时间：2023-05-29 17:48:21
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇印刷电路板，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
一、用氨水—氯化铵缓冲溶液浸铜
用试剂将铜从废弃印刷电路板中溶解出来，从而与不溶的固体残渣分离，这一步称为浸出。传统湿法浸铜常采用硫酸、硝酸、盐酸等无机强酸作为溶解试剂，但它们有两个重大缺点，会造成生产成本升高[2]：一是除了溶解铜，还能溶解锌、镍等其他金属，因此铜的后续提取难度大。二是腐蚀设备，对人员有伤害，因此对设备防腐和人员保护要求高。学者们正在探索高选择性、低成本、无毒、低腐蚀性的铜溶解试剂。在此介绍一种利用氨水—氯化铵溶液从印刷电路板中浸铜的技术[3]。
氨水—氯化铵溶液呈弱碱性，其溶解铜的过程可分为两步。第一步，将铜氧化成氧化铜。氧气可以将铜氧化，但是非常慢，因此通常需要加入氧化剂。常使用过氧化氢(H2O2)作氧化剂，反应式为：
具体过程可认为是H2O2先分解成水和新生氧，新生氧具有强氧化性，将铜氧化。在此过程中，金属铜可加速H2O2的分解反应，更快地产生新生氧，从而加快产生氧化铜的速度。
第二步，氨分子与氧化铜发生反应，形成可溶性的铜氨络合物[Cu(NH3)4]2+，铜进入溶液，实现浸出。
研究发现，生成的铜氨络合物也可以氧化单质铜，生成一价铜络合物[Cu(NH3)2]+。但是，这个络合物一生成就立即被溶液中的氧气氧化，转变成二价铜的氨络合物，结果加快了铜的溶解。这是这个方法可以高效回收铜的一个重要因素。
举一个研究实例[3]。用20 mL浓度为1.5 mol/L的氯化铵和40 mL浓度为1:10的氨水制成缓冲溶液，常温下取5 g样品加入其中，再加入1 mL双氧水，密闭搅拌反应2 h后，铜的浸出率可达到98%。这个过程也存在副反应，主要是锌也能通过生成络离子[Zn(NH3)4]2+而浸出。不过锌的浸出率很低，在这个实验条件下仅为8.12%，而且锌在废弃电脑印刷电路板中的含量低于1%，因此不会对浸出液的后续处理产生严重影响。而镍、镉、锡、铝和铁等金属元素在浸出液中的含量几乎为零。结果表明，氨水—氯化铵溶液从印刷电路板中浸铜的分离效果很好。
二、从氨浸液中萃取铜
为了富集铜，并与进入浸出液的杂质分离，需要从以上氨浸液中萃取铜。这个过程实际分为两步进行。首先，用某种有机溶剂(例如磺化煤油)将浸出液中的铜萃取出来[4]。由于在浸出液中铜以铜氨络离子[Cu(NH3)4]2+的形式存在，它不易溶于有机溶剂。这时需要借助于一种有机络合剂(称为萃取剂)，让它从[Cu(NH3)4]2+中将铜离子夺取出来，并与铜离子形成一种易溶于有机溶剂的新络合物，让铜离子以这种新络合物的形态进入有机溶剂中，从而实现铜的富集。常用到一种以N910为符号的萃取剂，它的主要成分为肟类有机物质。加有N910的萃取反应可以表示如下[5]，其中RH代表萃取剂N910，CuR2为铜与N910生成的新络合物，aq和org分别表示水相和有机相。
然后，通过破坏铜—萃取剂络合物，让铜重新进入水相，以利于下一步回收处理。这一步处理工业上称为反萃取，常用的方法是用硫酸溶液与有机萃取液充分混合，硫酸破坏有机相中的铜络合物，铜离子释放出来，进入水相[6]。
仍然举一个实际研究例子[3]。第一步，从氨浸液中萃取铜。常温下，容器中放入等体积的有机萃取剂N910(体积百分浓度为15%)和氨浸液，以850 次/min的速度震荡萃取。3 min后，铜的萃取率可达到99%。第二步，用硫酸反萃取。常温下，按照2:1体积比取以上载铜有机相和浓度为3 mol/L的硫酸溶液，在同样震荡速度下进行反萃取。5 min后，铜的反萃取率可达到95%。加热浓缩反萃取液可以回收CuSO4?5H2O，其纯度大于99%，可作为化学试剂使用[6]。
三、从富铜硫酸溶液中电沉积单质铜
可以通过电解从上述富铜硫酸溶液中得到单质铜产品。这个过程的原理就是电解，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应，单质铜沉积在阴极上。回收的铜产率可达到99%，而且质量可达到一级电解铜的要求[1,6]，纯度至少为99.95%。
四、循环使用3种物质
设计有3个循环，以重复使用物质[2](如图1虚线箭头所示)。第一个，是氨水—氯化铵缓冲浸取溶液重新用于浸出铜。循环8次后，铜的浸出率仍可达到98%，10次后仍可达到95%。第二个，是反萃取后的有机相(N910的有机溶液)重新用于萃取。循环8次后，铜平均萃取率依然可达99%。第三个，是电解后的硫酸溶液重新用于反萃取。循环10次后，铜离子的萃取率仍保持在95%以上。这样的循环利用设计，降低了生产成本，并尽可能减少了废液和废气的产生，实现了经济和环保的双赢。
参考文献
[1] 何亚群,段晨龙,王海峰.电子废弃物资源化处理[M].北京:化学工业出版社,2006.
[2] 李晶莹.从废电脑线路板中回收金属铜的试验研究[J].湿法冶金,2009,28(4):225-228.
[3] 盛广能.废弃电脑印刷线路板中铜回收的实验研究[D].青岛:青岛科技大学,2008.
[4] Stevens G W, Pererat J M,Grieser F. Metal ion extraction[J]. Curr Opin Coll Int Sci, 1997, 2(6): 629-634.
摘要：从印刷电路板 (PCBs) 中分离出非金属成分粉末，利用其作为一种新型的添加剂，探讨其对沥青混合料的性能影响。随着非金属剂量的增加，沥青混合料的高温性能则有显着提高，水稳定性也优于基质沥青混合料。本研究提出了一种新颖的处理废旧PCBs非金属成分的尝试，在环保和经济上具有一定意义。
关键词：沥青混合料;印刷电路板;非金属成分
Abstract: from the printed circuit board (PCBs) is to separate nonmetal elements powder, using it as a new type of additives, to investigate the impact on performance of asphalt mixture. Along with the increase of nonmetal dose, asphalt mixture of high temperature performance is significantly improved, water stability also better than matrix asphalt mixture. This study proposed a new processing waste PCBs nonmetal elements attempt, in the environmental protection and economic has certain significance.
