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2022年11月10日

电子产品设计及制作生产线,电子产品实验装置

SBDGYT-02B电子产品设计及制作生产线

一、概述

电子装配工艺实训台是高度仿真工厂的电子焊接装配生产线，满足学员电子制作、电子设计大赛、课程设计、毕业设计、创新实践活动等综合性、设计性、创新性的实训要求。可培养学生的实践能力和创新能力。适合技术学校、职业培训学校、职教中心、鉴定站／所等电子类专业《电子工艺》相关课程的教学实训和鉴定考核。

二、电子装配生产流水线技术性能

1、输入电源：三相四线380V±10％50Hz

2、工作环境：温度-10℃～+40℃相对湿度<85％(25℃)

3、装置容量：<200VA

4、外形尺寸：单个实训台尺寸为1.1m×1.3m×2m。

三、电子装配生产流水线实训装置

主要由实训台、电源柜、实训线路板、元件包、工具套件、排风扇等组成。实训装置为两面双组型结构，正反两面均有以下相同的资源。

（一）、实训台

实训台主要由实训桌、实训面板、钢木框架、顶部框架、排风扇等组成。

1、正反两面备配有一个工具柜，可放置实训套件、工具和资料等；台面上铺有绿色防静电桌垫；另外还设有四个带刹车的万向轮，便于移动和固定。

2、正反两面各有一块实训面板，分别提供九路AC220V电源插座接口和四路固定直流电源，其中直流电源电压分别为±12V、±5V，每路均有短路、过渡保护和自动恢复功率。

3、钢木框架为双层结构。第一层用于挂放元件盒（焊接工序用）或实训挂箱（调试工序用）。第二层设有四个PVC夹板，可用来夹放相关实训资料。

4、顶部框架上设有电风扇和30W日光灯（照明设备）各两个。

5、工艺卡：在灯架中间设一路工艺指导卡架，采用H型铝导轨制作，每工位布置一块300×400×1.5mm透明有机玻璃板。

★6、电子实训创新教学与管理模块-元器件检测模块（二工位1套）

（1）印刷线路板为单层印刷电路板，印刷线路板厚度为2mm，每块印刷线路板四个角上有4mm镙丝固定孔。

（2）印刷线路板的正面印刷：正面用白底黑字清晰的绘制出器件符号。印刷线路板的反面制作：印刷线路板线宽3mm，器件装在反面, 正面用镀金接线孔引出。

（3）线路板固定在塑料密封盒口上，塑料密封盒底内贴一个写有编号内容的无线射频卡，手持式RFID读卡器，除了要能读写无件盒的编号，还要能显示出该元件盒的标准答案。

（4）元器件检测元件为三极管、电解电容、二极管，晶闸管、单结晶体管检测内容为器件类型、管脚名及好坏的判断，每块检测板在内部接线要有所差异，如三极管的E、B、C三个极任意接到编号为1、2、3的三个引出点上。

注：（5）RFID读卡器仅多媒体示教控制系统配置1套。

（二）、电源柜

（1）输入电源：三相四线～380±10%50HZ

（2）输出电流：20A

（3）设有风扇、照明日光灯、插座电源的继电接触控制系统，可为10实训台提供工作电源；具有三相电源指示、漏电保护功能，使用安全可靠。

（三）、实训线路板(2套／台)

常规配备六管超外差式调频收音机、LED数字电子钟、多路抢答器等实训线路板。

（四）、实训工具套件(2套／台)

配备常用的放大镜台灯、UT33B+数字式万用表、剥线钳、尖嘴钳、斜口钳、小十字螺丝刀、大十字螺丝刀、小一字螺丝刀、大一字螺丝刀、小镊子、剪刀、真空吸笔、电烙铁恒温焊台、焊锡丝、吸锡器等工具。

