电子组装论文范文

电子组装论文范文（精选9篇）

电子组装论文 第1篇

微组装技术是微电路组装技术的简称,是电子组装技术的又一新的发展领域,也是现代微电子技术的重要组成部分。是在高密度多层连接基板上通过微型焊接和封装技术将组成电子电路的多种微型元器件组装起来,构成密度较高、速度较快、高牢固性、立体结构的微型电子产品的一门新兴技术。通过近几年的快速发展,该技术发展已经较为成熟,解决了电子产品小型化的问题,提高了电子产品的电路密度和功能,降低了产品成本,推动了电子系统组件化的实现。

2.微组装技术的发展现状

微组装技术发展较为迅速,微电子技术的发展几乎每三年芯片集成就会成倍翻两番并按照比例缩小三分之一,新的封装和组装形式不断出现,目前微组装技术组装的产品主要有四种:

第一,系统级封装。目前实现整机系统功能的方法主要采用微封装技术,分为两种方法,一种是利用封装实现整机系统的系统封装(SIP),另外一种是在一个孤立的芯片上实现整机系统功能的系统级芯片(SOC)。这两种方法应用范围都较为广泛,各有自己的优势,在技术和应用方面有机互补和相互促进。

要降低成本就需要将数字、射频及模拟功能集中于某个硅片上,但难度较大。而且要实现功能复杂的系统所需要的费用将会提高。系统级封装可以通过多种方式进行整合,相比系统级芯片有着较大的优势,能够将多种器件、芯片、介质层等封装在一个系统中,变原先的三层结构为一层封装结构,在设计上较为灵活,且体积不大,能够带来很高的工作效率,使得连线距离缩短,提高封装密度,降低产品成本,提高收益率。这种系统级封装技术目前主要用于各种处理器、闪存的封装中,还有如智能手机、数码相机等,其应用领域还在不断扩张。

第二,多芯片组件。这种类型的产品是由多个集成电路芯片和元器件相互紧密连接在多层电路板上组装到一个统一的外壳内,形成紧密、完整、牢固的电子产品。这类产品体积较小,可靠性较强,广泛应用于军事等领域。根据电路板的生产工艺来划分,这类产生有三种基本类型,叠层基片类型(MCM-L)、陶瓷基片(MCM-C)、介质基片(MCM-D)三种多芯片组件产品。

第三,堆叠三维封装。这种技术主要是利用多个芯片进行正方向堆叠。一般是两个或两个以上的多个芯片进行堆叠封装在一个系统中。这种封装技术具有较强的兼容性,可以较为灵活的兼容其他不能兼容的技术,使得产品的功能性得到提高,应用领域得到扩展,封装效率也较高。而且多个芯片的堆叠使得存储量提升,被称为3D封装技术。这一技术中芯片相互直接连接,距离缩小,使得信号免受干扰,传输速度增加。这一技术功耗也较低、而且速度快,在体积上获得明显优势。这些特点使得其发展潜力无限。

第四,圆片级封装。这一技术有两种形式,一种是焊点技术,通过特殊材料在焊盘上造出凹凸点,另一种方法是引出端再分布工艺,将芯片四种焊盘转换成芯片表面的圆形铜焊盘,以实现贴片技术工艺来制作焊盘。这种技术在近几年来发展较为迅速。

3.微组装技术未来发展趋势分析

第一,光电子(OE)封装。这一技术就是把光学元件和电子电路相互连接,包括源文件及光通路等,使其形成一个新的被封装起来的新型模块。这一技术的主要问题是数字传输速度和光信号转化率之间的是否匹配问题,同时面临光功能件的集成问题。

第二,高温封装。近年来高温半导体材料和半导体金刚石为代表的应用较为引入注目,有着诸多的优点,如禁带宽度进一步增大,电场的击穿率更高,热导效率更强,能够有效抗辐射等。这些在高温、高频应用领域及短长波应用等领域有着更大的发展潜力,这一技术所面临的重要课题就是需要再高温的特殊环境中进行特殊封装,对工作条件和环境的要求较高。

第三,无铅化发展趋势。目前电子工作也中主要使用Sn/Pb合金焊料,对环境造成铅污染。在电子产品发展中,追求无铅化是世界发展的重要趋势。据调查世界无铅焊料有百多种,但可以满足技术要求的、污染程度低的没有几种。在目前市场中多以Sn为主,根据其他符合要求的金属加入其中。新型材料存在张力大、返修率高、成本高等缺点,和传统的锡铅焊料相比缺乏应用优势。尽管无铅焊料的质量还不够达标,但这一技术也还在不断发展中,还需要进一步不断完善和进步。尽管如此,随着全世界对绿色环保问题的普遍关注和追求,这一技术必将在未来得到更大的发展。

第四,微组装技术中应用无源元件。电子产品中无源元件的应用范围不断拓展。例如,在手机、笔记本电脑、数码相机等移动终端产品中无源元件几乎占到半壁江山。这些无源元件主要是以电容器和电阻器为主,在一个手机中几乎占到一半的体积。无源元件有着精度高、微型化、功能强大等优点,被广泛应用在移动终端中,其应用范围越来越广泛。随着信息技术的快速发展及移动终端技术的广泛覆盖,无源元件的未来发展必定会随着整机系统进步而获得快速发展。

4.电子微组装技术未来发展建议

第一,加大科研力度,不断提高工艺水平。在信息化建设中,尤其是重要信息化装备研究中电子微组装技术是发展的核心技术,因此建议加大政策支持力度,实施一定的补偿措施。

第二,不断完善技术标准体系。目前我国还缺乏必要的电子封装和微组装技术标准体系,使得实际的产品研发等受到一定抑制,不断完善相关标准体系建设是促进电子产品科研发展的重要保证。

第三,促进科研与生产的有效结合,不断加快应用研究中心建设。为了更好的推广科研成果促进科研向生产力的转变,使已有的电子微组装技术成果得以较快的实现规模化发展,提高科研成果转化率,有必要完善技术应用研究中心建设,实现科研和生产的双向促进。

第四,确定研究重点。随着电子信息装备的不断发展进步,越来越追求高频、高速等,因此需要确定发展重点展开针对性的研究,重点研究电路基板生产和三维立体组装等核心技术,以更好的提高电子产品在体积、质量和性能等方面的性能。

参考文献

[1]王贵平.微组装关键工艺设备技术平台研究[J].电子工业专用设备.2014(01)

[2]范迎新,颜秀文.浅谈微组装设备的标准化问题[J].电子工业专用设备.2013(07)

[3]李庆.一体化烧结微组装工艺的应用[J].电子世界.2014(12)

电子车间组装线收尾流程 第2篇

因现在每款产品在收尾环节没有做到有效控制，存在严重的质量问题，如标贴漏贴、错贴、说明书漏放、错放等等，特对标贴管控及收尾管控做以下流程要求

标贴管理：

1.责任人：班组长及操作员工；在流水线排单生产前半小时由辅导老师按照订单数量及型号准确交操作员工，并要求操作员工再次确认核对数量是否准确；

2.操作员工如在操作时有标贴不良或损坏的必须依损坏标贴到辅导老师换取，如该产品在没有完成情况下标贴丢失的按2元/张工资中扣除，3.辅导老师对多余的标贴必须做好保管，在该订单完成收尾的情况下保留至少3个周期；

4.如辅导老师对标贴管理不当造成损失的有辅导老师承担70%责任，班长长承担30%责任；

产品收尾管理：

班组长考核指标：在当日生产，不影响出货的情况下次日必须完成收尾，否则有车间主管计入班组长考核项每单扣系数份1份，依此类推；（影响出货的按情节影响承担相应责任）

1.在每款产品完成后打小包人员第一时间把彩盒及说明书交打大包人员，打大包岗位第一时间统计出所欠数量，打大包岗位考核指标：每单必须以挂牌的形式统计所欠产品数量、包材及说明书（包材及说明书不够自行到包材仓领取补齐）悬挂在尾箱上面定置放置；

2.每道工序必须在每款产品生产完成后第一时间整理自己工序所用物料，如没有生产完合格物料按班组长要求定位放置，如废品或次品必须有明确标示区分好或捆扎好特别是喷涂件，按要求放置在规定区域；各岗位考核指标：自己岗位每款产品生产完成后该岗位不能有不合格品存在，每款产品生产完成后第一时间整理上单所留物料定位放置，然后才能进入下单产品生产；

3.物控员在不发货的情况下次日早上必须按照打大包岗位所统计数量清退废次品，完成收尾工作的物料退换补料工作；

备注：物控员在统计收尾时如1.2以上岗位没有做到，可第一时间告诉班组长要求整理改善，没有改善的可以不做收尾补换料的工作，所有造成的后果，有相应人员承担；如按照打大包岗位所统计的数量收尾，造成有多做或少做的有该岗位承担责任，每次20元计算；

