物探仪器电工艺设计探讨论文(推荐五篇)

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第一篇:物探仪器电工艺设计探讨论文

摘要:本文讲述了在物探仪器研发中电工艺设计的针对性作用。在物探仪器制造设计和研发领域,电工艺设计是个核心技术难点,也是现代电子设备尤其是在研发微小型电子设备的过程中受到高度重视的技术课题。对于近期自主研发物探仪器,本文提出了并行设计的思想和针对性问题,讲述了将电工艺设计放在研发仪器阶段之初,不仅能使仪器更加可靠和拥有可制造性,还能降低产品的研发周期。

关键词:物探仪器的并行设计;电工艺设计;产品可靠性

从上世纪后期开始,我国市场上使用的物探仪器国内自主研发的占比逐年降低,转而使用进口仪器,因为进口仪器的野外施工效率高,可靠且稳定。这种情况的出现我们不得不反思、寻找设计制造仪器过程中可能有问题的地方。对于自主研发存在问题的地方提出解决方案,将电工艺设计放在研发仪器阶段之初,称之为并行设计思想。

1关于并行设计思想的概念

1.1传统研发模式

我国研发勘探仪器在前几年一般用串行研发模式进行研发,这种研发方式大多是按次序逐步进行,有时会遇到这样一种问题,产品发现制造方面存在问题的时候,已经完成调试而且设计成型了。假如这个问题比较大,是后期工艺所无法调整的,就需要作废前期的设计从头再来,这种情况大大拖延了研发进度,延长了研发的时间;还有的产品在设计之初并没有表现出什么大问题,但进入工艺生产时质量控制稍微不够,就会在产品上留下隐患,使得产品的品质出现问题,逐渐影响到产品后期的品牌效应和可靠性。存在的问题有:产品容易损坏、维修难度大、稳定性很不好,就算出现问题及时修好,在后期的使用过程中也可能频繁出现同类故障。

1.2产品的可靠性

可靠性是指的是在限定的一段时间内、规定条件下产品完成相应功能的能力。产品可靠性大概可分为两方面论述:一是确定,二是获得。在产品的设计之初就能确定出其可靠性,例如设计安全、讨论指标可靠性、电应力保护设计、分配设计、冗余设计、可维护性寿命设计、环境利用设计等。在产品生产的每个时期得到产品可靠性,即批量生产时期、试生产时期、详细设计时期、总体方案设计时期,由工艺控制和工艺设计得到的。工艺设计这一部分是依据要求的产品进行设计,使用更好的操作技术和方法,让产品的质量达到生产效率高、可靠性好、成本低廉的目的。其主要内容有工艺方案的拟定和选择、解析和检验产品设计的工艺性、把握生产的过程、设计工艺的设备、工艺文件的编制。所以,在以前的串行研发模式中,电工艺设计进入流程的时候已经到了试生产阶段,电工艺设计中发现的质量隐患,只能被动的弥补。只有采用并行设计的思想,才能从根本上降低自主研发物探仪器对可靠性的影响。

1.3并行设计理念

上世纪八十年代末,出现了并行设计思想,在详细设计和总体方案设计阶段人员就参与进来,组成一个拥有机械结构设计、电路设计、工艺设计人员的团队,并行研发、并行式设计。并行设计方式拥有一体化、并行的、多方向的信息。提前参与的工艺设计,在产品研发初期就能意识到各种影响制造种种问题,伴随研发产品的全过程,能够在设计过程中随时反馈问题,一次性成功的研发出产品,从而增强产品市场竞争能力、降低成本、缩短产品研发周期、提高产品可靠性。

2仪器总体方案研发阶段中电工艺设计的作用

研发阶段,电工艺设计是用来完善研发产品的成品合格标准、工作原理、设计基础、设计任务书、构造特点和产品参数等。从工艺性方面寻找干扰到产品质量的原因,提出可行性建议:

(1)寻找可行性的方案设计,找到电工艺在现有技术手段下无法完成或是难以完成的不稳定性原因;

(2)根据生产线的产出速度和质量,找到需添加的技术改造项目、新设备和新设施初期的看法;

(3)拟出处理的方法以及所使用的新工艺、新材料、新技术等;

(4)对工艺进行试验和研究,解决较大难度的工艺技术关键问题;

(5)对于生产新产品前的工艺技术提出培训项目。

3对设计阶段中电工艺设计的作用做一个详细说明

在细节设计阶段,电工艺设计是用来进行核查机械结构设计资料、电路设计资料的工艺性。掌握可制造性的产品设计,消除成品出问题的隐患。工艺性核查的过程中,需要同时考虑到必要性和先进性设计,以及经济性的工艺制造,在结构和性能均达标的同时,将其工艺性再进一步提高,从而带动企业的生产经济。

(1)核实机械结构的工艺性设计。核实的主要项目有:是否采用合理固定;箱体组装焊接区的尺寸是否合理;接插件的选配是否合理;各部件的装配、拆卸是否可能和方便;线束过孔尺寸是否合理。

(2)审查电工艺性在电路版上的体现。元器件是电子产品的基本构成部分,因此在对物探仪器进行研制和设计的过程中,保证系统可靠性最重要的就是元器件的可靠性。在元器件的选择上要做到以下几点:无铅化的电子行业进程中,全部的器件在设计之初,就应该别分开有铅还是无铅,不然在流焊混装板元器件的过程中会出现,由于加热温度的原因,导致温度太低无铅元器件发生冷焊,或温度太高有铅原件发生热击穿;减少加工过程环节,尽量选用统一表面贴装器件或者通孔器件。这样可以降低加工的工艺成本;底部浮起高度较高的元件则更易于清洗。

(3)制作工艺性审查报告。工艺性审查报告主要有下列内容:结构设计的工艺性分析;电路设计的工艺性分析;样产数量及日期,产品名称;对于设计工程中的问题进行改进;在工艺方面分析电性能是否达标;结论。

(4)策划电工艺方案。为了能够顺利地进行工艺设计并且做到步骤性、计划性、目的性,在对工艺性做出核查之后,要能做出足够保持产品稳定生产的工艺方案。工艺方案主要有以下几个内容:确立工艺方案,确定基本原则;制定产品试生产进度表;规定工艺规程的复杂程度;规定出产品生产过程的事件划分,确定工艺路线;分析工艺方案的经济效果;定制改造与产品加工有关的技术方案。

4在试生产阶段电工艺设计的作用

初期生产的主要目的,对制造过程做一个组织、协调、规划、控制及监督的过程,可以达到优质、低消耗、安全、高效的既定目标对于后期的制造过程做出规范,避免产品损伤在制造过程中。

4.1制定工艺文件

按照一定的条件制定合理的生产过程,将工艺流程的方法、内容、程序、材料、工具、设备再加上各个环节的技术规定,以图文形式表达,这就是工艺文件。其重点有以下几个作用:

(1)指导技术,成品质量得到保障;

(2)考核工时定额,定出生产目标;

(3)建立生产秩序,组织生产;

(4)对于物料进行安排;

(5)调整劳动组织;

(6)对模具、工装、工具进行管理;

(7)巩固工艺纪律;

(8)总结经济核算的依据。

4.2建立试生产线并做出检验

组织调整试生产线,保证没有问题了再开始生产,同时验证工艺的合理性工艺配置、设计方面是否可用。证实工艺设计可行性的时候应做到:

(1)既要适合实际的企业情况,又要具有技术上的先进性和经济上的合理性。

(2)工艺文件要结合图文进行展示;文件做到条理清楚、简洁明了、规范严谨;要能够很直接的表达出来,只看工艺规程,就可以进行正常的工艺活动。

(3)检查产品的内容与设计文件是否相符合,要可以展示产品设计的意图,尽量使产品设计有可靠性。

(4)能为之后的批量生产工艺打下良好基础。

(5)时刻做到质量第一,重点控制可靠性薄弱的环节,定量要求技术指标。

4.3整理试生产线的工艺技术文件

工艺技术文件可以分为质量控制流程、工艺方案、工艺计划、工艺标准。工艺技术的文件有很多,总结下来主要含有:各种汇总图表,包括消耗定额表、配套明细表、工装明细表;各种作业指导书,包括:电路板工位图、示意总体结构图、生产前的准备、整机工艺流程图、箱体装联图、缆线装联图等;所用设备的相关的电子文档及工艺参数文件;工艺更改单,有临时性和永久性之分。

4.4总结与修订试生产工艺

结束试生产后,评审工艺总流程、方案,并且核实并总结方案。对于设计问题的,让有关部门进行及时的协调和修改;对于工艺性文件进行完善补充;对于所需材料进行核实;必要情况下应重复检查试生产的技术;总结试生产工艺;完成最终生产工艺的报告总结;召开鉴定会,鉴定试生产产品,检查试生产阶段是不是已经可以批量生产有可靠性的产品,以及判断的生产系统是否合格;完成工艺定型,然后开始进行批量生产。对于产品的主要工艺和设计进行测试,以上皆为试生产的作用,也可对批量生产的速度做一个估算。在定型时需要将完成的手续进行归档、会签、审批,确保工艺文件成套性、正确性。

5结束语

提升电工艺设计物探仪器研发的产品可靠性,需要应用并行设计的思想,从技术上和时间上减少研发时间、推进研发进程、使产品从研发直接转入生产,达到企业的高品质、高效率的目标。

参考文献:

[1]王卫平.电子产品制造技术[J].清华大学出版社,2005.[2]廖芳.电子产品工艺与管理[J].电子工业出版社,2007.