Keywords: asphalt mixture; Printed circuit board; Nonmetal elements
0前言
随着电子产品更新换代周期越趋短暂，报废电子产品的数量正以惊人的速度增长。印刷电路板(Printed Circuit Boards，简称PCBs)作为电子产品的重要组成部分，其报废数量的增长给环境带来了极大的压力,成为一个亟待解决的社会问题。
如今，各种回收工艺已纷纷应用于回收PCBs当中，特别是其稀有金属成分回收技术已经日臻成熟。然而，回收过程中最困难的问题是如何对非金属成分进行回收处理。由于非金属成分中含有大量树脂、玻璃纤维、阻燃剂，对其进行焚烧和填埋显然是十分不合理的，这不仅是严重污染环境，更是对可再生资源的浪费。
1以非金属成分作为添加剂
在道路铺筑材料的研究中，利用废弃聚合物作为沥青添加剂，既可进行废物利用，同时也能提高沥青性能。在过去研究中，再生轮胎橡胶和软木树皮木炭都曾被用作沥青改性剂。
环氧树脂沥青在桥面铺装上具有优越的性能，PCBs中的非金属成分含有大量树脂材料，因此以其作为沥青改性剂改善沥青的性能在理论上是可行的。
上海交通大学的郭久勇等提出PCBs中的非金属是一个很好的树脂基填充料，而其中的玻璃纤维和树脂粉可用于加强沥青与集料的胶结性能。因此，PCBs中的非金属可以作为合适的和有前景的沥青改性剂[1]。
2试验材料
2.1 非金属成分的提取与改性沥青的制备
PCBs中非金属成分(Non-metals,以下简称NM)的提取工艺并不复杂。清华大学精仪系研发中心[2]提出，由于PCBs是由金属板、非金属板一层一层的在高温高压下压制而成，其粘接面的剪切强度是整个PCBs的薄弱环节，当把其粉碎到一定细度之后，金属和非金属材料就处于完全分离状态。然后通过重力法很好地实现两者的分选，最后筛选得到粒径为0.1mm以下的非金属粉末。
加热基质沥青到160 ℃以上，再把非金属粉末混合到沥青中，搅拌30分钟，拌有NM的沥青就制备完成。根据一般改性沥青的改性剂添加量，本课题选取了6%、8%、10%三个质量百分比进行试验研究。
2.2 沥青基本性能
试验选用茂名石化的AH-70基质沥青。添加NM后，改性沥青的基本性能见表1。随着非金属粉末的增加，沥青的粘度和软化点都有一定提高，而针入度、延度则下降。
表1沥青基本性能
3试验结果与讨论
本研究按规范[3]的规程进行马歇尔最佳沥青用量试验，初步确定最佳沥青用量（油石比）为4.5%，并按该沥青用量进行试件的制备，以研究混合料路用性能。
为验证添加PCBs中NM后的沥青混合料性能是否得到有效的改善，本研究对添加不同剂量的NM沥青混合料进行性能对比试验。
3.1 水稳定性
1）残留马歇尔稳定度试验
沥青混合料的水稳定性一般是由浸水后的物理力学性能降低的程度来表示。48小时浸水马歇尔试验的残留稳定度就是其中一种评价指标。按规程[3]进行了AC-20C沥青混合料浸水马歇尔试验，试验结果见图1。
图中各组混合料的残留稳定度都在95%以上，满足改性沥青混合料配合比设计检验指标中马歇尔残留稳定度大于85%的要求。
图1 残留稳定度、冻融残留强度比与非金属粉末添加量的关系
2）冻融劈裂试验
沥青混合料的冻融劈裂试验是反映沥青混合料水稳定性的另一个指标。从试验结果（见图1）可以看到各组混合料的冻融劈裂试验残留强度比都在80%以上，满足改性沥青混合料配合比设计检验指标中冻融劈裂残留强度比大于80%的要求。
通过以上试验结果，可知非金属成分改性沥青混合料的残留稳定度与基质沥青混合料相接近，而冻融劈裂试验残留强度比则高于基质沥青混合料，因此非金属成分改性沥青混合料的水稳定性要优于基质沥青混合料。
3.2 高温稳定性检验
车辙试验是一种模拟实际车轮荷载在路面上行驶而形成车辙的试验方法，用来评价沥青混合料在规定温度下抵抗塑性流动变形能力。以沥青混合料的动稳定度（DS）进行评价。
本研究采用采用60℃的试验温度，试验结果见图2。由结果可知各组混合料的动稳定度DS都大于5000次/mm，满足规范中不小于2800次/mm的要求。显然，改性沥青混合料的稳定度总体高于基质沥青混合料，体现出该改性沥青混合料在高温性能方面的改良效果。
图2动稳定度与非金属粉末添加量的关系
3.3 低温性能
沥青路面在使用期间低温开裂是普遍存在的问题。因此评价沥青混合料低温抗裂性是十分重要的。
小梁低温弯曲试验用于测定沥青混合料在规定温度和加载速率下弯曲破坏的力学性质。弯曲破坏应变越大，沥青混合料低温抗裂性越好。本研究中试验温度为-10℃，加载速率50mm/min。
表2沥青混合料低温弯曲试验结果
各组沥青混合料的破坏应变满足冬冷区不小于2500的要求。非金属成分改性沥青混合料与基质沥青混合料的弯曲劲度模量相差不大，但弯曲极限应变和破坏弯曲强度都比基质沥青的普遍要小，说明其低温性能比基质沥青混合料有所下降。因此，应控制NM添加量在10%以下，以保证改性沥青混合料的低温性能满足规范要求。
4结语
（1）由马歇尔浸水试验可以看出非金属成分改性沥青混合料的稳定度值大于基质沥青混合料，并随着添加量的增加而增大，说明其高温稳定性能得到改善。另外，各组沥青混合料的残留稳定度相接近，冻融劈裂试验残留强度则随添加量增加而增加，因此非金属成分改性沥青混合料的水稳定性要优于基质沥青混合料
（2）车辙试验结果表明，非金属成分对提升沥青混合料的高温性能非常显著。这与改性沥青中软化点提高的结论是一致的。
（3）非金属成分改性沥青棍合料的低温抗裂性相对于基质沥青混合料变化不明显。研究认为，8%的添加量是对沥青混合料低温性能的合理含量，超出此含量对其低温性能会产生负面影响。
参考文献
Jiuyong Guo, Jie Guo, Shifeng Wang and Zhenming Xu. Asphalt Modified with Nonmetals Separated from Pulverized Waste Printed Circuit Boards[J]. Environmental Science and Technology, 2009, 43, 503508.
1数据采集系统
这个系统是由硬件和软件组成。硬件包括单片机、A/D转换器及显示驱动电路等，软件包括主程序，系统监控，时间/中断等程序。要想该系统成为一个高性能的数据采集系统，它们必须要密切合作，配合得当。在系统研发的过程当中，它们的设计是相互关联的，不可分开，硬件设计的时候必须要考虑到软件的实现形式，设计软件的时候当然也要考虑到硬件的工作基础。为了提高系统的应用，还在虚拟仪器Labview上完成了上位机的设计，使温度数据显示得更为直接，易于管理和以后的维修。软件和硬件一起组成了一个完整的数据采集系统，硬件是该系统的基础，软件是该系统的核心，它们需要共同合作才可以完成整个数据的采集和处理，不可或缺。
2系统硬件的抗干扰设计
系统的硬件抗干扰设计是整个采集系统抗干扰设计的主体。软件的抗干扰设计也是以它的设计为基础，原由就在于此软件以及其它的重要的数据，全部是以固件的形式储存在ROM里的，假如没有可信硬件电路的工作，软件的抗干扰就不用提了。系统的硬件抗干扰设计通常可以分为供电系统、长线传输、印刷电路板和地线系统的抗干扰设计。原因在于本次设计没有通过现场的调试，就用PROTEL软件设计了印刷电路，因此印刷电路板和地线系统的搞干扰设计是这次设计的重点。
2.1印刷电路板抗干扰的设计此设计在单片机的运用当中，电源线、信号线和元器件组成了高度集合体印刷电路，它们彼此间在电气上呼应。所以我们在印刷电路板的抗干扰设计中一定要满足于抗干扰的所有规则，对于部分干扰对软件、硬件的调试都一样的重要。以下就是印刷电路板系统抗干扰设计遵循的主要原则：
2.1.1布置电源线在印刷电路板上布置电源线应该注意以下的问题:首先，就是要根据电流量的大小来加宽所需导线；其次，电源线和地线到数据线传送的方向应当保持一致；最后，稳压电源必须要独立的电源。