电子车间

保护气氛对无铅电子组装的影响 第3篇

1 无铅焊料

所谓无铅焊料, 我国的国家标准将其定义为“作为合金成分, 铅含量 (质量分数) 不超过0.10%的锡基焊料的总称”。由于Sn能与Cu、Ni、Ag等金属母材形成金属间化合物 (IMC) , 从而可以实现可靠的电气、机械连接, 并且其资源丰富、价格便宜, 故最有可能替代Sn-Pb焊料的无铅焊料是Sn基合金, 即以Sn为基体, 加入Ag、Cu、Sb、Bi、In、Zn等元素, 其可能的排列组合非常之多。从20世纪90年代开始, 工业界就对可以替代Sn-Pb焊料的合金进行了广泛的研究, 但是真正被工业界接受的却寥寥无几。如图1所示, 目前工业界倾向在回流焊工艺中采用Sn-Ag-Cu合金, 在波峰焊工艺中使用Sn-Ag-Cu合金或Sn-Cu合金[2]。

对于Sn-Ag合金, 其共晶点成分Ag的质量分数为3.5%, 共晶温度为221℃, 室温下生成Sn和Ag3Sn共晶组织。Sn-Ag合金的力学性能和抗蠕变疲劳性都要高于传统的Sn-Pb焊料, 很早就已经在许多产品中开始使用[3]。SnAg合金的缺点是熔点较高, 润湿性较差, 并存在Cu的溶解和扩散问题。通过添加微量合金元素, 可以进一步提高其综合性能, 如加入1%Zn, 可使Ag3Sn析出相更细小弥散, 并能抑制Sn枝晶的形成;加入In或Bi元素能降低合金的熔点, 但Bi加入量太多则会引起合金脆性的增加, 并容易产生剥离现象[4]。

Sn-Cu合金的共晶成分含0.75%Cu (质量分数) , 共晶温度为227℃, 与Sn-Ag合金类似, 室温下生成Sn和Cu6Sn5共晶组织, 但Cu6Sn5不如Ag3Sn稳定, 因而其高温保持性能和热疲劳等可靠性不如Sn-Ag合金。Sn-0.7Cu焊料的力学性能和润湿性都较差, 因而早期没有用作焊料。但随着欧盟指令的出台和无铅化的深入推广, 使得人们重新审视了SnCu合金作为焊料使用的可靠性, 并通过添加不同的微量元素如Ni、P、Ge、Sb、Bi和稀土等来改善焊料合金的微观结构, 进而提高其物理、力学性能和封装质量[5,6]。Sn-Cu合金在润湿性、锡渣形成、典型加载条件下的可靠性等方面也不如SnAg-Cu合金[7], 但其成本远低于Sn-Ag-Cu合金, 因此Sn-Cu合金对波峰焊而言是很有吸引力的选择, 尤其是那些对成本敏感的产品。

对于Sn-Ag-Cu系焊料, 其三元共晶的熔点 (217℃) 比Sn-Cu系和Sn-Ag系均低, 润湿性好, 强度和塑性高, 被公认为是目前综合性能最好、应用最广的无铅焊料合金。回流焊中Sn-Ag-Cu系焊料的使用量约占70%, 被认为是锡铅焊料最合适的替代者[8]。由于研究者很多, 出现了许多不同成分组合的配方, 欧洲、日本和美国推荐的Sn-Ag-Cu系焊料在成分上又有一些差别, 如表1[9]所示, 表中所列几种焊料的性能差异不大。通常认为, 银含量为3.0%~4.0% (质量分数) 均是Sn-Ag-Cu合金可以接受的成分。文献[10]表明, 这些银含量不同的Sn-Ag-Cu合金在工艺性能和热机械可靠性上没有显著的差别。Sn-3.0Ag-0.5Cu因具有更低的成本而倍受推崇。近年来, 研究人员逐渐把注意力转向研发Ag含量低的Sn-Ag-Cu焊料上[11,12]。

Sn-Zn合金的共晶成分为Sn-9Zn, 熔点为198℃。SnZn系焊料的优点是其熔点与Sn-Pb焊料的熔点很接近, 并且力学性能良好, 原材料储量丰富, 价格便宜;但是其在Cu基体上的润湿性较差, 在焊接过程中Zn很容易被氧化, 这大大限制了Sn-Zn合金的使用。解决办法之一就是在保护性气氛中进行焊接, 可以避免焊料被氧化, 从而改善其润湿性[13]。文献[14]发现, 当氧气浓度小于10010-6时, 其润湿性可以得到很大程度的改善。近年来对Sn-Zn系焊料的研究主要集中在如何提高其润湿性和抗氧化性方面。

2 可控气氛

根据气氛的功能, 可以将它们分为保护性气氛和反应气氛两大类[15]。

保护性气氛不与金属发生反应, 因此这类气氛可以保护金属表面不被氧化。这种机制的实质是排除焊接场合中的氧和其它有害气体成分, 从而避免在新生的金属表面形成阻碍焊料润湿、铺展的反应层。可以考虑的保护性气氛包括氮气、氦气等, 真空环境也属于这一类。这种方法对气氛中的氧含量和水分的要求较高, 通常工业质量的真空和惰性气体不可能完全避免氧化, 只能尽可能地减少新的氧化发生[16]。

反应气氛包括氧化性气氛和还原性气氛。还原性气氛是指能够对氧化物进行化学还原, 从而将氧化物分解的气体[17]。还原性气体需要根据具体的金属氧化物进行选择, 最常见的气体是氢气、一氧化碳及氮气、氢气和氨的混合气体。然而, 还原性气体去氧化通常需要在较高的温度下才能够进行, 因此在软钎焊工艺中使用还原性气体的效果还有待研究。

对气氛的选择要进行全面的衡量, 不但要考虑到气体成本, 还要考虑安全以及其它的物理特性。Air Products公司的B.M.Adams[18]研究了几种不同气氛下的焊接效果。研究结果表明, 与大气气氛相比, 二氧化碳、氮气、氦气、氢气等气氛都能不同程度地提高焊料的润湿能力, 减少助焊剂残余物, 大幅度地降低焊接缺陷率。其中氢气和氦气的效果要比氮气和二氧化碳更好。但在价格上, 每单位体积的氢气和氦气都比氮气贵得多, 氢气比氮气要贵5~10倍, 而氦气要贵20~30倍。同时, 氢气又是可燃气体, 易发生爆炸, 如果回流焊设备使用氢气, 就需另配安全系统及相应的工艺步骤。二氧化碳虽然在价格上比氮气稍便宜, 但可能会引起一些氧化问题, 影响到可焊性。氮气属于惰性气体, 化学性能非常稳定, 经济性好, 并且通过评估和实验应用, 发现氮气在使用过程中没有大的安全问题。故而综合考虑, 氮气被认为是最合适的保护气氛。

如果要使用氮气保护就必然涉及到一个问题, 即氮气的纯度, 通常用含氧气的量 (10-6) 来表征。许多文献报道了不同氧气含量下的焊接效果, 但由于新设备的不断引入和由焊接材料引起的工艺多样性, 这些结果通常只能代表某一具体的体系, 或只能提供一些指导性的参考。对于采用多少氧含量的氮气进行焊接, 还应具体问题具体分析。

通常认为, 当氧气含量高于200010-6时, 氮气几乎不起作用;当氧气含量低于2010-6时, 工艺过程变得难以控制, 并且成本很高。实际上, 2010-6~200010-6范围之内的氧气含量能够适应绝大多数的应用[15]。一般而言, 并不是设备的每一部分都需要很高的氮气纯度, 只有在焊接区域才需要很高的氮气纯度, 焊接区间的氧含量是整个焊接过程中最关键的参数。在设备的不同区域提供不同的氮气浓度, 也有助于降低氮气的使用成本。Tino等[19,20]研究了仅对回流区域应用氮气保护的技术, 该技术可大幅度减少氮气的消耗量, 并且不会影响最终的装配质量。

3 氮气保护对无铅回流焊的影响

3.1 氮气保护对峰值温度的影响

无铅回流焊的难点主要是工艺窗口很窄。无铅化使得回流焊工艺窗口收窄约57%, 给保证焊接质量带来了很大的挑战, 也对焊接设备的稳定性和可靠性提出了更高要求。由于设备本身就存在横向温差, 加之电子元器件的热容量也有差异, 因此可以调整的焊接温度工艺窗口范围就变得更小。

氮气属于惰性气体, 在焊接中能够提高元件和印制板焊接面的润湿能力, 降低氧化程度, 从而加快焊接反应速率。由于在氮气环境下焊料的可焊性得到提高, 因而只需要吸收相对于空气焊接时较少的热量 (即较低的峰值温度和较短的液相线以上时间) , 就有可能实现液态焊料对金属的充分润湿, 达到相同甚至更高的焊点质量及可靠性。Strattony P[21]研究发现, 使用氮气可以改善无铅焊料的润湿, 从而有效降低焊接所需温度。Belyakov[22]指出与空气气氛相比, 氮气气氛下即使峰值温度降低6~8℃, 液相线上保温时间减少18%, 也能达到相同的润湿效果。冯涛等[23]将焊接区的氧气浓度控制在30010-6左右, 峰值温度下降5℃进行回流焊接, 发现所得焊点依然达到甚至超过空气焊接下的焊点质量及可靠性指标。文献[24]通过扩展面积法进行测试发现, 当氧气浓度在100010-6、回流温度下降5℃时, 焊膏的铺展率和金属间化合物 (IMC) 的厚度均与空气中相当。