四、实训项目

任务一：多路抢答器生产

1)多路抢答器元器件认识及测量

2)多路抢答器原理图识读及工艺文件填写

3)多路抢答器装配工具与准备工艺

4)多路抢答器主板焊接

5)多路抢答器主板调试

6)多路抢答器电路板检验

任务二：LED数字电子钟生产

1)LED数字电子钟元器件认识及测量

2)LED数字电子钟原理图的识读及工艺文件填写

3)LED数字电子钟的装配工具与准备工艺

4)LED数字电子钟主板焊接

5)LED数字电子钟主板调试

6)LED数字电子钟主板检验

任务三：六管超外差式调频收音机整机生产

1)调频收音机元器件认识及测量

2)调频收音机原理图识读及工艺文件填写

3)调频收音机常用装配工具与准备工艺

4)六管超外差式调频收音机主板焊接

5)六管超外差式调频收音机整机调试

6)六管超外差式调频收音机整机检验

7)六管超外差式调频收音机整机包装

五、配套教学资源（全室12台配1套）

1、实验用电智能安全调控装置要求

1）、特点

当智能控制系统检测到有漏电或触电情景出现时，智能控制系统在0.1秒断开连接，保证人身和财产安全；智能控制系统本身有故障指示灯，用户可根据智能控制系统故障指示灯显示判断出当前故障状态，便于处理；智能控制系统有挂锁功能，需要检修时，在挂锁位置上锁，★防止他人上电，检修更安全。可以采集现场输出型装置数据，通过多种物联网通信方式上传至云端，实现本地设备的远程监控。

2）、功能

基于物联网实验室安全用电智能控制系统，可进行用电数据采集、统计、存储、分析、查询等。运用前端数据可视化技术将实时的用电数据展示在平台上，并以图表的形式提供可视化的用电信息查询功能；运用数据库技术实时监测用电设备和线路运行状况，对异常状况及时告警，从而预防电气火灾；运用用电系统故障定位技术及时发现并精准定位用电故障点，自动生成故障报告，协助用户第一时间修复用电系统故障；运用电能质量监测技术实时分析和评估电能质量问题，并提供定制化的治理方案，协助用户获得优质电能；运用大数据技术和行业数学模型统计、分析并挖掘基础的用电数据，基于数据发掘节能潜力，从而提供能效优化方案。满足用电管理系统可视、安全、可靠、优质和经济的智慧用电模块需求。

3）、基于物联网实验室安全用电智能控制系统由执行装置与网机组成，技术参数分别为：

（1）执行装置技术参数

（1）极数：3P+N

（2）脱扣特性：C（5-10）In D（10-14）In

（3）额定电流：In 6A、10A、16A、20A、25A、32A、40A、50A、63A

（4）额定电压：Ue AC 230V/400V

（5）额定频率f：50Hz

（6）额定短路分断能力：Icu10kA

（7）壳架等级额定电流：Inm63A

（8）缺相保护：设备防烧毁保护模式

（9）漏电保护：元器件损坏保护模式

（10）过载保护：电流过大防烧毁模式

（11）短路保护：碰线防烧毁模式

（12）挂锁保护：便于维修安全

（13）过温保护：可监测线路温度

（14）过欠压保护：防止造成人身事故和机械设备损坏

（15）漏电或触电时0.1秒断开

（16）故障指示灯，便于查看工作状态

★（17）挂锁功能，检修更方便

（2）网机技术参数

（1）内置STM32F103C8T6主控芯片

（2）外置8M无源晶振

（3）采用SP3485作为485通信芯片

（4）485防浪涌保护

（5）标准RS485接口，可直接串口设备

（6）智能型数据终端，便捷实现数据传输功能

★（7）提供强大的中心管理软件，方便设备管理

★（8）提供便捷的软件升级和固件更新服务

★（9）提供数据库数据备份，方便查看历史数据

（10）尺寸：89mm*67.5mm*20.5mm

（11）重量：70g

（12）电源：AC220V

（13）功耗：1.5W

（14）工作温度：-25℃ - +70℃

（15）工作湿度：95%

（16）WiFi版最大下行传输速率：64kbps

（17）WiFi版最大上行传输速率：32kbps

提供有效、权威的证明文件，佐证该产品的可靠、安全、先进性。

2、电子技能虚拟实训室软件（网络版，配20节点）

一、软件总体要求

1、软件以部颁标准《职业技能培训（鉴定）维修电工实训设备产品技术规范》为指南，以能力培养为本位，以就业为导向，突出技能训练。具有职业性、情境性、过程性、交互性与智能性等特点。可于维修电工职业技能仿真培训与鉴定、电工电子类专业电工技能仿真实训。

