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电子工艺范文10篇

作者:小编 日期:2024-06-04 12:01:25 点击数:

  电子工艺范文10篇导语:这里是公务员之家根据多年的文秘经验,为你推荐的十篇电子工艺范文,还可以咨询客服老师获取更多原创文章,欢迎参考。

  能够独立的完成简单电子产品的装置与焊接。熟悉电子产品的装置工艺的生产流程,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。印制电路板设计的方法和方法,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。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。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,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。

  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。

  (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。

  (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。

  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。

  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。

  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...。

  方法:低端:信号发生器调至600KHZ,收音机低端调至600KHZ,调整线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。

  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.

  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。

  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)。

  通过这次实习,我深刻的认识到了,理论知识和实践相结合是教学环节中相当重要的一个环节,只有这样才能提高自己的实际操作能力,并且从中培养自己的独立思考、勇于克服困难、团队协作的精神。

  实习,可以很好地培养我们的动手能力。通过实习,我们不仅学会了调频收音机的组装,还从中学会了电子元件的焊接,以及收音机的检测与调试。在整个实习过程中,对于我们,最具挑战性的工艺就是元器件的焊接。焊接是金属加工的基本方法之一,看起来容易,实则不然。

  操作步骤:首先准备好焊锡丝和烙铁。电烙铁的初次使用需要给烙铁头上锡:将焊锡丝融化并粘在烙铁头上,直到融化的焊锡呈球状将要掉下来的时候停止上锡。然后将电烙铁预热,使其达到一定的温度,接着将焊锡丝和烙铁同时移到焊接点,利用烙铁的温度使焊点预热,当焊件加热到能熔化焊料的温度后将焊丝至于焊点,焊料开始熔化并湿润焊点。当熔化一定量的焊锡后将焊锡丝移开。当焊锡完全湿润焊点后移开烙铁。

  操作要点:在手工烙铁焊接中,焊件往往都容易被污染,所以一般需要进行表面清理工作,手工操作中常用砂纸刮磨这种简单易行的方法来去除焊接面上的锈迹、油污、灰尘等影响焊接质量的杂质。在焊接的过程中可以使用松香来促进焊接,使之能更加好的焊接,但是也不能使用过量。合适的焊接剂应该是松香水仅能浸湿的将要形成的焊点,不要让松香水透过印刷版流到元件面或插孔里。使用松香焊锡时不需要再涂焊剂。在焊接的过程中,烙铁头容易氧化形成一层黑色杂质的隔热层,使烙铁头失去加热作用。所以我们需要用一块湿布或湿海绵随时擦去烙铁头上的杂质。在焊接的过程中,我们要保证焊锡的量的适量,同时在焊接的过程中我们要固定好焊件,在撤离烙铁头的时候要快速,防止产生毛刺。

  完成内容:用手工焊的方法,利用导线在万能板上焊接出字体,了解和初步掌握了手工焊的基本操作方法。

  现在越来越多的电路板采用表面贴装原件,同传统的封装相比,他可以减少电路板的面积,易于大批量的加工,布线密度高。贴片电阻和电容的引线电感大大减少,在高频电路中具有很大的优越性。表面贴装元件的不便之处是不便于手工焊接。

  操作步骤:固定好电路板,取助焊剂用镊子轻轻的夹住电子元件,利用热风枪吹出的热风将原件和电路板之间的焊锡融化,在焊锡融化的瞬时将原件取下。

  1.在焊接之前先在焊盘上涂上助焊剂,用热风枪处理一遍,以免焊盘镀锡不良或被氧化,造成不好焊,芯片则一般不需处理。

  2.用镊子小心地将电子芯片放到PCB板上,注意不要损坏引脚。使其与焊盘对齐,要保证芯片的放置方向正确。把热风枪的温度调到300多摄氏度,用工具向下按住已对准位置的芯片,在两个对角位置的引脚上加少量的焊剂,仍然向下按住芯片,焊接两个对角位置上的引脚,使芯片固定而不能移动。在焊完对角后重新检查芯片的位置是否对准。如有必要可进行调整或拆除并重新在PCB板上对准位置。

  3.开始焊接所有的引脚时,应在烙铁尖上加上焊锡,将所有的引脚涂上焊剂使引脚保持湿润。利用热风枪的热风使焊锡融化,直到看见焊锡流入引脚。在焊接时要保持热风枪与被焊引脚并行,防止因焊锡过量发生搭接。公务员之家:

  4.焊完所有的引脚后,用焊剂浸湿所有引脚以便清洗焊锡。在需要的地方吸掉多余的焊锡,以消除任何短路和搭接。最后用镊子检查是否有虚焊,检查完成后,从电路板上清除焊剂。

  5。电子元件不能用手直接拿。用镊子夹持不可加到引线上。贴片电容表面没有标签,要保证准确及时贴到指定位置。贴片过程要求元件与相应的焊盘对位正确,在贴片的过程中尽可能的避免贴偏后,再去纠正。同时注意保护各种元器件不在操作时发生管脚变形、静电击坏、污染等现象。贴装完的板子要做到轻拿轻放,避免元器件受震动产生偏移。

  完成内容:将手机电路板上的元件依次取下后,再依次将元件焊接上电路板。通过将元件的取下与焊接,进一步的熟悉了贴片式焊接的焊接方法和注意事项。

  2006年,电子科技大学罗小蓉老师强调将教师的理论教学、实验教学与学生的自主学习相结合的教学方式,以激发学生的学习兴趣,培养动手能力,提高教学效果。电子科技大学中山学院陈卉2016年提出“微电子器件”实验教学改革与探索。2012年,哈尔滨工业大学王蔚提出从课堂教学与实践教学整合角度出发,将“微电子工艺”课程的教学模式、内容、教材等将课堂、实验、实习3种不同教学形式作为一个课程模块穿插讲授,理论与实践彼此相互促进,编写教材,进行初步实施及评价,获得学生和微电子课程群其他课程主讲教师的肯定,评教结果为“A+”。2010年,华南理工大学廖荣提出微电子工艺实习教学改革探索。加快发展我国微电子产业成为刻不容缓的大事。高校必须为民族微电子产业做出贡献,让学生在校期间熟悉双极型和MOS集成电路的制造工艺流程,了解集成电路的新工艺和新技术,为学生毕业后从事相关专业打下坚实基础。