2.1.2布置地线在一般地情况下，电路板上的地线可以被分成数字地线和模拟地线。数字地线就是高速数字电路的地线，模拟地线就是模拟电路的地线。它们的安排应该按照三个依据：其一，数字地线和模拟地线必须要分开布置，并且一定要和它们的电源地线分开相连接；其二，地线一定要用可以通过电流三倍地线；第三，接地线时为了减少地线之间的电位差，必须要注意闭合回路，以提高抗干扰能力。
2.1.3信号线的分类在平常情况下，印刷电路板线路布置键入更多，以减少各类型线之间的互相干扰，功率线和信号线，驱动线和信号线都必须要分开布置。
2.1.4去耦电容配置为了整体的抗干扰能力提高，配置消灾难电容必须安装在印刷电路板的关键部分。我们需要配置站点有：电源线电路板端口;每个集成电路芯片的电源引脚接地；在一台机器复位端子接地。
2.1.5印刷电路板尺寸和元器件的分布印刷电路板尺寸要合适。元器件分布一定要考虑设备的类型和功能，可以尝试高频与低频器件分开安排，低、高电流电路必须要远离逻辑电路。
2.2地线系统设计地线系统的设计对抗干扰性能的影响很大。单片机中的应用系统地线系统包含前面的数字地、模拟地，保护地以及屏蔽地。适当的接地办法是:把所有的逻辑地应该连接在一起，所有的逻辑地必须在信号源侧或者负载侧，以保护地线链接到单个点上，通常是在信号源侧。
3系统软件抗干扰的设计
软件抗干扰即使只是硬件的补充和完善，但是软件的抗干扰设计在整个系统抗干扰设计中有着举足轻重的地位。由于系统运行的环境是特别嘈杂，再大的干扰也并不能损害硬件系统，但是该系统运行起来是不可能正常。在通常的情况下，软件抗干扰系统是由数据采集软件抗干扰、控制抗干扰软件故障和运行不正常免疫的软件程序组成。
3.1数据采集软件的抗干扰一般的在工业应用中单片机必须要收集各种的参数。即使在单片机的系统中采用了各种的抗干扰措施，但是由于工业环境的恶劣，测量的参数信号的微弱，有的时候肯定还会有干扰损坏，所以，该系统的设计必须附有多种抗干扰软件，应该采用硬件和软件抗干扰措施相结合的措施。
3.2软件运行程序的干扰在单片机的系统应用中，指令码的地址码和操作码会受到各种干扰源的影响，在单片机中，操作数被程序计数器PC当作指令执行，或者PC的值指向的非程序区的时候，单片机运行的程序就会进入死循环。为了单片机能够恢复正常的工作，一般地情况下会使用软件陷阱、监视定时器和软件控制电路方法中的若一种方法。
4总结
前言：移动通信技术和产业已经历经了近三十年的发展，从最初的模拟蜂窝系统的单一频段天线，逐渐地发展到现在的漫游全球的数字化多制式天线；从最初的飞鸽传书，到现在的全球通信；从最初的单一语音通话工具，逐步发展到如今的计算机、网络和通信互相交融为一体的多功能终端。就算手机的功能、软硬件和外观在怎么改变，也无法逃避天线的设计是手机设计所有环节当中最难而又最关键的这一必须面临的不争的事实。目前所有的智能手机都面临着各种技术性挑战，无线通信移动终端天线的性能是否优越，将成为以后主导智能手机市场的主导因素。
1.倒L形接S形手机天线
1.1 天线结构设计
对于倒L形接S形手机天线，我们一般采用由FR4材料构成基体，而对于其参数的我们选择的是介电常数为4.5，其大致厚度在0.78mm左右最为宜。其位于印刷电路板正面的左上角的天线的辐射单元由两个部分组成，一是馈电带线，二是短路带线。其位于印刷电路板背面的金属接地板的宽度与基板基本上相等，在辐射单元的背面顶部留有净空区域。
1.2 天线测试与分析
设计完成后并加工完毕的倒L型接S型手机天线一般利用Agilent E5071C微波网络分析仪对成品进行回波测试。我们将仪器测试结果与仿真结果进行比照后发现，在低频段和中频段中，天线的工作带宽与实际结果大致相同；然而在高频段上却发现测试结果相比实际结果略有减小；从大体上来看，测试结果显示天线的中心频率点的阻抗匹配程度稍稍偏低。根据测试结果我们对其出现的问题进行了原因分析，与仿真结果出现偏差主要是所选择的天线基体材料的实际参数有所出入、轴线接头处有损耗，由于对实际结果影响不大，因此这些因素可以不考虑。
2.开口方环形手机天线
2.1 天线结构设计
对于开口方环形手机天线，我们一般采用由FR4材料构成基体，而对于其参数的我们选择的是介电常数为4.5，其大致厚度在1.55mm左右最为宜。其位于印刷电路板正面的左上角的天线的辐射单元由两个部分组成，一是馈电带线，二是短路带线。其位于印刷电路板背面的金属接地板的宽度与基板基本上相等，在辐射单元的背面顶部留有净空区域。
2.2 天线测试与分析
设计完成后并加工完毕的开口方环形手机天线一般利用Agilent E5071C微波网络分析仪对成品进行回波测试。我们将仪器测试结果与仿真结果进行比照后发现，在低频段上天线的谐振点略有降低，中频段和高频段的天线谐振点略高，带宽有少许偏移。
3.迂回枝节平板电脑天线
3.1 天线结构设计
对于迂回枝节平板电脑天线，我们一般采用由FR4材料构成基体，而对于其参数的我们选择的是介电常数为4.36，其大致厚度在0.76mm左右最为宜。其位于印刷电路板正面的左上角的天线的辐射单元由两个部分组成，一是馈电带线，二是短路带线。其位于印刷电路板背面的金属接地板的宽度与基板基本上相等，在辐射单元的背面顶部留有净空区域。
3.2 天线测试与分析
设计完成后并加工完毕的迂回枝节平板电脑天线一般利用Agilent E5071C微波网络分析仪对成品进行回波测试。我们将仪器测试结果与仿真结果进行比照后发现，在低频段上天线的谐振点稍有降低，而在中频段和高频段上天线的谐振点略微上升。
4.共面 T 形多用途移动终端天线
4.1 天线结构设计
对于共面T形多用途移动终端天线，我们一般采用由FR4材料构成基体，而对于其参数的我们选择的是介电常数为4.42，其大致厚度在1.58mm左右最为宜。其位于印刷电路板正面的左上方的天线的辐射单元由两个部分组成，一是馈电带线，二是短路带线。其位于印刷电路板背面的金属接地板的宽度与基板基本上相等。
4.2 天线测试与分析
设计完成后并加工完毕的共面 T 形多用途移动终端天线一般利用Agilent E5071C微波网络分析仪对成品进行回波测试。我们将仪器测试结果与仿真结果进行比照后发现，测试结果显示在低频段和高频段的中心频率略微上移，同时中频段出现两个谐振点，在谐振点处的阻抗匹配均良好。
5.弓形多用途移动终端天线
5.1 天线结构设计
对于弓形多用途移动终端天线，我们一般采用由FR4材料构成基体，而对于其参数的我们选择的是介电常数为4.42，其大致厚度在1.6mm左右最为宜。其位于印刷电路板正面的左上方的天线的辐射单元由两个部分组成，一是馈电带线，二是短路带线。其位于印刷电路板背面的金属接地板的宽度与基板基本上相等。
在辐射单元的背面顶部留有净空区域。
5.2 天线测试与分析
设计完成后并加工完毕的弓形多用途移动终端天线一般利用Agilent E5071C微波网络分析仪对成品进行回波测试。我们将仪器测试结果与仿真结果进行比照后发现，测试结果显示在低频段和中频段的工作频段比仿真结果略微偏高。
6.移动终端天线的场景应用
6.1 用于卫星移动通信
4G无线通信移动终端天线可应用于卫星移动通信中，其中终端天线中的L波段卫星移动通信系统的天线阵是一个由16个环形天线所组成的平面阵，同时在数字信号处理部分由10个现场可编程的逻辑门阵列芯片构成。为了对该系统进行外场测试发现，采用了自适应算法进行测试，用该算法可在整个上半空间中产生16个波束，基本上全局覆盖，而且根本就不需要添加任何传感仪器，就能高效快捷的对一些卫星信号进行自动捕获和跟踪。
6.2 用于蜂窝移动通信基站
4G无线通信移动终端天线也可应用于蜂窝移动通信基站中，然而与用于卫星移动通信最大的不同点就是，用于蜂窝移动通信基站的移动终端天线大致设计思想就是充分利用高分辨率的算法以得到通信信号的引导矢量，从而可以计算出
上行链路加权系数。当4G无线通信移动终端天线正处于发射状态时，由于上下行链路使用相同频率，上行链路的加权系数可直接用于下行链路。
一、引导教学是课程实施的先导
学生对将要学习的东西有一定的认知能力，才能激发兴趣，有的放矢的学习，提高学习效率。引导教学是提高认知能力的有效方法。引导教学包括以下几种方法:
1.观看电子产品制造工艺教学影片