★2、软件重视教学设计，不同的知识单元含有诸如教学资源、故障检测、操作提示、技术分析等多种情境和技能训练教学模块。把抽象的概念具体化、把虚拟的概念实际化。各个模块的内容详尽、系统，软件内容要掌握电子技能的核心目的。

★3、软件在设计上，采用分级模块化设计，结构清晰、便于重组。在媒体表现上，采用二维、三维动画，具有强烈的情景带入感。

★4、本软件不仅可以作为实训教学应用，还必须含有大量的原理动画演示，作为助教型软件素材应用于课堂教学环节。

★5、软件具备交互性：软件贯彻以学生为主体的思想，设有实训目的、实训器件、实训电路、器件布局、仿真运行、电路接线等，不仅可以供教师采用场景环境演示教学，更可以在网络环境下由学生自主地按照进程与提示操作，突出了技能训练。

二、模块列表

★1.仪器仪表

仪器仪表需包括指针式万用表、数字式万用表、普通示波器、信号发生器、直流稳压电源、毫伏表、高频信号发生器、钳形电流表等至少8个实训项目；每个实训项目中，根据不同内容的教学大纲要求，需包含各种仪器仪表的外形、面板、使用操作、考考你等不少于3个实训任务，其中，数字式万用表实训任务需包括外形、面板、测电阻、测电压（交、直流）、测电流、测二极管、测三极管、考考你；示波器项目中，当鼠标滑过面板上对应聚焦、亮度、旋钮等，对该部分作用均有文字描述显示。考考你实训项目，要求趣味性答题，运用游戏一样的模式，对正确与错误和时间的使用需做出记录。

2.导线加工

导线加工需包括常用材料、绝缘导线加工、屏蔽线加工、导线捆扎、导线连接等至少5个实训项目；每个实训项目中，根据教学大纲要求，需包含若干实训任务，各实训任务均配有考考你随机小测试，使用恰当的媒体手段来实现，教学设计合理，导航清晰,并配有语音讲解功能。

3.检修工具

检修工具需包括焊接工具、钳口工具、剪切工具、紧固工具等至少4个实训项目；其中钳口工具项目的实训任务包括尖嘴钳、平嘴钳（扁口钳）、园嘴钳、钢丝钳、镊子、压接钳、网线钳等；根据相应的教学大纲，要求把各种检修工具清楚表示，并配有语音讲解功能。

4.焊接工艺需包含手工焊接、实训、浸焊、波峰焊、再流焊、拆焊技术等至少6个实训项目；其中手工焊接项目的实训任务包括工具检测、焊锡丝的握法、电烙铁的握法（正握、反握、握笔）、五步焊接法、焊接质量鉴别、贴片元件等。根据相应的教学大纲，要求把焊接工艺清楚表示，图文并茂,并对重难点部分配有语音讲解功能。

5.电子器件

电子器件包括电阻器、电容器、电感和变压器、二极管、三极管、晶闸管、模拟IC、数字IC、片状元器件、电声器件、开关接插件、发光显示器件等至少12个实训项目；根据相应的教学大纲，要求把常用的电子元器件都能清楚表示，教学任务需包括分类、标识、检测、考考你等至少4部分,并对重难点部分着重练习,检测方法不少于2钟。

