計的管理規定[S].

[2]電子科學研究院.電子設備三防技術手冊[M].北京:兵器工業出版社,2000.

[3]哈爾濱化工研究所.DB SF-6101使用說明書[Z].

[4]梁治齊.實用清洗技術手冊[M].北京:化學工業出版社,2001.

[5]QJ1781.1~4.漆噴涂工藝細則[S].

[6]電子工藝標準化技術委員會.電子行業工藝標準匯編[S].2005.

[7]QJ/KCGW 03.03.003-2002 DB.SF-6101三防涂覆工藝細則[S].

[8]田芳,喬海靈.三防保護涂覆工藝及設備[J].電子工藝技術,2006,27(2):108-110.