  1.课堂理论教学及学生学习效果实施标准建设。根据“微电子工艺学”知识点较多且抽象、工艺流程复杂等特点,教师在课堂教学中要重视与学生的互动,强调学生的自主学习能力培养,将讲解为主体改变为讲解——学习双主体。方法如下:首先,精简讲授时间,增加课堂讨论环节,给出课堂讨论结果的评价标准。对于“微电子工艺学”难度较大、实践性较强的专业核心课,学生独立思考尤其重要。增加课堂讨论环节是让学生独立思考的最好方法,但会减少理论课的时间,需要建立以下实施方案:①每堂课都要仔细设计该课主题,明确重难点,精简讲授时间;②合理设计和安排思考题和讨论题的内容以及实施方法;③合理设计和安排讨论效果的评价标准,激发学生学习积极性。其次,增加教学专题的seminar,采用案例教学方法,使学生不仅能理解基本理论,同时能结合应用,学会基本、常用的微电子器件工艺制造方法。2.习题试题库建设及理论考核标准。课堂练习题和思考题题库建设。根据该门课的特点,合理设计和安排本课主题下的思考题和练习题,使课堂教学有条不紊地进行。调动学生积极性,循序渐进地接受知识,提出问题、分析问题。目前,我校没有完善的“微电子工艺学”考试试题库。本项目拟根据国内外研究成果,结合我校实际和教学大纲编写试题库,使具有不同题型、不重复题目的试卷达10套以上。具体理论考核标准:测试项目一:课堂表现考核、考核内容、课堂表现情况;考核形式:以第一次形成性考核的条件及学生在课堂的表现为基础进行,主要内容为课堂回答问题、专题讨论、口试等。考核时期:课程结束为周期。测试项目二:作业考核,包括平时作业考核和登录网络教学平台进行学习的考核两部分;登录网络教学平台进行学习的考核。测试项目三:课堂卷面考核内容:课程大纲要求掌握的内容;考核形式:抽取题库中的试题进行卷面考试;考核时期:课程教学的最后两节课。3.实践教学实施标准与实验教学改革。本项目拟对实验教学内容进行改革,制定实施和测试标准。进一步调整实验课程方案,安排一次对新工艺和新技术的调查研究和一周的器件工艺流程仿真的课程设计。根据实验课程设置目标,编制“微电子工艺学课程设计指导书”,制定具体的实施方案和评价方案。拟设置的工艺设计的具体内容:利用器件仿真软件Medici和工艺仿线,完成LDMOS和IGBT新结构的器件和工艺仿真设计,以汇报、答辩且最终以论文的形式提交。实验目的:学会利用模拟工具观察新结构的基本特性;通过实验设计掌握器件的工艺流程;在设计过程中体会设计器件结构的各个参数的折中关系和流程的烦琐性,初步建立工艺设计的思维。实践教学内容需要在教学的实际工作中不断更新,根据学生情况增减内容和调整教学大纲。实验教学测试标准:测试项目一:集成电路的新工艺和新技术前沿调研报告。考核内容:对集成电路的新工艺和新技术前沿的调研。考核形式:按时提交集成电路的新工艺和新技术前沿调研报告,字数不少于2000字。考核时期:课程结束2周内完成。测试项目二:工艺仿真设计和小论文撰写考核内容:结合工艺仿线,完成LDMOS和IGBT系列新结构的设计论文。考核形式:以报告形式答辩,最终提交LDMOS和IGBT新结构的设计论文,字数不少于2000字。考核时期:课程结束1周内完成。4.专业见习。学生一方面可以利用学校学院筹建中的实验平台完成工艺相关实验,如微电子工艺实验室。主要功能是使学生初步掌握微电子器件的工作原理、工艺参数的控制方法。器件特性参数的测试分析方法、信息功能材料的制备和结构性能测试方法。内容涵盖CMOS工艺,半导体材料和器件制备工艺、LTCC材料制备和封装工艺、多芯片组件技术,MEMS传感技术及微系统构建工艺等,如微系统封装与测试实验室。该实验平台功能用于微系统封装与测试。实验内容包括各种可用于微系统封装的基板材料及其封装技术研究,系统级封装三维复杂结构的电磁场、热场分析建模、电特性、热特性快速仿真、复杂混合信号完整性分析、电磁兼容、热效应问题的认识和优化处理,封装工艺、可靠性与测试技术研究。集成电路设计实验室:集成电路(IntegratedCircuit,IC)通过一系列特定加工工艺,将晶体管、二极管等有源器件和电阻、电容等无源器件按照一定电路互连集成在一块半导体单晶片(如硅或砷化镓)上,封装在一个外壳内,用以执行特定电路或系统功能的电子器件。该实验室平台主要用于集成电路设计。5.完善网络教学平台建设。充分利用学校已有的网络资源,在网络教学平台上完成课程创建和内容填充、作业功能、互动功能、阅读资源等内容;学生可以在课下参加讨论与交流、提交与查阅作业,还可以进行一对一的答疑解惑等。本文结合微电子工艺学的理论教学、实验教学与学生的自主学习,从课堂设计、课程考核标准、题库建设、实验环境建设、见习实习和网络平台建设等多方面进行课程设计。具体来说:①在课堂理论教学中,参考借鉴国内外著名高校的实施方法,制定学生课堂表现的考核标准,给出如增加课堂讨论、专题seminar、学生项目PPT展示的环节的具体实施建议,增加学生的参与度和学习热情;②期末考核中,参考借鉴国内外著名高校的教学大纲和教学重点,编写一套能极大指导学生学习的试题库和习题库,打下坚实的理论基础;③根据微电子行业的发展和我校实际,建立一整套合理的实验内容和实验体系,使学生在有限的时间内掌握微电子工艺学的核心技术和方法;④利用仿真软件模拟实际工艺流程,完成CMOS以及BCD工艺设计;⑤利用网络教学平台以帮助学生巩固已学知识,解决难题,实现师生互动,让电子科学与技术专业的学生通过这门重要专业课学习,在掌握微电子基本理论和技术的基础上具备自主学习,独立研究,勇于创新的能力,成为有一技之长的当代微电人。

  [1]罗小蓉,张波,李肇基.《微电子工艺》的理论教学与学生实践能力培养[J].实验科学与技术,2007.05

  [2]陈卉,文毅,张华斌,胡云峰.“微电子器件”实验教学改革与探索[J].高等学刊,2016.01

  [3]王蔚,田丽,付强.微电子工艺课/实验/生产实习的整合研究[J].中国现代教育装备,2012

  [5]高云,杨维明,叶葱.微电子器件与工艺模拟实验讲义[D].湖北大学物理与电子技术学院,2015

  传统的“电子工艺实习”课程注重对电子套件的焊接,目前很多高校的课程内容是焊接收音机或类似单纯的电子套件。课程内容可以教学生识别电子元器件,也可以锻炼学生的焊接能力,但是也存在一些问题[4],比如课程内容孤立,不能与相关课程互联互通,形成体系;课程内容老旧,教学模式单一,学生被动接受知识,与课程没有互动,没有自主性,不利于培养学生兴趣;电子套件功能单一,无法编程,无法扩展,课程结束后无法使用,不具备创新价值;专业性强、面向专业单一,不利于大面积推广;电子套件成功率低,影响学生兴趣的建立。这些问题影响了课程教学的效果。为了克服上述问题,培养出具有创新意识和实践能力的复合型人才,江南大学物联网工程学院(以下简称:学院)着手对“电子工艺实习”课程进行了一系列改革,并取得了一定的成果。

  “电子工艺实习”属于实践环节的教学范畴,要保持教学内容的先进性需要使课程内容紧跟电子工业的发展趋势[5],我们的课程改革内容总结如下。

  传统的实习套件是收音机等单纯的电子套件,教学内容陈旧,与其他课程没有关联,教学效果不明显[6]。针对此问题,我们先后设计了多版电子工艺实习套件,最终我们将“电子工艺实习”课程与学院的物联色相结合,设计了基于物联网技术的电子工艺实习套件,它采用流行的电子积木模式,分为底板、扩展板和创意板,底板可编程、带WIFI联网功能,扩展板具有固定功能,创意板则是学生根据需求自己设计、自己焊接,可以与开放云平台进行数据交互,可以与手机APP进行数据交互;套件成本低廉、电子工艺实习课程结束以后学生还可以用它来进行大学生创新项目或参加各类电子、创新创业比赛,实现一板多用。套件既可以实现“电子工艺实习”课程的锻炼学生动手能力的目的、培养了学生的专业兴趣,又可以培养学生自主创新的意识。套件实物如图1所示。图1基于物联网技术的电子工艺实习套件

  为了增强课程的教学效果,我们采用了项目式教学模式[7],一个班级分为几个组,每一组都要完成不同的项目。项目的要求是基于套件制作具有实际应用价值的产品,比如远程温湿度控制系统、智能环境监测系统等。每个项目都融合了理论知识与实践技能,分析需求、设计方案、器件选型、电路焊接、程序编写、产品调试,整个项目流程学生全部独立完成。学生由传统电子工艺实习课程的被动接受知识转变为主动掌控课程,电子工艺实习的课程目标在项目进行过程中被无形完成。课程实施的主要步骤为:(1)讲解电子元器件识别、电路焊接、仪器使用等传统电子工艺实习课程内容;(2)学生动手焊接套件的底板、扩展板;(3)公布项目题目,详细需求,学生自由分组乐鱼体育、选题;(4)项目进行,学生作为项目主体设计创意板、焊接、编程,教师在项目中指导;(5)项目结题,学生分组展示成果,提交文档,教师根据完成程度评分。

  为了使教学内容跟上当前电子技术的发展,课程内容保留了电子元器件识别、测量仪器的使用、电路绘制软件的使用、电路焊接等传统电子工艺实习课程的内容,在此基础上又拓展了程序编写的相关教学内容[8-9],程序编写主要分为硬件编程和云平台编程。为了降低编程难度及与其他后续课程互通,硬件编程语言我们选用了MicroPython。MicroPython是剑桥大学教授乔治达明为嵌入式系统设计的编程语言,它基于ANSIC,是Python3的精简版[10]。Mi-croPython拥有独立的解析器、编译器、虚拟机和类库等,目前已经实现了ESP8266、STM32等嵌入式芯片的基本硬件资源,包括常用的GPIO、PWM、ADC、SPI、IIC、OneWire,使用MicroPython可以快速搭出建物联网产品原型。云平台我们采用了中国移动的免费开放物联网平台OneNET,它支持http、MQTT等多种网络协议,能够轻松地实现设备接入与数据管理[11]。它采用可视化拖拽式编程,学生在极短的时间内即可编辑出美观的界面。在WEB端和APP端登录后即可查看界面数据、反向控制设备。WEB端的界面实例如图2所示。2.4采用现代化教学辅助措施随着信息技术的发展,各种社交软件和平台层出不穷,利用好这些手段,可以作为课堂教学的有益补充。“电子工艺实习”课程进行过程中,除了传统课堂教学方式外,我们也引入了这些现代化技术做为辅助手段[1]。例如开通微信公众号,除了公布课题要求、参考资料等信息外,还不定期推送各种技术文章;录制教授电路板焊接技术和编程技术的微课视频,使学生在课余时间也能学习相关知识;建立有QQ课程群,可以随时解答学生的问题,实时指导学生。通过信息技术的引入,增强了学生与课程及教师的互动,增加学生学习的自主性,有益于培养学生对电子设计的兴趣。