6.模拟电子技术

模拟电子技术包括射极偏置电路、基本放大电路、延时开关电路、ＲＣ震荡电路、桥式整流电路、串联稳压电路、直流电动机调速电路、调光台灯、运放输出功能扩展等至少9个实训项目；根据相应的教学大纲，要求软件能基本涵盖所有的电子技术；教学任务需包括目的、电路、原理、布局、接线、仿真和排故等。用文字、图片的形式展示学习目的，将主要掌握的知识点予以概括，了解本模块主要的学习内容包括原理、接线、故障原因及排除故障等；电气电路与电路实物相互对比，当鼠标指向电气图某个器件时，相对应的实物也会放大显现；动画与配音结合，描述电路组成。原理动画应包括两部分：一是电路组成，以二维动画的形式表现并配有语音讲解；一是工作原理，通过语音及二维动画的演示描述其工作过程。当前部分要求以高亮显示。整个动画要求流畅。同时动画设有播放器，通过进度条来控制动画进度，以达到学习者反复学习观看的目的；布局要求将器件库中在实训过程所需的元件拖动放到配电柜中进行布局，并设定故障现象，通过仪器仪表来测量找到故障点，最后分析故障原因，设置原理图，协助操作者了解相应原理，继而分析故障原因、列出查找方法，通过仪器仪表找到故障点，最后判定故障结果。

7.数字电子技术

数字电子技术包括宿舍灯控制电路、定时交流开关、步进电机控机器、智力竞赛抢答器、移位型控制器、四路彩灯控制电路、声光报警电路、数字钟电路、基本逻辑关系等至少9个实训项目；根据相应的教学大纲，要求软件能基本涵盖所有的电子技术；教学任务需包括目的、电路、原理、布局、接线、仿真和排故等。用文字、图片的形式展示学习目的，将主要掌握的知识点予以概括，了解本模块主要的学习内容包括原理、接线、故障原因及排除故障等；电气电路与电路实物相互对比，当鼠标指向电气图某个器件时，相对应的实物也会放大显现；动画与配音结合，描述电路组成。原理动画应包括两部分：一是电路组成，以二维动画的形式表现并配有语音讲解；一是工作原理，通过语音及二维动画的演示描述其工作过程。当前部分要求以高亮显示。整个动画要求流畅。同时动画设有播放器，通过进度条来控制动画进度，以达到学习者反复学习观看的目的；布局要求将器件库中在实训过程所需的元件拖动放到配电柜中进行布局，并设定故障现象，通过仪器仪表来测量找到故障点，最后分析故障原因，设置原理图，协助操作者了解相应原理，继而分析故障原因、列出查找方法，通过仪器仪表找到故障点，最后判定故障结果。

8.生产工艺

生产工艺包括器件准备、安装、焊接（喷涂助焊剂、干燥和预热、波峰焊、强迫风冷）、补焊调试、装配测试、包装入库等至少6个实训项目；根据教学大纲要求，需包含若干实训任务，并用恰当的媒体手段来实现，教学设计合理，导航清晰，并配有语音讲解功能。

9.插装工艺

插装工艺包括印制板分类、PCB生产工艺、插装准备、手工插装、机器插装等至少5个实训项目；据教学大纲要求，需包含若干实训任务，使用恰当的媒体手段来实现，教学设计合理，导航清晰，并配有语音讲解功能。其中插装准备包括元器件检查、老化实验、引线剪裁、导线剥头、元器件成型、浸涂焊料等实训任务。

10.SMT工艺

SMT工艺包括表面组装材料、SMT设备、SMT工艺、SMT生产过程等至少4个实训项目；据教学大纲要求，需包含若干实训任务，并用恰当的媒体手段来实现，教学设计合理，导航清晰，并配有语音讲解功能。其中SMT生产过程以流水线的产品生产说明SMT的生产过程，包括锡膏印刷、贴片、焊接、检测、手工补装、焊接、修整与检测、抽样实验、包装入库等，通过国内先进的某电视机生产线整体演示该过程。

11.收音机实训

收音机实训包括工作原理、元件选择、印制电路、元器件插装、焊接、组装、调试工艺、总装、维修指南、维修训练等至少10个实训项目；据教学大纲要求，每个实训项目还需包含若干实训任务；调试工艺实训要求分别练习静音调试、接线和动态调试三种，其中动态调试要求可以做到三点统调，在调试练习过程中，鼠标点击面板上对应的开关、旋转按钮等均伴有实物的仿真声音。软件要求教学设计合理，媒体表现方式丰富，交互性强等特点。