电子产品制造工艺教学影片中涉及电子元器件、电路板的装配和焊接、印刷电路板制作技术、现代电子产品的制作过程四方面的内容。通过教学影片的观看使学生对电子产品生产工艺与管理这门课程的教学内容和教学目的增加感性认识。
2.实物展示
将往届学生的优秀作品做成展台，让学生参观学习。通过参观学习，他们将知道自己学习的过程和学习的成果。随后对学生进行学习前的思想动员，激发他们的学习兴趣，让他们好好学习，争取使自己的作品也能进入展台。
二、认知性教学是课程实施的基础
1.电子元器件的认知
常用的电子元器件的认知教学包括电阻的色环读法，二极管的阴阳极判别，三极管的三极判别，电容、电位器、晶闸管、扬声器、变压器等等的检测。这些认知教学，我们应该配以简单电路实际搭接讲解，使用万用表检测和验证结果。
2.生产过程和管理的认知
参观西门子、长虹、三星等电子公司。让学生对电子产品的生产环境、流水线生产过程、生产分工、生产中使用的工具和设备、生产中检测的仪器设备等内容有一个感性、详实的认识。学生在认知能力上再次加深，为以后的学习奠定了很好的基础。
3.课程培养目标的认知
学生应该了解课程培养目标。课程培养目标围绕三种能力展开――社会能力、专业能力、自我拓展能力。能力的培养是课程体系建立的核心内容，也是学习领域体现的内容。通过该课程的学习，学生可以学会与人配合，与人共处；学会必要知识和技能；学会自我学习，学会工作。
三、项目导向和任务驱动是课程实施的纲领和手段
项目教学是这门课程的实施纲领和手段。项目遵循由简单到复杂，由组装电子产品到检测电子产品，由万能板搭接和调试电路到自己设计，制作PCB板，由手工焊接到自动焊接的方案实施的。这一学期里共安排6个项目，分别是项目一，手工焊接触摸式开关；项目二，手工焊接调频调幅收音机；项目三，用万能板搭接调试电路；项目四，设计和制作PCB板；项目五，再流焊接SMT调频收音机；项目六，波峰焊接万年历。每个项目中都有相应的任务，必要的定义介绍，理论讲解，电路分析。学生完成了规定的任务，即完成本项目的训练。下面以项目四中任务三的展开为例简要介绍教学任务的实施和教学效果，如下图所示。
通过项目四的学习，学生可以了解印刷电路板的分类和组成；手工和电脑设计，制作PCB板的方法和技巧。在现代电子制作中，印刷电路板的设计和制作是急需岗位。学生经过本项目学习，可以胜任简单印刷电路板的设计和制作，具有成为印刷电路板的设计和制作高级技师的潜力。
四、评价指导和网站建设是课程实施的保证
每个项目完成后学生将展示自己的作品，老师当场点评，学生记录，课下撰写实训报告和心得体会，最后老师给予成绩评定、过程考试和过程评定。目的是使学生逐步入门，增强信心，挑战自我，完成所有任务。同时，网站建设是老师与学生沟通的桥梁，要充分利用现代化的教学手段教育学生，使学生能够利用便捷的渠道与老师交换意见，帮助学生尽快找到解决方案的最佳途径。网站还是与校外同行交流的开放平台，学生可以通过网站自我学习，自我提高。
关键词:学习情境;项目驱动;示范校;实践能力
中图分类号:G642 文献标识码:A
1引言
“电路CAD”课程应用计算机辅助设计技术来设计电子、电气产品的电路原理图和电路板制板图,将现代化计算机辅助设计技术完美地、成功地应用于实际产品设计中,是从事现代电子信息类专业工作不可缺少的课程。随着电子信息行业突飞猛进的发展,电子线路板在工业控制、仪器仪表、计算机、家用电器等方面的应用越来越广泛,应用先进的计算机辅助设计技术设计电路板势在必行。
Protel系列软件是当前电子电气行业功能最强、应用最广的软件,可方便地设计电路原理图和电路板PCB图,设计效果是传统设计方法难以媲美的。本课程的培养目标是使学生掌握印刷电路板主流设计软件Protel的使用,掌握印刷电路板图的设计规范与标准,掌握元件布局和布线的设计规则,使学生能根据电路原理和工艺要求设计与制作一般电路板。
2课程开发
示范校专业建设提出了全面贯穿工学结合,实现人才培养与产业需求无缝链接的要求。本课程内容虽然是最终在计算机上完成印刷电路板图的设计,但图中的元件符号、元件封装却不能凭空想象,而是按照实际元件绘制的。评价一张印刷电路板图的质量优劣要在印刷电路板使用之后,因此从整体设计、学习情境设计、教学方法与手段和课程特设建设等方面,本课程的设计都是教师与企业工程技术人员共同完成的。
2.1课程整体设计
通过走访中环电子、三星电子、商科科技有限公司等企业,结合示范校建设对高职类学生遵循“够用为度”的原则,我们确定本课程的总体目标是:让学生在真实的情境下接受技能训练,接触实际项目的设计与生产,通过全过程的训练掌握设计和制作知识,具有一定的PCB设计和制作能力,并考取职业资格证书。课题组教师通过与企业专家的沟通,从实际产品中获取工程案例,这些案例具有实践性(提高学生探究的兴趣和解决问题的动机强度)、相关性(既与学生当前的学习内容有关,也与学生未来的职业岗位有关)、思考性(项目要有一定的难度和思考空间)。这样课程打破了以知识为主体的内容体系,以难易程度不同、涵盖知识点不同的产品为载体,教师通过任务驱动诠释课程内容,介绍设计技巧,培养学生的职业技能和职业素质。本课程的职业技能和职业素质分解见表1。
2.2学习情境设计
遵照国家示范校建设的要求,我们与企业工程技术人员合作开发了基于项目驱动的“两极放大电路板设计”、“8951单片机存储器扩展电路板设计”、“双路直流稳压电路板设计”、“煤气泄漏报警器电路板设计”四个学习情景。
学习情景任务的选择遵循学生职业能力培养的基本规律,由简单到复杂,循序渐进,体现职业性、实践性,为学生可持续发展奠定良好的基础。以“两极放大电路板设计”、“8951单片机存储器扩展电路板设计”二个学习情景为例,其任务、知识目标、技能目标、学时的分解见表2。
2.3教学方法和手段的改革
在本课程的教学过程中,教师使用多媒体课件、视频录像等多种手段演示重点、难点,帮助学生学习理论并掌握实践操作技能。这些教学手段不仅为学生提供了大容量的信息资源,更以其声、形、音、画合而为一的动感场景和巨大的虚拟设计功能增加了吸引力和感染力,为学生创造了一个能全面调动学习兴趣,激活创造性思维的环境。
学习的最终目的是使学生在走上生产岗位后能立即投入角色。因此校内的教学就模拟出了企业、工程现场的项目,使学生在真实环境下学习和训练。“电路CAD”的教学使用了“虚拟项目”,课题组选取真实项目,对其进行分解和简化,提炼出适合学生学习进度和难度的案例。学生先接受案例,再设计方案,最后具体实施,可以亲身经历一个项目从设计到制造出成品的全过程,了解项目的运作全过程和规则。实训室模拟工程现场,从布局到设备、工具,完全按照真实的工作情景进行布置。学生在这样的环境中进行实训操作,收获的不仅是简单的技能,还有宝贵的经验。他们将来走出学校,进入工作岗位,就会迅速适应环境,投入角色。
另外,该课的课程标准、多媒体课件、电子教案、实训指导、上机练习题集、习题解答,在线测试等内容全部上网,并经常更新,充分利用了网络化的辅助教学手段。通过网络化的教学方式,学生可以随时登录网站,在课外自主学习。
2.4课程的主要特色
本课程的主要特色有:项目教学法的应用体现了超前的教学理念;采用多媒体及网络教学方式,画面直观、易懂易学,教学方法先进;采用产品实物教学,紧贴实际;教学内容实用,效果显著,使电路图和电路板的现代化设计方法与生产一线实际产品的具体要求完美结合,充分发挥了Protel软件的各项功能,使电子电气产品的制造增加了技术含量,提高了效率,保证了质量;教学条件好,自编教材、课件,行业通用,覆盖全国,示范性强。
3结束语
高等职业教育项目教学要紧密产学结合,教师不仅要不断提高专业素质,而且必须真正参加到企业的工程实践中去,学习企业的开发管理模式,总结实践经验,并将这些经验运用到教学中去。同时,教师还必须使用适当的教学方式,才能将自己丰富的经验与项目驱动的教学模式有机结合起来,提高教育教学质量。
参考文献:
[1] 江思敏. PROTEL电路设计教程[M]. 北京:清华大学出版社,2003.
[2] 赵志群. 职业教育与培训学习新概念[M]. 北京:科学出版社,2003.
[3] 姜大源. 职业教育学研究新论[M]. 北京: 教育科学出版社,2007.