  实践教学环节在高校人才培养的过程中起着非常重要的作用,强化电子工艺等实践教学环节对于加强学生动手实践能力、提高学生创新意识、完善学生的综合素质等方面起到很大的作用。通过近四年对“电子工艺实习”课程地改革,我们学院取得了良好的成绩,主要表现在:(1)学生的综合素质得到了较大的提高,每年的各级各类科创比赛中学院学生的参赛成绩良好,特别是2016年江苏省电子设计大赛,学院捧得了江苏省TI杯,并获得了全国邀请赛全国一等奖;2019年学院在全国大学生电子设计大赛中获得了全国二等奖。(2)学生对电子设计的兴趣得到了培养,每年报名参加各类比赛的人数持续增多,为此我们还特意设置了院内的电子设计比赛。(3)学生的创新意识得到了培养,很多学生基于我们的电子工艺实习套件参加各类的大创项目并有意识地将项目成果化,每年都有学生基于套件申请的专利、撰写的论文被授权或录用。

  实践证明,根据江南大学实际情况,系统性、有针对性地对“电子工艺实习”课程进行教学改革,可以达到培养学生创新意识、提高学生综合素质的目的。

  [1]任喜伟,张震强,闫红超.电子工艺实习教学信息化改革探索[J].中国教育信息化,2019(2):60-62.

  [2]位磊,黄金刚,胡少六,等.电子工艺实践“三段式”教学模式探索与改革[J].实验科学与技术,2018,16(3):115-118.

  [3]王正峰,党会,李雪,等.对电子工艺实习教学模式和方法的探索[J].教育教学论坛,2018(9):146-147.

  [4]车焕,李稳.电子工艺实习课程改革探索[J].中国电力教育,2017(5):59-61.

  [5]朱梦冰,刘晶如,杨燕,等.应用型创新人才培养实践教学改革[J].实验室研究与探索,2016,35(7):186-189.

  [6]王慧,钟福如,刘丽娟.电子工艺实习成绩评定初探[J].福建电脑,2015(6):84-85.

  [7]吕菲,盛凯,丁小一.基于项目教学法的电子工艺实训课程教学的实践[J].山东农业工程学院学报,2018(12):191-192.

  [8]任小军,陈福彬,李越.应用电子工艺实习平台培养学生的创新能力[J].高等教育,2017(4):182-183.

  [9]任小军,魏英,柴海莉.电子工艺实习在创新意识培养与实践教学中的作用[J].教育现代化,2017,38(9):18-19.

  [10]邵子扬.MicroPython入门指南[M].北京:电子工业出版社,2018:1-5.

  对于应用型本科专业来说,人才培养的主要目的取决于市场,即面向行业和产业的要求,取决于整个社会和企业具体岗位对人才的基础知识、办事能力、综合素质的具体需要。因此,应以培养综合应用能力为主线来设计学生的知识、能力与素质结构和课程培养方案,构建一套完整的人才培养课程体系。完善的课程体系还需要与教师灵活的教学手段相结合。传统的教学手段以灌输为主,学生学习缺乏积极性,而教师疲于备课,事倍功半。虽然近十年来,各大高等院校都在积极地探索各种教学改革模式,但大多并没有进行可持续的推广和改进。因此,真正从本质上转变观念,改革微电子专业课程的教学方式,是构建新模式的核心所在。早在21世纪初,电子信息产业已超过汽车工业,成为世界第一大产业。因此,微电子技术被认为是21世纪发展最为活跃、技术水平增长最快的高新科技。微电子技术是信息产业的基础和支柱,其研究的核心问题是如何实现将数目庞大的晶体管同时集成在一个微型芯片上,即完成集成电路的设计和制造。微电子工艺课程主要为学生介绍微电子器件和集成电路制造的相关技术和工艺流程,其中最为重要的是半导体平面加工技术,该技术的基本原理、工艺技术方法和技术特点均体现了微电子芯片制作的核心内涵。微电子平面工艺是当前高校微电子专业的一门专业核心课程,其课程建设思想是使学生了解并掌握半导体器件和半导体集成电路制造工艺及原理、工艺流程、主要设备性能、检测方法及其发展趋势。在学生完成了固体物理、半导体物理、半导体器件原理和半导体集成电路等理论课程的学习后,已经具备了一定的专业理论基础,对以硅平面工艺为代表的半导体表面制作过程有了较为全面的了解。因此,在微电子平面工艺实验课程上,不仅要培养学生在实验技能上的基本素养,熟练使用各种测试仪器,加深学生对器件电学、工艺、结构参数的理解,更应注重对学生分析和解决实际问题能力的培养。从当前整体的社会形势可以看出,高等教育要培养出具有创新意识和实践能力的高水平人才,就必须综合多种形式的教学资源,积极促进现代信息技术与课程相整合,从根本上改革传统陈旧的课程教学模式,力争做到教学、实践与科研三者有机结合起来。同时,探索新的、信息化的教学模式,培养一批熟知先进电子信息技术,具有一定微电子工艺设计、制造基础和解决实际问题能力的复合型微电子技术人才。本次教学改革将突出微电子科学与工程专业新型器件加工方向的特色,对传统实验进行改进,增加探索性实验,鼓励学生自主学习,主动参与,从而提高他们的专业兴趣,增强他们的专业素质,培养他们的创新能力。

  当前微电子平面工艺课程教学和实验过程中仍存在不少问题,教学效果不佳,主要体现在:教材陈旧,已经不适应现阶段工艺新技术的发展与实践教学的要求;教学内容较多,在学时短、信息量大的情况下,任课教师难以合理安排教学进度;教师的教学方法也较为单一,缺乏多样性,理论联系实际尚不够紧密,不利于学生在课堂上发挥主动性和创造性。而理论学习的不理想又致使学生对于实验实践学习积极性不高,很多学生在最为重要的一门专业课上只是通过短时间的考前突击、填鸭背书的复习方式应付考试。综上所述,通过对教学内容、授课方式、评价体系等一系列问题的深入反思,发现目前课程教学模式尚不够合理。因此,探索改革微电子平面工艺的课程和实践教学,设计发展新的课程教学模式和实验实践教学环节是解决问题的关键。

  从教学方法来分析,像微电子平面工艺这样一个涉及多学科融合、综合性较强的微精细加工过程只通过板书授课难以表达清楚,并且这种传统的教学模式势必达不到本门课程理想的教学效果。因而,教学方法的改革同样是教学改革的重要任务。我们基于对“松绑教育”与“整合教学”理论的深入分析和综合理解,制订培养微电子专业应用创新型人才目标,尝试性的提出把混合式立体化教学模式作为微电子平面工艺课程教学改革的切入口,探索在新模式下课程和实验教学的改革方法。“松绑教育”是20世纪60年代末保罗法雷尔在其专著《被压迫者教育学》中首先提出的概念。所谓“松绑教育”,即应该是一个解开束缚的教育过程,特别是针对课堂教学,应该是由师生共同参与的,一个互动、双向的知识传播过程,而不应该是照本宣科的、单一指向的知识讲授过程[1]。这里认为,学生在认知过程中的主观能动性尤为重要,教学环节中不应该设有绝对的“教”和“学”的角色,理想的教学过程是由教师和学生共同参与的一个具有互动性质的认知过程。教学过程属于双向的信息传播,它不单只是知识的传授。因此,“松绑教育”是非压迫性的,以解除学生内在和外在束缚为目标的教育。“整合教学”是随着网络技术应用在教学中发展起来的,目的在于综合地运用各种信息传播技术、先进的教育模式和教学方法,适应学生多元化需求,有效促进学生学习的主观能动性[2]。上述两种教学理论对微电子平面工艺课程教学改革的启示在于:以学生为主体,倡导学生自主学习,避免填鸭式的学习方法;制订合理的教育目标,应以发展学生思维创新和提高应用能力的培养为依托。因此,当我们以“松绑教育”与“整合教学”理论为指导来构建新的课程教学模式时,应考虑由教师调动学生的主观能动性,培养学生创造性和解决问题的能力,其宗旨就是要消除环境因素对学生造成的压迫,在教学环节中努力探索更具活力的师生互动过程。