3.2 氮气保护对润湿性的影响

润湿性是无铅焊接的基础, 焊接性的优劣在很大程度上取决于基板-焊料体系的润湿状态。焊接时熔融焊料对基体金属的润湿过程形成了近距离接触界面, 界面上基体金属与焊料相互作用形成了实现连接所必需的界面化合物或合金层。因此要获得优质的焊点必须保证良好的润湿。

相对于Sn-Pb焊料, 无铅焊料的润湿性差, 容易导致各种缺陷发生, 引起焊点可靠性方面的问题。铜表面Sn-Pb共晶焊料具有很小的润湿角, 约11°, 而Sn-3.5Ag的润湿角为33°, Sn-3Ag-0.5Cu的润湿角为33.9°。

在氮气保护环境下, 无铅焊料的润湿角、润湿力和润湿时间都有明显的改善。对此, Dong[25]的数据提供了有力的证据, 对于相同的焊料和助焊剂, 在氮气环境下, 润湿角平均降低了40%, 润湿力增长了3%~5%, 润湿时间可降低15%。Siemens公司的研究报告[26]也显示, 采用氮气保护降低焊接气氛中氧的体积分数, 可以减少无铅焊料的氧化, 提高润湿性, 降低缺陷率。Daniel[27]发现使用高活性焊膏可以提高焊料的润湿性能, 但同时残余助焊剂严重影响了印刷电路板的长期可靠性, 而使用氮气焊接能够提供相同水平的润湿性能并提供更好的控制。Hiew[28]的研究结果表明, 在氮气保护下, 即使使用润湿性能较差的低价焊膏也能形成可靠的焊点, 从而可以减少成本。

采用氮气保护时, 降低了焊料表面的氧化, 从而有效地降低了液态焊料的表面张力, 并且在氮气中焊料本身的表面张力也会降低。如图2所示, 回流焊接时, 焊膏熔化后助焊剂形成一层保护膜包住合金, 在有氮气的情况下, 杨氏方程改写为:

式中:γsv为固相和气相沿边界作用于液滴上的表面张力, γls为液相和固相边界上的表面应力, γlv为固相和液相界面之间的界面能。在氮气中由于γlv (N2) >γlv (Air) , , 导致cosθ值变大, 即θ值变小, 从而使得焊料在氮气中有更好的润湿性。

3.3 氮气保护对焊点强度的影响

在回流焊温度曲线中, 回流区是其关键区, 是影响回流焊焊点质量的关键因素, 不论是未充分回流还是过热以及其它的焊接缺陷, 都会直接或间接地影响焊点强度, 因此通常以测试焊点强度为依据来分析工艺参数。

焊点强度是影响电子元器件可靠性的一个重要参数。Baated等[29]使用Sn-Ag-Cu焊料在空气和氮气 (≤50010-6) 下进行回流焊, 发现氮气保护对改变焊点剪切强度没有很大影响, 但是会使剪切强度的数值更稳定。史建卫[30]发现QFP (方形扁平式封装) 引脚焊点剥离所需的拉伸力随氧含量的降低先增大后减小, 在低氧含量下, 虽然焊点表面积增大, 内部空洞减少, 但是容易造成“芯吸”现象, 导致焊点处焊料减少, 强度反而下降。吴懿平等[31]通过静态与动态弯曲试验, 对PBGA (塑料焊球阵列) 板最大负荷与氧含量的变化进行研究, 发现静态弯曲试验最大载荷对保护气氛不敏感, 而动态试验却显示出氮气保护下的组装板最大负荷高于空气中的最大负荷。这是因为随着氧气浓度的增加, 焊点内空洞增加, 在静态弯曲试验中, 产生瞬时断裂, 内部分散空洞不会对强度产生很大影响;而在动态弯曲试验中, 这些空洞将会成为裂纹源, 导致强度迅速下降。

4 氮气保护对无铅波峰焊的影响

关于氮气保护作用的讨论也同样适用于波峰焊。对于无铅波峰焊而言, 氮气除了能够降低焊接温度、促进焊料的润湿外, 还可以减少氧化渣的形成。

4.1 氮气保护对润湿性的影响

在波峰焊接中氮气保护也可使润湿性有很大的提高, 通常采用润湿平衡法作为模拟波峰焊的试验方法评价焊料的润湿性。润湿平衡测试过程中, 零交时间Tw越短, 说明润湿过程发生越迅速;Fmax越大, 说明润湿过程中对母材的润湿程度越大, 沾锡量越多。氮气环境下, 无铅焊料的润湿时间比空气中的润湿时间要短, 最大润湿力要大。图3[32]为Sn-0.7Cu焊料在空气和氮气环境下的润湿性能的对比, 可见由于氮气保护下金属表面氧化膜被助焊剂去除后再发生氧化的程度降低, 焊料的润湿得以改善。

对于Sn-Ag-Cu, 在250℃时, 焊点的高度为400μm左右, 而Sn-Pb焊点高度为600μm。为了达到Sn-Pb焊点的高度, 温度需要提高到260℃, 但是如果采用氮气气氛, 即使在250℃也能得到超过600μm的焊点高度[33]。这说明使用氮气气氛保护能够有效地克服焊点填充不足的缺陷。

氮气保护对焊料润湿性的影响不如助焊剂, 尤其在较低温度时, 助焊剂的活性对润湿性起主要作用;而在较高温度时, 助焊剂失去活性, 氮气保护起主要作用。

4.2 氮气保护对氧化渣的影响

波峰焊中, 由于液态焊料在空气中喷流以及焊料泵在焊料槽中的搅拌作用, 会形成大量的氧化渣。由于无铅焊料中合金元素Sn的含量大大增加, 而且无铅焊接的温度升高, 从而造成无铅焊料更容易氧化, 形成氧化渣。通过对无铅焊料氧化渣的成分分析, 发现其表面为一层较薄的SnO2, 中间是未被氧化的可使用的无铅焊料。一般氧化渣由90%的有效成分和10%的氧化渣组成。

无铅焊料的合金元素Sn、Bi、In、Zn等能够形成比Pb氧化物更加稳定的氧化物, 如SnO2在500K时的标准吉布斯自由能差为-479.4kJ/mol, 而PbO为-168.7kJ/mol, 因而相同条件下, 高Sn含量的无铅焊料比Sn-Pb共晶焊料更易氧化[16]。此外, 温度的升高客观上还增加了焊料和焊盘与气氛中氧元素反应的活性。

对于波峰焊而言, 静态焊料的氧化速度可由式 (2) 计算:

式中:Δm为增加的氧化物质量 (kg) ;A为与氧接触的表面积 (m2) ;t为氧化时间 (s) ;K为氧化层增长系数, K=K0exp (-B/T) , T为氧化温度 (K) , K0为常数。对于纯锡来说, 其K值大约是Sn60/Pb40焊料的2倍。

采用氮气保护可以有效地减缓焊料氧化的速度, 如图4[34]所示。Air Liquide公司的Claude等[35]对Sn-0.7Cu等5种合金在空气与氮气中的生产成本做了简单比较。结果表明, 使用氮气后, 氧化渣量大大降低, 节省的成本足以抵消采用氮气保护所带来的附加成本。

5 结语

电子组装论文 第4篇

超外差收音机的安装与调试

指导老师：王位喜 041010213张鑫

一.实习目的

1.了解收音机的基本知识，通过具体的电路图，初步掌握焊接技术，简单电路元器件装配，对故障的诊断和排除以及对收音机原理工作的一般原理。

2.掌握电烙铁的正确使用方法，熟悉手工电焊工具的使用与维护。

3.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。

4.熟悉常用电子器件的类别、型号、规格、性能，能查阅有关的电子器件图书。

5.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。

6.学会读电路图，熟悉电子元器件符号的识别，掌握电子产品的焊接和电路的调试。

二.实习内容

1.要求学员熟悉常用电子元器件的识别,选用原则和测试方法。

2.要求学员练习和掌握正确与焊接的方法,熟悉焊接工具以及焊接材料的选择.并了解工业生产中的电子焊接技术的发展,焊接的流程以及装配整机的生产流程。

3.要求学员掌握收音机的装配,焊接,调试.的基本操作技能，并对实际产品的制作，安装，调试和检测。

4.要求学员掌握了解电路板的基本知识,基本设计方法。

三.超外差收音机的电原理与工作过程

（1）超外差收音机工作原理框图

超外差收音机工作原理框图如图1.1所示, 它是由天线、调谐回路、本机振荡器、变频器、中频放大器、检波器、低频电压放大器、功率放大器等部分组成。下面简述其各部分工作原理。