[4] 赵建华,李克东.协作学习及协作学习模式[J]. 中国电化教育,2000(10):15-18.
[5] 何克抗. 建构主义――革新传统教学的理论基础[J]. 电化教育研究,1997(3):3-9.
Research on Curriculum “Circuit CAD” based on Item-drive
SUN Hui-qin
(Sub-college of Information Engineering, Tianjin Vocational Institute, Tianjin 300410,China)
手机换电路板一般价格都比较高，如果可以只换一个电路板的元件，那么价格就比较便宜，所以如果需要更换整个电路板，那么就不如直接换一部手机了。
不同品牌、不同型号的手机，电路板的价格也都有所不同，在手机品牌的官网都可以查看配件的价格，如果手机在保修期内，非人为造成的手机损坏，售后会免费为你维修。如果手机进水之后一定不要立刻通电的，进水后如果电路板立刻通电的话就会短路，电路板就烧了，然后就开不了机了。
电路板可称为印刷线路板或印刷电路板，线路板按层数来分的话分为单面板，双面板，和多层线路板三个大的分类。单面板，在最基本的PCB上，零件集中在其中一面，导线则集中在另一面上。因为导线只出现在其中一面，所以就称这种PCB叫作单面线路板。双面板是单面板的延伸，当单层布线不能满足电子产品的需要时，就要使用双面板了。多层板是指具有三层以上的导电图形层与其间的绝缘材料以相隔层压而成，且其间导电图形按要求互连的印制板。
（来源：文章屋网 ）
压差电压更低，允许以更高效率转换。
LDO并联方法已经得到极大简化。并联LDO将所散出的热量分散到印刷电路板上，减少了热点。
更低的输出电压与低压电源轨需求相匹配。
低静态电流延长电池工作时间。
负载突降保护和更高的输入电压性能规格保护器件免受系统瞬态电压影响，允许器件应用于汽车和严酷的工业环境。
电池反向和反向电流保护功能保护器件和周围系统，提高总体可靠性。
低输出噪声减轻对系统电磁干扰(EMI)的担忧。
耐热增强型封装更高效率地将热量从系统中散发出去。
这些特点加上设计简单性，已经使LDO逐步占据了以前由开关稳压器占领的1A～5A应用领域。
现代表面贴装印刷电路板系统受到的限制热量
随着更加复杂的制造技术、多层印刷电路板、更小和更薄的分立组件，以及更薄的集成电路封装的出现，表面贴装电路板设计也在逐步演变。制造技术的理想境界是，所有组件都是表面贴装型的。问题是电源散热。总的来说，电源输出电流受到表面贴装集成电路功耗的限制，功耗大约为2W。电流较高时，传统的线性稳压器需要散热器，从而排除了全表面贴装解决方案。一种可替代方案是高性能开关稳压器，这种稳压器提高了复杂性、成本和噪声。另一种可替代方案是并联多个共享负载的线性稳压器。这提高了可用输出电流，并将耗散的功率分散到表面贴装系统中更大的区域上。传统LDO很难并联，但是新一代LDO(如LT3080)就非常容易并联，甚至在电流非常高时也一样。
低输出电压
新型高性能数字电路需要低于1.2V的电压，而且所需电压还会继续降低。传统线性稳压器采用1.2V基准，这个基准电压被升压以产生一个等于或高于1.2V的稳定输出。如果不在电路上做文章、增加外部组件，那么低于1.2V的输出电压是不可能实现的。而只有新一代线性稳压器能产生低于1.2V的电压。LT3080的电流源架构允许它产生低至0V的输出电压。
一种新型架构――并联1.1A NPN LDO
印刷电路板上的并联线性稳压器可以分散热量，与单个集成电路相比可以提高最大输出电流，并有助于保持低的电路板峰值温度.传统上，这一直需要一个外部运算放大器和几个电阻来实现。LT3080则是高性能1.1A低噪声LDO，具有NPN功率电路，它可以非常容易地直接并联。这是由LT3080的独特架构决定的。该器件用精确电流源取代了传统LDO电压基准，这允许多个稳压器用一段非常短的印刷电路板走线作为镇流器来共享电流。可并联的稳压器没有数量限制。
OV输出能力和用单个电阻设置Vour
这种基于电流基准的新架构还使得用单个电阻设置低至OV的Vourr成为可能。有了这种提供零输出的能力，LT3080就能够完成对系统某些部分断电的任务。已微调的10μA1％电流基准通过SET引脚提供。在SET引脚和地之间连入单个电阻，以产生成为误差放大器基准点的电压。这个基准电压是SET引脚电流和电阻值直接相乘得出的。输出电压可以是从零直到由输入电源决定的最大值之间的任何电压。需要1mA的最低负载电流，以在任何输出电压情况下保持稳压。
输入电压能力是1.2V～36V(绝对最大值为40V)。压差电压在满负载时低至300mV(两个电源工作)，从而限制了功耗并提高了系统总体效率。在10Hz～100kHz的带宽范围内，输出噪声仅为40μV。
保护功能包括折返限流和热停机。该电路的直接并联及宽V和Vour、严格的电压和负载调节、高纹波抑制能力，以及使用很少的外部组件使其非常适用于现代多电源轨系统。
通路晶体管的集电极增加了分散热量的途径。还可以用外部电阻以非常低的成本进一步分散热量。
主要设计难题：不同情况下需要不同的保护电池反向保护
在由电池供电的系统中，当最终用户将电池插反或接反时，可能引起损坏。在这种情况下，如果电路遭受了反向电压电源，则将会有很大的电流通过硅片中的寄生结点流至地，因而有可能毁坏电路中易损的结点。增加二极管可以起保护作用，但是在电池和电源轨之间引入二极管压降会浪费功率，并降低电源电压。片上解决方案不仅保护了电路和负载，而且去掉了因增加外部组件而引起的问题。
输出电压反向保护
这种保护措施在以下情况下，可防止反向电流流过电路的寄生体二极管：
反向输出电压
负载返回到负电源
负电源在V之前被接通
输出在加电时处于负压轨电压
限流/短路保护
线性稳压器如果被迫提供过大的电流，就有可能损坏。这类保护电路在短路或过载情况下启动，这时Vour
在短路情况下，不仅通路晶体管提供过大电流，通路晶体管上的电压也处于最大值(因为Vour为地电平，晶体管上的电压为V。线性稳压器一般在芯片上使用两种短路保护电路之一：恒定限流或形式更复杂的折返限流。给限流值增加折返量(或安全工作区(SOA)保护)在输入电压提高时降低了限流值，以保持功率晶体管处于安全工作区。
反向电流保护
这种保护电路在Vour>V时、即V短路或Vour被拉至高于V时启用，可以防止任何反向电流从Vour流向V。
热停机
这种保护起作用时，器件实际上是被关闭了，而且芯片必须根据内置到热停机电路中的迟滞量进行冷却。器件冷却下来以后，就会被重新启动。如果存在故障或过载情况，那么该器件的温度会一直升高，直至达到热停机温度并被关闭。因此，器件根据热停机温度、迟滞量、封装和热限制，以某种低频和占空比进行热振荡。
热限制
热限制是比热停机稍微简单一点的方法。采用这种方法时，最高芯片温度由保护电路控制。