第二篇:化妆品工艺论文设计

化妆品工艺论文设计

化妆品工艺学

化学与环境工程学院 专

化学工程与工艺081班

081301126 指导老师

王 婷 婷

化妆品作为一种时尚产品,其发展方向是日趋倾向于天然性、疗效性和多功能性。以科技为先导,采用新工艺、新设备迅速推出新产品,是近年来国际化妆品工业发展的一大趋势。化妆品的工艺、设备及包装容器近些年有了长足发展,其中低能乳化法是目前国际上流行的一种生产工艺。低能乳化法是以机械强乳化装置达到乳化的效果。以机械乳化代替化学乳化,可减少表面活性剂对人体皮肤的刺激。水-油-水多相乳化法是一种较佳的生产工艺。以该法制得的膏体由无数超薄微胶囊构成,这种微胶囊的壁厚仅为0.01微米,使用时遇压后瞬间破裂,内含的香精和天然添加剂即时流出,滋润皮肤。这种膏体对皮肤有较强的渗透力,因而可被皮肤迅速吸收,并能在皮肤表面形成一层液晶保护膜,对人体安全无刺激。

关键词:化妆品、天然性、多功能性、低能乳化法、渗透力

川楝子,佛手柑,白术各五十克 ,八月柞,木蝴蝶,龟板,白芍,沉香,高丽参各三十克,泽泻,黄芩,乌术粉各二十克,茯苓,柴胡,金精粉各十克,白砂糖七百克,蜂蜜五百克,猪苦胆汁3个.配法:上药为细面,先把胆汁,蜂蜜,白砂糖放在锅里先熬,把水熬净,再放入药面拌匀,倒瓷盆里,再放锅里蒸30分钟,拿出冷凉做丸(丸重九克),一日三次,一次一丸,用麦饭石泡开水饭后送服

乳化护肤品生产工艺

一、引言

皮肤与化妆品:化妆品大多涂在人的皮肤表面,与人的皮肤长时间连续接触,配方合理、与皮肤亲和性好、使用安全的化妆品能起到清洁、保护、美化肌肤的作用;相反使用不当或者使用质量低劣的化妆品,会引起皮肤炎症或其他皮肤疾病。因此,为了更好的研究化妆品功效,开发与皮肤亲和性好、安全、有效的化妆品,同时作为消费者的我们能正确的选择适合自己肌肤特性的化妆品很重要,这就需要我们去学习了解化妆品工艺和配方。在此,我主要介绍有关乳化护肤品的生产工艺。

二、论文内容

(一)生产程序

(1)油相的制备 将油、脂、蜡、乳化剂和其他油溶性成分加入夹套溶解锅内,开启蒸汽加热,在不断搅拌条件下加热至70-75℃,使其充分熔化或溶解均匀待用。要避免过度加热和长时间加热以防止原料成分氧化变质。容易氧化的油分、防腐剂和乳化剂等可在乳化之前加入油相,溶解均匀,即可进行乳化。

(2)水相的制备 先将去离子水加人夹套溶解锅中,水溶性成分如甘油、丙二醇、山梨醇等保湿剂,碱类,水溶性乳化剂等加人其中,搅拌下加热至90-100℃,维持20min灭菌,然后冷却至70~80℃待用。如配方中含有水溶性聚合物,应单独配制,将其溶解在水中,在室温下充分搅拌使其均匀溶胀,防止结团,如有必要可进行均质,在乳化前加入水相。要避免长时间加热,以免引起粘度变化。为补充加热和乳化时挥发掉的水分,可按配方多加3%~5%的水,精确数量可在第一批制成后分析成品水分而求得。

(3)乳化和冷却

上述油相和水相原料通过过滤器按照一定的顺序加入乳化锅内,在一定的温度(如70-80℃)条件下,进行一定时间的搅拌和乳化。乳化过程中,油相和水相的添加方法(油相加入水相或水相加入油相)、添加的速度、搅拌条件、乳化温度和时间、乳化器的结构和种类等对乳化体粒子的形状及其分布状态都有很大影响。均质的速度和时间因不同的乳化体系而异。含有水溶性聚合物的体系、均质的速度和时间应加以严格控制,以免过度剪切,破坏,聚合物的结构,造成不可逆的变化,改变体系的流变性质。如配方中含有维生素或热敏的添加剂,则在乳化后较低温下加入,以确保其活性,但应注意其溶解性能。

乳化后,乳化体系要冷却到接近室温。卸料温度取决于乳化体系的软化温度,一般应使其借助自身的重力,能从乳化锅内流出为宜。当然也可用泵抽出或用加压空气压出。冷却方式一般是将冷却水通人乳化锅的夹套内,边搅拌,边冷却。冷却速度,冷却时的剪切应力,终点温度等对乳化剂体系的粒子大小和分布都有影响,必须根据不同乳化体系,选择最优条件。特别是从实验室小试转人大规模工业化生产时尤为重要。

(二)乳化剂的加入方法

(1)乳化剂溶于水中的方法

这种方法是将乳化剂直接溶解于水中,然后在激烈搅拌作用下慢慢地把 油加入水中,制成油/水型乳化体。(2)乳化剂溶于油中的方法

将乳化剂溶于油相(用非离子表面活性剂作乳化剂时,一般用这种方法),有2种方法可得到乳化体。

①将乳化剂和油脂的混合物直接加入水中形成为油/水型乳化体。

②将乳化剂溶于油中,将水相加入油脂混合物中,开始时形成为水/油型乳化体,当加入多量的水后,粘度突然下降,转相变型为油/水型乳化体。(3)乳化剂分别溶解的方法

这种方法是将水溶性乳化剂溶于水中,油溶性乳化剂溶于油中,再把水相加人油相中,开始形成水/油型乳化体,当加人多量的水后,粘度突然下降,转相变型为油/水型乳化体。如果做成W/O型乳化体,先将油相加入水相生成O/W型乳化体,再经转相生成W/O型乳化体。(4)初生皂法

用皂类稳定的O/W型或W/O型乳化体都可以用这个方法来制备。将脂肪酸类溶于油中,碱类溶于水中,加热后混合并搅拌,2相接触在界面上发生中和反应生成肥皂,起乳化作用。这种方法能得到稳定的乳化体。例如硬脂酸钾皂制成的雪花膏,硬脂酸胺皂制成的膏霜、奶液等。(5)交替加液的方法

在空的容器里先放人乳化剂,然后边搅拌边少量交替加入油相和水相。这种方法对于乳化植物油脂是比较适宜的,在食品工业中应用较多,在化妆品生产中此法很少应用。

(三)转相的方法

(1)增加外相的转相法 当需制备一个O/W型的乳化体时,可以将水相慢慢加入油相中,开始时由于水相量少,体系容易形成W/O型乳液。随着水相的不断加入,使得油相无法将这许多水相包住,只能发生转相,形成O/W型乳化体。(2)降低温度的转相法

对于用非离子表面活性剂稳定的O/W型乳液,在某一温度点,内相和外相将互相转化,变型成为W/O乳液,这一温度叫做转相温度。由于非离子表面活性剂有浊点的特性,在高于浊点温度时,使非离子表面活性剂与水分子之间的氢键断裂,导致表面活性剂的HLB值下降,即亲水力变弱,从而形成W/O型乳液;当温度低于浊点时,亲水力又恢复,从而形成O/W型乳液。利用这一点可完成转相。一般选择浊点在50-60℃左右的非离子表面活性剂作为乳化剂,将其加入油相中,然后和水相在80℃左右混合,这时形成W/O型乳液。随着搅拌的进行乳化体系降温,当温度降至浊点以下不进行强烈的搅拌,乳化粒子也很容易变小。(3)初生皂法

