电路板的设计流程范文

导语：如何才能写好一篇电路板的设计流程，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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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.

关键词： 电路板测试系统；自动化测试；智能化故障诊断；多总线结构

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

中图分类号：TN40 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）32-0131-03

0 引言

某型装备电路板种类繁多（包括数字电路、模拟电路、数/模混合电路等）、信号频段宽、特征变化范围大、测试精度要求高，要有效实现电路板功能与性能测试，在信号激励与电源供应方面要求频率范围大、供电路数多，应提供信号源、程控多路电源；在信号测量与分析方面要求频率范围宽、数据精度高，应提供低频、中频、高频测试仪器与设备；在测试过程控制上要求测试资源配置灵活，应采用矩阵开关模块进行多线可变输入、输出控制。测试系统应针对不同的测试对象或测试要求，设计相应的检测适配器，并进行测试软件设计与开发。

基于以上电路板测试需求分析，某型装备电路板测试试验系统采用以模块化PXI总线测试设备与分立式GPIB总线测试仪器并重的多总线结构，测试系统主要是基于GPIB分立式测试仪器、PXI总线模块化测试设备进行系统集成，研制检测适配器、开发专用测试软件等，从而构建典型电子装备电路板测试系统。测试系统具有模拟被测对象测试环境的能力、检测被测对象全部功能项目的能力、测试被测对象主要性能参数的能力，以及开展被测对象环境适应性试验的能力[1-3]。

1 测试试验系统需求分析

1.1 测试对象特点

针对某型装备部分双100芯插件板和210芯插件板作为测试对象进行性能、功能测试和故障诊断研究。具体为：

①监控分系统插件：彩显接口板、PIN板、S/D变换板、286μс板、混合电源板、线性稳压器；

②信号处理分系统插件：时序板、信号组合板、FIR板、CFAR板、杂波图板、MTI板、数字脉压板、开关电源；

③终端分系统：录取板、视频积累板、延时接口板、通信接口板、询问录取板、图形板、回波板；

④接收分系统：A/D板。

1.2 测试系统主要功能要求

电路板PXI总线测试设备是电路板测试试验分系统的重要组成部分，配备有中低频电路板测试所需的各种资源，并通过合理集成，使该测试设备作为一个相对独立的系统[4-8]，提供电路板部分主要性能指标测试和功能故障诊断能力，主要功能要求如下：

①为被测电路板提供各种中低频激励信号；

②能够测试分析被测电路板各种中低频信号；

③提供被测电路板数字I/O测试能力；

④提供仪器管理和程序、虚拟仪器开发能力；

⑤具备与其它标准测试总线设备互联能力；

⑥具有自检功能，自检范围覆盖全部测试通道；

⑦结构通用、开放，软件组件可重用、TPS可移植；

⑧仪器具有互换性，接口和连接器标准化；

⑨通过研制专用检测适配器，可实现对系统的重构或扩充。

1.3 系统主要技术指标

电路板测试试验系统主要技术指标要求如下：

①模拟被测对象的测试试验环境的能力。具备产生标准函数/任意波形、高频信号、数字I/O等激励信号能力，具备提供8路交流电源、8路直流电源能力，可调直流电子负载具有恒流/恒压/恒阻三种模式；

②测试被测对象的主要性能指标的能力。具备测量基本电参数、信号频率、信号功率、信号波形、数字I/O的能力，具备信号频谱分析能力；

③电路板的维修测试诊断能力。具有对电子设备电路板件中集成电路及半导体元器件进行在线测试和故障诊断能力。

2 测试试验系统总体设计

2.1 系统组成结构

针对典型电路板测试试验要求，基于“开放、标准、通用”的设计理念[7-10]，采用测试系统集成技术，构建由主控计算机、标准测试总线（如PXI、GPIB、LXI）、测试仪器/设备、检测适配器、测试软件等组成的电路板测试试验系统。系统采用以模块化PXI总线测试设备与分立式GPIB总线测试仪器并重的多总线结构（见图1），系统主要是借助于“电路板性能测试试验分系统”的测试资源，研制检测适配器、开发专用测试软件等，从而构建典型电子装备电路板测试系统。测试系统具有模拟被测对象测试环境的能力、检测被测对象全部功能项目的能力、测试被测对象主要性能参数的能力，以及开展被测对象环境适应性试验的能力。

测试设备硬件主要由控制器部分、PXI总线测试资源、信号转接及接口配置、适配器部分组成。测试设备的核心是采用PXI模块化仪器系统，通过选用各种的PXI测试模块实现各种通用电压、电流、开关量的产生和采集功能。信号转接及接口配置用于构建测试资源与被测对象的通用测试通道，方便适配器的设计开发。适配器分为系统自检适配器和专用检测适配器，专用检测适配器需根据不同被测电路板进行设计开发，可以实现对被测对象输入输出信号的调理。系统电源为被测电路板和信号调理适配器供电，需预留电源连接接口。测试设备通过针对专用检测适配器和电缆与被测电路板连接。测试设备软件主要由图形化程序开发工具和电路板测试诊断软件组成。测试时，软件控制测试设备的检测模块或者电源系统给出激励信号，在适配器内部进行必要的信号调理后送到检测设备，通过观察被测电路板工作状态或测量被测电路板反馈信号，实现中低频电路板部分主要性能指标测试和功能故障诊断。

2.2 系统空间布局

系统布置在两个可移动的标准机柜中，另配置一个可移动的工作台用于放置测试对象。平时自检适配器、专用检测适配器和测试电缆均放在机柜中，测试时将适配器取出挂接在系统VPC接口，被测电路板既可放在工作台上，使用测试电缆与适配器连接，或者直接与适配器上对应接口相连。机柜采用标准机柜。机柜前后门采用透明的玻璃门设计，底部使用滑轮和支脚，方便移动，同时便于支撑固定。平时不用时，柜前后门均关闭，防止灰尘。PXI总线测试资源、信号转接及接口配置和自检适配器安装在1#机柜（仪器柜）中，控制器、显示器等安装在2#机柜（操控柜）中，系统电源通过专用电缆连接到1#机柜（仪器柜）。

为了实现平台的通用性，需实现被测电路板与测试设备资源连接方式的通用性和可靠性。为此，在参考国外和国内技术成果的基础上，采用了标准信号转接阵列，设计连接器-适配器的接口结构，保证测试资源不直接与被测对象相连，而是通过连接适配器的结构实现，连接器连接系统资源，适配器连接被测对象，在连接器和适配器之间采用对插结构实现互联。

2.3 测试试验系统软件设计

2.3.1 软件总体设计框架

针对典型电路板的性能测试试验需求，基于图形化编程及国际标准的知识库体系结构，在测试设备硬件平台功能结构的基础上，利用虚拟仪器技术、智能诊断技术、数据库技术、标准化技术和中间件技术等，设计并开发便于移植与兼容、支持测试诊断与数据共享、支持在线测试的电路板测试软件系统。

测试诊断软件主要包括测试诊断开发平台、测试诊断运行平台、数据库系统、用户管理、系统自检、帮助系统和计量校准等部分，各部分相对独立，但可通过主控模块进行调度和控制运行。组成框图见图2。

测试诊断软件总体执行方案如图3所示。

2.3.2 测试诊断开发平台

测试诊断开发平台主要包括故障诊断开发、保障对象管理、仪器配置管理和测试任务开发四个子模块，如图4所示。为测试流程的开发提供集流程管理、资源管理、界面定制、流程设计、流程编辑、流程导入、流程导出、流程仿真于一体的、完整的可视化开发环境。

测试诊断开发平台的软件单元之间的执行方案如图5所示。

2.3.3 测试诊断运行平台

测试诊断运行平台为测试诊断开发平台开发的测试任务提供运行环境，结合测试任务流程和平台硬件对被测对象的状态进行检测，并定位故障。测试诊断运行平台主要包括外挂程序调用、测试诊断程序、测试流程执行（含接口中间件）和检测数据管理四个子模块。

测试诊断运行平台的软件单元之间的执行方案如图6所示。

3 结束语

不同种类、不同频段的电路板的功能与性能测试，对测试资源的要求差别很大，必须针对各类电路板的测试特点，在通用测试资源的基础上，分别构建相应功能的测试系统。针对不同的测试对象或测试要求，需设计相应的检测适配器，并进行测试软件设计与开发。此外，电路板绝大部分价格昂贵，经储存或修复后，有必要再次进行功能与性能测试以及环境适应性试验。

参考文献：

[1]阳志高，刘旺锁，胡金华.自动测试平台开关系统设计研究[J].计算机测量与控制，2007，15.

