1.2 电子工艺实习课程中能学到些什么
1.电子工艺实习内容
电子工艺实习教学的基本目标是了解电子系统(通常以电子产品形式体现)制造工艺过程,为电子技术奠定实践基础,同时培养工程实践能力。
电子产品是怎样制造出来的?打开任意一个电子产品,我们都可以看到五花八门、形形色色的电子元器件及其“安身立命”的印制电路板,当然还有把它们连接起来实现各种电子产品功能的组装技术。正是它们的“梦幻组合”成就了现代社会无所不在的电子产品,也是电子工艺实习课程的基本内容。
(1) 三个基础
● 电子元器件——识别与测试
电子元器件是电子技术的基本元素,也是电子工艺实习教学内容的基础环节。课程从实习产品所用元器件入手,以常用元器件为主,重点学习和了解元器件的安装特性和简单识别与测试。
● 印制电路板——设计与制作
印制电路板(PCB)是电子技术的另一个基本元素,在电子工艺实习教学内容占有重要位置。电子元器件主要是认识和使用,而PCB则要求通过实习掌握初步设计和基本制作方法。
● 电子组装技术——实际操作技能训练
以手工烙铁焊接技术为基础的基本电子组装技术,不仅是实习产品制作的基本功,对于后续课程以及课程设计、毕业设计等教学环节,也是必须具备的实践能力。实际工作中,例如技术改造、电子设备维护以及产品研制阶段,基础训练内容仍然是基本的看家本领,并且在未来相当时期内也不会有根本变化。
(2) 两个支柱
三个基础训练内容是雪中送炭,是实践能力培养的初级阶段。在此基础上才有条件锦上添花,更上一层楼。这个提高的支柱是EDA实践和SMT实习。
●EDA实践——设计与工艺的接口
EDA (Electronic Design Automation, 电子设计自动化)是基于计算机平台的现代高效电子设计技术,具有功能强大、智能化程度高的特点。将EDA引入电子实习,将计算机仿真和实际产品制造结合在一起,实现鼠标、键盘和烙铁、改锥珠联璧合,是现代设计与工艺技术结合的演练。
●SMT实习——先进电子制造的窗口
SMT(表面贴装技术)是现代电子组装的主流技术,我们现在普遍使用的各种手机、计算机、数码产品等无一不是采用SMT制造的。作为学习和了解电子工艺技术窗口的电子实习,必须了解和接触先进电子组装技术。把高科技引入实习教学,缩小校园与企业的距离,进而对启迪创新思维,都是非常重要的。
(3) 一个目标——创新实践训练
工艺实习的主要内容和形式是已有成熟技术的实战演习,上述内容都是实践教学要达到的直接目标,但不是最终目标。如同我们上体育课学习游泳、学习田径、学习球类都会有每个项目的目标要求,但最终目标不是游多少秒、跳多高,而是强体健身一样,电子工艺实习的最终目标是提高电子实践能力,特别是创新实践能力。因此在达到实习基本要求之后应该“更上一层楼”,向培养自主创新能力的要求努力。
这一方面的内容,主要体现在实习产品的选择及产品设计、制作要求的差别,具体内容将在后面章节介绍。
上述电子工艺实习内容及层次结构,可由图1.1 的塔形图表示。显然,基础越厚实,支柱越牢靠,塔就能建造得越高。
图1.1 电子工艺实习内容及层次结构
2.电子工艺实习教学环节
教学内容确定之后,教学方式和手段就成为一个重要问题。在电子工艺实习中是通过三个基本实习教学环节来实现教学目标的。
(1) 实训操作环节
电子工艺实习是实践教学,实训操作一般占总课时60%以上,主要是以手工烙铁焊接技术为基础的电子装联技术,包括电子装配工具认识及使用方法、电烙铁使用、拆焊及锡焊的感性认识、锡焊五步法练习、PCB装焊、导线焊接练习及考核等。
实训操作有两个要点:
一是要有一定实训量,即需要一定实训时间和工作量。“学过”不等于“学会”,“了解”不同于“掌握”,学会一种方法,掌握一种技能,没有一定时间保证,没有量的积累,就不会有质的改变。
二是技能训练需要多次重复,即所谓熟能生巧。技能的最高境界是“习惯成自然”,而习惯是需要反复多次才能形成。技术高超的焊接工人看似不经意的操作,焊出的焊点却个个合格,实际上是职业技能的养成使然。
因此必须要求耐心和持之以恒。那种焊了十几个、几十个焊点,练习了两三个小时就认为差不多了,不愿付出努力,是不会真正掌握电子实习技能的。
有关实训操作具体内容和要求,参见第3章。
(2) 工艺知识学习
虽然电子工艺实习是以实践为主的课程,但必要的课堂讲授还是不可缺少的,主要是有关电子工艺知识的学习。一方面人不可能事事亲自实践,必须学习前人积累的知识;另一方面实践必须以正确的理论做指导,才能快速、有效提高实践效率和效果。
工艺知识学习有两个要点:
一是工艺知识学习紧密结合实际训练内容。脱离具体实际的工艺知识学习是枯燥而且乏味的,而带着实际中的问题学习才是最有效的,实践-学习-再实践-再学习是必须遵循的基本准则。
二是工艺知识学习又不能局限于实际训练内容。“不谋万世者,不足谋一时;不谋全局者,不足谋一域”,必要的技术发展史,适当的扩充,特别是电子组装技术发展趋势,以及先进电子制造技术的介绍对于开阔思路、拓宽视野是必不可少的。
有关工艺知识学习具体内容和要求,参见第2章。
(3) 实习产品
实际制作几种具有实用价值的电子小产品,是电子工艺实习一大特色,不仅可以请出“兴趣”这个学习最好的老师,而且可以把实训操作训练和工艺知识学习这两个环节有机结合和融合,达到知识增长和能力提高相辅相成,如图1.2所示。
图1.2 实训操作、工艺知识与实习产品
尽管实习产品具有如此重要的作用,但必须明确指出,实习产品只是达到教学目标的载体,不能赋予实习产品以商品的属性。
有关实习产品具体内容和要求,参见第4章。
3.电子工艺实习特点
(1) 普遍性
由于电子技术是当今发展最迅速、最活跃、最具渗透力的技术,已成为对自然科学的其他领域、对人类社会的发展乃至人们的日常生活影响最大的学科,成为学科相互交叉渗透的焦点,很多学科已把采不采用电子信息技术作为衡量其是否先进,是否与现代化接轨的尺度。因此作为理工科而言,无论是电类的,还是非电类的,都必须对电子信息技术有一定程度的了解,而电子信息技术的深入必然离不开相应工艺技术。
(2) 实用性
由于电子信息产品已经渗透到我们日常工作和生活之中,几乎每个人、每天都会与电和电器产品接触,具备电和电子的常识、掌握相关技能已经成为现代人工作和生活的一种要求。因此电子工艺实习的基本要求,具有显而易见的实用性。
(3) 先进性
如前所述,电子工艺实习包括当代最先进电子制造技术的介绍和一部分实际动手操作,当完成电子工艺实习课程时,将具有触摸高科技、感受新技术的体验。