用皂类稳定的O/W型或W/O型乳化体都可以用这个方法来制备。将脂肪酸类溶于油中,碱类溶于水中,加热后混合并搅拌,2相接触在界面上发生中和反应生成肥皂,起乳化作用。这种方法能得到稳定的乳化体。例如硬脂酸钾皂制成的雪花膏,硬脂酸胺皂制成的膏霜、奶液等。(4)交替加液的方法

在空的容器里先放人乳化剂,然后边搅拌边少量交替加入油相和水相。这种方法对于乳化植物油脂是比较适宜的,在食品工业中应用较多,在化妆晶生产中此法很少应用。(三)转相的方法

(1)增加外相的转相法

当需制备一个O/W型的乳化体时,可以将水相慢慢加入油相中,开始时由于水相量少,体系容易形成W/O型乳液。随着水相的不断加入,使得油相无法将这许多水相包住,只能发生转相,形成O/W型乳化体。

(2)降低温度的转相法

对于用非离子表面活性剂稳定的O/W型乳液,在某一温度点,内相和外相将互相转化,变型成为W/O乳液,这一温度叫做转相温度。由于非离子表面活性剂有浊点的特性,在高于浊点温度时,使非离子表面活性剂与水分子之间的氢键断裂,导致表面活性剂的HLB值下降,即亲水力变弱,从而形成W/O型乳液;当温度低于浊点时,亲水力又恢复,从而形成为O/W型乳液。利用这一点可完成转相。

(3)加入阴离子表面活性剂的转相法

在非离子表面活性剂的体系中,如加入少量的阴离子表面活性剂,将极大提 高乳化体系的浊点。利用这一点可以将浊点在50-60℃的非离子表面活性剂加入油相中,然后和水相在8013左右混合,这时易形成W/O型的乳液,如此时加入少量的阴离子表面活性剂,并加强搅拌,体系将发生转相变成O/W型乳液。

(四)低能乳化法

在通常制造化妆品乳化体的过程中,先要将油相、水相分别加热至75~95℃,然后混合搅拌、冷却,而且冷却水带走的热量是不加利用的,因此在制造乳化体的过程中,能量的消耗是较大的。如果采用低能乳化,大约可节约50%的热能。低能乳化法在间歇操作中一般分为2步进行:

第1步先将部分的水相(B相)和油相分别加热到所需温度,将水相加入油相中,进行均质乳化搅拌,开始乳化体是W/O型,随着B相水的继续加入,变型成为O/W型乳化体,称为浓缩乳化体。

第2步再加入剩余的一部分未经加热而经过紫外线灭菌的去离子水(A相)进行稀释,因为浓缩乳化体的外相是水,所以乳化体的稀释能够顺利完成,此过程中,乳化体的温度下降很快,当A相加完之后,乳化体的温度能下降到50~60C。

(五)搅拌条件

乳化时搅拌愈强烈,乳化剂用量可以愈低。但乳化体颗粒大小与搅拌强度和乳化剂用量均有关系。过分的强烈搅拌对降低颗粒大小并不一定有效,而且易将空气混人。在采用中等搅拌强度时,运用转相办法可以得到细的颗粒,采用桨式或旋桨式搅拌时,应注意不使空气搅人乳化体中。一般情况是,在开始乳化时采用较高速搅拌对乳化有利,在乳化结束而进入冷却阶段后,则以中等速度或慢速搅拌有利,这样可减少混入气泡。如果是膏状产品,则搅拌到固化温度止。如果是液状产品,则一直搅拌至室温。

(六)混合速度

分散相加人的速度和机械搅拌的快慢对乳化效果十分重要,可以形成内相完全分散的良好乳化体系,也可形成乳化不好的混合乳化体系,后者主要是内相加得太快和搅拌效力差所造成。乳化操作的条件影响乳化体的稠度、粘度和乳化稳定性。研究表明,在制备O/W型乳化体时,最好的方法是在激烈的持续搅拌下将水相加入油相中,且高温混合较低温混合好。

在制备W/O型乳化体时,建议在不断搅拌下,将水相慢慢地加到油相中去,可制得内相粒子均匀、稳定性和光泽性好的乳化体。对内相浓·度较高的乳化体系,内相加入的流速应该比内相浓度较低的乳化体系为慢。采用高效的乳化设备较搅拌差的设备在乳化时流速可以快一些。(七)温度控制

制备乳化体时,除了控制搅拌条件外,还要控制温度,包括乳化时与乳化后的温度。

由于温度对乳化剂溶解性和固态油、脂、蜡的熔化等的影响,乳化时温度控制对乳化效果的影响很大。如果温度太低,乳化剂溶解度低,且固态油、脂、蜡未熔化,乳化效果差;温度太高,加热时间长,冷却时间也长,浪费能源,加长生产周期。一般常使油相温度控制高于其熔点10-15℃,而水相温度则稍高于油相温度。通常膏霜类在75~95℃条件下进行乳化。

以上是乳化护肤品的大致生产过程。

完美肌肤是每位女士的追求,如何做到真正的皮肤光滑,水分充 足。选用合适自己乳化护肤品可以让你更加美丽,看起来更年轻,与此同时自信也会倍增。

三、谢辞

在八周的化妆品工艺的学习中,我不再会自我感觉皮肤完美而忽视对自己肌肤的保养,现在我能自动少吃或者不吃会伤害皮肤的食物。好的皮肤会向大家展示你光鲜的一面,在增强自信的同时让你一天都过得舒爽。感谢王老师细心的讲解,同时那些视频也教会了我如何让自己变得好看,如何去自制化妆品,如何去打扮自己。在此,我再次感谢您让我学到了这么多美化肌肤的方法!

四、参考文献

张素霞

《芦荟凝胶原汁制备工艺的研究》

Ara Der Marderosian,金怀荣 《生物学研究与化妆品配方概论》 章苏宁 《化妆品工艺学》

裘炳毅 《化妆品化学与工艺技术大全》 吴可克 《功能性化妆品》 金其璋 《香料香精化妆品》

第三篇:模电设计论文

一、.设计方案:

音频功率放大器要求:

输入信号为50mv,50~15KHz的音频信号,负载为8Ω扬声器的情况下,输出Pom≥5W。

本方案分两级设计,第一级采用集成运算放大器构成的比例放大器做为激励,主要完成对小信号的放大。要求放大倍数大,输出阻抗低,频带宽度宽,噪音低。第二级采用双电源的OCL电路做为功放输出级,功率放大器决定了整机的输出功率、非线性失真系数等指标,要求效率高、失真尽可能小、输出功率大。

二、.各部分电路分析:

1、电源部分

由于设计要求Pom为(VCCUCES)

2om5W,根据P2RL(其中RL

为8Ω,UCES一般取3V以上),所以有:

即VCC12V

本方案选用了±15V的VCC电压。

2.功放部分:

由两部分构成,前级采用集成运算放大器构成的比例放大电路,对输入的信号进行电压放大,输出级采用OCL互补输出结构的功率放大电路,对经过前级放大的信号进行功率放大。

晶体管Q1~Q4组成复合式晶体管互补对称电路。Q1、Q2为相同类型的NPN管,组成复合式的NPN管;Q3、Q4为不同类型的晶体管,组成复合式的PNP管,用于多级放大。

1.对于集成运放电压放大倍数的选取:

放大倍数决定于R9、R10和R11的选取。由公式 VCCUCES2PomRL

A1(R11R10)R9

决定。

mV,其放输入为有效值为50mV的信号,其峰-峰值为2250mV1

41大后的峰-峰值不能超过正负电压差值,即: V,2250mVAu30

所以,放大倍数不得大于213。

Urms输出功率要不小于5W,因为W,所以 8RL

2UOPPRLW2217.9V 决定了运放的输出电压需不小于17.9V

2250mV127

接入电位器R11以便于对放大倍数进行适当的微调,电路中放大倍数的调节68K68K200K范围为(1,1),即69≤Au≤269。1K1K

选取集成运放时,GBW需不小于Auf12715k2MHz

本方案选用NE5534,其GBW为10MHz,足以满足要求。

2.OCL两功率管的选取:

功率放大管的选择决定于管子的极间反向击穿电压,集电极最大电流与集电极最大功耗。

1)极间反向击穿电压UCBO=2VCC=30V。

2)集电极最大电流ICmaxIEmax(VCCUCES),考虑留有一定余地,RL

VCCI一般取CmaxL,即所选功放管ICmax应大于1.5A。

3)集电极最大耗散功率PCM

因此选择的功放管应满足:

1.UCBO>30V;

2.ICM>1.5A;

3.PCM>1W; 2Pom20.2Pom1W

本方案选用TIP41C,它的UCBO=100V,ICM=6A,PCM=65W。足已满足要求。采用复合管可以保证一定的放大倍数更重要的是可以使用两个相同的功放管,以使两管参数更为一致。