[2]张玉扣.一种基于LABVIEW技术的LAN结构自动测试平台的设计[J].自动化与仪器仪表，2015（9）.

[3]陈灿，王建业，等.基于PXI总线的数字电路板测试系统设计[J].计算机工程与设计，2015，10.

[4]陈长龄，田书林，师奕兵，等.自动测试及接口技术[M].北京：机械工业出版社，2005.

[5]刘涛.BMS电路板综合性能测试系统研究与实现[D].济南：山东大学电子与通信过程，2015.

[6]沈骞.数字电路板测试系统应用软件设计[D].南京：航空航天大学测试计量技术及仪器，2012.

[7]徐健茹.电路板通用自动测试系统设计及技术研究[D].西安：西北工业大学计算机应用技术，2001.

[8]沈月伟.基于LabVIEW的数字电路板板级自动测试系统的研制[D].西安：西安电子科技大学，2009.

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关键词：低频电路板；PXI总线；自动测试

中图分类号：TB

文献标识码：A

doi：10.19311/ki.1672-3198.2017.16.097

0 引言

现如今，科学技术日益进步，生产技术水平不断提高，利用高精度技术的电路板发展迅速，不可避免的对电路板的测试要求就更高。以往传统通过测试人员手动操作各种电路探针进行电路板测试的方法，开发周期长、效率低、易出错。不难看出，PXI总线虚拟仪器技术的优势明显，它的性能和效率高，扩展性强，还有无缝集成的特点，事实上，如果将此技术应用到测试系统中，产品的成本将会大大降低，其开发速度也将显著提高，并且能提高系统可扩展性及可靠性。

1 系统总体设计

测试系统对被测电路板首先进行静态电阻测试，测试全部合格后，按照程序设定的时序通过控制矩阵开关切换被测电路板，对电路板按照设定的加电顺序进行加电，然后通过控制电路输出对电路板施加激励信号，同时通过工控机、信号调理单元、信号接口、数据采集板卡、调理、采集、分析、整理、存储、显示电路板的各种测试参数信号和曲线，测试结束后按照顺序断掉电源。测试系统组成框图见图1所示。

低频电路板测试系统主要由测控单元、信号调理单元、电源单元、探针夹具组成。测控单元采用基于PXI总线的机箱、控制器及模块化测试仪器，充分发挥了PXI总线的优势，为准确、快速的单板性能测试提供硬件保障。信号调理单元由信号调理板、开关板组成。电源单元由2台程控电源组成。探针夹具是电路板的测试接口，能够对电路板的单板状态进行装夹。

对于测试软件的开发，一般会选择NI公司的LabWindows/CVI开发环境，以虚拟仪器为背景，利用软件编程，对硬件进行资源分配和利用，最大程度的发挥硬件设备的功效，是系统得到扩展，其可重用性和通用性更强。简单来说，测试系统软件内容设计丰富，而在操作时也直观明了。

2 系统硬件设计

测试系统采用以PXI嵌入式控制器为核心的PXI总线测试平台，由数字万用表卡、示波器卡、I/O卡、信号调理板、开关板、程控电源、探针夹具组成。

PXI嵌入式控制器选用NI公司的PXI-8840高性能控制器；数字万用表卡选用NI公司PXI-4065数字万用表模块，用于电压、电流和电阻等测试；示波器卡选用NI公司PXI-5114示波器卡，用于电路板信号测量；I/O卡选用NI公司PXI-6509，用于系统的开关切换控制、电路板测试的激励信号；开关板主要用于信号切换和电源切换；程控电源选用Agilent公司双通道可编程直流电源E3646A 2台，提供电路板测试所需的+5V、+3.3V、-5V、-9V直流电压；探针夹具通过探针精确接触电路板上转接板的键合点或电路板上焊盘，测试键合点和焊盘上信号。系统的硬件结构图如图2所示。

3 系统软件设计

件是整个测试系统的核心，所有测试的功能和目的都是通过软件来完成的。系统测试软件采用NI公司LabWindows/CVI进行开发。根据低频电路板的测试需求，系统测试软件包括自检模块、自动测试模块和调试测试模块。自检模块在程序启动时对电源状态、板卡初始化状态进行快速自检，然后进入功能自检，完成各板卡的功能完整性检查。自动测试模块根据测试人员在人机交互界面中选择的电路板具体型号，载入相应测试配置文件，自动完成电路板测试工作，可用于批量生产的出厂测试。调试测试模块用于对电路板进行单项测试，确定故障位置，可用于电路板故障定位。系统测试软件的流程如图3所示。

22910801009015测试软件主界面如图4所示。导通性测试用于测试电路板+5V、+3.3V、-5V、-9V等接线端子的导通性，电压测试完成电路板正压线性稳压器的输出电压和负压线性稳压器的输出电压测试，译码器输出测试用于电路板三选八译码器的输出测试。

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行动导向教学法Protel DXP教学方法教学模式《Protel DXP与计算机辅助设计》是借助于计算机完成电子线路的设计与制作，是电气自动化技术、电力工程、城市轨道交通控制等专业的必修专业课，具有很强的技术性、专业性、实践性和综合性。该课程以电路的分析、应用为基础，遵循国际和行业规范，培养学生电路原理图的绘制和PCB板设计能力，以及利用电路设计软件产生、输出技术资料的能力。课程不仅为学生学习相关理论知识和技能训练起到承前启后的作用，而且为今后从事印制电路板工作起到增强适应能力和开发创新能力的作用。

一、课程教学目标

知识目标：软件的安装与卸载；电路原理图的绘制、原理图元件的创建和原理图库的建立；PCB板的布局/布线；元件封装库的创建；设计文件的输出；PCB板的制作。

能力目标：独立完成Protel DXP 2004安装和配置；能够熟练绘制简单原理图、复杂原理图和层次原理图；能够将电路原理图转化成PCB板，合理布局并布线；能够制作元器件原理图库及PCB封装库；能够完成PCB板装配图的输出、打印；能够根据输出的装配图制作PCB板；通过学习Protel DXP 2004，提高软件应用能力及学习能力。

素质目标：培养学生爱岗敬业、爱护设备、具有高度的责任心、团结合作的职业操守；培养学生的标准意识、规范意识、成本意识、环保意识、质量意识。在教学中融入企业的6S管理及行业规范，6S就是整理、整顿、清扫、清洁、素养、安全。

二、课程设计理念与思路

课程的建设、改革遵循 “任务驱动、项目导向”的设计理念。

以自动化制造类职业岗位需求为导向，以职业能力培养为核心，以“能力递进和适度循环反复”为原理，校企共同参与课程建设，融入行业标准和规范，用三个项目8个真实工作任务为载体。将知识和技能融入各个任务中，学生通过完成任务探索吸收知识、练好技能，同时培养自主学习能力，强化团队精神，为后续课程学习和适应工作岗位奠定良好基础。