高功率密度1.1APNP LDO LTl965是采用低噪声、低压1.1A PNP功率电路的LDO，具有高功率密度。它在满负载时具有仅为300mV的低压差电压、具有1.8V～20V的宽V能力和1.2V～19.5V的可调低输出电压。仅为40μV的超低输出噪声降低了 仪表、射频、DSP和逻辑电源系统的噪声，有益于后稳压开关电源。在整个电压、负载和温度范围内，输出容限严格稳定在±3％之内。该器件具有500μA(工作时)和不到1μA(停机时)的低静态电流，使其非常适合需要高输出驱动能力和低电流消耗的应用。
LTl965稳压器用低等效串联电阻(ESR)、低至10μF的陶瓷输出电容器优化了稳定性和瞬态响应。这些纤巧的外部电容器无需任何串联电阻就可使用，而在其它很多稳压器中串联电阻是常见的。内部保护电路包括电池反向保护、无反向电流、输出电压反向保护、折返限流和热限制。
就需要大的输入一输出压差的应用而言，LTl965可组成非常紧凑和高热效率的解决方案。该芯片具有多种封装选择，从高功率密度、小占板面积、高热效率的DFN和MSOPE封装，到更加传统的DD－Pak和TO-220功率封装。
保护能力
LTl965具有多种保护功能，非常适用于由电池供电的电路。除了与单片稳压器有关的常规保护功能(如限流和热限制)，该器件还可防止被反向输入电压、反向输出电压以及反向输出一输入电压损坏。
限流保护和热过载保护功能可以保护LTl965免受其输出端电流过载的影响，增加折返限流保护可保持功率晶体管处于安全工作区。
LTl965的输入可承受22V(绝对最大值)反向电压。该芯片将电流限制到低于1mA(典型值低于200μA)，而且输出没有负压出现。在电池接反时，该器件同时保护自身和负载免受损坏。
LTl965的输出被拉至低于地电平也不会引起损坏。如果输入开路或接地，那么输出可能被拉至低于地电平22V(绝对最大值)。就可调版本而言，输出就像开路一样，没有电流流出。不过，在设置输出电压的电阻分压器中有电流流动(但是受到电阻分压器的限制)。如果输入由电压源供电，那么输出源电流等于限流值，而且，LTl965靠热限制保护自身安全。在这种情况下，将／SHDN引脚接地可关闭该器件并禁止输出电流。
如果ADJ引脚被拉至高于或低于地电平9V，不会引起LTl965损坏。如果输入开路或接地，那么被拉至低于地电平时，ADJ引脚就像开路一样，在被拉至高于地电平时，ADJ引脚就像一个与二极管串联的大电阻一样(ADJ引脚电阻在3V时的典型值为5kΩ，9V时为1.5kΩ)。
注意，在ADJ引脚连接到电阻分压器的情况下，如果输出被拉高，那么ADJ引脚会被拉至高于其9V箝位电压，在这种情况下，ADJ引脚输入电流必须低于5mA。例如，一个电阻分压器用来从1.20V基准提供一个稳定的1.5V输出，而输出被强制为20V。必须选择电阻分压器上面的电阻，以在ADJ引脚电压为9V时，将进入ADJ引脚的电流限制为低于5mA。OUT和ADJ引脚之间的11V压差除以进入ADJ引脚的最大电流5mA，得出分压器上面电阻的最小阻值为2.2kΩ。
在需要备份电池的电路中，可能出现几种不同的输入，输出情况。输入被拉至地电平、拉到某个中间电压或开路时，输出电压仍然可以正常提供。
如果LTl965的IN引脚电压被迫低于OUT引脚，或OUT引脚被拉至高于IN引脚，那么输入电流一般会下降至低于2gA的水平。如果LTl965的输入与一个放电(低电压)电池相连，而且由一个后备电池或第二个稳压器来维持输出，就会出现这种情况。如果输出被拉至高于输入，那么／SHDN引脚的状态对反向输出电流没有影响。
结语
熟悉手工焊锡的常用工具的使用及其维护与修理。 基本掌握手工电烙铁的焊接技术，能够独立的完成简单电子产品的安装与焊接。熟悉电子产品的安装工艺的生产流程，印制电路板设计的步骤和方法，手工制作印制电板的工艺流程，能够根据电路原理图，元器件实物。了解常用电子器件的类别、型号、规格、性能及其使用范围，能查阅有关的电子器件图书。能够正确识别和选用常用的电子器件，并且能够熟练使用普通万用表和数字万用表。了解电子产品的焊接、调试与维修方法。通过收音机的通电监测调试，了解一般电子产品的生产调试过程，初步学习调试电子产品的方法，培养检测能力及一丝不苟的科学作风。
二、原理
天线收到电磁波信号，经过调谐器选频后，选出要接收的电台信号。同时，在收音机中，有一个本地振荡器，产生一个跟接收频率差不多的本振信号，它跟接收信号混频，产生差频，这个差频就是中频信号。中频信号再经过中频选频放大，然后再检波，就得到了原来的音频信号。音频信号通过功率放大之后，就可送至扬声器发声了。天线接收到的高频信号通过输入电路与收音机的本机振荡频率（其频率较外来高频信号高一个固定中频，我国中频标准规定为465khz）一起送入变频管内混合一一变频，在变频级的负载回路（选频）产生一个新频率即通过差频产生的中频，中频只改变了载波的频率，原来的音频包络线并没有改变，中频信号可以更好地得到放大，中频信号经检波并滤除高频信号。再经低放，功率放大后，推动扬声器发出声音。
三、安装调试
1.检测
（1）通电前的预备工作。
（2）自检，互检，使得焊接及印制板质量达到要求，特殊注意各电阻阻值是否与图纸相同，各三极管、二极管是否有极性焊错，位置装错以及电路板铜箔线条断线或短路，焊接时有无焊锡造成电路短路现象。
（3）接入电源前必须检查电源有无输出电压（3v）和引出线正负极是否准确。
初测。
（4）接入电源（注意+、-极性），将频率盘拨到530khz无台区，在收音机开关不打开的情况下首先测量整机静态工作总电流。然后将收音机开关打开，分别测量三极管t1～t6的e、b、c三个电极对地的电压值（即静态工作点），将测量结果填到实习报告中。测量时注意防止表笔将要测量的点与其相邻点短接。
2、调试
经过通电检查并正常发声后，可进行调试工作。
（1）调中频频率（俗称调中周）
目的：将中周的谐振频率都调整到固定的中频频率“465khz”这一点上。
a. 将信号发生器（xgd-a）的频率选择在mw（中波）位置，频率指针放在465khz位置上。
b. 打开收音机开关，频率盘放在最低位置（530khz），将收音机靠近信号发生器。
c. 用改锥按顺序微微调整t4、t3，使收音机信号最强，这样反复调t4、t3（2～3次），使信号最强，使扬声器发出的声音（1khz）达到最响为止（此时可把音量调到最小），后面两项调整同样可使用此法。
（2）调整频率范围（通常叫调频率复盖或对刻度）
目的：使双联电容全部旋入到全部旋出，所接收的频率范围恰好是整个中波波段，即525khz～1605khz。
a. 低端调整：信号发生器调至525khz，收音机调至530khz位置上，此时调整t2使收音机信号声出现并最强。
· b. 高端调整：再将信号发生器调到1600khz，收音机调到高端1600khz，调c1b使信号声出现并最强。c. 反复上述a、b二项调整2～3次，使信号最强。 （3）统调（调敏捷度，跟踪调整）目的：使本机振荡频率始终比输入回 ...
