實(shí)用電子產(chǎn)品制作任務(wù)1 SMT調(diào)頻收音機(jī)電路板設(shè)計

?電子工藝綜合技能實(shí)訓(xùn)?課程工程二外表安裝工藝技能實(shí)訓(xùn)平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院1了解SMT的特點(diǎn)4123工程二：外表安裝工藝技能實(shí)訓(xùn)知識目標(biāo)任務(wù)1：SMT調(diào)頻收音機(jī)電路板設(shè)計

理解元器件性能指標(biāo)和檢測方法了解貼片元件的封裝類型與標(biāo)示認(rèn)讀掌握分析電子產(chǎn)品電路工作原理的方法2561234技能目標(biāo)會分析SMT調(diào)頻收音機(jī)的工作原理會利用ProtelDXP2004繪制SMT調(diào)頻收音機(jī)的原理圖會根據(jù)SMT調(diào)頻收音機(jī)的元件實(shí)物繪制元件封裝庫會利用ProtelDXP2004繪制SMT調(diào)頻收音機(jī)的印制線路板PCB圖會利用萬用表對電阻、電容、二極管、三極管、集成電路等元件的性能進(jìn)行檢測能夠識別外表貼裝集成電路封裝類型工程二：外表安裝工藝技能實(shí)訓(xùn)323工程二：外表安裝工藝技能實(shí)訓(xùn)素質(zhì)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識培養(yǎng)學(xué)生耐心、細(xì)致、認(rèn)真的做事習(xí)慣1培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊協(xié)作意識4561234任務(wù)布置以團(tuán)隊為單位匯報SMT調(diào)頻收音機(jī)的工作原理利用ProtelDXP2004繪制SMT調(diào)頻收音機(jī)的原理圖根據(jù)SMT調(diào)頻收音機(jī)的元件實(shí)物繪制元件封裝庫利用ProtelDXP2004繪制SMT調(diào)頻收音機(jī)的印制線路板PCB圖利用萬用表對電阻、電容、二極管、三極管、集成電路等元件的性能進(jìn)行檢測學(xué)習(xí)SMT的工藝特點(diǎn)、封裝類型與標(biāo)示認(rèn)讀工程二：外表安裝工藝技能實(shí)訓(xùn)5一、相關(guān)知識介紹〔一〕SMT簡介SMT是SurfaceMountTechnology的簡寫，意思是外表貼裝技術(shù)。高集成化、高可靠性、高性能、易于實(shí)現(xiàn)自動化、節(jié)約本錢1SMT的特點(diǎn)6THT與SMT的區(qū)別一、相關(guān)知識介紹安裝比較圖2-1-1

THT與SMT的安裝示意圖27表2-1-1

THT與SMT的區(qū)別一、相關(guān)知識介紹名稱年代技術(shù)縮寫代表元器件安裝基板安裝方法焊接技術(shù)通孔安裝技術(shù)20世紀(jì)60～70年代THT晶體管，軸向引線元件單、雙面PCB手工/半自動插裝手工焊，浸焊70～80年代單、雙列直插IC，軸向引線元器件編帶單面及多層PCB自動插裝波峰焊，浸焊，手工焊表面安裝技術(shù)20世紀(jì)80年代開始SMTSMC，SM片式封裝VSI,VLSI高質(zhì)量SMB自動貼片機(jī)波峰焊，再流焊8外表貼裝技術(shù)(SMT)的開展趨勢一、相關(guān)知識介紹電子產(chǎn)品功能更完整產(chǎn)品批量化，生產(chǎn)自動化電子元件的開展，集成電路(IC)的開發(fā)，半導(dǎo)體材料的多元應(yīng)用電子產(chǎn)品的高性能及更高裝聯(lián)精度要求電子科技革命勢在必行，追逐國際潮流3電子產(chǎn)品追求小型化1234569一、相關(guān)知識介紹〔二〕外表貼裝器件封裝〔SMD〕簡介SMT元器件由于安裝方式的不同，與THT元器件主要區(qū)別在于外形封裝。由于SMT體積小，故SMT元器件以小功率元器件為主。又因?yàn)榇缶植縎MT元器件為片式，故通常又稱片狀元器件或表貼元器件，一般簡稱SMD〔SurfaceMountingevices〕。101片狀阻容元件一、相關(guān)知識介紹片狀表貼元件包括表貼電阻、電位器、電容、電感、開關(guān)、連接器等使用最廣泛的是片狀電阻和電容