三、教学内容分析

本课程针对电子设计及安装员、印刷线路板制作工艺员岗位要求，将教学内容进行序化、整合，设置了三个项目，8个核心任务。

在项目一基本放大器PCB板的制作中设计了Protel DXP 2004软件的安装与卸载、基本放大器原理图的绘制、基本放大器PCB板的制作3个工作任务，通过设计实物激发学生学习兴趣，使掌握PCB板设计的基础知识及基本操作，培养学生对电路设计步骤及工艺流程的初步认识。

项目二中信号发生器PCB板的制作设计了数据采集电路原理图的绘制、信号发生器电路原理图绘制、信号发生器PCB板的制作3个工作任务，使学生掌握大中规模电路系统涉及的复杂电路原理图、层次电路原理图及PCB板布线的处理方法及技巧，掌握DXP库中未收录元件的原理图元件和PCB封装的制作，培养学生团队合作完成中等复杂程度电路板设计与制作的能力。

项目三以完成 “单片机开发系统的印制电路板”这个具有实用价值的产品为目标成果进行训练，使学生在完成电路板设计、装配过程中，综合应用原理图制作、PCB板制作、综合布局布线、焊接调试等完整工艺流程，以训练学生职业态度、操作规范及工艺要求为主，注重职业素养的养成。

通过完成任务，使学生掌握典型电路板绘制、设计原理与方法，并且能够拓展到其它电路板的设计与制作。课程强调基本技能、操作规范与工艺，为学生的可持续发展奠定良好的基础。

四、能力递进的三阶段教学模式

紧密依托企业，选取三个典型项目作为案例，项目按照从简单到复杂，从相对单一到综合应用的递进关系排序。教学模式注重能力递进，适度循环往复，逐渐培养学生对Protel DXP这一电路设计工具运用熟练程度，熟练电路设计流程。

项目一是简单入门级项目，学生初步掌握工艺流程，初步培养起标准意识、规范意识、质量意识。

项目二是技能训练型项目。学生通过小组合作的方式，在教师引导下，完成中等复杂程度电路板的设计与制作。对工艺方法、工艺标准的理解更加深刻，职业素养进一步养成。

项目三是综合提高实训项目。小组独立完成整个项目的分析、实施，成品的检测工作。整个过程完全以学生为主体，在学生遇到难以解决的问题时，教师给予恰当提示。

五、灵活、多样的教学方法

根据三个项目不同的教学内容及每个阶段学生认知的不同特点，采用了灵活、形式多样的教学方法。

案例教学法：例如项目一中以Protel DXP为例介绍Protel系列软件的安装与卸载方法，以基本放大器PCB板的制作为例，介绍原理图设计基本基础， PCB板设计基础等知识。

“行动导向教学法”：学生以小组的形式，分工合作，按照咨询、计划、决策、实施、检查、评价六个步骤完成任务。项目二和项目三的任务均采用行动导向教学法。

在每个项目中根据具体内容、步骤不同又融入多种教学方法，例如在任务开始采用引导文法。小组制定计划时可用头脑风暴法；检查任务完成情况时采用演示法。

六、多种教学手段

综合运用多种教学手段优化教学过程，提高教学质量和效率。

多媒体教学：将抽象的教学内容，采用图片、录像、动画等方式形象的演示。

实物教学：以真实的元器件和电路板为载体进行教学

网络教学：推荐相关网站和设计案例。

现场教学：让学生经历项目全过程，亲自操作、设计与加工制作电路板。

七、教学过程

根据教学内容的不同，三个项目采用不同的教学方法和教学过程。项目一以教师讲解、演示为主，教学环节分为引入、讲授、练习、小结、作业。项目二和项目三中的任务，学生均以小组形式，按照六步法完成任务。

资讯：教师通过视频资料、课件或引导文，进行问题引领，导入任务，下达任务书，学生查找搜集资料，学习相关知识，教师给予辅导答疑。

计划：在教师指导下，学生分组讨论，并制定计划。

决策：通过黑板或张贴版讨论方案合理性、可行性，进行决策并确定实施方案，分配好每个人的任务。

实施：在实施过程中，学生进一步掌握并学会运用相关知识解决问题。

检查：小组自检，互检、教师检查。

评价：各小组自评、互评，教师评价任务完成情况并总结任务中的知识能力要点。

通过实施行动导向教学法，在教学中重视“案例”教学，重视“解决实际问题”及“自我管理式的学习”，使学生在学习过程中，不仅掌握相应的知识和技能，而且各种行为能力亦可以得到充分提高。

参考文献：

[1]马福军.行动导向教学法在职业教育中的应用.职业技术教育，2007 ，（23）.

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关键词:虚拟仪器;航空相机;性能测试

中图分类号:TP216文献标识码:A文章编号: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

航空相机检测系统是与航空相机相配套的专用检测系统,由于相机是由主控板、曝光板、补偿调焦板、429通讯板和电源板合计五块独立的电路板构成相机的控制系统。因此要求相机检测系统能够检测上述5个电路板的工作是否正常,一旦相机发生故障,利用该检测系统能够确定故障发生在哪一个电路板上,以便使用备用电路板,使相机正常工作。

2 检测系统软件设计

2.1 软件平台的选择

该软件系统采用面向对象技术的可视化程序开发语言Microsoft VC 6.0来进行设计,设计方法将数据流和功能统一起来,由于具有良好的封装性,可以做到较高的稳定性,不会因为程序某一块代码的原因而造成整个结构的崩溃。

2.2 软件模块的划分

根据检测系统的总体设计原则,软件模块分为通用软件模块和专用软件模块两大部分,其通用软件模块包括:429总线数据帧解释驱动程序集、基本输入输出驱动程序集、安控程序集和自检程序集;专用软件模块包括:载机管理仿真流程、主控板检测流程、曝光板检测流程、补偿调焦板检测流程、429通讯板检测流程、电源板检测流程、辅助设备控制流程、检测安控流程和电源监控程序。

2.3 软件流程

检测依系统加电后,首先进行系统自检,若系统自检不通过,则将向检测人员提供系统错误信息;若自检成功后,则系统进行检测项目选择菜单,由操作人员根据菜单提示选择检测项目,并根据检测需要输入相应参数后,进入检测流程实施检测,检测结束后,检测仪将由TFT显示屏上输出检测结果,经操作人员确认后,返回检测项目选择菜单,以便于实施下一项检测或结束检测并关机。

3 检测试验

3.1 故障诊断测试

首先进入检测系统的操作主界面,选择板级电路检测,使检测系统处于正常工作状态,然后分别对5个电路板的工作是否正常进行检测。

1)将相机的主控板与相机检测系统正确连接,检测到控制间隙机构电磁铁的工作、停止、信号均正常,控制胶片电磁铁的工作、停止、信号正常,控制卷片电磁铁的工作、停止、信号正常,与429板通讯正常,与曝光板通讯正常,与补偿板通讯正常。

2)将相机的曝光量自动控制板与相机检测系统正确连接,检测到曝光量自动控制板对曝光的量级变换正常,与主控板通讯正常,光棒电机控制电路工作正常。

3)将相机的补偿控制板与相机检测系统正确连接,检测到驱动调焦点路工作正常,检测板中驱动前像移补偿电机控制回路工作正常,和主控板通讯正常,卷片电机控制电路工作正常。