  人才培养的最终目的是为社会经济发展服务,因此人才培养必须要能够满足社会经济发展的要求,而专业人才的培养则主要通过专业课程的教学和实践来实现。结合当前对微电子专业的人才的培养目标和市场需要,构建混合式立体化教学模式,将学习理论、教学方式、评价机制三个层面混合立体化,有机结合,力求学生达到良好的学习效果,使人才培养符合社会需求。(一)学习理论的混合式立体化。混合式学习理论是目前教育界及企业培训界研究的热点问题,其主要集中在:混合式学习的理论基础、混合式学习教学应用模式、混合式学习内容与要素、混合式学习课程设计、混合式学习影响因素等[3]。在理论研究方面,美国国家信息技术研究所的教学设计专家Pumi-maValiathan提出了三种混合式学习模式:技能驱动型模式、态度驱动型模式、能力驱动型模式[4],对现代媒体技术特别是互联网对学生的学习兴趣和学习态度产生了巨大的影响。因此,寻求运用现代教育技术提高微电子平面工艺课程的教学效益,建立师生学习交流平台,了解学生对于网络教学、实践教学与传统教学相结合这一方式的学习效果,是促进学生有效学习的途径和方法。混合式学习意味着学习过程可以是基于网页技术的结合,鼓励学生将工艺流程以及所涉及的物理、微电子基础理论制作成动画,通过网络进行学生间的讨论互动,以形成良好的学习氛围和学习效果。(二)教学方式的混合式立体化。理想的教学方式应达到对学生实施由基础到前沿、由传授知识到培养能力的训练过程,应根据课程内容、实际的教行情况来合理地选择理论授课内容,应依照课程在实验环节的投放力度合理调整实验教学内容,应增加提供给学生自主创新的实验项目或模拟设计,应充实应用开拓型实验项目和校外实习训练,加强学生动手实验实践能力和科研创新能力的培养。为研究我校微电子平面工艺课程教学情况,研究人员通过问卷调查和与学生交流的形式进行分析,发现主要问题都集中在:工艺课程较为枯燥,学生学习兴趣欠缺;课程信息量大、知识面广,学生一旦未理解清楚容易造成填鸭式学习;实验课程和理论课程开展时间不匹配,影响系统学习效果。同时,加强授课教师和实验指导教师队伍建设也是一个不容忽视的问题。特别是微电子平面工艺的实验与实践教学具有较强的现场操作性的特点,要求指导老师不但需要具有系统的理论教学知识,还需熟练掌握本课程的实际生产加工情况,具备较强的实践操作和讲解能力。基于上述所存在的问题,将从课堂教学、网络教学和实践教学三个方面,对微电子平面工艺课程进行混合式立体化教学模式与资源设计。构建混合式立体化教学模式,将传统教学模式和现代教育技术融合于一体,主要体现在各个教学实施环节。利用互联网实时通信工具建立网络教学课堂,引导学生自主学习,并将涉及本课程的电子参考书、电子讲义、课程PPT、相关文献等资料上传至网络课堂,充分实现教学资源共享化,建立辅导答疑系统,实现师生交流互动[5]。针对本课程知识点多,工艺流程复杂的特点,组织学生课后利用图形可视化设计软件制作工艺动画,并结合Silvaco器件仿真软件,对每节课所学工艺进行模拟仿真,以加深对课堂的理解。将课堂教学与实验、实践教学有机结合,充分发挥各课程优势,引导学生理解理论知识并培养他们解决实际问题的能力,在实验训练中熟悉工艺过程,掌握操作技能。积极加强与企业进行沟通联系,建立可靠的微电子专业学生校外实习基地,为学生提供良好的实践能力、创新能力、可持续发展能力培养的实践训练平台,使学生既可以接触到实际的电子产品生产加工工艺的流程,又可以进一步熟悉、掌握理论课程中学习的专业知识和操作技能。还可以根据学生就业趋势和行业需求的变化,适时调整实验实践项目,筛选典型的实验项目案例扩充到实践教学环节。本课程涉及的半导体平面工艺主要包括:氧化、光刻、扩散、蒸铝、反刻、划片、装架、烧结、封装。本专业实验室基本具备上述工艺所需的氧化扩散炉、光刻机、真空蒸镀机等配套设备。实验具体过程中指导教师结合制作的工艺流程演示动画与实际操作为学生讲解,采取分组式学习,尽量使每名学生都能够参与实际操作,系统了解各工艺环节。这样,既培养了学生的动手实践能力,又不断更新完善了实验教学培养体系。同时,在与企业的交流合作中,构建具有特色的专业实践平台,突出我校微电子专业致力于服务我国电子行业,为其广输人才的特色。(三)评价机制的混合式立体化。根据学生对理论知识的学习情况、模拟仿真的输出结果以及实验课程的表现,建立一套综合测评体系。不同于传统考试评价的“平时成绩+期末成绩”,新的评价系统可以反映学生对本门课程的真实学习情况。基本理论知识的掌握程度通过期末试卷的成绩体现,而更为重要的是本课程综合素质考查要通过器件仿真结果和实验操作能力体现。这一过程弱化了一纸试卷的量化指标,更强调综合能力运用。这看似加大了课程的学习难度,但是通过混合式立体化的学习模式,学生获取知识的途径更加多样、灵活,学习资料也更加新颖、丰富,交流互动渠道更加广阔、形式更加轻松。这使得学生在这一学习过程中可以获得更高的自由度和更好的学习体验,主要体现在:1.学生的学习兴趣和学习的主动性得到了充分的提高。2.学生的学习环境更加宽松,学习氛围更加浓厚,有效提高了团队合作精神。3.提高了学生的动手能力和信息技术综合运用能力;建立了学生自主学习的环境,有效激发了学生的创新意识。4.适当地减轻了教师的工作量,使教师有精力合理分配教学和科研时间。

  现代信息技术的发展,带来了传统教学理念、模式、方法与手段的深刻改变,有效地将图片、音频、视频、网络等多媒体资源相融合,与传统教学有机结合的混合立体化教学已成为当代教学发展的必然趋势。本研究在混合式学习和立体化教学的研究基础上,针对微电子平面工艺课程的教学特点,从课堂教学、网络教学和实践教学三个立体面展开研究,弥补以往理论与实践联系不紧密、学生学习效果不佳的问题。该混合式立体化教学模式的实施给学生提供了一个自由、便利的学习环境,其先进的课程教学方法更有助于学生学习效率的提高。学生能力的形成和素质的培养是一个循序渐进的发展过程,应尽量满足学生不断获取知识、进行能力积累的需求。这一创新模式的尝试为微电子专业系列课程的开展与改革做了探索,为培养微电子专业应用创新型人才提供了强有力的支持。

  [1]李克东,赵建华.混合学习的原理与应用模式[J].电化教育研究,2004(7):1-6.

  [2]余胜泉,路秋丽,陈声健.高等学校网络环境下的混合式教学[J].大学教学,2005(11):28-31.

  [3]南国农,李运林,祝智庭.信息化教育概论[M].北京:高等教育出版社,2005:51-60.

  光纤就是光导纤维,是一种采用玻璃、塑料所制造的一种纤维产品,也可以用作为光传导工具。光纤传输原理是通过光的全反射,以光作为介质传递信息和信号,之所以光纤传导性能强,是因为光传播速度非常快,为299792458米/s(真空条件),而光纤电子产品在使用中,利用了“能量守恒”原理,在光信号传播中损耗非常小,几乎可以忽略不计,这也让光纤电子产品成为了当今各大领域的主流设备。利用光纤以及光、机、电结合的原理,不断融入新的生产技术,通过光纤着色、二套工艺、成缆工艺、护套工艺等,实现高性能、高效率的生产工艺技术,在实际生产应用中有着极大的效益。