11一、相關(guān)知識介紹表2-1-2片狀阻容元件外形尺寸公制/英制型號外形長L（mm/in）外形寬M（mm/in）額定功率P（W）最大工作電壓U（V）3225/12103.2/0.122.5/0.101/42003216/12063.2/0.121.6/0.061/82002012/08052.0/0.081.25/0.051/101501608/06031.6/0.060.8/0.031/16501005/04021.0/0.040.5/0.021/2050注122.小外形晶體管封裝〔SOT〕封裝小外形晶體管的封裝最常見的是SOT-23和SOT-89

3.小外形二極管(SOD)封裝小外形二極管封裝常見有SOD-804．外表貼裝集成電路封裝常用SOP和四列扁平封裝一、相關(guān)知識介紹13表2-1-3外表貼裝器件封裝形式介紹一、相關(guān)知識介紹封裝名稱圖片封裝名稱圖片SOT-23SOT-343

SOT-89SOT-363

BGA（球柵陣列封）SOP

14一、相關(guān)知識介紹表2-1-3外表貼裝器件封裝形式介紹封裝名稱圖片封裝名稱圖片TQFP（方形扁平封裝）CPGAPLCCSOJ（J形引線小外形封裝）CLCCQFPTQFP（方形扁平封裝）CPGAPLCCSOJ（J形引線小外形封裝）CLCCQFPTQFP（方形扁平封裝）CPGAPLCCSOJ（J形引線小外形封裝）CLCCQFP15一、相關(guān)知識介紹〔三〕外表貼裝器件標(biāo)示認(rèn)讀標(biāo)示值電阻值標(biāo)示值電阻值2R22.2Ω2222200Ω22022Ω22322000Ω221220Ω224220000Ω標(biāo)印值電容值標(biāo)印值電容值0R20.2PF221220PF0202PF2222200PF22022PF22322000PF1片狀電阻的標(biāo)識2片式電容的標(biāo)識163一、相關(guān)知識介紹電感器代碼表示值代碼表示值3N33.3nHR100.1uH或100nH10N10nHR220.22uH或220nH33033uH5R65.6uH或5600nH17一、相關(guān)知識介紹〔四〕外表貼裝器件的包裝SMT的元器件包裝須適應(yīng)設(shè)備的自動運(yùn)轉(zhuǎn)。目在SMT產(chǎn)業(yè)里的元器件常見包裝主要有：紙帶式、塑帶式、粘著帶式、以及管裝式?！参濉畴娮赢a(chǎn)品電路工作原理分析步驟了解所分析的電路應(yīng)用于何處及所起的作用，對于整個電路工作原理、各局部功能以及性能指標(biāo)均具有指導(dǎo)意義。第一步：了解用途18一、相關(guān)知識介紹第二步：化整為零將所分析電路分解為假設(shè)干具有獨(dú)立功能的局部。例如模擬電子電路可分為信號處理電路、波形產(chǎn)生電路、供電電源電路等。第三步：分析功能根據(jù)已有知識選擇適宜的方法，分別分析所分解的每局部電路的工作原理和主要功能。第四步：通觀整體首先將每局部電路用框圖表示，并用適宜的方式〔文字、曲線、表達(dá)式〕精明扼要表達(dá)其功能；然后根據(jù)各局部的關(guān)系將框圖連起來，得到整個電路的方框圖。19二、技能要點(diǎn)〔一〕元件封裝識別以SMT調(diào)頻收音機(jī)的元件和實(shí)訓(xùn)室元件庫的元件為例，指導(dǎo)學(xué)生識別外表貼裝集成電路封裝類型。以團(tuán)隊為單位，依據(jù)電子產(chǎn)品電路原理分析方法，組織學(xué)生討論分析SMT調(diào)頻收音機(jī)電路工作原理。本電路的核心是單片收音機(jī)集成電路SC1088。它采用特殊的低中頻〔70KHz〕技術(shù)，外圍電路省去了中頻變壓器和陶瓷濾波器，使電路簡單可靠，調(diào)試方便。SC1088采用SOT-16腳封裝形式?！捕砈MT調(diào)頻收音機(jī)的工作原理分析20二、技能要點(diǎn)FM信號輸入電路