3.用于消除交越失真的偏置电路:

R1、R15、R5和二极管D1、D2组成的支路是两对符合管的偏置电路,用于消除交越失真,设置静态工作点,使两个晶体管均工作在临界导通状态或微导通状态。UAB=URp3+UD1+UD2,各大于Q1、Q3发射结开启电压之和,有微小电

流通过,静态调节R5,使

UR6IE1R6IBR60.7V(1)

Q2也临界导通。由于IE1IE2,R6R12,所以Q4也临界导通。Q1、Q3Q4提供激励电流,为Q2、这个电流不需要太大,Q1、Q3只需一般的8050和8850就可以了。但这对管的值一定要接近。本人选到一对都等于234的管。本方案试取R6、R12=220Ω。根据(1)式可得IB1IB20.136mA。因为流过二极管D1、D2的电流远大于IB1、IB2,可认为大一个数量级,即ID1ID210IB11.36mA。由此可确定R1R15R52VCCUD1UD2。ID

1UD2取决于二极管的材质,其中UD1、硅管为0.7V,锗管为0.2V。这里要与8050

和8550的材质一样,才能做静态偏置电压。而8050和8550都是硅管,所以二极管选用硅管N4148。这样可计算出R1R15R521K。其中R5用于调整复合管的微导通状态,调节范围不需太大,几百欧或1KΩ的电位器,由此可确定R1R1510K。焊接电路应使R5=0,在调整输出级静态工作电流或输出波形的交越失真时再逐渐增大阻值。

Rp1控制音量调节取47KΩ,以保证功放的输入阻抗大于前级的输出阻抗;因为Ui=0时要求Uo≈0,所以Rp1须接地。

R2、R7用于减小复合管的穿透电流,提高电路的稳定性,一般为几十至几百欧。本方案取100Ω。R8、R13为负反馈电阻,可改善功放的性能,并能观测功放管的静态电流,但不宜太大。一般为几欧。本方案取0.5Ω。因为末级电流较大,所以此电阻应用大功率水泥电阻。

电容C1起隔直作用,只有很小时,在交流通路中才可视为短路,所以取值:C1=10μF。

实验证明,VCC大电压输入会对输入小信号造成很严重的干扰,所以应在VCC输入端各接一个100μF电解电容和一个0.1μF瓷片电容,用于电源的去耦。

三.个人心得

刚开始做一个电路板,首先要接触的就是protel这个软件。因为需要这个软件来进行电路原理图的设计以及pcb图的绘制。当我们拿到这次课程设计的要求后,我就马上着手准备设计所需要的电路,由于自己之前没有接触过protel这个软件,所以在开始那段时间很是纠结,后来在请教了一些学长以及上网找到了一

些视频教程之后有所进展,根据设计要求把原理图画出来了。这只是一小步,当我开始要封装,还有布线的时候,才发现原来这个才是最有难度的。在参考了很多学长的资料后,我自己一点进展都没有。不管怎样布线,最后还是会交叉重叠,出现错误。眼看时间有点紧了,所以就决定舍弃自己布线的念头。于是我就把学长们的PCB图进行修改。这个修改主要有两方面:一是由于我们班买的散热器比学长们设计的大,所以在PCB图上放散热器的空间是不够的,所以要对PCB图进行一些移动调整。二是原始的PCB图的线是布出来了,但是在某些连接以及转角位置有点瑕疵,我也对它们进行了一些修改。就这样,PCB图这一步就弄好了。

接下来就是将PCB图打印出来,这时候又遇到了一个问题:就是我在打印预览的时候看到的过孔都是灰色的,以及过孔的孔没有显示出来。于是自己就上网去找了一些资料了解了一下,但是网上的资料有点不全,没能把这个问题解决。后来我就在打印预览页面每个功能选项都看了一遍。后来发现问题出在打印页面的属性设置,要把属性“显示孔”“黑色&白色”选上,还有把“multilayer”图层移到第一位。这样的设置就没问题了。

当PCB图打印出来之后,印版腐蚀焊接方面就没什么问题了,最后一次测试通过。

第四篇:电装工艺必读

电装工艺

装配和焊接过程是产品质量的关键环节。

一、装配前的准备工作

1、元件的处理、成型、插装和连接。

上面围绕着如何焊好焊点介绍了焊点的质量要求,操作方法。而在操作中的另一个问题是元件的处理、成型和插装。元件处理是在焊接前完成的。(1).元件的处理

元件在出厂时其引脚都作过防氧化与助焊处理,引脚上都镀银。但由于长期的商业周转或库存也会使其氧化,给焊接工作带来困难,对于这样的元件在上机之前一定要严格处理。

所谓元件的处理就是将元件引线的氧化膜及污物去掉,然后镀上一层锡。

作法:用钢锯条或镊子等刮元件引线。使其露出原金属本色,引线全刮完后涂助焊剂。一手用镊子夹住引线,一手执烙铁镀锡。操作时用电烙铁沾饱焊锡,并用它将被镀锡的元件引脚压在松香快上,待松香融化后将元件引脚从烙铁头与松香之间慢慢抽出,抽出时引脚一定要在融化的焊锡包裹之中。注意时间不可过长,并用镊子帮助散热。也可用锡锅浸锡(2)元件的成型、插装。

元件的成型目的在于使其便于在电路板或其他固定物上安装。经过镀锡的元件应视元件大小和在印刷电路板上的位置为其成型。作法是用镊子或尖嘴钳弯曲元件引线,使其具有一定形状。成形后的元件能方便的插入元件孔内。元件成形一般分卧式和立式两种,可根据实际情况选择。一般尽量选用卧式,当元件密度大时可采用立式。

元件成型应考虑以下几点: 1)造型精致、美观。

2)元件引线开始弯曲处距元件体至少3mm。

3)元件的弯曲半径应为引线直径的二倍。如图8所示:

8元器件引线弯曲成形

这几种在元器件引线的弯曲形状中,图(a)比较简单,适合于手工装配;图(b)适合于机械整形和自动装焊,特别是可以避免元器件在机械焊接过程中从印制板上脱落;图(c)虽然对某些怕热的元器件在焊接时散热有利,但因为加工比较麻烦,现在已经很少采用。成型后的元件便可以在印制板上插装了。插装应遵循以下原则: 1)插装到印制板上的元件,标记应朝外向上侧。

2)插装高度视元件而定,阻容件、二极管距板面约l——3mm。

3)不论元件采用哪种插装方式,其引线穿过印制板焊盘小孔后应留2mm长度。

各种元器件的安装,应该尽量使它们的标记(用色码或字符标注的数值、精度等)朝上或朝着易于辨认的方向,并注意标记的读数方向一致(从左到右或从上到下),这样有利于检验人员直观检查;卧式安装的元器件,尽量使两端引线的长度相等对称,把元器件放在两孔中央,排列要整齐;立式安装的色环电阻应该高度一致,最好让起始色环向上以便检查安装错误,上端的引线不要留得太长以免与其他元器件短路,如图10所示。有极性的元器件,插装时要保证方向正确。

图10元器件的插装

当元器件在印制电路板上立式装配时,单位面积上容纳元器件的数量较多,适合于机壳内空间较小、元器件紧凑密集的产品。但立式装配的机械性能较差,抗振能力弱,如果元器件倾斜,就有可能接触临近的元器件而造成短路。为使引线相互隔离,往往采用加套绝缘塑料管的方法。在同一个电子产品中,元器件各条引线所加套管的颜色应该一致,便于区别不同的电极。因为这种装配方式需要手工操作,除了那些成本非常低廉的民用小产品之外,在档次较高的电子产品中不会采用。

(3)连接

除了上述在印刷电路板上焊接外,还有一些装配在接线架上或焊片上,在焊接前要连接。连接有几种形式。见图11:

导线和端子的绕焊

导线与导线的绕焊

图11 连接中的导线的处理:

导线应分为安装导线和电磁线两类。常见的电力电子系统中和家用电器上,及电子电路系统中使用的裸线、胶皮线、塑料线等都被称为安装导线。而变压器、电动机、发电机等使用的导线常被称为电磁线。导线的处理应根据实际情况决定,首先应根据电路中电流的大小确定导线的线径,其次根据结构和电路参数的需要确定线型、长短等参数,然后对导线进行处理。

裸线的处理:

电子工程中使用的裸线通常是铜的合金材料制成,在其外面镀银以防止其氧化并便于焊接。对于这类导线只需按其长度下料,按设备要求整形后在需要焊接的部位镀锡即可。漆包线的处理:

漆包线属于电磁线,它的外表由一层环氧漆做保护层兼作绝缘层。漆包线不能做小角度弯折,不能与锐器硬接触以免损伤外层环氧漆破坏绝缘性,处理时只需将焊接部位的漆皮刮净并镀上锡备用。

胶皮线与塑料线的处理:

胶皮线表皮的温度特性比较好,能够抗较高和较低的温度并且有很好的柔韧性。塑料皮的特性比胶皮差,但其价格要比胶皮低廉。两种导线在使用前都要将焊接部位的表皮剥去,然后将露出的部分拧紧成30°左右。如图11所示:并将拧紧的线头镀锡备用。

安装导线的剥头长度视具体情况而定。焊接在电路板上的导线的剥头长度一般在3mm左右,若与其他元件引脚连接时需要绕焊,此时的剥头长度应在10mm,甚至更长。见图14、15:

连接应注意以下几点:

1)连接时导线应紧贴在连接点上,不留空隙。2)导线收头应向内收紧。

3)多股线连接不得散股,断股,特别注意磁性天线线圈。2.装配的一般原则:

装配中,以元件在电路板上的高度为参考时,应遵循从低到高的原则,即按照下面的次序安装:飞线——电阻——二极管——集成电路或电路插座——非电解电容器——晶体管——电解电容器——其他专用的大型器件。

有的电路中设计有特殊元件,如大功率晶体管、四连可变电容、变压器等需要用螺钉固定的元件,这时还要考虑它们的安装顺序,在与其他元件的安装不矛盾时,尽可能靠后,以使电路板的重量在前期操作中尽可能轻些。产品在定型时的装配原则中应综合以上因素统筹安排。

第五篇:电装工艺简介

电装工艺:保持创新的精神

电装,是电子装联(或电子组装)的简称;电子装联(eiectronic assembiy)指的是在电子电气产品形成中采用的装配和电连接的工艺过程。

电装工艺的含义是,“现代化企业在组织大规模的科研生产,把许多人组织在一起,共同地有计划地进行电子电气产品的装配和电连接,需要设计、制定共同遵守的电子装联法规、规定,这种法规和规定就是电装工艺技术,简称电装工艺”。

对于电子产品而言,电路设计产品的功能,结构设计产品的形态,工艺设计产品的过程。

电子设备中的装联技术,过去一般通称电装和电子装联,多指在电的效应和环境介质中点与点之间的连接关系;近几年业内甚至有一种倾向,把涵义十分广泛,内容十分丰富的电子装联技术狭隘的概括在板级电路的“SMT”内。

谈到电子装联技术,人们往往只注意电子装备的基本部件——印制电路板组装件的可制造性设计,这是可以理解的;因为,毕竟在印制电路板组装件中包含了太多丰富的内容。目前,THT、SMT是其中主要研究、设计内容。

但从事工程任务的电路设计师和电装工艺师们都十分清楚,电子装联技术,绝不单纯的局限于印制电路板组装件,它包含了更多的内涵。从某种程度上讲,常规印制电路板组装件(即板级电路的THT、SMT)相对而言还比较好办,因为,至少这类板级电路的可制造性设计还有相对先进的装联设备和设计软件作技术支撑,但对于作为构成电路设计重要组成部分的整机/单元模块,高、低频传输线,高频、超高频、微波电路印制电路板组装件,板级电路、整机/单元模块的EMC,板级电路模块及整机/单元模块的MPT设计,无论是国内或国外都是有待进一步解决。

九、五”后期,我们对电子装联的概念进行了拓展,提出了“电气互联技术”这一具有前瞻性的创新。

在电子装备中,电气互联技术指的是:“在电、磁、光、静电、温度等效应和环境介质中任何两点(或多点)之间的电气连通技术,即由电子、光电子器件、基板、导线、连接器等零部件,在电磁介质环境中经布局布线联合制成承制所设定的电气模型的工程实体的制造技术”。由此,在现代电子产品的设计、开发、生产中,电气互联技术的作用发生了根本性的变化,它是总体方案设计人员、企业的决策者实现产品功能指标的前提和依赖。电气互联可靠性是电子设备可靠性的主要问题,电气互联技术是现代电子设备设计和制造的基础技术。

先进电气互联技术服务于整机,服务于生产,为电子装备的小型化、轻量化、多功能化及高可靠性以及批量生产提供了可靠的技术保障。先进电气互联技术是一项系统工程,它涉及到产品从设计、研制到生产的各个环节。电路设计与电气互联技术是一种互为依存的关系:先进电气互联技术为电路设计提供可靠的技术保障,同时先进电气互联技术又要求电路设计更先进、更加规范化标准化、更具有生产性工艺性。没有先进电气互联技术作可靠的技术保障,电路设计不管多么先进也无法实现其战术技术指标。同样,没有先进的、规范化标准化、具有生产性、工艺性的电路设计,先进电气互联技术就失去了发挥其作用的平台。

从产品的方案论证起参加进去,参与电子产品总体设计及研制、开发、生产全过程的设计和决策,应用电气互联系统集成设计技术,是现代电气互联技术新格局的主要理念。

1.全面理解电装工艺领域的内涵 1)产品方案论证

在产品方案论证中,电装工艺师参加产品的全部方案论证,依据产品的战术技术指标与产品工艺总师一起共同提出产品工艺方案和质量保证大纲;向电路设计人员介绍国内外、尤其是电气互联技术的成果,提出电路设计中的电气互联工艺要求及确保产品战术技术指标的最佳电气互联工艺方案;向主管领导提出实施电气互联工艺方案的试验项目、实施途径、需要增加的设备和基础设施以及该产品应注意的电气互联特点。

电装工艺师参加产品全部方案论证是实行产品可制造性设计的首要前提。2)电装工艺新技术试验(包括产品新工艺、新技术、新材料、新设备试验和电气互联先进制造技术研究)

根据近、远期产品的要求、所使用的元器件特点,开展电气互联先进制造技术预先研究,编写电装工艺规范。

电装工艺新技术、新技术、新材料、新设备是确保产品小型化、多功能化、轻量化及高可靠性的主要技术保障手段。根据产品的电磁兼容要求开展计算机布线试验,包括屏蔽接地、抗干扰、电磁兼容、导线应用设计等。

3)电装工艺设计

电装工艺设计的主要任务是进行电路设计的可制造性审查,编制、设计产品的工艺文件,并在电路设计和结构设计向工艺输出三维设计数据时应用先进设计软件设计整机和单元线扎图。

电装工艺新技术、新技术、新材料、新设备试验是确保产品工艺文件得以实施的必不可少的手段,产品工艺文件是实施电气互联工艺新技术的平台。

4)工艺实施

电装工艺实施的主要任务是指导和监督电装工艺文件的实施,解决生产中的技术问题,在反复实践的基础上不断完善工艺文件,使工艺文件更具有可操作性。

需要特别指出的是传统工艺的基本理念是“串行工程”:设计怎么定,工艺就怎么做。现代工艺的基本理念是“并行工程”:在电子产品的设计中,工艺要求电路设计和结构设计按照能够适应先进制造技术的要求进行设计。

2.强化电装工艺工作

1)强化对电路设计人员的“电路可制造性设计”宣贯和培训,用电路可制造性设计去规范设计、制约设计

“电路可制造性设计”是我们从科研和生产实际中总结出来的提高电路设计质量、解决电路设计与制造之间的接口问题的唯一行之有效的方法。

电路设计是电子产品实现其电路功能的主要途径,起着举足轻重的作用;然而,当电路设计人员设计的产品不符合国标、国军标或电子行业的相关标准,脱离本单位的生产实践,缺乏可制造性,产品就失去了实现其质量和可靠性的基本前提。

电路设计产品的功能时,需要同时满足成本、性能和质量的要求;即在产品的方案样机、工程样机设计和定型设计阶段等产品研制/生产的各阶段,在满足产品使用要求的前提下,必须满足制造生产过程中的工艺要求、测试组装的合理性和售后服务的要求。

要改变我们工艺被动的局面,我们必须年复一年、日复一日的坚持对电路设计人员进行“电路可制造性设计”宣贯和培训,把由设计引起的质量问题消灭在设计初期,不要等到工艺审查时才提出,更要避免在生产现场出现由设计引起的质量问题。

通过“电路可制造性设计”的宣贯和培训,让“电路可制造性设计”的理念深入到每个电路设计人员的灵魂中去,要让每个电路设计人员在设计的初期能自觉的考虑设计文件是否符合和满足本单位的工艺条件(如技术水平,设备能力和检测手段等);是否符合和满足产品的研制阶段,生产批量及发展规划;是否符合和满足新工艺、新技术、新材料、新设备等的应用,尤其是符合先进制造技术的应用;是否符合和满足国家、部及产品使用单位的技术政策、技术法规和技术标准等。

工艺必须有服务意识,面向设计、面向制造是我们做好工艺工作的基本前提;工艺工作的这种服务意识必须是主动的,要走在设计的前面,走在整机的前面,上门服务,一个组、一个组,一个室、一个室的对电路设计人员进行“电路可制造性设计”宣贯和培训。

电气互联先进制造技术是电子装备制造基础支撑技术,是衡量一个国家综合实力和科技发展水平的重要标志之一。

从宏观上来讲,每个单位的领导都会支持工艺部门开展电气互联先进制造技术的研究,但是,领导支持的唯一原因和条件是希望预研成果能够应用到工程实体中去;离开这一条,先进制造技术无论在技术上和经济效益上不但无法与电路系统的预先研究项目相比拟,更无法与工程任务相比拟,因此也不可能引起单位领导的重视和兴趣。

但电气互联预研成果的工程化应用又谈何容易?