3、印制板工艺仿真教学软件（具有软件著作权，网络版，配20节点）

印制板工艺仿真教学软件，贯彻了教育部颁布的《职业院校数字校园建设规范》，按照仿真教学资源的情境性、过程性、职业性、沉浸性等标准，选择与其对应的最恰当的媒体表现形式而设计开发。该软件于生产厂商及学院拍摄取材，综合了学校和企业各自的特色，融入了合理的教学设计。

对于印制板的生产过程，主要采用视频的表现形式，再现了生产的真实环境，把现场工艺的原场景带进了课堂，让学生充分了解印制板生产方式和工艺流程，从而掌握工程操作技能。对于不容易观察的内容及可操作的技能点，则采用多媒体交互动画技术，从而达到更佳的学习认效果。

单元名称	模块名称	工艺内容
简介	前言	印制电路板简称印制板或PCB，电子产品由各种各样的电子元器件组成。而这些元器件的载体和相互连接所依靠的是印制电路板。印制板是由印制电路与基板构成的，常用的基板为覆铜箔层压板，简称覆铜板，印制板的种类，根据不同面数量的不同，印制板可分为单面板、双面板、多层板，按照元器件组装技术来分，有通孔插装电路板、表面组装电路板，按照基板材料来分，有刚性印制板和挠性印制板等。
	单面印制板	早期电子产品大多使用单面印制板，单面印制板是基版上只有一面具有导电图形的印制板，版上用来完成元器件电气连接的线路称为导线，用来固定元器件的圆形、矩形或其他几何形状的导电图形，称为焊盘，导电图形上覆盖着一层绿色薄膜叫做阻焊层，起到阻止焊锡与导电图形接触的作用，使焊点美观整齐，焊盘通常涂敷了一层助焊剂，起到保护焊盘不被氧化和容易焊接的作用。
	双面印制板	双面印制板是指两面都有导电图形的印制板，为了实现版两面的电气连接，先在版两面的焊盘位置上钻孔，在孔壁上，再用化学方法镀上金属铜等。在双面板上，元器件与信号线大多集中在一面，与元件面上，元器件的引脚焊接及电源走线大多在另一面及焊接面上，实现这种走线分工的双面板的布线密度，要比单面板高出了许多，这种将元器件通过金属化孔穿插到焊接面的装配技术，称为通孔插装技术，又称THT技术。
	多层印制板	多层印制板在每层印制板做好的基础上，加上绝缘垫层，加压成一个整体，不同层间的导线通过金属化孔实现复杂的电气连接，完成更加强大的电气功能。多层板除了线路密集，可使整机体积更小，重量更轻外，还通常有两层分别作为电源层与地层，有利于减小信号干扰，同时散热也好，可提高整机的可靠性，当然，多层板的制造工艺复杂，成本也比单、双面版高出很多。
	SMT印制板	表面组装印制板，表面组装技术又称SMT，其工艺特点可以通过与传统的通孔插装技术及THT的比较来体现。SMT即表面组装技术，是指把片状结构的元器件贴装在印制板的表面上。在SMT电路板上，焊点与元器件同处版的一面，无需再通过通孔在进入另一面固定，因此，在SMT印制电路板上，通孔只用来连接电路板两面的导线，孔的数量也要少的多，孔的直径也很小，这样就能使电路板的装配密度极大提高，SMT与THT的区别体现在组建形态、焊接、和组装工艺方法等各方面，其焊接技术采用再流焊技术。
	挠性印制板	在需要与运动部件相连接的地方，例如，针式打印机的打印头与主板间的电气连接，可以采用挠性印制板，挠性印制电路板可以弯曲、扭转，甚至可以折叠，具有轻、薄、短、小、结构灵活的特点。
制作工艺	设计	在印制板的生产过程中，首先需要一套符合质量要求的１：１底片。使用印制板设计软件，从事印制电路的设计，目前最常用的电子设计软件为Protel99se、Altium Designer，而对于高端设计产品，常常使用Cadence、Mentor、Allegro等，这是设计单位在使用PCB设计软件，设计印制板，可同时产生印制板制作过程中所需的各种图纸，例如，原界面，焊接面，助焊层、阻焊层、印字图、钻孔图、装配图等等，特别方便。