  1.1光源制作。结合光、机、电原理,使用采用铝合金折成光源框架,采用设计标准的几何尺寸,进行倒角磨圆、锉去毛刺、挖孔钻眼,使用胶木板制作光源龙骨,通过微型电机,将其固定在框架上,通过砂轮自动打磨,结合产品周长选择PC片,配合使用光栅,在框架上固定好元器件,连接导线,从而完成光源。该方法由于结构简单、轻巧,价格优势非常大,光源效果还可以得到保证。1.2着色工艺。着色工艺要求有:(1)着色光纤颜色不得出现迁移、不褪色。(2)光纤线缆排列整齐、平整、不乱线)光纤衰减指标达到行业指定要求,在使用OTDR测试当中不得出现参数波动等现象。着色工艺主要是采用光纤着色机进行生产,光纤着色机主要是由着色模具、供墨系统、紫外线固化炉、牵引系统、光纤收线、电气控制等构成。使用原理为,紫外固化油墨着色模具涂抹在光纤表面,在通过紫外线固化炉后将油墨固定在光纤表面,即可产生不同颜色的光纤。1.3二套工艺。二套工艺全称为光纤二套塑工艺,主要是选择高分子材料,通过挤塑方法,在保证生产工艺达标基础上,为光纤套上一个合适的松套管,在光纤与管之间填充一种化学物理性能稳定、防水性强、粘度高、具有保护性能、与管道材料相容的光纤专用油膏。二套工艺作为光纤电子产品制造中的关键技术,需要注意以下生产要求:(1)控制光纤剩余长度。(2)控制松套管外径。(3)控制松套管厚度。(4)保证管内油膏充满度达到设计要求。(5)对于电子产品中的分色束管,颜色差异要足够鲜明,可以直接辨色。1.4成缆工艺。成缆工艺在光纤线缆制造中十分重要,也被称之为绞缆工艺。成缆施工工序的主要目标是能够强化光纤线缆的弯曲度、柔性,这样即可强化光缆抗拉性、改善光缆温度特性,采用不同松套管数量组合制造出不同芯数光缆。在该生产工艺当中,需要严格控制成缆节距、扎纱节距与张力、放线护套工艺。光纤电子产品在实际使用当中,为了能够提升设备整体的使用寿命,要结合不同光纤敷设条件,在外层增设一层护套,从而满足不同条件下光纤保护。光缆护套作为保障光纤抵御各类环境的保护层,要具有较强的耐腐蚀、机械性性能。光缆护套要能够承受机械拉伸、冲击、翻转扭曲、弯折、耐潮湿、耐化学腐蚀,其中腐蚀需要严格控制耐酸、耐碱、耐油污腐蚀等。在生产中需要着重控制的指标包括:(1)钢铝带与缆芯间缝隙达标。(2)钢铝带搭接宽度满足设备实际使用要求。(3)PE保护层之间的厚度满足工艺标准。(4)字体印记完整、清晰,米表精准。(5)收排线光纤电子产品工艺技术控制

  2.1着色控制。确保进口模具比出口模具大10vm左右,这是由于进口模光纤入口时可能会产生轻微震荡,如果进口模过小可能会因为振动问题刮伤光纤,甚至是出现断纤问题。在实际生产当中,还需要对车间进行除尘、封闭,对光纤走线部位进行定期清洗。在着色当中,要严格控制收张力,如果张力不足,会造成光纤过于松弛而排线不良,在着色光纤在二次套塑时放线端可能被拉断。在光纤固线%浓度的医用酒精来回擦拭100次,擦拭力度要适中,以能够听到摩擦声为主,要求固化测试中光纤不会产生颜色迁移。2.2定期清洗石英管。石英管需要保证干净透亮,没有指纹印、水珠、水斑等。石英管内外表面清洁度会直接影响紫外线透光率。如果石英管表面有灰尘,其透过率会有所降低,非常脏的石英管透过率只有干净石英管透过率的20%,因此要定期对石英管进行清理,要求光透过率达到99%以上。2.3油墨调试。油墨调试需要控制均匀性,需要放置在8转/min的滚料器混动6h,也可以采用机械循环搅拌5min,机械搅拌要顺时针搅拌,避免内部产生气泡问题。在实际生产当中,涂杯温度要控制在50℃左右。2.4光纤排列。根据生产工艺的聚光面积,精准的计算出光纤根数、光源个数,并且在PC片上按照光纤几何位置、自然规律流向,一层层的叠加和排列,直到所有光纤集成完毕即可,空白部位采用PC片填补,把光道端面修剪整齐,在抛光位置涂抹透光保护胶。光源设计完毕后即可确定光纤集成束位置,为了确保定位精准,需要接通电源、开动电机、聚焦调试,保证光纤集成束可以最大程度显示亮度。

  综上所述,光纤电子设备在各个领域中的应用都十分广泛,生产工艺技术会直接影响最终的生产质量,这就需要不断加强生产工艺技术的控制与研究,确保光纤电子设备的生产质量,从而发挥设备整体效益。

  结构设计是为了满足电子产品的各项功能和电性能,使设备在各种既定环境下都能正常工作所进行的设计。它可以把产品的外观直接展现出来,在一定程度上决定了产品的可靠性、寿命及性价比。好的设计应合理满足整机的性能要求,在市场上具有竞争力。产品的工艺性能直接影响到产品性能和战术技术指标的实现。工艺设计的最高原则是以最少的社会劳动消耗创造出最大的物质财富,这个原则也是企业赖以生存和发展的基础。无论哪类电子设备的设计都离不开结构,整机结构设计水平的高低和工艺技术的好坏对于产品质量至关重要。电子设备的故障或失效大都可归结为设计上没有想到或没意识到某些细节或约束,一些通用设计的技术、准则、理念和方法必须被予以重视并深入贯彻到产品研发中去。

  某系统主要由多路耦合器、终端机和信号分配器组成,采用19英寸标准机柜上架安装方式。各设备遵循标准化、系列化、通用化设计原则,颜色、标识、铭牌、把手和接口连接器选择均符合系统设计规范要求。根据研制方案确定电气功能、性能及使用环境要求,经研究分析整机结构形式和尺寸约束后,初步进行元器件布局、布线和组装设计,合理选用材料、涂镀、加工手段,采用通用件和标准件,简化制造工艺,积极运用成熟技术。后通过软件进行三维实体建模、装配仿真、应力应变分析、热流分析,进一步优化零部件结构。

  箱箱体及内部隔板全选用铝合金板,铣削成型,并通过相互搭接、螺钉拧紧固定。选用铝合金板,是因其具有重量轻、加工定位准确、易开沟槽安装固定屏蔽材料、装配拆卸简便、外形美观等优点。多路耦合器采用模块化设计理念,将防雷电路、放大电路和功率分配电路分别安装在铝合金板铣削成型的屏蔽盒内,构成单独的防雷模块、放大模块和功率分配模块。为便于器件散热,将散热器紧贴机箱左侧板,电源模块紧贴机箱右侧板,放大模块和功率分配模块固定在散热器上,并分别在安装贴合面涂敷导热硅脂。由于电源模块较重,为满足冲击、振动试验要求,设计固定架使其一侧与底板连接,另一侧包住电源与右侧板。防雷模块安装在前隔板预设位置,并与中隔板和后隔板一起组成隔板部件,组装时将其整体插入机箱。各模块用隔板隔开,分别安装在3个相对封闭独立的隔段内,尽可能避免电源与模块、模块与模块间的电磁互扰。多路耦合器结构形式如图1所示。

  箱体是机箱结构的主体部分,是设备功能模块的安装载体,也是机箱结构的集中受力体。根据安装器件的尺寸、重量和位置,同时考虑振动、冲击对结构强度的影响,参考压铆螺钉、压铆螺母柱的铆接装配要求,核算确定各面板材料及厚度。终端机结构形式如图2所示。终端机由16个解调模块组成,外部线缆通过航空插座进入机箱并通过双绞塑胶线与母板欧式插座连接。由于结构尺寸的限制,一个航空插座需通过8路音频信号或8路串口数据,为避免设备内部多路信号互相串扰,走线及母板设计尽量将多路同类信号线分开。另外所有解调板都安装了背板进行电磁屏蔽隔离、安全防护和固定,以提高电气连接的可靠性。导轨支撑部件由托板、导轨和连接条构成,主要起约束解调模块自由度的作用,模块的插拔、固定简单方便。终端机前面板左、右两侧各开设一个进风口,出风口安在后面板中部,风扇装在机箱外侧向外抽风。由于风扇转动把箱内的热空气强制抽出,使机箱内产生负压,吸引机箱外的冷空气由进风孔口进入,从而形成空气交换。为避免导轨支撑部件阻挡、妨碍空气在箱内流通,导轨上设计有导风孔,冷空气经导风孔流过带走解调模块散发的热量。其基本任务是在热源至热沉之间设计一条低热阻的通道,保证热量迅速传递出去,以便满足可靠性要求[1]。另一方面,设计导风孔还起到减轻设备重量的作用。兼顾电磁屏蔽和良好通风的双重要求,通风开口处分别安装了屏蔽通风窗,为进一步提高屏蔽效果,屏蔽通风窗与箱体固定贴合面还粘结橡胶密封丝网组合衬垫。终端机风道设计如图3所示。