我们工艺人员没有应用产品的“主体”,我们只能“借船出海”:借电路设计的“船”,出预研成果工程化应用的“海”;但是,这个“船”有很多限制:首先,受到产品应用场合的限制;其次,受到小型化元器件来源的限制;再次,受到设计人员设计理念和设计水平的限制;总之,在电气互联预研成果的工程化应用上我们工艺只能处于被动的状态。

与电气互联预研相比,“电路可制造性设计”我们工艺处于主动状态;这是因为我们工艺人员相对来讲对于本单位的工艺条件(如技术水平,设备能力和检测手段等),产品各个研制阶段,不同生产批量的特点;对于新工艺、新技术、新材料、新设备等的应用,尤其是符合先进制造技术的应用;对于国家、部及产品使用单位的技术政策、技术法规和技术标准等较之设计人员更为熟悉,是我们的长项;是避免和改变被动局面行之有效的方法。

2)强化对标准的学习、宣贯和制定

电路设计根据什么进行电路设计?工艺人员根据什么进行工艺设计?根据什么编制装配工艺流程卡?电装工人根据什么进行产品组装?质检人员根据什么进行产品检验?

“标准是产品质量的判据”!一个产品的质量是否符合要求,唯一的依据是国家、部及产品使用单位的技术政策、技术法规和技术标准。

标准是我们从事电路设计,工艺设计,产品组装和检验的依据和带强制性的技术法规。

每一个工艺人员都要努力学习标准,贯彻标准,宣贯标准,进而制定符合本单位特点的标准。

在有些单位,如果是设计出了问题,就会说你工艺宣贯力度不够;如果是制造出了问题,要么说你工艺操作性差,或者说你工艺现场指导不到位,即使工艺操作性好,现场指导也到位,人们也可以横挑鼻子竖挑眼的给你在骨头缝里找出刺来,反正横竖脱不了你工艺的干系,工艺是夹在设计和制造的中间过日子的;因此,我们工艺人员不但必须把工作做细做好,也必须有“护身符”和“上方宝剑”!标准不但是产品质量的判据,也是我们工艺人员的“护身符”和“上方宝剑”;

我们要把学习标准,贯彻标准,宣贯标准,制定标准放在头等重要的位置。电气互联的主要标准有:(1)国标(GB);(2)国军标(GJB);(3)部标(SJ或SJ/T);(4)航天部标准(QJ);(5)航空部标准(HB);(6)企业技术标准;等等。

要使我们的设计标准化、规范化,要用标准化、规范化的工艺设计文件去规范设计、制约设计;要用标准化、规范化的工艺设计文件去指导生产、规范生产。首先必须花大力气学习和掌握国内外先进的电子装联技术和电子装联标准体系,结合本单位的实际情况,设计、编制一套完整的、具有可操作性的通用电装工艺规范系列,包针对设计的规范(比如电子装联可制造性设计技术,具有可组装性的结构设计技术、高低频传输线设计规范等)和针对电子装联的规范(比如PCB、整机及单元模块、高低频传输线、微波电路模块等。其次,要引进先进的工艺设计软件,并在此基础上设计和编制一套适合本单位生产实践的,通用的电装工艺“亚卡”系列。这样的“亚卡”至少应有20种以上,包括适合于研制产品和批量生产二个类型“亚卡”。再次,要引进先进的工艺设计软件,使我们的工艺设计“立体化”,包括3D接线图设计,3D线扎图设计和3D线扎图安装图设计等。工艺人员去生产现场,实际上就是生产指导的“立体化”,如果我们的工艺设计图纸能“立体化”,那末我们的生产指导就将从“现场化”变成“图纸化、文字化”,进而在条件成熟后应用PDM,使我们的生产指导“电脑化”。

第四,加强对电装工人的基本技能和高技能培训,努力提高操作人员的技术素质。

操作人员是我们完成工艺实施的基本对象,操作人员的技术素质直接关系和影响到我们工艺工作的质量和成败;我们必须把对电装工人的基本技能和高技能培训提到议事日程上来,有针对性的,分门别类的每年培训2~3次。操作人员的技术素质提高了,产品的组装质量提高了,我们工艺人员的日子也就好过了。

对电装工人的基本技能和高技能培训要走在前面,可以起到“事半功倍”的作用,千万不要等问题成堆了再来培训,那样最多也只是“救火”。

3)坚持不懈的开展电气互联先进制造技术的研究

电气互联先进制造技术是电子装备制造基础支撑技术,是衡量一个国家综合实力和科技发展水平的重要标志之一,是电子装备实现小型化、轻量化、多功能化和高可靠性的必由之路,也是我们工艺走在设计前面,走在整机前面的关键技术要素。

电气互联先进制造技术属于技术储备,它表明了我们工艺已经具备的能力和技术实力,是一个企业总体实力的基本标志之一,也是提高企业知名度,增强企业整体竞争力的基本条件。

电气互联先进制造技术是面向全国,追赶世界先进水平的研究项目,但具体到某一个单位,并非都能在短时期内得到应用;要受到产品应用场合、小型化元器件来源和设计人员设计理念、设计水平的限制。

通过电气互联先进制造技术预先研究,在满足需求背景的同时,也为提高工艺人员的技术水平,提高工艺人员的地位和经济效益提供了最好的平台。

参加电气互联先进制造技术预先研究,需要有一定的条件:一是确实有需求背景;二是要有一定的技术实力;三是参加单位和研究人员有内动力和积极性。

那么,从目前起到21世纪初叶,电气互联先进制造技术的发展方向是什么?我们应从什么地方着手来开展电气互联先进制造技术预先研究呢?

(1)要准确的了解和掌握电气互联先进制造技术的国内外技术发展方向与趋势和相关技术的发展。

① 国外情况

从国外的情况来看,随着电子装备向集成化、系统化、轻小型化、高可靠方面的进一步发展,对电气互联技术提出了新的要求,导致技术难度进一步增加。

美国从战略发展的角度考虑,大力发展电气互联技术。如在休斯公司成立了电气互联技术科研开发和生产制造的专门机构,快速形成低成本制造的工程化能力,极大地促进了该项技术的发展。推动了多芯片组装和立体组装技术的研发和应用,美国新一带战斗机F-22的研制过程中,大量采用立体组装技术,使战斗机的通信导航敌我识别系统(CNI)分散的设备集成在3个设备中,实现了综合化的ICNIA技术。

英国考林斯公司在90年代中期研制的航空电台中,也采用了立体组装技术。2000年马可尼公司在航天电子研究中采用了三维互联结构。

欧洲以瑞典的生产技术研究所和德国的IZM研究所为中心,联合法国的国家级Letea研究所、挪威的国家级研究所以及一些大学积极研究电路组装技术。

日本在电子信息技术产业协会(JEITA)的组织下,制定和规划电气互联技术的发展并提出预测目标,其中日本超尖端电子技术开发中心(ASET)和安装工学研究所(IMSI)承担了重要的技术开发工作。日本的一些公司也在军方支持下建立了专业工程研究中心,针对日本的国防装备特点及预测目标进行电气互联技术研究。

普遍预测21世纪的前十年将迎来电气互联的3D叠层立体组装时代——其代表性的产品将是系统级封装(SIP,system in a package),与第一代封装相比,封装效率提高60%~80%,体积减小1000倍,性能提高10倍,成本降低90%,可靠性增加10倍。与此同时国外电气互联的相关技术也获得了迅速的发展。

20世纪80年代以来电子信息设备向着高性能、高度集成和高可靠性方向发展,使得21世纪的表面组装技术向纵深发展;其中最引人注目的有:

☆无源元件的小型微型化和无源封装

90年代末出现的0201片式元件,其尺寸仅为0402的1/3。无源元件小型微型化的同时,其使用量迅速增加,导致片式元件在PCB组件上的贴装成了组装工艺的“瓶颈”,解决该问题的有效方法是实现无源片式元件的集成无源封装。

a)有源器件的大型化和多端子化

21世纪初期,BGA、CSP和晶片式封装将继续扩大使用,其中产量最大的是PBGA,其端子数已达1848个;多芯片组件将进入应用;芯片级3D组装、系统级芯片(SOC)和MCM的系统级封装(MCM/SIP)也将蓬勃发展。

b)无源元件的小型微型化和无源封装,有源器件的大型化和多端子化及芯片级3D组装、系统级芯片(SOC)和MCM的系统级封装(MCM/SIP)的蓬勃发展使得第三代表面组装工艺技术向着高密度、高精细和高可靠性和多样化方向发展。

以BGA/CSP器件为代表的第二代SMT将在21世纪前十年的板级电路组装中占据支配地位,以倒装片的应用为主的第三代SMT将逐渐完善和推广应用。

c)在板级电路的设计和组装方面,国内外正在研究开发基于Web的板级电路CAD/CAPP/CAM/CAT设计、制造、测试一体化技术。美国Tecnomatic Unicam公司已经开发出应用于板级电路的设计、组装、组装测试、质量监控、物料追踪管理及虚拟工厂等贯穿整个生产流程的eMPower模块集成应用软件;在板级电路二维设计和组装方面以色列VALOR公司DFM软件是一个包括CAD设计(DFM),电路板检查和工程制造(CAM),装配检查和新产品导入(NPI)的软件系统;从而实现了基于Web的板级电路CAD/CAPP/CAM/CAT一体化技术。

② 国内发展现状

现在我们再分析一下国内电子制造业电气互联的发展现状: a)器件级电气互联技术

器件级电气互联技术十分落后,SMD元件生产尚只能达0402(1.0×0.5mm)生产水平,BGA、CSP、Flip-chip、LGA等新型器件的生产能力尚未形成,研制能力也很弱,相关研究工作尚刚起步;高密度封装技术、多芯片组件(MCM)、无源集成技术及SIP封装技术在国内基本上还属于空白状态;由此,信息产业部已把元器件和集成电路作为“十一五”重点攻关的内容。

b)板级电路模块电气互联技术

板级电路模块电气互联的表面组装技术在20世纪90年代有了瞩目的进展,但总体上相当于美日等发达工业国家20世纪80年代中期水平;近年来我国板级电路电气互联的表面组装技术水平的发展初步奠定电子装备轻小型、高可靠、低能耗、高技术化的基础。但与发达工业国家相比,国内电气互联技术总体水平尚较落后,总体水平落后发达国家15~20年。

☆基于SMT的板级电路模块电气互联技术组装的电子产品的工作频率比较低、功能单一;在电子装备中的应用率,估计尚不足30%;PCB电路模块SMT组装不良率普遍高于100PPM,尚未见有高于30点/cm2的高密度组装应用于产品;电子装备上的SMT高密度组装技术上的研究有所突破,但其应用仍需进一步研究高密度互联的可靠性,以及在产品中全面应用的可行性。

☆微波/毫米波电路的高密度组装技术和系统级组装技术尚在研究开发阶段;多芯片系统组装技术和以板级为基础的立体组装技术研究尚处于预研阶段,还没有应用实例报道;互联焊点可靠性等方面的研究工作,虽有不少单位已在进行,但尚未进入实用阶段,工程化程度较低。

☆基于MPT(微组装技术)的板级电路模块电气互联技术的研究还处于零的状态。

最后我们分析一下整机/系统级电气互联技术,整机/系统级电气互联技术研究方面,机电耦合电气互联技术、整机级3D组装技术、整机级3D布线技术研究基本处于零的状态。

(2)了解和掌握电气互联先进制造技术的发展方向

电气互联先进制造技术包括器件级、板级电路模块级、整机/系统级和一些相关的共性技术。

① 器件级电气互联技术

器件级电气互联技术的重点研究是高密度封装技术,多芯片组件(MCM)电气互联技术,无源集成技术和SIP封装技术;改变或基本改变在关键芯片制造技术上过分依赖进口的局面。器件级电气互联技术,是整个电气互联技术发展的核心和关键;所谓“一代电子器件决定一代电子装联技术,进而决定一代电子产品”,就是指器件级电气互联技术对电气互联先进制造技术所起的决定性作用。

② 板级电路模块电气互联技术:

板级电路模块电气互联技术的重点研究是基于SMT的板级电路模块电气互联技术,基于MPT的板级电路模块电气互联技术和基于MMT的板级电路模块电气互联技术;包括高速/高频电路板SMT设计/制造/组装技术,板级电路模块高密度、高精度、高可靠设计/组装技术,板级电路模块3D叠层结构设计/制造/组装技术,板级电路摸块CAD/CAPP/CAM/CAT一体化技术,以板级为基础的电路模块3D设计组装技术,微波电路部件SMT/MPT设计/制造技术,微波电路部件高密度互联设计/制造技术,HDI多层基板制造技术,特种电路基板设计制造技术以及与此相对应的应用软件和组装设备。

板级电路模块SMT技术有着十分广阔的发展前景,概括起来主要体现在设计理念,基板材料,组装密度,组装方式,连接技术,组装材料,清洗技术,应用频率和建立我国自己的板级电路模块SMT标准体系等九个方面。

再次是整机/系统级电气互联技术:整机/系统级电气互联技术的研究重点是整机级机电耦合电气互联技术,整机级3D组装技术和整机级“无”线缆连接技术。

最后是电气互联先进制造技术的共性部分,即电子装备整机/部件级电气互联绿色制造技术研究和预研成果工程化应用“实体”研究。

(3)在开展电气互联先进制造技术研究时,创新是根本,谨防被动锁定。当前,世界上一些先进国家已经越过机械化的顶点,向信息化目标迈进。面对信息技术的迅速崛起,为应对挑战,我们往往会引进先进国家的技术进行学习和模仿,这将不可避免地导致“技术二重性差距”,即:一方面,我们接受的技术是相对过时的技术,从而产生了从技术供给方发生技术转移差距。另一方面,由于我们吸收和消化技术能力不足,往往会产生从技术接受方发生的技术差距。“技术二重性差距”经过较长时间和几个循环之后,我们对发达国家的技术将产生一种依赖,核心技术往往会被“锁定”,进而导致“周期差距锁定”。也就是发达国家在技术上的更新换代的周期,始终快于我们配套技术装备国产化的周期,使我国深陷“引进一代、落后一代”的恶性循环局面,技术自主研发能力也会被压制乃至衰落。

目前,电气互联先进制造技术的研究欣欣向荣,但也存在着某些制约电子装备发展的技术薄弱环节,例如微电子芯片、大功率微波器件和核心电路器件等技术的研发。由于受这些薄弱环节的制约,我们采用的基础设备及其核心技术不少仍然依靠进口,这种技术的“被动锁定”往往还附带着标准“被动锁定”效应。也就是说,由于信息技术标准的国际通用性,我们若在此之外另辟一种技术标准,所花成本将非常高昂,目前还难以承受。但不论我们采用哪一种标准,都会陷入西方的标准“锁定”。而这种技术和标准的“被动锁定”,对我国的现代化的有效推进来说,无疑是一个不可小视的障碍。

要摆脱“被动锁定”的困境,首先要从根本上解决核心技术问题。其次,要有重点。由于受国家总体经济实力等的制约,所有技术项目的自主创新无法同时展开,但现实又迫切要求我们以更快的速度发展,缩小与发达国家之间的差距。这就需要我们坚持有所为,有所不为的方针,加强基础研究和核心高技术研究,以尽快实现重大核心技术的突破。再次,要有机制。要依托国家科技创新体系,建立完善的科学技术的创新机制。最后,要有速度。创新速度的快慢,直接关系到我们能否赢得发展主动权。如果自主创新的速度始终跟不上别人,即使有所突破,也只会是别人淘汰的技术,只会使与发达国家的差距越拉越大。