1.绕在磁棒上的天线线圈，用来接收到的许多广播电台的调幅高频信号（磁棒具有聚集电磁波磁场的能力）,此高频信号通过调谐回路（为并联谐振回路，具有选频作用）选出其中所需要的电台信号经磁棒线圈的次级送到变频级。

2.由本机振荡器产生高频等幅波信号，它的频率高于被选电台载波465KHz。也送到送入变频级。二者通过晶体管be结的非线性变换，将高频调幅波变换成载波为465KHz的中频调幅波信号。在这个变换过程中，被改变的只是已调幅波载波的频率，而调幅波的振幅的变化规律（调制信号即声音）并未改变。

3.变换后的中频信号通过变频级集电极接的LC并联回路选出载波为465KHz的中频调幅信号，被送到中频放大器。

4.中频放大器放大后，再送入检波器进行幅度检波，从而还原出音频信号。

5.然后通过低频电压放大和功率放大，再去推动扬声器，还原出声音。

（2）S66D收音机电原理图

电路主要划分如下：

1.输入电路

2.变频电路

C1103CaC2682R21.8kT1R1200k9018F(绿点)VT1A0.3MAT3T2Cb3.中放级电路

4.检波级电路

5.自动增益控制电路

6.低放级电路

7.功率输出级电路

（3）工作过程

收音机的工作过程是：天线接收到的高频调幅信号通过输入电路的选择，送入变频级的混频器中。本机震荡器总是跟踪着欲接收的信号，产生比它高一个固定频率的等幅震荡信号（中频465KHz）这个信号也送入混频器中。送入混频器的两种信号，利用放大器件的非线性进行混频，产生一种新的差频信号，外来的高频调幅信号，经过变频级后，只是变换了载波的频率，而调制规律并没有改变（包络线没变），仍然是调幅信号。变频级以后的高频放大器，总是在固定的中频（我们规定中频为465KHz）下工作，因此称为中频放大器。中频T5R7120VT59013H喇叭R8100R91201C92耳机插座100UFVT69013HR10100D1.5MA放大器的增益较高，因此送到检波器的中频信号幅度较大，这不仅可以提高检波效率，而且还能降低检波失真。对于中频信号人耳是听不到的，所以要经过检波，才能检出音频信号（包络信号），然后经过低放，功放推动扬声器发出声音。

采用固定的中频调谐回路放大信号比直放式更具优点：①由于固定中频频率较低，所以中频放大器的放大量大，工作稳定，因此收音机灵敏度高。②外来高频信号都是变成固定中频之后再进行放大，中频放大的增益不随外来信号的频率变化而变化，各个信号能够得到均匀放大，这对收音机特别有益。

四．安装与调试

（1）原件的识别 1.电阻

1）.电阻的主要参数

电阻的值：单位有Ω、KΩ、MΩ.2）.电阻的分类

a.固定电阻

b.可变电阻（电位器）

3）.电阻值大小的识别

电阻的阻值标注有两种方法，一是直接在电阻上标出数据；二是用色环表示阻值。色环表示阻值可在任意角度识别其阻值大小，不受电阻体积限制，使用方便，被广泛运用。

 色环电阻

 色环电阻表示方法

①四道色环电阻

第一环表示阻值的第一位数字；第二环表示阻值的第二位数字； 第三环表示幂的次方；第四环表示误差。

②表示误差的色环间距较

其他色环间距大些。并且颜色一般为棕、金、银色。2.电位器 3.电容

电容的电气特性是“隔直通交”。在电路中为容性，容抗：

Zc=1/jωC 1）.电容的主要参数

a.电容的容量：瓷介质电容容量小，容量范围一般在

1PF--1uF之间。形似圆饼状，其表示方法有： ①直接表示法，用uF=10-6F，nF=10-9F，pF=10-12F来表示电容单位。

举例：“3p”，“0.01u”，“4n7”=4.7nF=470pF ②不标单位的直接表示法

举例：“3”=3pF，“27”=27pF，“0.047”=0.047uF ③数码表示法，一般用三位数表示，前两位表示

容量有效数字，第三表示幂指数。即“0”的个数，默认单位为pF。

举例：“203”=20×103=0.02uF “221”=22×101=220pF

“104”=10×104=0.1uF

“103”=10×103=0.01uF b.电容的耐压：

电容的耐压是一个非常重要的指标，加在电容两端电压必须小于额定耐压值，有些电容参数标注在塑封外壳上。

例如：“1uF50V”代表：容量1uF，耐压值50V。c.电容的耐温特性：

电容的耐温特性也是一个非常重要的指标，电容的使用环境主要是对温度的要求，特别是电解电容，一般使用温度是-40℃～+85℃。d.电容的极性

① 新的电解电容可以管脚为标 志：长脚为正极，短脚为负极。

② 在外壳封装上有极性标志。4晶体三极管

晶体三极管种类非常多，一般用于功率放大等；以后要进一步学习。

晶体管直流参数的测量：

1）.三极管管脚极性的辨别。5.其他 1）.蜂鸣片 2）.电池片 3）.拉杆天线 4）.喇叭 5）.DC插座 6）.耳机插座

7）.轻触按键开关

（2）安装工艺要求

1.凡有文字表示名称和特性的元器件，在安装后应能方便地看到文字标志。

2.元器件在印刷电路板上的分布应尽量均匀、整齐，不允许斜排、立体交叉和重叠排列。

3.有安装高度的元器件要符合规定要求，同一规格的元器件应尽量安排在同一高度上。4.元器件引脚成形必须利用镊子、尖咀钳等工具弯曲，以免损伤元器件。

5.印刷电路板要保持干净，不要用汗手摸电路板上焊盘，以免焊盘氧化生锈，导致焊接困难和虚焊,焊接各元件前先镀锡,再焊,以防虚焊。

6.安装顺序一般为先低后高，先轻后重，先易后难，先一般器件后特殊器件。因此, 安装顺序为: ①电阻(卧式紧贴电路板)②瓷片电容

③电解电容(紧贴电路板)④中周(看清颜色:T2红色,T3白色T4黑色,对准引脚后,先把外壳的两引脚压下,再焊引脚)⑤电位器(五脚插到底，先焊开关引脚,再焊电位器引脚)⑥三极管(高度要低于电位器)⑦双连(要把磁棒支架放进去,镙钉固定,再焊引脚,时间不能太长,以防内部隔离介质溶化.固定好调谐盘后,再贴上有红线的指针纸,来指示电台的频率刻度)⑧变压器注意:线圈骨架上有高的点与元件面上的对应插入(也可先测线圈,再焊引脚)⑨磁棒线圈(先把外层绝缘添刮除,镀锡后先测线圈,再焊引脚)⑩电源线,喇叭线(喇叭放置后,用烙铁将旁边高出的塑料烫化压紧喇叭,使之不晃动)7．发现元器件有错误，如方向反、错位应立即停止焊接，小心取下并恢复正常，方可继续焊接，注意不要搭焊、虚焊、漏焊。如果有搭焊可用通针拨开，焊开。

8．各元器件焊接在电路板上，焊盘上的元器件引脚不高出电路板面1mm，高出的部分用剪切工具剪下。焊点大小均匀整洁，焊锡适量，剪切高度一致，元器件摆放位置合适、整齐。

（3）调整与调试

一、外观检查

1．检查各元器件安装是否有误，尤其是电解电容“+”，“-”极性是否安装正确。检查天线、电源线、喇叭线是否连好。

2．各焊点有无虚焊，漏焊，碰焊。

二、测试检查与试听

电位器开关断开,装上电池,(万用表在50MA档),黑笔接电池负端,红笔接开关另一端,若电流小于10MA,则可以通电,否则要查原因再通电;将电位器开关接通,用万用表电流档依次测量A,B,C,D四个端口,若电流在参考值左右,就连通A,B,C,D四个端口,若电流不在参考值左右, 则要查原因;将音量开关放到最大,调双连收听电台。

三、对刻度: 调振荡回路

①接收535KHZ的调幅信号时，将双连电容全旋进去，调振荡回路的线圈 T2，使声音达最大而且不刺耳。

②接收1605KHZ 的调幅信号时，将双连电容全旋出，调振荡回路的补偿电容C、，使声音达最大而且不刺耳。

四、三点统调：

收音机装好，能收听节目以后，如何正确地进行调整，使得收音机的收听效果达到最佳状态。下面介绍一些不用仪器对收音机进行调整的方法。

统调就是通过调试收音机的输入回路、本机振荡频率、中放回路的中频频率校正，从而达到在接收的频率范围内机子具有良好的频率跟踪特性。所谓跟踪是指在接收的频率范围内，当接收任一频率的电台时，本机振荡频率与要接收的频率通过混频电路后都应该输出标准的中频频率信号，在超外差AM波段中，中频频率为465KHZ。下面说说统调的方法。