  以前设计的机箱大多采用零部件搭接、螺钉拧紧固定的结构形式,为满足强度和电磁兼容性要求,完成箱体组装往往要使用很多螺钉,这使得设备拆卸、装配十分繁琐,维修性不好。为解决此问题,信号分配器设计采用插装结构形式,如图4所示。根据装配顺序将底板插入前面板、后面板、左侧板和右侧板底部对应的沟槽,推动左、右侧板使其与前、后面板互相卡住,然后用螺钉进行固定。把隔板插入箱内使其与底板和后面板配合,分别将滤波器、电源模块和主板模块安装在隔板分开的两个封闭隔段内,尽可能避免电源对主板模块的电磁骚扰。将盖板榫齿插入前面板顶部后面的沟槽中,往前推动盖板使其后端向下插入左、右侧板卡槽,用螺钉将盖板与箱体固定。信号分配器全部零部件共计12个,结构简单,组装方便。

  某系统电子设备环境适应性要求比较苛刻,设计人员不仅要将“六性”设计理念融入、贯彻到研发工作中去,还需清楚产品的工艺流程。电子设备环境适应性主要取决于所选材料、构件、元器件的耐环境能力和结构设计、工艺设计采取的耐环境措施是否合理和有效[2]。装联工人应积极主动地提出合理化建议,配合工艺人员共同完善产品设计,这样才能使设备满足低温、高温、湿热、盐雾、霉菌、振动、冲击、颠震等环境试验要求。装配、组装质量不仅影响设备外观,而且影响系统的性能,可以说系统的质量直接体现在焊接和组装上。应合理安排装配顺序,注意前后工序的衔接,连接应牢固可靠,安装方向、位置要正确,不损伤设备单元和零部件,不损伤面板等机壳表面涂覆层,确保电性能稳定和机械强度足够。

  根据各种材料在实际应用中的表现,内部设计规范应明确禁止使用预镀锌钢板。以前钣金件多采用冷轧钢板,加工后进行镀锌工艺处理,但其防护能力还是偏弱,长时间使用时会产生锈斑腐蚀,相关零件要求全部换成奥氏体不绣钢,新产品设计不再使用冷轧钢板。除钝化处理外,奥氏体不绣钢零件可不再做其他表面处理。电磁兼容设计应采取主动预防、整体规划、“对抗”与“疏导”相结合的方针[3]。某系统电子设备的箱体材料全部选用铝合金板材,机加工后进行导电氧化处理,使机箱内表面形成理论上连续的导电面。箱体搭接缝隙处全部安装橡胶芯金属丝网屏蔽条,这种屏蔽条既有很好的弹性,又抗永久压缩形变,在潮湿及盐雾环境中具有很强的抗电化学腐蚀性能。由于屏蔽条有弹塑性,按设计尺寸截取时不要用力拉伸,可先从一端塞入沟槽并顺着按压到另一端再截取,剪切屏蔽条时应使其端头的橡胶芯微缩在丝网内,切忌安装后屏蔽条端头的橡胶芯露出金属丝网很长。在设备通风开口处安装屏蔽通风窗,利用截止波导原理解决通风和屏蔽这对矛盾。具体设计可参考GJB1046-1990《舰船搭接、接地、屏蔽、滤波及电缆的电磁兼容性要求和方法》(6.2.2.3截止波导通风孔)。电源线穿过箱体会使机箱整体屏蔽效能降低,为提高设备电磁兼容性,电源输入接口采用将航空插座与电源滤波器做成一体的结构形式。在滤波器与后面板安装固定面粘接扭角铍铜或导电衬垫,使壳体和机箱贴合并保证接触良好,输入输出线不能靠得太近,引线尽量短且不能交叉,电源线不要与其他电缆走线。电源输入接口旁边就近设计安装安全的螺栓,并将电源线安全地连接。带有螺纹连接、压合、搭接、铆接、点焊、单面焊接等组合件,原则上不允许进行电化学处理,不同金属材料组合在一起的部件不能进行溶液处理,这些组合件应尽可能采用涂漆,或分别进行电化学处理后再组装。所有电化学处理都应在零件状态(即非组合件)下进行。钢铁件在喷涂前应进行磷化处理,铝件喷涂前应进行氧化处理(铸铝合金可采用喷砂处理),以增加涂层附着力。体积和质量较大的模块、晶振、线圈可用硅橡胶封装或加固管脚。尽量降低元器件的安装高度,缩短其管脚引线。导线穿过金属孔或靠近金属零部件时需用绝缘套管将导线套住,线束的安装和支撑应当牢固,以免使用期间绝缘材料因磨损而短路。电路GND通过金属化螺钉以及对应的阻焊亮铜带和结构件良好搭接,对应的结构件不作喷漆处理。使用不锈钢错齿弹垫、棘爪弹垫、止退螺母等紧固件防止装配松动。

  随着社会发展及加工技术的进步,产品的结构形式有了很大变化,从单机到系统,从最初主要使用型材、钣金结构发展到数控铣削成型的零件实现形式,精密加工技术已开始影响电子设备的设计和生产。电子设备的结构及工艺设计是项目研制过程的重要组成部分,直接影响到产品的可靠性、稳定性和品质指标,并不仅是为硬件平台做个外壳那样简单,需考虑多方面的约束因素以选择最合理最可靠的设计技术。综合某系统装备介绍,可了解电子设备的结构形式及设计方法和在工程实际应用时采取的具体措施,对其他电子产品的结构及工艺设计具有一定的指导意义。某系统电子设备装配拆卸简单,生产维护方便,具备较高的标准化、系列化、通用化程度,符合国家标准有关要求。系统通过公司内部功能、性能测试和第三方电磁兼容试验、环境试验、信道试验验证,所有设备均满足研制方案要求。

  [1]邱成悌,赵惇殳,蒋全兴.电子设备结构设计原理(修订本)[M].南京:东南大学出版社,2005.

  项目教学法是以行为导向为主一种教学方法,师生不再相互独立,而是以一个团队或一个整体的形式共同实施一个完整的“项目”工作。在项目教学中,教师的角色由教学活动的主导者转变为教学活动的引导者或主持人,成为学生学习的引导者、促进者。项目教学法不注重教法,而是注重学法,体现了以学为本、因学施教的教学准则;它不仅让学生学知识和技能,而且让学生学会学习,学会与他人交往,学会思考,学会发现问题、解决问题,进而增强信心、提高学习积极性、锻炼能力,最后进行展示和自我评价;它采用以学生为中心的教学组织形式,让学生边做边学,把看到的、听到的结合起来,让学生以团队的形式进行学习,引导学生进行自主学习和探索,强调在团队学习中发挥每个学生的主体作用,重视学习过程的体验。

  对教学进行分析,确定合适的教学项目,是项目教学能正常开展的前提。在SMT小型电子产品的安装实训项目教学中,我们根据项目教学的特点和SMT小型电子产品的安装专项能力的培养目标,对教学内容和学生的情况进行了分析,确定了一个完整的SMT小型电子产品的安装项目,从而培养了学生各实训环节的专项能力。

  (1)向学生布置项目任务。指导老师把组装SMT小型收音机的任务和要求向学生作详细说明,使学生有明确的目标,知道实训项目的内容是为了什么,实训项目工作的最后结果应达到怎样的要求,实训项目工作完成后必须达到什么标准。

  (2)作出项目实训计划。每个学生根据实训项目安排具体的项目实施计划,做出一份切实可行的实训项目计划。计划的主要内容包含:任务、目的、终期结果、评定标准、安全注意事项等。

  (4)按计划实施,指导老师巡回指导。在学生实施实训项目期间教师除了做好巡回检查指导外,还要对整个项目实施过程进行检查和监控。

  (5)自我评价、回顾及总结。实训完成后,学生根据评定标准对自己的项目实施环节进行综合评价,对照项目实训过程进行回顾、总结。

  学生自主学习能力有明显的提高,较好地掌握了电子产品工艺实训的专业技能。通过项目教学在电子工艺实训环节中的应用,学生的学习热情大大提高,能够积极主动地进行学习。大部分学生掌握了SMT元器件的识别和检测方法,较好地掌握了SMT印制板再流焊的工艺流程和手工进行补焊维修技巧,并能进行正确安装小型SMT电子产品。在协作学习和项目实训环节中,学生的综合能力得到了较大的提高,增强了统筹安排和协调计划的能力;在项目实施的整个环节中,学生增强了与他人交往、合作的能力,团队协作能力和团队协作精神。与此同时学生还增强了解决问题和自我总结的能力,加强了时间管理、过程控制、质量检查、安全生产的意识,提高了团队的自我管理能力。

  项目教学法是一种以学生为主体,教师为主导的教学方法。学生是学习主体主要体现在:学生根据实训项目内容自行制定实训项目实施计划,按实施计划开展项目,对项目结果进行自我评价,对过程进行回顾、反思和总结。教师的主导作用体现在:根据教学要求设计项目和组织项目的实施、进行项目指导、确定相应的项目考核和评价标准,在实训项目教学实施的过程中,使学生成为真正的学习主体,发挥学生的主体作用,充分调动学生的主观能动性。