4.当务之急是培养高素质的电气互联技术人才

世纪之争,实质上是人才之争。由于历史的和人为的因素,我们的工艺技术和工艺人才正面临着巨大的断层和缺口。工艺不同于设计,是一门实践性很强的技术,实践告诉我们,与其说工艺的基本知识来自于学校,不如说来自于实践,来自于老同志的传帮带。现在三十多岁的年轻人,肩上的担子很重,老一代的过早离开工作岗位和现在四、五十岁技术人员的奇缺与先天不足,使得现在三十多岁的年轻人基本上没有得到过老师系统的传帮带,面临着二次创业的困境;以电装工艺为例,四、五十岁的电装工艺人员极少,现在三十多岁的年轻人,大部分从事电装工艺的时间极短,只有几年、十来年,他们的身上普遍存在着技术功底差,知识面狭隘,思路不开阔、应变能力差和责任心不强等问题;如果要他们来带现在二十多岁的新一代,是十分困难的。因此,培养高素质的电气互联技术人才就成了当务之急。怎么解决“三十多岁的年轻人,普遍存在技术功底差,知识面狭隘,思路不开阔、应变能力差和责任心不强等问题”呢?电装工艺的技术问题,有些需要时间、需要实践、需要积累经验,但更主要的是要有“悟性”;工作一辈子思路仍然不开阔,知识面仍然狭隘,应变能力仍然差的人也并不少见。

(1)关键的问题是对自己所从事的工作要有“激情”,要有责任心和事业心,这样才会在较快的时间内开拓自己的思路,开阔自己的知识面,垛实自己的技术功底,提高自己的应变能力。

对自己所从事的工作要有“激情”,要有事业心和责任心,涉及到对电装工艺的理解和认同,涉及到对自己的正确评价;我认为,虽然搞电装工艺工作的地位并不高,收入也并不高,但总体上来看,我们是在向上发展,我们工艺人员的地位和收入是在向好的方向发展,这是从纵向方面比较。有些同志把工艺人员的收入和电路设计人员的收入比较,这是不确切的,我是学无线电通讯的,从事电装工艺44年,也搞过整机电路工作,我的体会是,从总体上说,与工艺工作相比,电路设计确实要复杂的多,难度要高得多,付出也要大得多;这并不是说我们不能胜任电路设计工作,而是说即使同样是学电路设计的,是学通讯专业的,也并不一定能直接从事电路设计,而是要根据工作需要和市场需求。

我的体会是,与其在电装工艺这个岗位上“身在曹营,心在汉”,不如在电装工艺这个平台上,抓住机遇,施展我们的才华,作出一番有声有色的事业来,相信“三百六十行,行行能出状元”,否则时间一天一天过去了,年龄也一天一天大起来了,人生有几个30岁,整天“与其混混,使人昭昭”,无论对自己,对国家都没有好处。

(2)用创新的精神去做好电装工艺工作

我们老一辈工艺技术专家给工艺下了这么一个定义:“现代化企业必须组织大规模的科研生产,把许多人组织在一起,共同地有计划地进行科研生产,需要设计、制定共同遵守的法规、规定,这种法规和规定就是工艺技术,简称工艺。”对于电子产品而言,电路设计产品的功能,结构设计产品的形态,工艺设计产品的过程。也就是说,工艺工作设计的是过程,它并不直接产生产品实体,工艺工作的成果最终要体现在“法规和规定”上,具体的讲要体现在工艺文件(比如典型工艺规范和装配工艺流程卡等)上。工艺工作可以“循规蹈矩”的做,也可以用创新的精神去做;“循规蹈矩”的去做,领导不会批评你,因为你该做的都做了,并且又很忙;而用创新的精神去做工艺工作,不但同样必须做好“循规蹈矩”工作范围内的事,还需要“与日俱进”,需要创新,要走在设计的前面,走在整机的前面,走在领导的前面,这就会有风险。循规蹈矩”的做法,过去我们老一辈工艺人员中很多人都是这样做的,也都过来了,无非是审审图纸、编编卡片、画画图纸、照顾照顾生产四大步;审图可提可不提,编卡可多可少,画图可简可详,照顾生产可上可下,其伸缩性很大。

但是,面对竞争日益激烈的市场经济,单纯“循规蹈矩”的做法早已行不通了,在21世纪,如果我们的工艺工作仍然“循规蹈矩”的去做,管理上没有创新点,技术上不去占领制高点,不能“与日俱进”,必将被企业所抛弃,被市场经济所淘汰!这一方面,我们工艺部门是有深刻教训的:

(3)日积月累,循序渐进,不断开阔自己的知识面,开拓自己的思路,奋实自己的技术功底,提高自己的应变能力

“世上无难事,只要肯登攀”,你要想在电装工艺工作有所创新,有所建树,作为年轻人,首先的一条是学习!学习!再学习!要钻进去,并持之以恒。从工作角度分析,虽然外语绝不可少,电脑知识(包括软件开发应用)也必须扩充,但最重要的是“熟悉”自己的专业和环境。

现在的大学教育,与市场和需求脱节的现象十分严重,在先进制造技术的研究和满足科研生产的需求方面存在较大的差距和缺口,究其原因多种多样;但热衷于培养单一的“高层次”人才,以教设课或师资力量不全,缺乏先进制造技术研究和科研生产实践经验的高素质人才不泛为其中一个重要的原因;针对这些情况,很多企业在招聘时提出要首先找有一定实践经验的人员,也是可以理解的。因此,对于一个参加工作几年,十来年的年轻人来讲,最重要的是尽快“熟悉”自己的专业和环境。

第一,学习前人的经验

首先,可从学习企业标准着手,再广及国标、国军标、航天、航空标准。标准是前人经验的总结,不但是产品质量的判据,也是工艺人员进行工艺设计、编制装配工艺流程卡的技术依据。其次,要学习装配工艺流程卡“亚卡”,不但要了解装配工艺流程卡怎么编,而且要清楚为什么要这样编,做到“知其然,也知其所以然”。

第二,学习各种专业书刊杂志

比如电子工艺技术,印制电路板技术,微组装技术,电子材料学,SMT技术,波峰焊接技术,电路设计工程学,机电设备集成制造技术、集成电路设计制造技术,电子设备散热设计技术,电子设备电磁兼容知识,静电防护技术等,广而阅之,精而选之,去粗取精,去伪存真,由此及彼,由表及里,日积月累,循序渐进。

第三,尽可能多的参加各种学术会议和电子产品展销会

从国内同行业、相关行业同事中、从外商代理人中点点滴滴的学习新技术,新工艺、新材料、新设备,日积月累,必有好处。

第四,尽可能多的深入科研生产第一线,向电路设计人员学习,向工人师傅学习

对于才参加工作或从事工艺工作不久的年轻人来讲,深入科研生产第一线是至关重要的。

工艺工作的实践性很强,有着十分明显的服务性质,我们的工艺工作不能“等货上门”,而是要熟悉自己的工作环境;电装工艺“上”要服务于电路设计,要使电路设计有可制造性,“下”要服务于电子装联,使我们的工艺文件有可操作性。

可制造性和可操作性不是“闭门造车”造出来的,也不是“异想天开”想出来的,需要深入实践,调查研究。

首先我们要看一看我们的设计人员和工人师傅缺什么,还存在什么问题,哪些是属于我们工艺人员职责范围内可以解决的?那么,我们的创新就有了来源,就会有灵感。

其次,我们要看一看我们的设计人员和工人师傅在设计和组装中有什么好的经验和方法,我们从工艺角度出发,进行总结、归纳、提炼、上升,把点上的成熟经验变成我们行为的准则,也就是企业标准。

第五,亲自实践,进行工艺试验,尽可能直接掌握每一个工艺参数,尤其是关键工艺参数。

比如,亲自扎一根线扎,亲自做一下元器件引脚成形,亲自焊一块印制电路板,亲自装一根高、低频电缆,亲自涂一下焊膏、亲自贴表面贴装元器件,亲自开回流焊机焊块板子等等;也可坐在设计人员和工人师傅旁边,看他们是如何设计、如何装配的,既学到了实践经验,也融洽了彼此关系。

第六,要学一点文学,语言学

虽然我们工艺工作是一门实践性很强的专业,但毕竟是一门设计专业,21世纪的电装工艺工作已经不可能是单纯的审审图、编编卡、画画图、照顾照顾生产四大步了,我们在技术上要有所创新和突破,第一步就不可能不写论文,我们要进行技术总结不可能不写论文,我们要进行技术交流不可能不写论文;而我们的年轻一代除了技术功底差,知识面狭隘,思路不开阔之外,文学功底及文字表达能力也十分差劲:很多论文思路混乱,条理不清,重点不突出,“口水话”连片,白字不断,整个一篇论文就象在茶馆里吹壳子,摆玄龙门阵,根本不象一个大学生写的作品。

写论文也需要锻炼,要勤看、勤写,要学一点文学,语言学,这也是一个不可缺少的基本功。我想,如果我们的年轻人对自己所从事的工作有“激情”,有责任心和事业心,能够做到上述“学习前人的经验,学习各种专业书刊杂志,尽可能多的参加各种学术会议,尽可能多的深入科研生产第一线,亲自实践进行工艺试验和学一点文学,语言学”等6条,并持之以恒,就能在电装工艺工作中有所创新,有所建树。

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