中波的频率范围是：530KHZ---1600KHZ,那么本机振荡的频率范围就应该在955KHZ---2065KHZ，收音机是通过一个双联可变电容来同时改变输入回路的谐振频率和本机振荡频率的，理想状态下，我们在选台时在整个波段的频率范围内，本机振荡频率与输入回路谐振频率之差都应该保持在465KHZ，但实际情况并没有这么理想，由于本机振荡电路与输入回路分属不同的谐振槽路且谐振频率也不同，虽然我们输入回路和本机振荡电路的谐振电容是同步联动的，但由于电路参数的差异，很难保证在正个接收频率范围内都能准确地差拍出465KHZ中频，为此在实际电路中都作了一些补偿措施。

统调的第一步是校准中放的中周，使它们都谐振在465KHZ的频率上，这一步很重要，因为收音机的输入回路和本机振荡电路在设计上都是以中频作为参照的，如果中频频率不正确，那么就很难调试好整机的跟踪特性。调整中频频率(465KHz)由于中频变压器都是新的，一般出厂时都已调整在中频465KHz，在这种情况下调整工作比较简单。因此调整时应注意一下原来的位置，适当小范围地转动一下磁芯即可，若需要调整,建议在调整前在外壳上用笔做一下当前位置的标记,这样要恢复到原来位置有一个参考点,千万不要任意大范围地旋动，以免偏离中频465KHz太远，影响收听效果

统调的第二步是在波段的低端接收一个已知频率的本地强信号台，当接收到电台声音后，看此时调谐刻度指针所指的频率是否和所接收的频率一致，如果不一致调整本机振荡线圈T2的磁芯，并同时旋动调谐旋钮，直到刻度指针所指示的频率与接收频率一致，然后调整输入回路线圈L2在磁棒的位置是声音最大为止。如果刻度指针所指示的频率与接收频率已经一致，此时只要调整T1使声音最大即可。

统调的第三步方法与第二步相似，在波段的高端接收一个已知频率的强信号电台，分别调整双连上的微调电容C,使刻度指针所指的频率与接收的频率一致且声音最大即可。反复第二和第三步进行微调是接收效果达到最好成绩。

五．实习结果

六．遇到的问题和解决办法

1.开始焊接的时候遇到的最大的问题就是锡丝融化之后就会粘在电烙铁头上，然后我又会不断的加入锡丝，导致最开始的几个借口都出现了锡球，后来我才知道可以用一点松香和湿润的布将烙铁头上的锡弄到印刷板上。

2.线圈的焊接。第一次焊接的时候没有将线圈的接口那里刮一刮导致焊上去之后A点没有电流，之后重新焊接了一次之后ABCD四点的电流就都正常了。

3.最麻烦的就是调试的过程了，最开始的时候只能听到呲呲的声音，后来通过调节天线和线圈能听到一点声音了不过很小而且杂音很大，最后开始调节中周，先标记下了中周最开始的位置，然后开始细微的调节，通过不断的调节最终达到了最好的效果，能收到7个台的声音了。

七．收获与建议

通过这次实习不仅自己动手完成了一个收音机，更过的是学到了很多东西。首先巩固了电子学理论，增强了识别电子元器件的能力，通过对元器件的测量，也增强了对万用表的使用能力。其次，培养了我们的动手能力，实践是检验真理的唯一标准，理论的东西只有通过实践环节的检验，才是真实的。通过组装超外差式收音机，我们明白了其工作原理、学会了焊接技术。还有此次实习还锻炼了我们解决问题的能力，在实习中我们遇到了各种各样的问题，通过此次实习我们懂得了面对一个问题，要不慌不忙，理清思路，寻找问题的根源，然后一步一步的解决问题。

这次实习让我明白了有时想是没有用处的，还必须去考察，去学习，去实践考察，只有这样才能有实质的进步，还有要和同学共同讨论，解决各种困难，在困难中你能了解更多的非课本的知识，还能再找错误的同时锻炼你的观察力，所以我知道了很多零件的作用，并了解到什么样的现象是哪块的电子区域出现了错误，小小的成功给我很大的动力，我知道我会继续努力的。

在整个的实习中我学习了很多的东西，使我眼界打开，感受颇深。简单的焊接使我了解到人生学习的真谛，课程虽然结束了，但学习还没结束，我知道作为信息时代的大学生，作为国家重点培育的高科技人才，仅会操作鼠标是不够的，基本的动手能力是一切工作和创造的基础和必要条件。

简析电子产品的微组装技术 第5篇

微电路组装技术简称微组装技术, 其基本原理是利用微型焊接技术和封装工艺, 将各种贴片元件集成在多层高密度的电路板上, 形成一个可靠性高、处理速度快、密度大、立体结构的综合型器件。微组装技术的出现, 降低了电子产品生产成本, 稳定了电路系统性能, 提高了电路处理能力, 缩小了物理空间, 使电子产品具备了小型化、便携化和美观化的特点, 更符合现代人们的应用习惯。

2 微组装技术的发展现状

微组装技术发展很快, 以计算机为例, 上个世纪四五十年代的计算机基本组成是电子管, 发展到现在的大规模和超大规模集成电路, 使计算机发展为运算速度更快, 处理精度更高, 逻辑性更强的超级计算机。目前, 微组装技术组装的产品主要有四个结构:

2.1 系统级封装

现代实现电子整机系统功能的方法主要是采用微封装技术, 一般分为两种途径:一种是系统级封装 (SIP) , 即利用封装实现整机系统功能;另一种是系统级芯片 (SOC) , 即在某个孤立的芯片上实现电子整机系统的功能。这两种工艺技术在应用上和技术上是互补的关系, 各有各的优势, 各有各的应用领域。

要想节省研发费用, 就需要将数字、射频 (RF) 及模拟功能集成到单一硅片上, 但这难度很大。对于由多功能元件组成的复杂系统而言, 选择系统及芯片封装需要花费的成本很大。系统级封装是在一个模块内镶嵌一个完整的系统, 组成一个功能性的器件, 执行一些标准元器件的功能。系统级封装可以通过不同方式整合, 比系统级芯片具有更大的优势, 其可以将各类器件、集成芯片、布线和介质层都封装在一个系统内, 将原来的三层封装结构整合成一层封装结构。其具有设计灵活、封装体积小、组装效率高等特点, 大大缩短了连线距离, 极大地提高了封装效率和封装密度。系统级封装技术主要用于应用处理器、系统闪存的封装, 也可用于手机、数码相机等电子产品, 将来还会向更多领域拓展。

2.2 多芯片组件

多芯片组件是将元器件和多个集成电路芯片紧密组装在多层电路板上, 各个电路板相互连接, 然后组装到统一外壳内, 形成一个完整的、可靠的专用电子产品, 是一种典型的集成结构。因其体积小、可靠性高、集成密度小等特点而被广泛应用于军事领域。目前, 根据电路板的制造方法和类型, 多芯片组件分为叠层基片多芯片组件 (MCM-L) 、陶瓷基片多芯片组件 (MCM-C) 、介质基片多芯片组件 (MCM-D) 三种基本类型。

2.3 堆叠三维封装

堆叠三维封装主要强调多个芯片的堆叠, 堆叠在芯片的正方向上。一般情况下是把两个及两个以上芯片在单个封装中进行堆叠, 也可把多个芯片封装进行堆叠。这种封装具有较强的灵活性, 能够集成兼容其他一些无法兼容技术, 从而大大提高器件的功能性, 扩展应用领域。这种封装技术组装效率高达200% 以上。多个芯片堆叠技术使存储容量倍增, 业界称之为叠层式3D封装。堆叠技术把芯片直接互连, 缩短了连线距离, 减小了信号传输所受的干扰, 且传输速度也明显增加。这种技术还有功耗低、速度快的特点, 大大减小了电子产品的尺寸和重量。正是由于堆叠三维封装技术的这些优势, 其在市场上有着无法比拟的广阔发展空间。

2.4 圆片级封装

圆片级封装技术有两种, 一种是焊点制作技术, 利用Au、In、Au Sn等材料在焊盘上制出凸点, 工艺有电镀Pb Sn和电镀Au法、模板焊膏印刷法等。另一种是引出端再分布技术, 是用来把芯片周围方形的焊盘转换为芯片表面圆形的铜焊盘, 用以实现贴片技术的工艺要求和焊盘的制作。这种封装技术是近年来发展较为迅速的一种先进封装技术。

3 微组装技术的发展趋势

3.1 LTCC 多层基板技术

LTCC多层基板技术是利用低温烧制陶瓷粉制成密度相当且厚度精确的生瓷带, 然后用特殊工艺在生瓷带上打孔、注浆、印刷等制出系统所需要的电路图形。再把电路所需的电阻、滤波器、低容值电容等小组件埋入陶瓷电路板中, 用铜、金、银等金属作为内外电极, 在高温下烧结成互相绝缘的三维空间高密度电路。其也可制成三维电路基板, 把贴片元件和无源器件贴装在上面, 制成一个电路模块。这种技术更加缩小了器件的体积, 减轻了重量, 优化了电子产品。