4)将相机的429通讯板与相机检测系统正确连接,检测到429通讯板与机载设备管理系统通讯正常,429通讯板和相机主控板通讯正常。

5)将相机的电源板与相机检测系统正确连接,检测+5V电源正常,±15V电源正常。

3.2 性能测试

航空相机性能参数包括:高度、纬度、经度、真航向、横滚角、俯仰角等。使相机与检测系统、WAVE仿真器正确相连,并使相机处于正常工作状态。对以上性能参数中的高度、纬度两个参数进行5次测试,结果如表1所示。

4 结论

通过板级检测和整机性能测试证明该软件系统不仅能模拟飞机的任务管理系统与相机以ARINC429总线传输方式传输数据,而且能按相机记录信息的要求,提供时间、地速、高度等信息,完成对航空相机的故障诊断和性能测试,可靠度满足可靠性设计要求。

参考文献:

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关键词： 电子基础 教学方法 电子CAD

一、引言

计算机辅助设计（CAD）印制电路板软件的发展，为印制电路的设计与生产开辟了新的途径。使用计算机绘图软件，可以如愿地按照自己的初步设想去直接布局和走线，拟订初稿以后，再统观全局，酌情修改。这样，可以很方便地将电路原理图设计成印制电路的布线图，并通过绘图机将布线图直接绘制成供照相制版使用的黑白底图。根据需要，还可以通过计算机编制数控钻床的打孔程序。PCB设计软件种类很多，目前在我国用得最多的应属Protel软件。它功能强大，界面友好，使用方便，最具代表性的是电路设计和PCB设计。

二、设计印制板电路

用电子CAD软件（Protel）设计印制板电路，一般操作步骤大体如下。

1.在软件中定义焊盘尺寸及印制导线宽度、线间及线与焊盘的最小间距等命令；

2.确定印制板尺寸；

3.确定各元器件的焊盘位置；

4.元器件之间的相互连接；

5.布线后，审查走线的合理性，并对不理想的走线进行修改，包括改变方向、路径和宽窄等；

6.定稿后通过绘图机按所需比例直接绘制黑白底图，也可以生成GERBER格式文件，供光学绘图机作曝光（晒板）使用的胶片，或者使用激光打印机输出到塑料膜片上，直接代替照相底版；

7.将设计稿保存。

使用计算机辅助设计印制电路板，不仅速度快，而且布线均匀、美观，图形精度可达到0.05mm以内。这对使用数控钻床打孔和自动装配焊接是极为重要的，特别是对于高密度的印刷板和多层印刷板的设计与生产，使用计算机辅助设计更是必不可少。

三、印制电路板的特点

印制电路板（PCB）在整机结构中由于具有许多独特的优点而被大量使用，电子产品的整机组装几乎都是以印制电路板为核心展开的。印制电路板的装配主要就是将电阻器、电容器、晶体管,以及各种电子元器件通过焊接或表面贴装的方法安装到印制电路板上。

在教学中，将一只三极管安装到线路板上，需要根据极管大小留出合适的占位空间。线路板上钻出的三个三极管的三个脚，这便是设置元件封装。印制电路板有单面板和双面板，但多层板绝大多数同学没有接触过，特别是中等职业学校的学生大部分是进校后才开始了解到电子产品的内部安装，对各种元器件、线路板缺乏感性认识，使得设置元件封装和设计PCB板时倍感困难。这就要求学生，一是要尽量多地接触各种不同的元器件，了解其外观结构、电气性能，要掌握对于分立元件，甚至是同一种元件由于耐压不同，是立式还是卧式安装的不同，其封装设置也是不同的；二是要对成品线路板多观察，看清印制线路一面的过洞、焊盘、线宽、线间距离情况；了解元件一面的特别间距、离板高度、元件分布及大功率元件的散热等是如何设计的。学习时，须对比实物浏览元件封装库，并且自己动手设计元件封装，加深对封装形式的理解。

为了提高学习效果，应让学生自己设计线路板，然后装上元件，做一个简单电路，从中一定会有所收获，更主要是可以发现设计中存在的问题,加以改进、并以完善。

四、学好电子基础知识

要熟练运用CAD软件设计印制电路板，电子基础知识是不能缺少的。很难想象一位不懂电路原理、不会分析电路的人能设计出好的印制电路板。缺乏电子基础，设计出的印制线路板可能元件布局和布线不合理（比如高频电路没有考虑屏蔽装置而工作不稳，接地线过长或者接地点位置选取不当产生自激，等等）而使产品性能指标达不到要求，或者根本就是废品。中职阶段学习时间有限，能达到设计、改造简单电路也就不错了，但是以后一定要钻研电子理论，只有基础扎实了，才能设计出复杂而又优秀的印制电路板。

五、注重积累实践经验

要设计出好的印制电路板，只依靠电脑自动制版是不够的，手工完成部分非常重要。关键元件的手工布局和信号线、电源线、地线的手工布线，关键元件的选取及添加合适的跳线等，对电子产品的电气性能影响很大，而这必须经过较长时间经验的积累。比如，某种彩电开关电源的启动电容容易失效，而该电容安装在开关管散热片旁边，你就要想到它是由于长时间高温烘烤使电容器内的电解液干枯而失效的。为了避免类似问题的出现，在设计时我们在为发热元件留出散热空间的同时，还要让怕热元件离热源远一些。每一次实验或者实习，不管结果是成功还是失败，都要多看、多想、多动手、多总结。除了注意总结自身经验以外，还要重视学习他人的经验，同时也可多参阅电子类报刊。

六、加强学习专业英语

目前电子设计自动化还是国外软件的天下，几个著名电子CAD软件都是英文版，另外，外资厂的电子仪器几乎清一色的进口产品，就连产品订单、设计图样和生产报表等也都不是中文。所以非学好电子英语不可。现在的中职学生英语基础较差，电子专业英语水平非常有限。面对满屏幕的英文，大部分学生开始时很不习惯。如果说Windows版的Protel99软件用起来可以勉强应付的话，那在外资电子厂很流行的DOS版的PADS2000，学生就感到无从下手，连输入字符也要用英文。平时，有机会多看电子方面的英语资料，比如英文版电路图、说明书等。

七、结语

学好电子CAD（计算机辅助设计）的课程，对印制电路板及印制电路的装配工艺学习具有非常重要的意义。因为印制电路板的装配安装在整个电子电器装配流程中是非常基础的知识，也是非常重要的一个环节。

参考文献：

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【关键词】 集成电路 超低功耗 技术研究

集成电路在不断的发展过程中，其所具备的信息处理能力越来越高，然而集成电路板的功耗也在不断增大，这就使得电子设备设计者在性能和功耗的选择过程中往往只能进行折中选择，这些都制约了电子元件的纳米化发展，制约了集成电路的超大规模发展。这种愤怒格式的超低功耗技术只是通过对技术的制约来实现低功耗，因此超低功耗技术成为了一种制约集成电路发展的技术难题。

一、现有的集成电路的超低功耗可测性技术

在集成电路的发展进程中，超低功耗集成电路的实现是一项综合工程，需要在材料、电路构造及系统的功耗之间进行选择。可测性技术所测试出的数据影响制约着集成电路的发展。但随着集成电路在不断发展过程中趋于形成超大规模集成电路结构，这就导致在现有的测试技术中，超大规模的集成电路板容易过热而导致电路板损坏。现有的超低功耗可测性技术并不能满足对现有芯片的测试，并不能有效地通过对日益复杂的集成电路进行测试，因此在对超低功耗集成电路技术进行研究的同时，还要把握现有的集成电路的超低功耗的可测性技术不断革新，以摆脱现有测试技术对集成电路板发展的制约。