  随着现代电子技术的发展,电子研究技术变得越来越深化,特别是电子配件的表面安装技术正在朝着小型化、智能化和多功能化方向发展,基于这种发展趋势,形成了一种新型的装配技术[1]。电子装配主要方法是机械安装和焊接,为了确保生产产品的质量可以符合要求,必须仔细设计电路,确保组件和整个机器的安全,且需要注意的是结构选择和布局必须非常合理。根据相关数据,电子产品中的大部分故障都来自装配过程,将直接影响电子产品的质量和可靠性。

  电子产品装配工艺的表面安装中,电路板表面组件体现了SMT的特性,SMA的密度、功能和可靠性在不同条件下也会有所不同,因此,有必要采用不同的表面安装技术进行装配,并根据电路的电子产品对电路板结构要求和装配特性进行分类。一般来说,表面安装技术包括单面混合装配型组件,主要使用单面电路基板和双波峰焊接工艺,此类别中装配有两种主要类型,一种是将SMC安装在电路板的一侧后将其插入另一侧,此过程装配方法简单易行,但需注意的是,有必要保留足够的插件,这样可以确保在安装THC时可以留出用于弯曲引线的操作空间,而触摸已安装的SMC组件会导致组件损坏和脱落,因此,在装配过程中应使用粘合性能更强的粘合剂;第二种装配方法是先将THC插入顶部,然后将SMC安装在底部表面,旨在改善装配糊剂的密度和强度[2]。而双面混装类装配是在印刷电路板上使用回流焊接和双波峰焊接工艺,主要是在基板的同一侧使用表面安装集成电路和“THC”,即“SMD”与基板上的“THC”相同,但该装配方法所需的密度非常高。最后包括全表面装配类别,这种装配方法可以在一侧和两侧装配,一般来说,首先使用细线图形印刷电路板,然后使用流焊工艺进行装配,该类别的装配密度很高。

  在设计电子产品过程中,设计师通常会充分发挥他们的想象力,将所需的电子产品功能体现出来,但是从现实的角度来看,设计的电子产品图纸只是一种辅助工艺,而无法通过各种装配过程,因此,应鼓励设计师在了解整个电子产品的装配工艺的基础上,将应用程序内置到实际的电子产品中。可以看出,工艺是直接影响电子生产质量和性能的关键因素,也可以将设计图转换为真实的电子产品,同时还可以改善电子产品的经济性。在改善电子装配产品质量和可靠性过程中,推进关键工序还可以促进其经济价值得到体现,从而节省生产成本。

  电子产品装配工艺中要想提升质量的可靠性就需要将工艺文件进行完善,在生产过程中,需要一定程度的指导提升其可靠性,通常来说,包括流程要求、特定内容和流程文件等内容,公司在行业运作期间可以将其视为重要的运作原则。同时需要注意的是,从建立产品设计到生产和销售产品之前,整个过程都必须严格遵循过程文件开展工作,员工需要在日常工作中实施特定的工作内容,管理人员可以将其用作管理实施的标准,从以上内容可以看出,流程文件的质量水平会直接影响到电子产品装配的质量。

  电子产品装配工艺中应严格加强对工艺的重视,主要是加强防潮密封工艺,因为某些电子产品需要面对相对复杂的环境,此时必须采用有效的方法来提高电子产品的耐湿性和密封程度,从而确保它可以在潮湿环境中正常使用,在此阶段,密封是电子产品装配的关键过程,主要包括胶水密封和使用密封盒等方式,具体的密封措施应针对不同的环境量身定制[3]。值得注意的是,在用密封盒密封电子产品期间,由于其操作过程比较复杂,因此,密封后需要通过科学验证的方式才能保证电子产品的密封性得到改善,例如,电子产品的液晶显示模块在受潮环境中,通常需要使用密封盒以提高电子组件的产品质量和可靠性。

  一般来说,电子产品在对其图纸进行设计时,设计师会运用自己丰富的想象力进行设计,通过设计以促使电子产品的功能和特性可以得到改善,以便更加方便、快捷的运行,并将其反映在设计图纸上。但在这种情况下,设计图纸并不适用高、低性能的可操作性特点,虽然目前装配中已经使用了各种技术流程方案,但是预期产品所具备的功能,仍无法真正实现其效果。基于此,可以发现过程就是影响电子产品设计结果的主要影响因素,设计人员可以通过预先研究关键工艺的方式将图纸产品转化为实际产品,以提高电子产品的使用率,从而获得更高的经济效益。

  完善工艺加工生产管理体系也是电子产品装配工艺设计的重要内容,当电子产品在整个生产期间首先应改善生产管理内容,通过科学合理的指导方案能够完善管理体系,在启用相关机制可以为相关过程的文件内容提高有效指导方案,通常会包括整个操作期间的相关技术内容,需要关注其重要的指导原则。简单地说,电子产品从设计、生产到销售都需要相关体系给予一定辅助,因此,应鼓励员工遵守工作标准,并通过相关的工作要求规范员工行为,进而有效保护电子产品的装配质量。

  电子产品在设计与生产过程期间,应加强对员工整体素质的提升,因为研发设计人员和生产工人对整个设计的结果有着非常重大的影响,所以就需要通过相关教育,提升员工良好的职业道德和较高的工作能力,旨在能够胜任研发工作。要想提升电子产品装配工艺的设计与质量控制,首先工作人员应充分发挥其主观能动性,积极提出自身的想法,同时,设计师和一线生产人员在整个电子产品装配期间应充分掌握整体内容,将工作过程进行简化。同时,相关人员应掌握电子元器件的规格,例如类型和型号,并将组件与图纸中所需的组件进行比较,以避免安装期间出现错误的情况,从而严重影响整个电子产品装配的工作进度[4]。最后,应定期安排培训人员为员工提供学习机会,鼓励员工学习先进的工作原则和技能,并注意提升员工的职业道德,使员工能够有责任心。

  在对整个电子产品装配过程中,如果一旦涉及到关键的过程,就需要在此期间严格加强对过程的监督管理,并及时对过程规程进行定期检查,其内容包括标准化及特定的装配过程和程序流程指导,所有检查工作流程都必须按照工作标准严格执行。此外,在装配期间有必要严格检查过程所需的原材料,以确保装配结果能够满足工作需要,完全符合整个工作的标准要求,以加强工艺监督管理质量,并提高电子产品的质量。

  在装配电子产品之前应提前处理元器件,首先需要将通孔组件中的组件装好,在确保电子产品装配工艺成型的基础上,必须转换原始机械形状以完成此过程。其次,如果在此过程中未执行标准操作,则会存在一定程度的损坏,致使装配后电子产品的可靠性和质量都会减少,因此,在电子产品元器件成型过程中,应做好预处理提升质量控制[5]。

  电子产品装配工艺从设计到加工过程中,如果要提高装配效率,就应该使用更合理的处理方法,以实现质量的可靠性。同时,在印制板的插入和安装过程中,应严格遵循相应顺序,将轻型设备放在重型设备中,例如,装配过程中如果技术人员无法保证生产的电子产品能够保持有效性特点,就需要及时进行穿插安装的方式提升其质量,降低电子产品装配工艺可靠性和质量受到影响的可能性。

  焊接是电子产品装配过程中的重要组成部分,其产品的组件是实现电线与组件有效连接的重要方式,故在实际焊接过程中,工作人员应充分掌握该阶段的流程要求,并基于相关流程进行焊接该工艺,同时为了提高焊接的可靠性,首先应检查钻头表面是否清洁且无杂质;其次各种焊接设备的配件应齐全,包括电气设备的配备,通常情况下,电烙铁功率在50-70W之间,才可以有效实现普通端子的有效焊接;最后在焊接过程中应密切注意周围组件,如果组件布置得非常密集,则在焊接时必须谨慎连接。需要注意的是,在实现高质量焊接工艺中不能直接施加压力,应该在焊接前充分掌握组件的基本结构,并将其基本结构进行整齐地排列,经排列后可以采用适当的工艺方法确保能够压实,且技术人员也可以对焊点施加相应的力,在力的作用下可以使其保持向下或竖直状态。

  要想加强电子产品装配工艺中的质量控制就需要实现特殊工艺,首先在特殊环境中使用电子产品时,必须采取相对特殊的工艺,例如导航船上使用的电子产品由于其使用的环境处于较为潮湿的地区,甚至船上电子产品可能在水中进行使用,因此,必须做好产品的密封,以保证电子产品的可靠性。其次应加强防静电工序的研究,因为静电可能会导致组件故障或损坏,甚至会引起过早爆炸或突然爆炸以及其他危险事故,最终影响电子产品的可靠性,因此应采取相应的预防措施,例如可以尝试使用不产生静电的原材料或者严格控制好温度和湿度,其中专用接地线、静电护垫和防静电腕带都是防止静电的设备[6]。

  综上所述,电子产品装配过程的难度系数较高,故相关人员在装配过程中组件应进行预处理,以改善相互渗透的安装,例如密封和防潮、防静电和抗振动技术等,为了提高电子产品质量,应采用科学合理的装配工艺,有助于提高电子产品的质量。在科学技术不断进步过程中,社会运作的各个领域使用的电子产品数量持续增加,种类越来越多,工艺越来越精致,而电子装配工作的难度也正在逐渐增加,在这种情况下,不仅应加强过程设计,而且应加强电子装配过程,旨在促进我国电子产品的使用寿命能够得到提升。

  [1]沈婧,杨松龄,王磊,等.工序质量控制和管理在电子产品中运用的研究分析[J].商品与质量,2019,27(010):88-89.