3.2 无铅化发展

Sn/Pb合金材料是造成环境污染的一种金属材料。在电子产品发展过程中, 寻求电子产品无铅化也是一项重要发展趋势。

据报道称, 全世界无铅焊料有100多个种类。但是, 真正从质量、污染系数、成本、工艺、可靠性方面全部达标的没有几种。为了满足工艺需求, 市场上多以Sn为主, 添加其他符合性能的金属成分, 主要材料分为四类:Sn-CuSn-0.7Cu、Sn-Zn/Sn-9Zn、Sn-Ag/Sn-3.5Ag、Sn-Bi/Sn-58Bi。这些材料表面张力大、质量难以控制、润湿性差、返修率高、工艺窗口小、成本高, 远不如传统的锡铅焊料有应用优势。虽然无铅焊料在可靠性方面还不达标, 但是无铅焊料还正在不断发展和改善, 这项技术的应用普及还需要一段长期的发展过程。

3.3 微组装用无源元件

电子产品无源元件在电子产品中的应用率逐渐提高。例如, 在移动终端产品中无源元件占有50%-100% 的成分。无源元件多以电容器和电阻器为主, 在一部普通手机电路板中, 无源元件要占用50% 的面积。因此, 无源元件和集成电路半导体产品在微组装技术中占有一定的核心地位。无源元件因其具有高精度、片式化、微型化、复合化和多功能化等特点, 广泛应用于电子产品中。因此, 无源元件的发展趋势定会随着整机系统的发展越来越快。

4 结论

微组装技术是电子产品发展过程中的一项重要工艺, 从技术上讲, 它的发展使微电子产品得以实现, 是一项技术性的革新。这项技术日趋成熟, 使整机性能得到提高, 使电子产品的迅速更新换代。

摘要：微组装技术是现代化电子工艺重要的技术之一, 实现了从传统手工操作到现代自动化操作的过渡, 具备小型化、轻型化、高性能等特点, 在电子产品生产中起着关键作用。本文主要论述了微组装技术的定义、发展现状和微组装技术的发展趋势。

关键词：微组装技术,集成电路,系统级封装

参考文献

[1]范迎新, 颜秀文.浅谈微组装设备的标准化问题[J].电子工业专用设备, 2013 (07) .

[2]王贵平.微组装关键工艺设备技术平台研究[J].电子工业专用设备, 2014 (01) .

电子组装论文 第6篇

关键词：数字,电子线路,组装,测试

1概述

1.1课程性质

本课程是高职应用电子专业的专业主干项目课程。本课程的任务是训练掌握数字电路的相关理论,使学生对于常用数字集成电路的应用能力,掌握常见仪器、仪表的使用,熟悉简单电子产品的一般设计过程,培养学生独立分析问题和解决问题的能力,训练学生的创新能力。本课程是《模拟电子设计与制作》的后续课程。

1.2课程基本理念

通过本课程的学习,使学生具有相关职业高等应用性人才所必须的逻辑代数、门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、脉冲波形的产生与整形、A/D转换与D/A转换等有关知识和常用仪器仪表使用、数字电路与功能电路测试、电路设计、电路制作与调试等技能。本课程是《单片机应用技术》、《电子CAD》、《电子产品维修》、《电子产品设计》等课程的预备课程。

1.3课程设计思路

1.3.1按照“以能力为本位,以职业实践为主线,以项目课程为主体的任务化专业课程体系”的总体设计要求,该门课程以形成具有灵活应用常用数字集成电路实现逻辑功能的能力为基本目标,彻底打破学科课程的设计思路,紧紧围绕工作任务完成的需要来选择和组织课程内容,突出工作任务与知识的联系,让学生在职业实践活动的基础上掌握知识,增强课程内容与职业岗位能力要求的相关性,提高学生的就业能力。

1.3.2学习项目选取的基本依据是该门课程涉及的工作领域和工作任务范围,但在具体设计过程中,还根据三人表决器或裁判器、抢答器和数字钟等典型产品为载体,使工作任务具体化,产生具体的学习项目。其编排依据是按照职业实践的逻辑顺序,建立适应职业岗位(群)所需要的学习领域和以项目课程为主体的任务化工作任务(逻辑关系),而不是知识关系。

1.3.3依据工作任务完成的需要、高职学生的学习特点和职业能力形成的规律,按照“学历证书与职业资格证书”的“双证”融通设计要求确定课程的知识、技能等内容。构建以能力为本位、以职业实践为主线、以项目课程为主体的任务化专业课程体系,实现高等职业教育专业课程体系的衔接,逐步实行学历证书、职业资格证书的“双证”融通。

1.3.4依据各学习项目的内容总量以及在该门课程中的地位分配各学习项目的课时数。

1.3.5学习程度用语主要使用“了解”、“理解”、“能”或“会”等用来表述。“了解”用于表述事实性知识的学习程度,“理解”用于表述原理性知识的学习程度,“能”或“会”用于表述技能的学习程度。

1.3.6课程框架结构

2课程目标

通过对课程的学习使学生会用各种表示方法描述数字电路逻辑功能,会常用数字集成电路的正确使用方法。会分析较复杂数字逻辑电路的逻辑功能。能根据工作要求,完成简单数字逻辑电路的设计。能通过对数字集成电路芯片资料的阅读,了解数字集成电路的逻辑功能和使用方法;能分析和排除数字逻辑电路中出现的故障;能熟练掌握数字电路中常用仪器仪表的使用;能画出所设计的数字逻辑电路的电原理图,能列出所设计电路的元器件清单,会写所设计电路的测试说明。

3内容标准

3.1设计与制作裁判器电路

3.1.1学习目标:了解基本逻辑运算和复合逻辑运算,了解逻辑运算的定律及规则;会逻辑函数的表示方法,会逻辑函数的变换和化简;会基本门电路逻辑功能的测试方法并了解基本门电路逻辑功能;会用基本门电路设计简单组合逻辑电路。

3.1.2工作任务:⑴完成基本门电路的测试:用与非门实现多种逻辑功能;用基本门电路设计制作裁判器电路。(1)会实验装置的使用及常用仪表的使用;了解与、或、非、与非、或非、与或非及异或、同或等常用门电路的逻辑功能。学习基本逻辑运算;测试TTL和CMOS典型门电路逻辑功能。(2)相关实训知识:实验室安全用电常识;常用集成门电路及其封装形式;介绍TTL门电路和CMOS门电路的使用注意事项。(3)相关理论知识:与、或、非、与非、或非、与或非及异或、同或等常用门电路的逻辑功能。基本逻辑运算和复合逻辑运算;TTL集成门电路和CMOS集成门电路主要参数的比较。(4)拓展知识:简介OC门电路和三态门电路。⑵用与非门电路实现多种逻辑功能:会用集成与非门实现多种逻辑功能;会运用逻辑运算的规则进行逻辑函数变换;集成与非门实现多种逻辑功能,并搭接出实验电路;⑶裁判器电路设计与制作:知识和技能目标,能实现各种逻辑功能的变换;会分析和设计组合逻辑电路。(1)工作任务:分析典型组合逻辑电路;用基本门电路设计判器电路。(2)相关实践知识,组合逻辑电路设计中的实际问题。(3)相关理论知识:组合逻辑电路的分析方法;组合逻辑电路的设计方法;用基本门电路实现组合逻辑功能。(4)拓展知识:基本门电路应用;组合逻辑电路的竞争冒险现象。

4实施建议

4.1教材编写体现项目课程的特色与设计思想,教材内容体现先进性、实用性,典型产品的选取科学,体现地区产业特点,具有可操作性。呈现方式图文并茂,文字表述规范、正确、科学。

4.2采取项目教学,以工作任务为出发点来激发学生的学习兴趣,教学过程中要注重创设教育情境,采取理论实践一体化,要充分利用挂图、投影、多媒体等现代化手段。

4.3采取阶段评价和目标评价相结合,理论与实践一体化,要把学生作品的评价与知识点考核相结合。

4.4开发相关辅导用书,教师指导用书,网络资源,要注重仿真软件的开发。

参考文献

[1]张友纯.模拟电子线路学习指导[M].武汉:华中科技大学出版社,2010,1版.

[2]杨志忠,卫桦林.数字电子技术[M].北京:高等教育出版社,2003,12,2版.

[3]张宏群,行鸿彦.数字电子线路课程改革初探[J].太原大学教育学院学报.

[4]周素茵.数字电子线路课程教学改革的探索与实践[J].中国电力教育,2010,11(01).