二、超低功耗集成电路研究发展方向

2.1 现有的超低功耗集成电路技术

在实际的操作过程，超低功耗集成电路是一项难以实现的综合性较强的工程，需要考虑到集成电路的材料耗能与散热，还要考虑到系统之间的耗能，却是往往在性能和功耗之间进行折中的选择。现有的超低功耗集成电路大多是基于CMOS硅基芯片技术，为了实现集成电路的耗能减少，CMOS技术是通过在在整体系统的实现设计，对结构分布进行优化设计、通过对程序管理减少不必要的功耗，通过简化合理地电路结构对CMOS器材、结构空间、工艺技术间进行立体的综合优化折中。在实际的应用工程中，通过多核技术等结构的应用，达到降低电路集成的耗能，但是睡着电子原件的不断更新换代，使得现有的技术并不能达到性价比最优的创收。

2.2 高新技术在超低功耗集成电路中的应用

随着电子元件的不断向纳米尺度发展，集成电路板的性能得到了质的飞跃，但是集成电路芯片的耗能也变得日益夸张，因此在集成电路板的底层的逻辑存储器件及相关专利技术、芯片内部的局域之间的相互联通和芯片间整体联汇。通过有效的超低功耗的设计方法学理论，进行合理的热分布模型模拟预测，计算所收集的数据信息，这种操作流程成为超低耗解决方案中的不可或缺的部分。

现在的主要的超低功耗技术有，在集成电路的工作期间采用尽可能低的工作电压，其中芯片的核电压为0.85V，缓存电压0.9V。通过电压的有效控制能够减少电路集成技术所运行期间所造成的热量散发，从而导致芯片过热。对非工作核的实行休眠的栅控功耗技术，减少芯片的运作所需要承受的功。通过动态供电及频率技术对集成电路芯片进行有效的控制节能。为了实现超低功耗集成电路，需要从器材的合理结构、对电路元件材料的选择、空间上的合理分配等多个层次进行努力。通过有效地手段减少芯片在运作过程中所存在的电力损耗，从而降电能功耗在电路总功耗中所占的比例，这样能够将集成电路板的耗能有效地控制。利用高新材料形成有效的多阀值CMOS/功率门控制技术，对动态阀值进行数据监控，可以有效地减少无用的做功，有效地减少器件泄漏电流。通过对多门学科知识的应用实践及高新材料的实际应用，能够有效地进行减少集成电路的功耗。

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[关键词]混装电路板；焊接工艺；技术

1混装电路板焊接工艺方法分类

第一，焊接技术中最常见的就是手工焊接，这一种焊接方法兼具优点和缺点，使用手工焊接方法的时候对于电路板的工艺有很强的适应能力，并且在使用的时候有非常强的组织灵活性，并且在进行施工的时候消耗的成本较低，对于单件小批量的生产是非常适用的。但是在使用手工焊接工艺的时候对于焊接工人的技能水平有很高的要求，但是多数工人在施工的时候常常无法做到高质量的操作，除此之外，使用手工焊接的方法在处理BGA元件、高密度的QFP元件以及0603以下的CHIP元件的时候无法做到精湛操作，导致混装电路板的质量下降。另一种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时候，能够提高焊点的质量，并且实现较高的一致性，并且在大批量生产的时候，回流焊接的方法能够确保焊接的进度和质量，有效的降低焊接的成本，并且使用回流焊接的方法的时候可以有效的处理SMT元件，但是此类方法在处理小批量生产的时候经济效率差，所消耗的成本较高，除此之外，回流焊接的方法没有办法对焊接耐热性进行高质量焊接，导致回流焊接的方法不能全面的应用在小批量的生产之中。第三种常用的混装电路的方法就是波峰焊的焊接方法，使用这类焊接方法的优势就在于高效的处理焊点质量，并且使得混装电路的一致性很高，对于焊接的质量有非常高的保障，并且在大批量的生产中确保混装电路的进度以及质量，有效的降低混装电路的成本，但是同回流焊接一样，在处理小批量焊接电路的生产的时候，会消耗大量的成本，焊接的工艺在一定程度上变得更加的复杂，无法有效的处理BGA元件、高密度的QFP元件，并且在施工PCB设计的时候常常不能合理的处理“阴影”的效应。

2混装电路板焊接工艺技术

在对混装电路实施焊接工作的时候，应当按照一定的步骤进行，根据混装电路的生产条件以及未来的应用设置焊接的环节，促使焊接的工作在各个环节都得到质量的保障，下文简述了混装电路板焊接工艺的步骤：首先，一定对混装电路的焊接材料进行恰当的准备，在使用手工焊接的时候，一般需要准备丝状焊料，焊料丝的直径应当确保焊点是否与要求所匹配，常见的树脂基钎剂一般选用的是R（纯树脂基钎剂）或者是RMA（中等活性的树脂基钎剂），例如：丝S-Sn63PbAΦ1-R-1GB/T3131-2001，即用Sn63Pb37焊料制造的，直径为1mm，钎剂类型为R型的树脂单芯丝状焊料。其中当前的SMT焊接工艺材料总体正朝着环保型的状态发展，常用的是SnPb合金焊接材料，并且是免清洗、不含挥发性有机物、无松香型等等，并使用PCB清洁度的有效整理方式处理PCB的污染残留，使得焊接材料能够在准备阶段达到最佳的效果。为了使得焊接的时候更加的方便以及容易，还经常会选择含微锑（Sb）、含微铋（B）i的焊料，以此来加强材料流动性，使得焊料能够在表面张力的作用下增强湿润能力，降低焊接的温度，有效的降低了生产过程中出现的预热状况，并且使得零件端面溶蚀等问题得到有效的处理，同时还能使得混装电路的修补以及拆换零件的作业更加的方便，简单易操作。其次，在准备好了焊接材料之后，需要做好焊前预热的工作，这项工作能够充分的发挥丝状焊料中的树脂芯钎剂的活性，这些能够有效的避免PCB焊锡的过程中出现影响PCB的润湿以及焊点的形成，这使得PCB在焊接前就达到了一定的温度，避免受到热冲击导致混装电路板出现翘曲变形的状况。在进行焊接工作的时候，有效的控制焊接的温度，焊接的温度对于混装电路有非常重要的作用，当焊接的温度很低的时候，焊料的扩展率、润湿性等都会受到影响，并且较低的温度会使得焊盘或者是元器件的焊端湿润不充足，因而就会产生虚焊或者是拉尖、桥接等缺陷；而当焊接的温度较高的时候，就会在焊接的过程中加速了焊盘、元器件，这导致元器件引脚以及焊料产生了氧化，这些都会导致虚焊的状况，上述这些焊接质量问题对于混装电路板的使用有很大的影响，因此在焊接的时候需要严格的控制焊接的温度。在焊接贴片元件的时候，焊料应该加在烙铁头、焊盘和元件的电极之间，这样烙铁头的移动速度就由焊接时间确定，使得焊料在电极的覆盖高度在一定的范围之内，也能够将烙铁头的温度控制在260℃加减10℃的范围内，并且保证焊接的时间不会超过2s，这一过程中，若无法在规定的时间内完成焊接的任务，这就会导致焊点无法在规定的时间内冷却，也没有办法及时的进行再猜焊接的工作，这对于修复焊接的工作有很大的影响。最后，在进行焊接插装元件的时候，应当在烙铁头之前加热焊盘，使得焊盘被充分的预热，之后在烙铁头和焊盘的结合处加入部焊料，使得焊料能够充分的结合，以此覆盖整个焊盘，形成凹形的焊锡轮廓线，为之后的真正的焊接工作打下坚实的基础。在使用回流混装电路焊接的时候，结合PCB的典型布局形式，在PCB的B面布局质量较小表面贴装片式元件，在PCB的A面布局BGA、QFP器件、DIP器件、通孔接插件、电阻和电容等，即正面使用表贴和通孔元件混装，B面采用表面贴装的形式。在试验板上选择无铅BGA，其他的元件是有铅元器件，焊料选用OL-107E有铅焊料。在设置回流焊接曲线时，采用有铅制程下有铅、无铅混装工艺，将峰值温度提高到228℃～235℃之间，液相线上温度的时间为50s～60s，使BGA上的无铅焊料能充分回流，又能避免过高温度对有铅器件的热冲击，得到良好的回流焊接效果。对于回流混装电路质量的检验，BGA器件多为焊球大小均匀，经过偏角测试检验，并且使焊球呈现鼓形，且QFP器件是能够形成良好的湿润，呈现出质量较高的焊点。