  [2]刘加芹.电子产品装配工艺及过程控制研究[J].科教导刊(电子版),2019,135(9):281-282.

  [3]许涛.电子产品装配工艺与工艺控制[J].电子技术与软件工程,2019,149(03):108.

  [4]胡建霖.通信电子产品研究质量管理体系中的过程及过程方法[J].通讯世界,2019,26(007):145-146.

  [5]薛盛智,袁军民,石一光,等.汽车总装装配质量控制与工艺管理[J].南方农机,2020,51(006):6-38.

  现阶段,我国的微电子技术的迅速发展使电子设备向微型化、集成化方向发展,这导致微电子器件的清洗工作越来越复杂,其清洗质量也会影响电子元件的质量和使用寿命。因此,提高微电子工艺的清洗技术水平具有十分重要的意义。

  微电子产品在生产加工过程中会因各种因素的影响导致产品受到污染。一般情况下,这些污染物会通过物理吸附或化学吸附等方式存留在产品表面,对产品的质量和使用寿命会造成严重的影响。例如,在生产硅片时,一些污染物的离子或粒子会存留在硅片表面或氧化膜中。这主要是因为生产加工过程中,硅片的化学键受到了破坏,加剧了污染物的吸附力度。这种情况给硅片的清洗工作带来了很大的难度。目前,我国使用的微电子清洗手段主要有两种,即干法清洗和湿法清洗。

  随着微电子技术的发展,微电子器件具备高精密等特点,电子元件的价值比较高,电子元件中存在污染物会严重影响其质量和使用寿命。因此,微电子器件的清洗工作十分重要。微电子工艺清洗法最早由美国发明并实施的,主要使用的是湿法,可利用有机溶剂或化学溶剂与污染物发生反应,并通过物理作用来达到清洗的目的,但部分化学溶剂会与电子元件发生反应,对电子元件造成损伤,因此,在清洗时要根据电子元件的材料来选择合适的溶剂。另外,干法清洗方式与湿法清洗方式相对应,主要以等离子技术和气相技术为主,这种清洗方法不会对电子元件造成损伤,但清洗效果不如湿法清洗技术,一些金属氧化物无法清洗干净。

  3.1湿法清洗技术。3.1.1化学溶剂清洗法。在利用化学溶剂对微电子器件进行清洗时,其清洗效果取决于溶剂的选择。一般情况下,常见的化学溶剂包括氧化剂、合成洗涤剂、氨水、双氧水等。其清洗工序要进行严格的把控,例如,在使用氨水进行清洗时,可以有效清洗电子元件表面的金属化合物,但会对电子元件造成损伤,因此,在进行清洗时,要严格控制化学反应时间与化学溶剂的浓度,在保证电子元件质量的前提下提高清洗效果。3.1.2机械清洗法。机械清洗法具有较强的限制性,在清洗电子元件表面残渣或颗粒时具有较强的实效性,这种清洗方法在国外得到了广泛应用。按照性质来划分,机械清洗分为手工清洗和机械清洗两种。其中,手工清洗法的成本比较低,由清洗人员用镊子夹取带有有机溶液的棉球,对硅片表面带有污染物的地方进行清洗,从而达到清洗的效果,但这种清洗方法加大了硅片表面划伤的可能,会影响电子元件的质量。而机械清洗法则是采用的是高压擦片机和机械擦刷机等机械,可以有效清洗电子元件上的污染物,相比于手工清洗法来说,机械清洗法对电子元件造成损伤的可能性较小,但成本要高于手工清洗法。3.1.3溶液浸泡法。溶液浸泡法是目前湿法清洗技术中最常用的方法,将硅片放置溶液中进行浸泡,可以有效清除硅片表面的污染物。其工作原理与化学溶剂清洗法类似,都是与硅片表面的污染物发生反应,以达到清洗的效果。溶液浸泡法只能清洗较为简单的污染物,对金属化合物等污染物的清洗效果比较差,因此,在进行清洗工作时,还需要进行加热、搅拌等辅助工作,以达到清洗的目的。3.1.4旋转清洗法。旋转清洗法是一种综合性比较强的清洗技术,将化学溶剂法、机械清洗法进行有机结合,可以有效清洗硅片表面的污染物。清洗原理为:旋转清洗法通过机械的方法,使硅片保持高速旋转,在这种情况下,向硅片表面喷洒清洗液,使清洗液与硅片表面的污染物发生化学反应,溶解硅片表面的污染物,从而完成清洗工作。另外,由于硅片处于高速旋转状态,在离心力的作用下,将溶解后的污染物脱离硅片的表面,可以有效防止污染物对硅片表面的二次污染,从而有效保证清洗质量。3.2干法清洗技术。干法清洗技术与湿法清洗技术相对应,湿法清洗技术主要靠清洗液来对微电子器件进行清洗,而干法清洗技术一般不使用溶液来进行清洗。但部分干法清洗技术需要使用少量的溶液,因此,根据其性质划分,又有半干法和全干法两种。3.2.1气相清洗法。气相清洗法是半干法的典型代表,在进行清洗工作时需要加入部分溶液,使其与硅片表面的污染物相互作用,从而达到清洗效果。气相清洗法常使用的溶液为氢氟酸(HF),对电子元件上的氧化膜具有很强的清洗作用。其工作原理为,在常压下利用氢氟酸气体来控制湿度,先使电子元件保持低速旋转,再使其高速旋转,达到脱水的效果,通过氢氟酸蒸气来进行清洗,具有广阔的发展前景。另外,在负压下进行清洗,可有效对电子元件的沟槽进行清洗。3.2.2等离子清洗法。利用等离子技术进行电子元件清洗,可以有效达到去胶的效果。目前,被广泛应用于干法去胶工作中。这种清洗方法比较简单,不会对环境造成污染,而且去胶效率高,可以有效避免对硅片表面造成损伤,清洗成本也比较低。但这种清洗方法并不适合所有清洗工作,很难去除金属化合物等污染物,因此,还需要不断加大技术创新,以满足清洗工作的需要。3.2.3束流清洗技术。所谓的束流清洗技术就是利用束流状的能量流与硅片表面的污染物相互作用,从而达到清洗效果。常用的束流方式为激光束流、微集射束流等方式。其工作原理为,将能量流冲击在污染物表面,瓦解污染物与硅片表面的吸附力,使污染物脱离硅片表面,从而达到清洗的效果。

  (1)电子元件具有集成度高、价值量大等特点,在使用化学溶剂进行清洗时,化学成分会与电子元件发生反应,对电子元件的质量和使用寿命造成严重的影响,进而造成严重的经济损失。对此,在使用化学溶剂进行清洗时,要对化学溶剂的成分以及电子元件的材料进行综合分析,在保证电子元件质量的前提下进行清洗工作。(2)部分清洗技术会对电子元件的表面造成损伤,因此,需要改进清洗技术,降低对电子元件的损伤程度,保障电子元件的价值。(3)大多数清洗技术只能满足单一清洗需求,严重限制了为电子器件的清洗质量。对此,要求相关人员加大技术创新,对现有的清洗技术进行优势整合,从而提高清洗水平。

  微电子产品在生产加工过程中,会因为各种因素的影响,使电子元件的表面沾有污染物,影响电子元件的质量和使用寿命,因此需要对电子元件进行清洗。目前,我国主要以湿法清洗手段为主,但清洗技术发展缓慢,清洗效率不高。需要相关技术人员创新清洗技术和方法,从而提高微电子器件的清洗效率。

  [2]温晓霞.微电子工艺中的清洗技术现状与展望[J].电子技术与软件工程,2015(05):130.


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