中頻放大、限幅與鑒頻電路

耳機(jī)放大電路本振調(diào)諧電路

圖2-1-2SMT調(diào)頻收音機(jī)電路原理圖21無線調(diào)頻信號由耳機(jī)線饋入經(jīng)C14、C13、C15和L1的輸入電路進(jìn)入IC(SC1088)的11、12腳混頻電路。此處的FM信號沒有調(diào)諧的調(diào)頻信號，即所有調(diào)頻電臺信號均可進(jìn)入。FM信號輸入電路本電路中，控制變?nèi)荻O管V1的電壓由IC第16腳給出。當(dāng)按下掃描開關(guān)S1時，IC內(nèi)部的RS觸發(fā)器翻開恒流源，由16腳向電容C9充電，C9兩端電壓不斷上升，V1電容量不斷變化，由V1、C8、L4構(gòu)成的本振電路的頻率不斷變化而進(jìn)行調(diào)諧。當(dāng)收到電臺信號后，信號檢測電路使IC內(nèi)的RS觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，恒流源停止C9充電，同時AFC電路作用下，鎖住所接收的播送節(jié)目頻率，從而可以穩(wěn)定接收電臺播送，直到再次按下S1開始新的搜索。當(dāng)按下開關(guān)S2時，電容C9放電，本振頻率回到最低端。本振調(diào)諧電路12二、技能要點(diǎn)22電路的中頻放大，限幅及鑒頻電路的有源器件及電阻均在IC內(nèi)。FM播送信號和本振電路，F(xiàn)M播送信號和本振電路頻器檢出音頻信號，經(jīng)內(nèi)部環(huán)路濾波后由2腳輸出音頻信號。電路中1腳的C10為靜噪電容，3腳的C11為AFC環(huán)路濾波電容，6腳的C6為中頻反響電容，7腳的C7為低通電容，8腳與9腳之間的電容C17為中頻耦合電容，10腳的C4為限幅器的低通電容，13腳的C12為中頻限幅器失調(diào)電壓電容，C13為濾波電容。中頻放大、限幅與鑒頻電路3二、技能要點(diǎn)23由于用耳機(jī)收聽，所需功率很小，本機(jī)采用了簡單的晶體管放大電路，2腳輸出的音頻信號經(jīng)電位器Rp調(diào)節(jié)電量后，由V3,V4組成復(fù)合管甲類功放。R1和C1組成音頻輸出負(fù)載，線圈L1和L2為射頻與音頻隔離線圈。這種電路耗電大小與有無播送信號以及音量大小關(guān)系不大，L1和L2為射頻與音頻隔離線圈。這種電路耗電大小與有無播送信號以及音量大小關(guān)系不大，不收聽時要關(guān)斷電源。耳機(jī)放大電路4二、技能要點(diǎn)24SMT調(diào)頻收音機(jī)原理圖設(shè)計流程啟動ProtelDXP2004原理圖編輯器設(shè)置圖紙尺寸及版面設(shè)置原理圖編輯環(huán)境放置元件并布局載入或創(chuàng)建元件庫布線原理圖的檢查報表輸出文檔保存或打印1二、技能要點(diǎn)(三)SMT調(diào)頻收音機(jī)原理圖設(shè)計25〔1〕SMT調(diào)頻收音機(jī)原理圖設(shè)計要求①新建PCB工程工程，并命名為“SMT調(diào)頻收音機(jī).PrjPCB〞，并建立原理圖文件“原理圖.SchDOC〞,圖紙大小設(shè)置為A4，線狀柵格。②加載元件庫文件“MiscellaneousDevices.Intlib〞和“MiscellaneousConnectors.Intlib〞。③放置元件并進(jìn)行適當(dāng)?shù)男D(zhuǎn)完成布局。④完成布線并進(jìn)行電氣規(guī)那么檢查。對出現(xiàn)的錯誤進(jìn)行糾正。⑤整個原理圖看起來布局合理、美觀。二、技能要點(diǎn)26〔2〕主要元器件檢測①音量電位器檢測首先要轉(zhuǎn)動旋柄，看看旋柄轉(zhuǎn)動是否平滑，開關(guān)是否靈活，開關(guān)通、斷時“喀噠〞聲是否清脆，并聽一聽電位器內(nèi)部接觸點(diǎn)和電阻體摩擦的聲音，如有"沙沙"聲，說明質(zhì)量不好。先用萬用表的歐姆擋測“1〞、“2〞兩端，其讀數(shù)應(yīng)為電位器的標(biāo)稱阻值，如萬用表的指針不動或阻值相差很多，那么說明該電位器已損壞。再檢測電位器的活動臂與電阻片的接觸是否良好。用萬用表的歐姆檔測“1〞、“2〞(或“2〞、“3〞)兩端，將電位器的轉(zhuǎn)軸按逆時針方向旋至接近“關(guān)〞的位置，這時電阻值越小越好。