3总结

焊接工艺对于电子产品的设计以及应用有非常重要的作用，在进行焊接的时候有许多需要重点注意的焊接步骤，尤其是在进行焊接的时候需要重视混装电路板的准备工作，对于焊接的温度、焊接方法的选择、焊接所使用的材料等进行优化以及调整，使得焊接工艺的技术参数能够有效的控制焊接电路的最低温度以及混装电路质量，以此来确保电子产品的质量。

作者:毛含冰 单位:凯迈（洛阳）电子有限公司

[参考文献]

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1 善于利用交换机提供的各种维护工具，准确快速定位故障

华为交换机提供了各种功能强大、界面友好的维护工具，特别是各类跟踪工具，如信令跟踪、接续动态跟踪、话单跟踪等，为维护人员提供了极大的方便。另外，告警台也对提高设备维护质量有很大的帮助。

2 注重设备运行质量分析，做到维护工作有的放矢

设备运行过程中难免会出现各种问题，在问题处理后，应该对所出现的问题现象、原因分析及处理措施进行总结，并将问题归类整理，找出该机型同种问题的解决思路。一旦设备出现同类问题时，可以快速找到问题所在，解决问题。平时要求密切注视网络运行情况，及时发现故障隐患，切实做到维护工作有的放矢。

3 健全和完善维护资料，提高维护工作效率

一个称职的维护人员，不仅能处理故障问题，而且要有较高的维护效率，用最快的方法解决问题。面对维护中的各种问题，如何才能用最短的时间去处理解决呢？这需要有完整的维护资料作基础。如果某局至另一局向阻断，而维护人员不清楚该局至另一局向的中继电路所在具置，如所在模块号、对应板号、中继电路数等，又怎么能快速定位故障点，进而处理故障呢？所以，完善各种资料是准确快速解决问题、处理故障的有力保证。需健全和完善的资料主要有：①模块号及对应装机地点、光路号、光纤编号等。在C&CO8机母局，应详细标明某模块装机地点及对应光板位置、光路号和光纤编号。这样，当某台交换设备出现问题，就能立刻找到故障模块，进而检查该模块相关电路板及对应AM/CM 管理模块的电路板；②用户号码及各局向中继电路资料。各局可根据各自的实际情况，打印出各交换模块的实时板位图，并在用户板图上标明每块用户板所占用的号码；在中继板图上标明每块中继板2Mb/s系统的电路号及对端局名。有了这些资料，当用户或中继出现问题时，可以快速定位到对应电路板；③故障电路板的标记。交换机所用电路板种类较多，如某块电路板发生故障，我们除将故障电路板换下外，还应说明该板所引发的故障现象。目前各局使用最多的电路板是用户板，其故障率也较高，当某块用户板出现故障时，我们在测试确认后，应该对其做出标记。如可在板面上标明第几个用户坏，什么故障现象，同时在维护记录上填写清楚。坏用户板应虚插至用户框后面的空槽位上，并及时送修，防止越积越多。

4 查找和处理故障的基本方法

4.1 逐段排除法

有些故障由于涉及的故障点比较多，可以根据话音和信令的流程进行分析，采取逐段排除的方法。

4.2 数据修改、数据再设定法

此方法使用于软件方面的故障。由于软件在设计和编制时有某种缺陷，或是系统参数、局数据及用户数据等出现某种错误，使得交换系统在特定的情况下不能执行某些任务，因此需要采用数据修改或数据再设定的方法进行处理。

4.3 人工启动和逻辑复位法

单板硬件或软件有时会因发生混乱而无法正常工作，因此可通过再启动或复位的方法（按复位键、插拨单板、关电复位）将该板的软硬件进行逻辑初始化，使其恢复正常。

4.4 电路板更换法

当某一个电路板被怀疑有问题时，可通过更换电路板进行验证和判断，并进行相关的后继处理及恢复性的操作。

5 维护工作的几点注意事项

5.1 主控框电路板不可带电拔插。如该框有电路板发生故障，可先对该电路板做倒换，利用夜间断掉该框电源，再拔出故障电路板

5.2 拔插电路板时，一要，戴防静电护腕，防止静电损坏电路板；二要，用力均匀，一步到位

5.3 交换机各种数据要定期做备份，记录备份时间

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关键词：PCB线路板；生产设备；研发及应用

前言：PCB是印制电路板，也叫做印刷线路板，是一种非常重要的电子部件，在所有的电子元器件当中，都发挥着重要的承载和支撑作用，同时也是电器元件中实现电气连接的主要载体。电子设备中应用印制板，能够发挥同类印制板一致性的特点，防止了人工接线的错误，能够实现电子元器件自动检测、焊锡、装贴、插装，对电子设备的质量保证十分有利，同时有助于降低成本，提高劳动生产率，提高维修效率等。因此，PCB线路板的生产设备研发及应用就显得更为重要。

1PCB线路板的应用发展趋势

随着电子产品的不断发展，在各种电子设备中，电子元器件正逐渐朝着集成化、小型化、精密化的方向发展，因此，对于高精密PCB线路板的需求也日益增加。在PCB线路板中，主要包括了导体部分和绝缘材料部分。由于电子产品的小型化和集成化发展需求，PCB线路板最为电子元器件的重要载体，其发展趋势主要包括了IC封装基板、高密度HDI/BUM板，以及软硬性板等[1]。其中，HDI板通常具有152.4um以下的孔径，同时具有0.25mm以下的孔环环径，布线密度在64mm/mm2以上，接点密度也在20/cm2以上，间距、线宽分别在76.2um以下。IC封装基板则是在HDI/BUM板的基础上发展而来，具有更高的密度化特性。软硬性板则包括了软板和硬板两部分，能够有效的节约空间、实现轻量化和高性能化的要求，同时避免了复杂接线的繁琐。

2PCB线路板生产设备的发展情况

随着PCB线路板需求量的不断增加，PCB线路板生产设备也面临着更高的要求。不过，由于PCB线路板生产设备的核心技术始终掌握在一些发达国家手中，而我国关于这一方面的研究起步较晚。虽然近年来通过不断的研发，产品的性能和质量都得到了较大的提升，但是与发达国家相比，在加工速度、加工精度、加工能力等方面，依然存在着一定的差距[2]。而在市场容量方面，业内市场中的市场份额占比也比较低，因而进行更加深入的研究和开发。