	裁板	根据产品的大小下料，及按照设计的尺寸使用裁板机裁剪不同版，对于尺寸较小的印制板，为便于生产，也可将几块印制板，整齐排布在一张不同板上去制作，然后，再裁剪开。
	钻孔	印制板的孔金属化后，可实现层与层间电路的电气连接，对THT插装技术，孔的本身也起着固定插件的作用，电子CAD生成的钻孔数据输入电脑，数控钻床在程序的控制下，自动移动钻头，找准位置钻孔，通常可以同时钻透几块不同板，大大提高了生产精度和劳动效率。各种孔的不同板，要磨板，去除因钻孔生成的毛刺。
	孔金属化	金属化孔是指顶层与底层之间的孔壁上，用化学反应，将一层薄铜渡在孔的内壁上，厚度约5微米，使得印制电路板的顶层与底层相互连接。在实际生产中，钻孔后的覆铜板，要经过去油、粗化、浸清洗液、孔壁活化，化学沉铜以及电镀沉铜等一系列工艺过程才能完成。
	清洗检查	金属化铜是印制板生产重要工序，一旦发生质量问题，将影响电气联通，所以经过化学镀铜的覆铜板，再进入下一道工序前，要清洗、检查。
	图形转移	图形转移是指把底片上的电路图形转印到覆铜板上的过程，其方法有光化学法、丝网落印等，光化学法，精度高，是将经过表面清洗处理过的覆铜板，涂敷一层厚度均匀的感光胶膜，然后烘干。将底片精确定位在底图感光胶的覆铜板上、曝光、显影、没有被感光的胶膜，在温水中溶解、脱落，而留下的印制图形，再被固膜、风化。
	镀铜	通过金属化孔工艺生成的金属孔壁很薄，需要通过一定的化学反应，使沉铜达到约20微米的厚度，从而在孔壁及版面上沉积一层化学铜，达到所预期的导电性能与机械强度。
	蚀刻	化学时刻是利用化学的方法，腐蚀掉版上不需要的铜箔，留下电路图形，常用的蚀刻液有酸性氯化铜、碱性氯化铜、过氧化氢、硫酸等。作为传统蚀刻液的三氯化铁，再生难、污染严重，已被淘汰，只适用于实验室少量加工。
	清洗	经过化学蚀刻的印制板，残留许多化学溶液，需要经过清洗、干燥，以便进入到下一工序。
	阻焊剂	阻焊剂是一种耐高温的绝缘涂料，上阻焊剂的作用是限定焊接区域，防止焊接造成短路，以及防止受潮对版面铜箔的侵蚀。
	助焊剂	为提高印制电路的性能，便于自动化焊接，可以在导电图形上涂敷一层金属，其作用是保护铜箔，增加可焊性，和抗腐蚀、抗氧化。
	丝印	为便于安装与维修方便，元器件最好用字符标记出来，这同样可以通过丝网印刷技术来实现，通常在元件面丝印有白色或黄色的字符，便于电路与元器件的标识。
	修边	最后一道生产工序是修边，去掉毛刺，通过铣床将外形成型，在经过高压清洗，送到电针测试，最后，将经过检验合格的电路板包装好。
生产过程	印制板上生产过程	以一个双面印制板的生产为例，首先，设计人员根据电路原理图与版面尺寸的要求，使用计算机辅助设计软件，进行元器件布局，设置布线规则，自动布线产生所需的电子文件，交给光绘机制版，产生各种短印底片。生产车间将不同版下料，根据成品板的大小，裁剪成便于加工的尺寸，然后交数控钻床钻孔，钻好孔的不同板，经模板处理后，送去化学沉铜，生成金属化孔，并通过电镀铜工艺使孔壁电镀层加厚，金属化孔后的不同板，经检查处理后上层感光胶，烘干后将底片放在不同版上曝光，显影，蚀刻，清洗，留下导电图形，经检查，再经过丝印涂敷防止焊接的阻焊剂，以及丝网漏印字符，再喷涂一层助焊剂、铅锡合金。最后由铣床洗出印制板的外形，经过高压清洗，变真测试，成品检验、包装。