再順時針慢慢旋轉(zhuǎn)軸柄，電阻值應(yīng)逐漸增大，表頭中的指針應(yīng)平穩(wěn)移動。當(dāng)軸柄旋至極端位置“3〞時，阻值應(yīng)接近電位器的標(biāo)稱值。如萬用表的指針在電位器的軸柄轉(zhuǎn)動過程中有跳動現(xiàn)象，說明活動觸點(diǎn)有接觸不良的故障。二、技能要點(diǎn)27②發(fā)光二極管檢測將萬用表置R×10或R×1擋，用萬用表兩表筆輪換接觸發(fā)光二極管的兩管腳。假設(shè)管子性能良好，必定有一次能正常發(fā)光，此時，黑表筆所接的為正極，紅表筆所接的為負(fù)極。用R×10K檔測量時，正向電阻約為10～20KΩ，反向電阻約為250KΩ～∞。③變?nèi)荻O管將萬用表置于Rx1Ok擋，紅表筆接變?nèi)荻O管的負(fù)極、黑表筆接其正極，測出的正向阻值一般在2OOkΩ左右，然后對調(diào)表筆測反向電阻，阻值應(yīng)為∞。數(shù)字萬用表的二極管檔，正常的變?nèi)荻O管，在測量其正向電壓降時，表的讀數(shù)為～；測量其反向電壓降時，表的讀數(shù)顯示為溢出符號“1〞。在測量正向電壓降時，紅表筆接的是變?nèi)荻O管的正極，黑表筆接的是變?nèi)荻O管的負(fù)極。二、技能要點(diǎn)28④電感線圈檢測將萬用表置于R×1擋，紅、黑表筆各接電感器的任一引出端，此時指針應(yīng)向右擺動。根據(jù)測出的電阻值大小，可具體分下述兩種情況進(jìn)行鑒別：A被測電感器電阻值為零，其內(nèi)部有短路性故障。B被測電感器直流電阻值的大小與繞制電感器線圈所用的漆包線徑、繞制圈數(shù)有直接關(guān)系，只要能測出電阻值，那么可認(rèn)為被測電感器是正常的。⑤耳機(jī)檢測用萬用表R×1擋，將萬用表任一表筆接耳機(jī)插頭的一端，另一表筆去擦觸耳機(jī)的另一端，正常時耳時機(jī)發(fā)出“嚓嚓〞聲，萬用表指針會隨著偏轉(zhuǎn)。二、技能要點(diǎn)29⑥電解電容檢測測量時，應(yīng)針對不同容量選用適宜的量程。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般情況下，1～47μF間的電容，可用R×1k擋測量，大于47μF的電容可用R×100擋測量。將萬用表紅表筆接負(fù)極，黑表筆接正極，在剛接觸的瞬間，萬用表指針即向右偏轉(zhuǎn)較大偏度(對于同一電阻擋，容量越大，擺幅越大)，接著逐漸向左回轉(zhuǎn)，直到停在某一位置。此時的阻值便是電解電容的正向漏電阻，此值略大于反向漏電阻。實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn)說明，電解電容的漏電阻一般應(yīng)在幾百kΩ以上，否那么，將不能正常工作。在測試中，假設(shè)正向、反向均無充電的現(xiàn)象，即表針不動，那么說明容量消失或內(nèi)部斷路；如果所測阻值很小或?yàn)榱?，說明電容漏電大或已擊穿損壞，不能再使用。對于正、負(fù)極標(biāo)志不明的電解電容器，可利用上述測量漏電阻的方法加以判別。即先任意測一下漏電阻，記住其大小，然后交換表筆再測出一個阻值。兩次測量中阻值大的那一次便是正向接法，即黑表筆接的是正極，紅表筆接的是負(fù)極。D使用萬用表電阻擋，采用給電解電容進(jìn)行正、反向充電的方法，根據(jù)指針向右擺動幅度的大小，可估測出電解電容的容量。二、技能要點(diǎn)30〔四〕SMT調(diào)頻收音機(jī)PCB圖設(shè)計原理圖完成后生成網(wǎng)路表規(guī)劃印制電路板引入網(wǎng)路表載入或創(chuàng)建元件封裝庫設(shè)置設(shè)計規(guī)則元件布局電路布線電氣規(guī)則檢查保存文件與輸出〔1〕SMT調(diào)頻收音機(jī)原理圖設(shè)計流程二、技能要點(diǎn)31(2)創(chuàng)立貼片元件封裝庫本卷須知①測量封裝尺寸。根據(jù)實(shí)物測量或廠家資料確定外形尺寸，特別是引腳極性要做到元件實(shí)物、元件封裝與原理圖中元件符號引腳的一致。②指定元件封裝的參考點(diǎn)。執(zhí)行Edit?Jump?Reference命令將指針定位到工作區(qū)〔0,0〕坐標(biāo)處。③在放置焊盤之前，點(diǎn)擊設(shè)計窗口下方的TopLayer層標(biāo)簽。雙擊焊盤，在對話框?qū)aple(形狀)中的下拉菜單修改為