3PCB线路板生产设备的研发及应用

3.1研发要领

PCB电路板在使用前，需要合理设计出基本的路线和PCB的线路板形状。通常利用PCB电路板的主要目的是确保电路的小型化，设计出机器的大小和形状，明确元件的具置。如果对设计出来的电路形状不满意，可以结合自身的实际使用需求，做大幅度的变更调整，明确零件类位置后，再决定出配线的形状。电路配线是电路板在应用前必要要做好的工作，但是由于电路配线自身的限制性因素较大，如果设计方法不合理会降低电路板的使用寿命。通常在实际的设计过程中，会选择单面机构的FPC，如果选择的FPC线路过于复杂，需要观察能不能贯穿孔，防止贯穿孔对电镀的耐折性造成较大的影响。如果不用贯穿孔的话，曲折部分的贯穿孔不需要做镀铜处理。需要以单面板PCB另外制作曲折部分，确保双面的FPC能够与单面板PCB相互接合。

3.2 PCB电路板的具体应用

3.2.1 PCB电路板在生产中的应用

在PCB线路板的生产当中，激光钻孔、数控机械钻孔等都是主要的生产方法。随着技术的发展，更为先进的激光钻孔加工技术得到了较大的发展，不过，由于其对于被加工材料适应性较为有限，孔壁质量较低，设备成本较高，因而目前并没有得到广泛的普及，最为常用的仍然是机械钻孔技术。在当前大多数PCB线路板生产设备中，采用了六轴钻孔机设备，包括了主轴部件、工作台部件、运动导向部件、横梁、床身等基础部件，以及其它的一些功能辅部件。在生产过程中，设备在横向、纵向、垂直等方向上运动，主轴保持高速旋转的状态，能够确保PCB线路板不同的生产加工要求[3]。其中，横梁、床身等部件构成框架龙门式结构，对运动部件进行有效的支撑，并对设备运行中发生的振动进行吸收，通常的结构类型包括了人造花岗岩、天然花岗岩、钢板焊接、铸铁铸造等结构。

在M向方向上，采用了多轴级联方式，能够使设备成本得以降低，运行效率得以提升。在纵向方向上，主要使对被加工PCB线路板进行承载，并对被加工件进行准确的前后定位固定。在垂直方向上，需确保良好的运动效率和较高的运动精度，以确保被加工件的质量和性能。在PCB线路板的生产当中，钻头是一个重要的部分。由于孔分布密度增加，孔径减小，因此在研发中，应度刃口粗糙度、钻头形状、刚度、精度、材质等进行妥善的设计，保证钻头的良好品质，以确保PCB线路板的生产质量。吸尘系统能够在加工过程中，及时的吸走加工产生的碎屑，并对钻头进行充分冷却[4]。在加工过程中，压脚能够确保PCB线路板压平，确保加工过程中，PCB的良好的平板状态，防止产生加工偏差。随着科技的发展，PCB线路板生产设备也取得了较大的进步，其研发样式不断增加，应用效果也更为理想。

3.2.2 PCB电路板在组装中的应用

PCB电路板的底部填充技术，主要是基于“毛细流动原理”的流行性和非流动性产生的，主要是通过毛细作用将业态的数值吸入到芯片底部和PCB之间的间隙，通过利用紫外线固化或加热方法，将被焊接芯片和PCB板固定在一起，对保护焊点，防止焊点出现严重的损伤，提高焊点的可靠性具有重要作用。在印制电路板时，主要是利用毛细管底部填充技术，主要是填充分散芯片，来提高整个印制电路板的可靠性。为了明确印制板印刷焊高的位置，需要将BGA、CSP等表面贴装芯片贴装到印刷焊膏位置，确保填充材料能够在印制电路板和填充芯片中保留一定的孔隙，有助于提高毛细管底部填充的可靠性，需要确保填充材料和应用设备的充足性，确保各项安装工作的精确性。

可贴片式热熔胶片自身具有雾都、无重金属进而无卤素等优点，具有良好的绝缘性，产品的外形尺寸符合标准，并且尺寸精确，将可贴片式热熔胶片安装到印制板中的BGA和CSP之间，提高了焊接工艺性能，是印制电路中一种理想的填充材料。在使用可贴片式热熔胶片进行填充时，需要在原来回流焊接工艺流程的基础上增加贴热熔胶片工序，在BGA和CSP的底部位置贴热熔胶片，随后在进行芯片贴装，最后完成回流焊接的芯片焊装和底部填充工作，节省了再次填充芯片的时间，能够确保小批量电路板底部填充工作的高效开展。

3.2.3 PCB电路板在装配工艺中的应用

PCB电路板与IC器件相比其装配工艺具有特殊性，为了确保装配工艺取得良好的应用效果，需要将焊剂工艺和底部填充工艺融入到装配工艺中。今年来，铸焊技术被广泛应用，主要是运用芯片浸蘸的形式，需要在助焊剂薄膜中蘸取一定的助焊剂，再将器件贴装在基板上，进行回流焊接，或者将助焊剂实现加到基板上，再进行回流焊接，发挥助焊剂固定器件作用，确保焊接表面的湿润。PCB板在完成倒装芯片焊接工作后，需要在器件底部进行填胶，展现出“毛细流动原理”的流动性和非流动性，优化倒装芯片装配工艺流程。还有另外一种工艺，主要是利用各向异性导电胶来装配PCB班用倒装芯片，确保贴片头有较高的压力，并将其贴装在基板上，并对器件进行加热处理，使导电胶固化。但是该项工作在实施过程中，对工艺有着严格的要求，需要充分展现出贴片头的加热功能。倒装PCB芯片自身比较小，对贴装精度有着较高的要求。同时，对贴片设备照相机图像处理能力也有着较高的要求，球径小的球距需要运用高像素的像机进行处理，随着时间的推移，高性能的芯片的尺寸会不断增大，焊凸的数量也会随之升高，导致基板越来越薄，需要通过底部填充来提高产品的可靠性。

结论：由于电子设备的小型化、精密化发展，PCB线路板作为电子元器件重要的连接与承载部件，也需要满足小型化、精密化的要求。因此，在PCB线路板的生产设备研发及应用中，也提出了更高的要求。随着科技的发展，自动化技术、数字化技术、计算机技术正得到快速的应用和普及，综合应用这些技术，能够有效提高PCB线路板的生产设备性能与质量，从而推PCB线路板质量与性能的提升。

参考文献

[1]朱建华，张樱蓝. 一种评价印制线路板耐污染能力的试验方法[J]. 电子产品可靠性与环境试验，2013，04：1-6.

[2]龙来寿，孙水裕，钟胜，刘敬勇，邓丰，李. 真空热解预处理对回收废线路板中铜的影响[J]. 中国有色金属学报，2010，04：795-800.

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关键词:电子装备;防护;印制电路板;手工涂覆

中图分类号:TN702文献标识码:A

文章编号: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

军用电子装备防护,一般是指防潮湿、防霉菌和防盐雾腐蚀(moisture proofing,fungus proofing,salt and spray proofing)简称“三防”[1]。但在实际应用中作为产品环境适应性防护措施的俗称,三防具有更加广泛的含义(环境因素通常包括温度、振动、潮湿、沙尘、盐雾、低气压和冲击等)。随着现代电子技术日新月异的发展,对军用电子装备的可靠性提出了越来越高的要求,而电子装备的可靠性又与环境因素有着密不可分的关系,电子装备的三防是涉及机械、电化学、生物等多门类多科学的综合技术,对提高装备整机的质量与可靠性、延长装备使用寿命、减少装备故障率等具有重要保障作用[2]。

几乎所有的电子设备,小到遥控玩具,大到计算机、通讯设备、工业控制设备、军事装备等,只要有集成电路等电子元器件,就要使用印制电路板,以达到对元器件的安装和电气互联的作用。随着巨大规模集成电路、超高速集成电路及表面贴装元器件的大量使用,采用先进的电子互联技术,使印制电路板的组装密度较大,对印制电路板的可靠性提出了更高的要求,对印制电路板的三防(环境适应性)提出了更高的要求。经三防涂覆,元器件通过涂层与底板粘接增加了机械强度,管脚经涂层隔离可达到长期防潮、防霉和防盐雾侵蚀的作用。但需要指出的是,军用电子装备的三防是一项系统工程,涉及方方面面,对印制电路板的三防涂覆处理只是其中的一个不可缺少的重要环节之一。