电子组装论文 第7篇

本控制系统的设计用于APPLE一款电子产品1394的高速组装,一次完成10个产品的组装。每个产品有一个塑胶和20PIN端子组成,PIN距为0.5mm。PLC为中央控制器,2个伺服马达分别用于塑胶送料和高速插针,ROBOT用于各工位之间的承载搬运。

2 系统组成

该系统由振动盘塑胶送料工位、塑胶伺服组装工位、伺服高速插针工位、端子压入工位、端子折CARRY工位和ROBOT搬运工位等6部份组成。其中高速插针工位又包含1个步进送料马达和2个伺服插针马达组成。以ROBOT为中心的控制系统图如右图1。

3 硬件设计

本控制系统的硬件包括:空气开关、接触器、控制电源、人机界面HMI、PLC、步进马达、伺服马达、机器人ROBOT等。其中人机界面HMI采用PRO-FACE HMI、PLC采用三菱FX2N PLC,步进马达采用东方步进马达,伺服马达采用松下伺服马达,ROBOT采用DENSO 6轴ROBOT。其中DENSO ROBOT的用法是本文的重点介绍内容。

3.1 人机界面

考虑到经济实用人机界面采用Pro-face的黑白触摸屏。在触摸屏上可以进行监视、操作和运行参数记录,触摸屏是系统的操作员站,人机对话简单方便。触摸屏与CPU的通信利用三菱公司的FX2N-232BD通信板,通信协议采用RS232。

3.2 PLC

三菱FX2N系列是FX系列PLC家族中最先进的系列。具备如下特点:I/O最大可支持256点、程序执行更快、全面增强了通信功能、适合世界各国不同的电源以及满足各种需要的大量特殊功能模块和网络模块。考虑到生产1个产品的设计周期时间为4秒,故外围控制电路的动作次数频繁,所以选用集体管输出类型的PLC。本系统选择FX2N-128 MT PLC。脉冲控制模块采用FX2N-1PG,用于给伺服马达和步进马达发控制脉冲,实现高精度控制。

3.3 伺服马达

松下(Panasonic)MINAS A4系列交流伺服系统,系统响应快、精度高、体积小。具有实时自动增益调整功能,速度响应频率可达1000Hz,位置指令脉冲最大频率可达2Mpps,具有位置控制、速度控制、转矩控制和全闭环控制4种控制模式。本控制系统采用位置控制模式。

3.4 RK系列5相步进马达

送料马达采用日本东方5相步进马达,其特点是驱动平滑,响应高,采用微步驱动的方式,可以将5相的0.72°进行250级分割,用驱动器上的数位开关即可轻松设定。

3.5 机器人ROBOT

在本控制设备中,由于动作繁琐,往复运动特别多,劳动量大,不适合人工作业,所以采用ROBOT代替人工作业。这里ROBOT采用日本DENSO公司的6轴机械手。

1)ROBOT各轴介绍

该ROBOT具有6个轴,各轴及旋转正方向的定义由图2所示,使用中要特别注意各个轴旋转的正方向:(+)所指方向为正方向,(-)所指方向为负方向。

2)ROBOT的工作模式

机械手有手动模式、教导检查模式和自动模式3种动作模式。手动模式是使用多功能教导器、小型教导器或Operating panel进行的手动操作机械手模式;教导检查模式是在教导之后使用多功能教导器为了最终检查程序中是否有错误而进行的带限制自动运行模式;自动模式是进行自动运行模式。每种工作模式中又包含如图3的内容。

3)ROBOT的位置数据保存

ROBOT位置数据是一个空间变量即三维变量,它包含6的自由度,其表达方式为(X,Y,Z,Rx,Ry,Rz)。各变量具体含义如下:

X:机械手法兰面中心相对于机械坐标原点的X轴位置数据

Y:机械手法兰面中心相对于机械坐标原点的Y轴位置数据

Z:机械手法兰面中心相对于机械坐标原点的Z轴位置数据

Rx:机械手法兰面中心相对于机械X轴坐标的相对角度

Ry:机械手法兰面中心相对于机械Y轴坐标的相对角度

Rz:机械手法兰面中心相对于机械Z轴坐标的相对角度

4)ROBOT与PLC对应的IO表

表1为ROBOT与PLC对应的IO表。

4 系统软件

软件设计包括三部分:触摸屏的组态、PLC控制程序和机械手控制程序。触摸屏组态程序主要负责系统状态监控和发出控制命令;PLC控制程序主要负责机器设备按照工艺要求运行及系统安全的软件保护;ROBOT控制程序实现ROBOT的运动位置控制,同时完成载具的取放动作。PLC控制程序要与ROBOT控制程序相互辉映,做好信号交接。

5 结束语

根据上述的思路和方法,由PLC控制ROBOT,取代人工作业,降低了劳动成本,提高了设备的稳定性。该设备已在富士康生产线上成功使用,设备运行良好。结果表明系统设计合理,现场运行稳定可靠,不仅提高了设备的自动化运行水平,而且减轻了现场人员的维护量,有着明显的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]三菱公司.FX2N PLC编程手册[Z].

[2]三菱公司.FX2N选型手册[Z].

[3]DENSO.VS-6556G使用手册[Z].

电子组装论文 第8篇

关键词：喷射点胶,微电子封装,点胶阀,CFD

气压驱动喷射点胶装置采用顶针撞击喷胶方式,该装置主要由压缩空气进排气回路、胶液回路和系统加热模块等部分组成[1,2]如图1 所示。其通常配30 ml和300 ml固体胶罐,胶罐中加热熔化后的胶水在气压活塞作用下源源不断地注入到喷嘴内腔。喷射点胶时压缩空气推动顶针向喷嘴口运动,直到高速撞击喷嘴内侧,胶水在顶针的挤压下快速向喷嘴口汇聚,随着密闭内腔胶水液压不断增大,胶水最终克服喷嘴口阻力喷射而出[3]。随后电磁阀快速切换进排气回路,顶针往回运动,胶水迅速补充到密闭内腔。如此循环往复运动,胶水就持续不断地从喷嘴口喷射出来。喷射点胶是非常复杂的流体动力学运动过程,顶针挤压胶液在喷嘴内腔中做杂乱无章地紊流运动。由于气体压力、流体粘度以及密闭内腔体积的变化,因此无法通过建立解析数学表达式来准确描述这个过程[4,5,6]。本文采用CFD仿真软件来模拟顶针撞击喷嘴瞬间胶液动力学特性,分析胶水喷射速度,同时仿真模拟顶针碰撞过程中密闭内腔体积的变化对流体动力学特性的影响,从而完成整个喷射点胶过程的数值模拟分析[7]。

1 喷射点胶流体动力学分析

喷射点胶过程中胶液在密闭内腔做复杂的动力学运动,顶针推动胶液向各个方向做无规则地快速运动。但是胶液在密闭内腔流动时必须遵循质量守恒、动量守恒及能量守恒三大定律,就质量守恒定律而言其主要描述在单位时间内流进和流出微单元的流体质量相等

式中,( u,v,w) 分别是速度沿3 个方向( x,y,z) 的矢量分量。

由于顶针是线性加速运动过程,胶液在顶针挤压下的流动过程是连续一致的,此外胶液流动时所涉及到的场全部都是可微分的,例如压力、速度、密度和温度等。通过质量、动量和能量守恒基本原理可导出纳维- 斯托克斯( N - S) 方程,因此胶液的流体动力学特性可用数学微分方程来描述

式中,( u,v,w) 分别是速度沿3 个方向( x,y,z) 的矢量分量; ( fx,fy,fz) 分别是微单元所受的外力; ρ 是胶液流体密度。

假设流动过程是不可压缩的,则可不考虑能量方程而直接求解,显然( N - S) 方程是非线性的偏微分方程组,解析解的求解非常困难,通常只有在一些特定条件下才可求得结果,大多数情况下无法以解析法求取位置参数值和3 个方向( x,y,z) 的速度矢量及P压力值。且顶针挤压胶液时密闭内腔体积在不断变化,因此微分方程的解析解更不可能求得。CFD软件利用有限单元体积法去离散微分方程组,以数值计算去求解微分方程组,通过迭代计算最终求出所有未知参数的数值解[8]。

2 数值分析模型建立与验证

气动阀驱动喷射点胶装置中顶针与喷嘴碰撞结构二维仿真模型如图2 所示,每个喷射周期中顶针有两个运动阶段: 碰撞阶段和分离阶段。在闭合阶段,顶针与喷嘴紧密贴合,并在结合处形成接触线,顶针撞击喷嘴后停止运动,喷口出胶速度达到最大; 在分离阶段,顶针向远离喷嘴口方向运动,在碰撞到限位块后停止运动,顶针回撤过程中产生局部瞬间真空,胶水迅速补充到该区域并为下一个碰撞出胶过程做准备,在这个运动过程中喷口停止出胶。为划分规则形状网格和提高分析结果精确性,必须对碰撞结构进行设计简化,在CFD中创建几何模型并划分网格。由于流体密闭内腔区域的体积是动态变化的,因此采用CFD软件的ALE分析模块来模拟分析顶针碰撞过程中流体动力学特性。

3 CFD模拟结果及分析

喷射点胶仿真模型中胶水的具体参数设置和边界条件是: 流体分析介质采用的是清洗胶,胶水的动力粘度值是6 500 CP,胶水加热后的温度为175 ℃,胶水的密度是0. 8 × 103kg·m- 3,胶水注入密闭内腔压力是0. 3 Mpa,喷嘴口气压值是0. 1 Mpa,计算允许残值10- 5,顶针的撞击速度可通过顶针运动学方程求得。