Rectangle〔方形〕焊盤，同時調(diào)整焊盤大小X-Size和Y-Size為適宜的尺寸，將Layer(層)修改到“Toplayer〞〔頂層〕，將

Hole

Size(內(nèi)經(jīng)大小)修改為0mil,再將Designator中的焊盤名修改為需要的焊盤名，再點(diǎn)擊OK。④用畫線段工具在TopOverlay層上創(chuàng)立元件外形輪廓。⑤對元件封裝進(jìn)行重新命名。二、技能要點(diǎn)32〔3〕SMT調(diào)頻收音機(jī)PCB圖布局要求①貼片元件放置在PCB底層。②元件分布均勻，間隔一致，排列整齊，不允許重疊，便于裝拆。③屬同一電路功能塊的元件盡量放在一起。④輸入級與輸出級元件盡量遠(yuǎn)離，以減少干擾。⑤元件離板邊緣有一定距離。⑥按信號流程安排功能單元，以SC1088核心元件為中心，其他元件圍繞其布置。⑦輸入、輸出信號的接插件放置在板的邊緣。⑧音量電位器應(yīng)放置在便于調(diào)節(jié)的位置。二、技能要點(diǎn)332-1-3SMT調(diào)頻收音機(jī)印制電路板圖〔4〕SMT調(diào)頻收音機(jī)PCB圖布線要求①信號線寬，電源線寬0.8mm，地線寬。②電路板大小與定位孔位置。二、技能要點(diǎn)34三、工作方案工作方案表序號工作內(nèi)容備注1熟悉電子制作室基本情況，了解各個設(shè)備的用途，填寫工作臺運(yùn)行記錄。養(yǎng)成填寫工作臺運(yùn)行記錄和維修記錄的習(xí)慣，注意保持實(shí)驗(yàn)室環(huán)境衛(wèi)生。2了解SMT特點(diǎn)貼片元件的封裝形式。SMT的基礎(chǔ)知識3團(tuán)隊匯報SMT調(diào)頻收音機(jī)的工作原理利用已有的基礎(chǔ)知識