b. 高端调整：再将信号发生器调到1600khz，收音机调到高端1600khz，调c1b使信号声出现并最强。
c. 反复上述a、b二项调整2～3次，使信号最强。
（3）统调（调敏捷度，跟踪调整）
目的：使本机振荡频率始终比输入回路的谐振频率高出一个固定的中频频率“465khz”。
方法：低端：信号发生器调至600khz，收音机低端调至600khz，调整线圈t1在磁棒上的位置使信号最强，（一般线圈位置应靠近磁棒的右端）。
高端：信号发生器调至1500khz，收音机高端调至1500khz，调c1a’，使高端信号最强。
在高低端反复调2～3次，调完后即可用蜡将线圈固定在磁棒上。
四、总结
问题分析：在电焊收音机得时候，焊接最需要注意得是焊接得温度和时间，焊接时要使电烙铁得温度高与焊锡，可是不能太高，以烙铁接头得松香刚刚冒烟为好，焊接得时间不能太短，因为那样焊点得温度太低，焊点融化不充分，焊点粗糙容易造成虚焊，而焊接时间长，焊锡容易流淌，使元件过热，容易损坏，还容易将印刷电路板烫坏，或者造成焊接短路现象．
焊接顺序：
一、焊接中周，为了使印刷电路板保持平衡，我门需要先焊两个对角得中周，再焊接之前—定要辨认好中周得颜色，以免焊错，千万不能一下子将三个中周全部焊再上面，这样以后得小元件就不好按装
二、焊接电阻，测好电阻的阻值然后别在纸上，我门要按r1——r8的顺序焊接，以免漏掉电阻，焊接完电阻之后我门需要用万用表检验一下各电阻是否还和以前得值是一样（检验是否有虚焊）。
三、焊接电容，先焊接瓷介电容，要注意上面得读数，紧接这就是焊电解电容了，特别要注意长脚是＂+＂极，短脚是＂—＂极。
四、焊接二极管，红端为＂+＂，黑端为＂—＂。
五、焊接三极管，—定要认清＂e＂，＂b＂，＂c＂三管脚（注意：[v1，v二，v三，v四]和[v五，v六]按放大倍数从大到小得顺序焊接）。
六、剩下得中周和变压器及开关都能够焊了。
七、最需要细心得就是焊接天线线圈了，用四根线一定要按照电路图准确无误得焊接好。
八焊接印刷电路板上 ＂＂状得间断部分，我门需要用焊锡把他门连接起来。
九、焊接喇叭和电池座．
【关键词】工作过程导向;校企合作;学习情境
电子线路板（即印刷电路板，简称PCB板）是信息电子工业最基本的构件，有“电子产品之母”之称。随着科学技术的发展，新兴电子产品不断涌现，使PCB产品的用途和市场也不断扩展。电子线路板设计是现代电子产品设计技术的发展方向，具有基础性、专业性、应用性和先进性的特点。
《电子线路板设计与制作》是电子信息工程技术专业的核心课程，是一门实践性和技术性都很强的专业课程。通过本课程的学习，使学生能正确使用电子CAD（Protel DXP）软件，完成常用电子应用系统原理图的绘制、印刷电路板的设计以及印刷电路板的制作等任务，为今后从事电子应用系统设计、技术创新等工作奠定基础。印刷电路板作为工艺管理、产品研发、成本控制、生产运行、质量控制的直接对象，有利于对学生进行标准意识、规范意识、质量意识及环境意识的培养，成为职业素质训导的重要平台。
一、课程开发思路
（一）校企合作共同开发，将学科课程转变为面向职业岗位的工作过程导向的课程
课程开发团队（含高层次企业专家、实践专家）通过对PCB市场人才需求和岗位技能要求的调查，调研了我院所在的鲁南地区以及长三角地区电子信息制造业行业企业，与企业工作现场一线专家进行论证和探讨，综合分析了电子产品开发技术人员以及开发助理员岗位，明确了典型工作任务。在此基础上，进行职业能力分析，根据能力复杂程度整合典型工作任务形成行动领域;然后根据认知及职业成长规律递进重构行动领域转换为学习领域课程。
我院与无锡恒尚工控技术有限公司等合作，以“校中厂”的合作模式，建成具有真实职业氛围的校内实训室，为课程现场教学、实施项目教学提供很好的条件。同时通过聘请校外企业工作一线专家指导和参与课程改革及教学，构建教学任务，开发实践项目，实现了由专业教师独立开发教学内容转变为校企合作共同开发，由原来的模拟实训转变为真实项目操作、真实职业场景实训，由原来的学做分离转变为学中做、做中学。将该课程的教学内容从传统的软件操作技能训练过渡到电路设计能力的培养，并延伸到实际印刷电路板制作的实践技能训练，实现教学和工作的零对接。
（二）设置学习情境，教学内容从“软件应用”过渡到“工作过程导向”
传统以软件应用为线索的教学内容主要包括原理图的绘制和PCB板图的设计两方面。由于本课程的实践性很强，课程开发团队基于PCB板制作的工作过程为导向，将电子线路板的设计与电子工艺制作进行整合设计。根据原理图绘制―PCB图设计―PCB板制作的工作流程，采用以企业的实际研发项目、典型产品案例为载体设计学习情境，按照电路由简单到复杂的原则，构建与企业生产过程相一致的完整的工作过程。共设置了6个学习情境，16个学习任务。
学习情境一：实用门铃电路的制作。设置了2个学习任务，印刷电路板的生产认知和实用门铃电路的手工制作。主要目的是通过生产认知，首先给学生以感性认识，并进行简单的制板操作。
学习情境二：三端稳压电源的设计与制作。设置了3个学习任务，分别是三端稳压电源原理图的绘制、PCB图设计、及PCB板制作。通过这个学习情境，让同学们熟悉Protel DXP的基本应用，完成简单电路原理图及PCB图设计与PCB板的制作。
学习情境三：数码管元件及封装的设计。设置了2个学习任务，通过原理图库元件和封装库元件的制作，可以解决库元件的不足及封装的不适合。
学习情境四：U盘电路的设计与制作。设置了3个学习任务，通过该情境的学习，让同学们掌握较复杂的含总线的电路原理图的绘制、PCB设计及制作。
学习情境五：单片机数据采集系统的设计与制作。通过该情境的学习，让同学们掌握层次原理图的绘制及PCB设计与制作，用于解决特别复杂的电路的设计。
学习情境六：计算机有源音箱的设计与制作。综合实训项目，旨在培养学生综合设计的能力。
二、教学实施及考核评价
（一）教学实施环节紧扣学生技能培养
本课程教学实施的重点在于对学生实际操作技能的训练，为此，我们充分利用校中厂――无锡恒尚工控技术有限公司进行实地训练，同时聘请企业的一线技术工人担任我们课程的实习教师。具体实施步骤如下：
首先安排学生认知实习。通过到校中厂参观，并进行简单的制板实训使学生在了解工艺的前提下，产生对电子线路板设计与制作的感性认知，以方便学生进一步学习设计方面的知识，掌握设计技能。这既符合学生的认知规律，又符合行动导向的原则，同时激发了学生学习的积极性。
其次通过设置模拟真实工作岗位的实践性任务，实施理实一体化教学。教师示范操作并进行理论阐述，学生分组操作、实战演练、检查评价，以便达到掌握知识和锻炼技能的目的。
最后，工学结合，顶岗实践。安排学生到校中厂顶岗实践，在真实的工作环境和工作岗位上进一步提高职业技能及岗位适应能力。
（二）教学方法行动导向，体现教学做一体
教学团队专兼职教师共同采用符合工作过程导向的教学模式，通过一体化的场景及企业实际生产环境，双师示范指导学生亲自操作，使学生做中学、学中思、思中悟。通过运用六步教学法、任务驱动法、虚拟仿真等多种教学方法和手段优化教学过程，提高教学效果。教学过程中，我们通过布置任务、分析任务、探索知识，培养技能、实战演练、检查评估、拓展训练，任务总结六个步骤，由浅入深使学生快速掌握电子系统原理图的绘制及PCB板图设计与制作，引导学生通过项目实践寻找完成任务的途径和方法。
（三）课程评价方式多元，注重过程考核
本课程通过学生自评、小组互评以及教师评价等多种方式，注重考核学生的专业知识的综合运用，岗位技能的掌握和职业素养的提高。考核涵盖项目全过程，每个项目我们制定了公共考核和过程考核评价标准。学生顶岗实习期间的考核由企业专家负责。公共考核点主要包括工作与职业操守、学习态度、团队合作精神、交流及表达能力、组织协调能力等，占每个项目考核的30%;过程考核占70%，包含图纸的设计过程和电路板的制作过程，主要考核点有软件操作、图纸设计质量、加工方案制订、PCB板制作过程、PCB板质量及调测等。
通过工作过程导向的课程开发与实践，在教学实施的过程中取得了良好的教学效果，课程组也编写了一部工学结合、工作过程导向的教材。教学过程中通过真实的任务锻炼了学生的操作技能，提高了学生的职业能力，也增强了学生学习的积极性和主动性。学生通过学中做，做中学，自身的综合职业能力不断提高。
参考文献
[1]姜大源.当代德国职业教育主流教学思想研究――理论、实践与创新[M].北京：清华大学出版社，2007.