3. 1 顶针行程对流体动力学特性的影响

为研究分析顶针行程是如何影响胶水动力学特性,使用CFD软件模拟不同顶针行程对应的喷口胶水喷射速度矢量分布。本文中分别模拟行程为0. 5 mm、1. 0 mm和1. 5 mm时胶水动力学特性的不同表现。模拟过程中模型所有内外载荷设置保持一致,基本参数设置是: ( 1) 顶针与喷嘴接触线大小均为1. 5 mm,如图2中所示; ( 2) 作用在顶针顶帽上的气压设定值为0. 5 Mpa; ( 3 ) 胶水注入压力始终保持在0. 3 Mpa;( 4) 所有模拟都使用相同的顶针和喷嘴结构。

根据CFD模拟结果创建顶针在不同行程时喷嘴口对应最大喷射速度、密闭内腔胶液压力值,如表1 所示。显然顶针行程越大,其运行时间越长,撞击喷嘴时的速度就越大,喷嘴口胶液喷射速度就越高。但模拟结果所表明密闭内腔胶液压力值对应顶针行程的关系却截然不同,在1. 0 mm时内压最大,相反行程最大时内压处于最小。

表中,Vmax为胶液喷嘴出口最大速度; Pin为密闭内腔液压力。

3. 2 顶针接触线对流体动力学特性的影响

实践已证明顶针贴合喷嘴而形成的接触线,如图2 所示,也是影响胶水动力学特性的重要因数。为在理论上分析出接触线与喷射速度之间的关系,通过使用CFD软件,模拟分析2. 6 mm、1. 5 mm和1. 0 mm这3 种不同顶针对应的喷口胶水喷射速度和密闭内腔胶液压力值。模拟过程中模型所有内外载荷设置保持一致,基本参数设置是: ( 1) 3 种模拟分析场景下,顶针行程均是1. 5 mm; ( 2) 作用在顶针顶帽上的气压设定值为0. 5 Mpa; ( 3) 胶水注入压力始终保持在0. 3 Mpa;( 4) 所有模拟分析均使用相同的喷嘴。

根据CFD模拟结果创建顶针在不同规格下喷嘴口对应最大喷射速度、密闭内腔胶液压力值,如表2 所示。由于顶针撞击喷嘴时的速度只与行程有关,因此各模拟场景下撞击速度相同,显然顶针外形尺寸越大,其与喷嘴形成的接触线越大,喷嘴口胶液喷射速度就越高,密闭内腔胶液压力也就越大。反之亦然,顶针外形越小对应的接触线越小,喷射速度就越低,密闭内腔胶液压力也就越小。

表中,Vmax为胶液喷嘴出口最大速度; Pin为密闭内腔胶液压力。

3. 3 喷嘴张角对流体动力学特性的影响

参考模型结构图2 所示,当顶针外形结构一定时,喷嘴内锥孔张角越小,密闭内腔容积就越大。由于模型具有相同的边界条件和载荷设置,因此挤压到密闭内腔中胶液总量保持一致。随着胶液不断挤压,密闭内腔胶液压力急剧上升,内压推动胶水克服喷嘴阻力最终从喷口喷射出来。在密闭内腔中,胶液压力与内腔截面积成反比关系,也就是说截面积越大,内压值就越小。显然较高的胶液内压有助于胶水克服喷嘴阻力,根据理想流体伯努利方程所描述,胶水出口速度u2主要是由顶针撞击速度u1决定。无论喷嘴张角如何设计,顶针撞击速度只与行程和气压有关,而与顶针外形尺寸无关。伯努利方程中z轴高度差( z1- z2) 是顶针接触线到喷嘴口距离,喷嘴张角为120° 时这个距离值最小,因此在这种情况下喷射速度最小,同时由于张角开口较大,胶水在挤压时更容易向阻力小的区域逃逸,使得进入密闭内腔的胶水量减少,不利于内腔压力的建立进而降低胶水喷射速度

4 结束语

本文以气压驱动喷射点胶系统为研究对象,建立简化的二维数值分析模型,使用CFD软件模拟分析顶针碰撞式点胶结构的流体动态特性。模拟结果进一步证明了顶针行程是影响胶水喷射速度的主要因素。顶针行程越大,胶水喷射速度就越高,因此在相同的点胶频率和基材线速度条件下,胶点直径会更大,为了喷射小直径胶点,顶针行程就必须控制在合理范围内。

模拟结果还表明影响胶水喷射速度的另一个重要因素是接触线,接触线越细小,胶水喷射速度越低,反之则越大。模拟结果还表明,无论顶针结构如何变化,只要接触线大小和位置一定,则胶水喷射速度就保持不变。分析了喷嘴张角与胶水喷射速度之间的关系,喷嘴张角越大,胶水喷射速度会越小,反之则越大。与之对应的是顶针锥角,顶针与喷嘴的接触线位置是由这两个角度共同决定的,锥角越大,接触线位置会上移,接触线会更长,胶水喷射速度就越大。反之锥角越小,接触线位置则下移,胶水喷射速度就会变小。因此设计高性能的喷射点胶结构需要综合考虑以上所有主要影响因素。

参考文献

[1]关晓丹,梁万雷.微电子封装技术及发展趋势综述[J].北华航天工业学院学报,2013,23(1):34-37.

[2]况延香,马莒生.迈向新世纪的微电子封装技术[J].电子工艺技术,2000,21(1):1-6.

[3]陈奎宇,邓圭玲,韩玮.喷射布胶胶液累积体积及其平均流速数值模拟[J].半导体技术,2007,32(3):267-270.

[4]Alee J Babiarz.Jetting small dots of high viscosity fluids for packaging[C].London:Applications SMTA Pan Pacific Conference,2006.

[5]陈奎宁,邓圭玲.驱动系统参数对胶液喷射分配的影响[J].计算机仿真,2007(11):289-292,307.

[6]许鑫.流体喷射点胶过程仿真与实验研究[D].广州:广东工业大学,2014.

[7]谢龙汉,赵新宇.ANSYS CFD流体分析及仿真[M].北京:电子工业出版社,2012.

电子组装论文 第9篇

1 高职电子产品组装与调试实训项目现状

据调研,目前国内大部分高职院校所开设的电子产品组装与调试实训内容包括:收音机组装与焊接、数字电子钟的装配、直流稳压电源及声光控延时开关等,这些项目涉及电子技术基础课程内容比较单一,仅包括模拟电子或数字电子,且电路比较简单,已经不太适用本课程的实训。我校开设的电子产品组装与调试实训内容以收音机组装与焊接为主,该实训内容虽然成熟,且在我校使用多年。然而,收音机套件元件以模拟电子元件为主,不包含数字电子元件,越来越集成化,以致所使用的电子元器件越来越少,已不适用于我校现在的电子产品组装与调试实训教学。因此,本论文致力于寻找新的实训内容,包括模拟电子和数字电子电路的所有知识点,以便提高学生电子技术基础的综合水平。

2 电子技术基础课程包括的知识点汇总

电子技术基础课程主要包括模拟电子技术和数字电子技术两大类,具体知识点汇总如下:

2.1 模拟电子技术部分

分立元件:二极管、三极管(晶体管)、场效应管、晶闸管等。

集成元件:集成运算放大器、晶振、三端集成稳压管等。

常用电路:三极管放大电路、集成运算放大电路、负反馈放大电路、振荡电路、直流稳压电源等。

2.2 数字电子技术部分

集成元件:各种集成芯片(与门、或门、非门、与非门、或非门、与或非门、同或门、异或门、加法器、编码器、译码器、数值比较器、数据选择器、RS触发器、D触发器、JK触发器、T触发器、计数器、寄存器等)。

常用电路:组合逻辑电路(无记忆功能)和时序逻辑电路(有记忆功能)。

3 电子产品组装与调试实训项目的改革

根据以上电子技术基础课程所包括的知识点,查找到比较更切合实训要求的实训内容即数字温度计[1]。数字温度计主要由温度检测电路、信号放大电路、V/F变换电路、频率测量电路、超温告警电路和电源电路所组成。

组成框图如下:

框图中各部分电路简介:

温度检测电路:温度检测电路主要由并联式稳压器、电桥和差分放大器组成。

信号放大电路:同相比例运算放大器,主要有2个作用,其一是用于将上一级的信号进行同相放大,其二是调整因元件参数偏差引起的测量误差。

V/F变换电路:电压频率转换电路。

计数译码显示电路:设有锁存器、七段显示译码器和输出驱动电路,显示选用3只七段LED数码管。

门控电路:采用V/F转换器进行A/D转换,就应该对V/F转换器输出的频率在固定时间内进行计数,当门控信号为高电平时,计数器允许计数,当门控电路变化为低电平时,计数器禁止计数。

超温报警电路:超温告警电路由基准电压发生电路和电压比较器组成。

电源电路:直流稳压电源电路。

数字温度计的产品如图2所示:

以上电路中包括了电子技术基础中大部分的常用分立元件、集成芯片及电路,学生可以通过对元件的检测进一步熟悉各种分立元件,在整个电子线路的分析中,学生通过分模块进行分析,掌握分析电路的方法和产品的调试。因此,数字温度计符合本实训项目内容改革需要。

4 结语