研究所承担的军工任务通常具有多品种小批量的特点,在对印制电路板进行三防涂覆处理时,不同于大批量自动化处理,更多的是采用人工的方式手动进行。为此,经多方探索和学习借鉴,总结出手工方式对印制电路板进行涂覆的方法,现以涂覆DB SF-6101三防保护剂为例,作详细介绍。

三防保护剂性能介绍:选用某化工研究所研制生产的DB SF-6101三防保护剂,该保护剂具有突出的“防潮”、“防霉”、“防盐雾”性能;具有良好的介电性能,耐电弧、耐电火花,电击穿强度高;具有良好的憎水性能,在潮湿环境中,漆膜仍不失其良好的电性能;耐温变性好,耐化学药品性能好,有较强的耐氧化性、热稳定性、抗老化性,能耐多种不同浓度的酸、碱、盐的腐蚀;能在常温或低温下固化,漆膜致密光亮,附着力强,并有装饰性;涂覆工艺简单,喷涂、浸涂、刷涂皆可,涂料粘度可根据选用的施涂工艺进行调节,而不影响涂料性能[3]。

1 实施步骤

三防保护剂涂覆工艺流程如图1所示。

图1 三防保护剂涂覆工艺流程图

1.1 实验室环境要求

(1) 工作间必须保持清洁干净,并具有良好的通风条件。

(2) 工作间的相对湿度应控制在65%以下。

(3) 工作间的温度应控制在(25±5) ℃ 。

(4) 工作间设防静电工作台及手腕带插孔并接地良好。

(5) 工作间内严禁烟火,并应具有必要的防火设备。

1.2 印制电路板的清洗

由于印制电路板在焊接过程中必须使用助焊剂,而助焊剂在焊后有残渣留在电路板表面,加上操作者手上的油脂和汗渍,可能导致元器件性能不良或受到腐蚀,为确保可靠性,焊后必须进行清洗,以便去除焊剂残渣和其他污染物,满足有关标准对杂质污染物和表面绝缘电阻的要求[4],并能增加三防保护剂与印制电路板基体的粘合强度。

清洗剂选择无水乙醇,因为其物理化学性能稳定,具有良好的清洗能力,具有良好的溶解度,且购买贮存方便,包装灵活,价格适当。

电路板手工清洗:将适量无水乙醇倒入不锈钢容器内,把电路板放入,操作人员带防静电手腕带使用防静电刷子轻轻的反复刷洗,尤其是管脚附近,干净后,直立放防静电架上,沥干后,用干净的无水乙醇再次清洗,沥干,然后放入干燥箱。烘干的时间和温度见表1。

表1 烘干时间和温度对照表

相对湿度 烘干温度 / ℃烘干时间 /h

60%以下

60%～70%

70%～80%

80%以上

45～50

4

5

6

7

1.3 不应涂覆部位的防护方法

(1) 印制电路板板组装件的插头部位应使用纸胶带进行粘封。

(2) 其他不需涂覆的部位(点)用纸胶带粘贴即可。

(3) 不应涂覆的部位包括:

接插件的插接部位;散热器;微调电容,可调电感,可调电阻和2 W以上的电阻;开关,波段开关的滑动接点,非密封型继电器的接点(触点);用于测试的接线柱(点);线束活动 (伸缩、转动)部位;其他无防护涂覆要求的部位(点)。

操作者进行防护时,应戴白色无尘防静电手套,佩戴防静电手腕带,以防止元器件静电损伤和污染清洗后的印制电路板。

印制电路板不应涂覆部位防护完成后,将电路板垂直放置于防静电架上,准备涂覆。

1.4 三防保护剂配制

按出厂技术条件和说明书对 DB SF-6101三防保护剂进行严格检查,漆质应无沉淀物、杂质、油污,漆液应呈淡黄色透明状态。 配制稀释剂所需溶液应符合有关技术要求。

稀释剂配方见表2,盛于一次性洁净塑料容器内并搅拌均匀;

涂料配方见表3,盛于另外一个洁净塑料容器内并搅拌均匀。

表2 稀释剂配方

名 称比 例规 格

甲苯50分析纯

醋酸酊脂25分析纯

正 丁 醇25分析纯

表3 涂料配方

原料名称配制量说明

DB SF-6101 适量

防霉剂 适量根据需要添加

稀释剂适量用涂-4粘度计控制到要求粘度为准(≥15 s)

1.5 涂覆

用细毛刷蘸涂料对印制板电路板正反两面各均匀涂覆二次,每次涂覆厚度应均匀。第一次涂覆后应水平静置,自然干燥4 h后,再进行第二次涂覆。

涂刷时应按顺序从一边开始,由高到低,均匀涂覆,避免遗漏。

1.6 干燥

将涂覆过的印制电路板平放入干燥箱中(不能重叠),加温至45～50 ℃烘3 h后去掉保护材料,然后继续放入45～50 ℃干燥箱中烘5 h,切断电源,随箱冷却至常温即可。

也可将涂覆过的电路板放置在清洁、无尘、干燥、通风、无污染的室内进行自然干燥,8 h后去掉保护材料,然后再自然干燥16 h。

1.7 检查

产品进行涂覆后,操作人员应对以下内容进行自查:

(1) 漆面应均匀、光滑、光亮,无流痕、堆积、泛白、针孔、皱纹等缺陷,目测漆层内无尘埃及其他多余物;

(2) 无漏涂覆部位,不需涂覆部位应无涂料,无脏物;

(3) 固化检查:用手指用力按压防护漆面,漆面应无指纹。

1.8 安全与注意事项

(1) 操作者应按工艺规程规定的顺序进行涂覆操作;

(2) 操作者在操作过程中应遵守有关安全规章制度,并作好记录;

(3) 未经检验合格的产品不准进行涂覆;

(4) 进行防护涂覆的产品应在烘干结束后立即进行涂覆;

(5) 涂覆装有静电敏感器件的印制电路板时,应使整机及涂覆设备良好接地;

(6) 涂覆过程中严禁水、油类物质混入涂料中;

(7) DB SF-6101三防保护剂应放置在阴凉、通风、干燥的库房贮存,禁止阳光直接照射;

(8) DB SF-6101三防保护剂自生产之日算起贮存稳定期为一年,如果超过贮存稳定期,可按产品标准规定项目进行检查,结果符合质量规定要求,则仍可使用[5-9]。

2 结 语

采用上述方法对印制电路板进行三防处理,已经通过有关检验机构按GJB150要求的湿热、霉菌和盐雾检测,并应用于某舰载电子跟踪装备中[10]。

参考文献

[1]SJ 20812-2002.军用电子设备三防设计的管理规定[S].

[2]电子科学研究院.电子设备三防技术手册[M].北京:兵器工业出版社,2000.

[3]哈尔滨化工研究所.DB SF-6101使用说明书[Z].

[4]梁治齐.实用清洗技术手册[M].北京:化学工业出版社,2001.

[5]QJ1781.1~4.漆喷涂工艺细则[S].

[6]电子工艺标准化技术委员会.电子行业工艺标准汇编[S].2005.

[7]QJ/KCGW 03.03.003-2002 DB.SF-6101三防涂覆工艺细则[S].

[8]田芳,乔海灵.三防保护涂覆工艺及设备[J].电子工艺技术,2006,27(2):108-110.