采用网版印刷的方式印制电路板已经由来已久，本文除了介绍电路板的一些特性及应用，主要结合实际生产详细介绍网版印刷在电路板制作方面的应用，探讨电路板制作对网版印刷的更高要求，希望这些经验对从事电路板制作的人员有所裨益。
一、关于PCB
在电子技术发展的早期，电路由电源、导线、元器件和开关构成。各个元器件之间通过一定的电路设计用导线连接在一起。各个部件处在一个立体空间中。但是随着电子技术的发展，电子产品的功能及结构都变得极为复杂。元器件和线路的排布都会受到很大的空间限制。如果继续采用传统的空间布线方式，就会使电子产品变得复杂且没有规律。为了克服这一弊端。人们开始用一块板材作为基础，在板上规划元件的布局，确定元件的接点，使用接线柱做接点，再用导线把接点按电路要求，在板的一面布线，在另一面装元件。这就是最早的电路板（图1）。单面敷铜板的发明，成为电路板设计与制作新时代的标志。首先在敷铜板上用模板印制防腐蚀膜图，然后再进行腐蚀刻线。这种技术就象在纸上印刷那样简便，“印刷电路板”由此得名。随着电子技术的进一步发展，出现了双面板，即在板子两面都敷铜，两个面都可以腐蚀刻线。除了双面蚀刻以外，为了应对更加复杂的线路设计，出现了更多层的电路板。图2所示为采用了8层PCB板的NVIDIA显卡。今天PCB是电子行业中最重要的基础电子部件，从宇宙飞行器、大型计算机、运载火箭、磁悬浮列车到电视、电子计算机等众多产品，不胜枚举。几乎每一种电子设备都离不开PCB，可以说只要有集成电路等电子元器件的地方，就有PCB的存在。网版印刷和PCB本来是不搭界的，但是今天的它们却联系密切。其实网版印刷能够进入PCB行业，曾经经历过一段非常曲折的过程。上世纪90年代以前，长约20年的时间里，PCB与网版印刷的联系并不是很大，当时的PCB从业者一般都认为“网版印刷不适宜精密PCB制造”，网版印刷只适用于对尺寸精度和分辨率精度要求不太高的“印制-蚀刻”和图形电镀制造印制板。确实当时的网版印刷并不具备为精密PCB制作服务的能力。这种状况并未一直持续下去，随着网版印刷新材料和新技术的出现，PCB行业表现的越来越离不开网版印刷技术。
二、网版印刷在PCB制作中的应用
1．PCB抗蚀膜印刷
把设计好的电路图形印刷在层压板上形成抗蚀膜，这就是抗蚀膜印刷；它是通过网版印刷来完成的。要在覆铜板上形成电路和焊盘之类的导体，通常会采用两种加工工艺：一种是网印法；另一种是光刻法。光刻法成本较高，随着网印精度的提高，网印法应用的越来越多。网印法即在覆铜板上预先网印抗蚀膜，然后用化学方法将未被抗蚀剂覆盖的部分腐蚀掉，随后脱去抗蚀膜，即得到需要的导电图形。在网版印刷中可选用涤纶丝网或不锈钢丝，这两种丝网的印刷精度比较高。制版可采用直接感光制版法或直间感光制版法。采用直接法制版时，涂布感光膜的厚度要掌握好，一般印刷阻焊膜以（25～30）μm为佳。抗蚀油墨一般为碱溶性油墨，印制到覆铜板上后能耐三氯化铁等酸性溶液的腐蚀。网印刮板选用聚氨酯橡胶型，厚度为8mm，其邵氏硬度为70左右，刮板的形状选用直角，刮板与丝网的角度为（50～60）°，印刷时也要适当控制抗蚀油墨干燥后的成膜厚度。若成膜过厚会造成导电图形扩张，影响精度；如过薄会形成砂眼针孔，增加修版工作量。网印后采用远红外烘道干燥2min即可，而用自然干燥时，温度控制在（25～30）℃，大约需要4h或更长一些时间。干燥后的电路板即可进入酸性蚀刻工序，蚀刻完毕后用1%～2%氢氧化钠稀碱液喷淋去膜。此时PCB抗蚀膜的作用就完成了。
2．黏结剂印刷
在表面安装中，引用流动焊料和安装大的异形部件时，网印用的黏结剂一般是紫线固化型的UV胶粘剂。这种胶粘剂在紫外线照射下，其内部的自由基会吸收紫外线引起整个胶粘剂发生交联或聚合反应。能在短时间内实现牢固的黏结。
3．焊浆(膏)印刷
印制电路板一般都是事先在基板上安装好各个元器件，然后再进行锡焊。焊浆印刷的目的是为了把安装部件接合到印刷线路板焊接区上。大量生产时，用这种方法能保证其优良的焊接性能。焊浆一般由焊料粒子、溶剂、助熔剂等成分组成。其黏度高、摩擦系数大。人们常用的焊剂是铅锡合金，熔点在183℃。焊浆印刷与其它浆料的印刷不太相同，印刷时，要特别注意刮板的运行速度，既要缓慢又要均匀。只有这样才能保证焊浆的质量。另外要特别注意防止焊锡电路的氧化，焊锡电路是否被氧化，这一点决定着焊接的好坏。有时，可能焊锡的涂布很适当，但保管情况不好，线路也会氧化，焊接就会不良，为此保管时必须防止由于受潮等原因引起的氧化反应。
4．标记油墨的印刷
为了标明元器件的安装部位，要用标记油墨在电路板表面印刷符号，符号印刷完毕后电路板才算制作完成。标记油墨分光固型和热固型两大类，而每类又分成单组份和双组份两种。印制电路板要求两面（即插件面和焊接面）都要进行网印标记油墨。不同类型的油墨成膜厚度会有差异，成膜厚度对印刷电路板的质量有相当的影响。油墨成膜厚度与诸多工艺因素有关，因此要综合各种园素，根据实际操作来控制膜层厚度。网版印刷除了在以上几个领域应用外，还在阻焊膜印刷、精细电路板印刷等领域应用广泛。如今虽然网版印刷在PCB制造中的地位已经无可取代，连最高级、最精细的电路板制作它都可以应对。但是电路板制造的复杂精细程度也在与日俱增，所以这就对网版印刷技术提出了更高的要求。
三、PCB制作对网版印刷的要求
1．感光胶
虽然感光胶的发展使得网版印刷在PCB制作领域发展迅速，但PCB制作对感光胶却有更高的要求，主要表现在需要更高的解像力，便于进行细线条超精密印刷；更高的感光速度，便于节约能源并提高工作效率。较高的固体含量，利于涂布，特别是较厚版膜的涂布；保存的稳定性，要求感光胶在高温、高湿等环境中依然性能稳定；环保公害小，或者无公害，对操作中身体无危害。一般在发达国家每3～5年就会有新型系列的感光胶问世。不过可以预见的是在未来一段时间内，重氮树脂系感光胶仍然将是网印制版的主要类型（图3），但是，随着新材料、新设备、新技术的不断涌现，乳胶和光引发剂的结构将会发生较大改变，以满足更高层次的制版需求。
2．丝网
PCB制作要求丝网具有更好的抗张强度，并且丝网吸湿后的轻度变化应尽量小；丝网的伸长率小，要求丝网在一定张力（如伸长3%）下具有足够的弹性。因此丝网的伸长率也不能为零，而是以小为好。高张力、低伸长的丝网对保证印刷的精度至关重要；丝网的回弹性能优良，这样利于印迹边缘的清晰再现；网孔的通过性能良好，利于PCB印料的顺利透过；能编织成更高网目数的丝网材料，目前的材料除了不锈钢和进口涤纶丝网外，其它种类的网印精度都比较有限；耐性优异，不仅对温湿度的改变能够保持稳定，同时对化学药品的耐抗性也要不断提高，这样利于满足多样化的PCB制作要求。
3．制版
PCB制作不仅对丝网材质提出了较高的要求，对制版工艺的要求也相对较高。
1）版膜平滑均匀
要求在制版过程中保证版膜平滑均匀，不允许出现针孔等现象，这就要求在涂布感光胶前，胶体应充分搅拌混合并静置一段时间以消除内部的气泡。晒版时清除阳图片和真空晒版架玻璃上的尘土污物，检查玻璃板有无划痕。
2）版膜粘网牢固
要求涂布感光胶后网版应该在规定的温度下彻底干燥。同时正式晒版前进行曝光试验，以确定合适的曝光时间。亦有一些细节需要注意，如应严格按照说明书进行感光胶配比，并按照生产日期检查有无过期现象等。
1、1822年法国人Nicephore niepce发明了光刻机，在早期阶段其功能简单，而且使用的材料也是较为粗糙的，通过材料光照实验之后，Nicephore niepce发现能够复制一种刻着在油纸上的印痕，而在其出现在玻璃片上后，经过一段时间的日晒，其透光部分的沥青就会变得很硬，但在不透光部分则可以用松香和植物油将其洗掉。
2、尽管光刻机发明的时间较早，不过在其发明之后，并没有在各行业领域之中被使用，直到第2次世界大战时，该技术应用于印刷电路板，所使用的材料和早期发明时使用的材料也已经有了极大的区别，在塑料板上通过铜线路制作，让电路板得以普及，短期之内就成为了众多电子设备领域中最为关键的材料之一。
（来源：文章屋网 ）
