1、什么是工藝?電子工藝學的研究領域是哪些?
答:工藝是生產者利用生產設備和生產工具,對各種原材料、半成品進行加工或處理,使之最后成為符合技術要求的產品的藝術(程序、方法、技術),它是人類在生產勞動中不斷積累起來并經過總結的操作經驗和技術能力。
就電子整機產品的生產過程而言,主要涉及兩個方面:一方面是指制造工藝的技術手段和操作技能,另一方面是指產品在生產過程中的質量控制和工藝管理。我們可以把這兩方面分別看作是“硬件”和“軟件”。研究電子整機產品的制造過程,材料、設備、方法、操作者這幾個要素是電子工藝技術的基本重點,通常用“4M+M”來簡化電子產品制造過程的基本要素。
2、電子工藝學有哪些特點?
答:作為與生產實際密切相關的技術學科,電子工藝學有著自己明顯的特點,歸納起來主要有以下幾點:
1)涉及眾多科學技術領域
電子工藝學與眾多的科學技術領域相關聯,其中最主要的有應用物理學、化學工程技術、光刻工藝學、電氣電子工程學、機械工程學、金屬學、焊接學、工程熱力學、材料科學、微電子學、計算機科學、工業設計學、人機工程學等。除此之外,還涉及到數理統計學、運籌學、系統工程學、會計學等與企業管理有關的眾多學科。這是一門綜合性很強的技術學科。
電子工藝學的技術信息分散在廣闊的領域中,與其他學科的知識相互交叉、相輔相成,成為技術關鍵(know how)密集的學科。
2)形成時間較晚而發展迅速
電子工藝技術雖然在生產實踐中一直被廣泛應用,但作為一門學科而被系統研究的時間卻不長。系統論述電子工藝的書刊資料不多,直到上世紀70年代以后,第一本系統論述電子工藝技術的書籍才面世,80年代初在高等學校中才開設相關課程。
隨著電子科學技術的飛速發展,對電子工藝學業提出了越來越高的要求,人們在實踐中不斷探索新的工藝方法,尋找新的工藝材料,使電子工藝學的內涵及外延迅速擴展。可以說,電子工藝學是一門充滿蓬勃生機的技術學科。與其他行業相比,電子產品制造工藝技術的更新要快得多。經常有這樣的情況發生:某項新的工藝方法還未能全面推廣普及,就已經被更先進的技術所取代。
當今的世界已進入知識經濟的時代,大到一個國家,小到一個公司,經濟、市場的競爭往往表現為關鍵工藝技術的競爭。從法律的角度,通過專利的手段對關鍵技術的知識產權進行保護;在企業內部,通過嚴格的文件管理、資料授權管理把企業的關鍵工藝技術掌握在一部分人手里,行業之間、企業之間實行技術保密和技術封鎖,是非常普遍的現象。因此,獲取、收集電子工藝的關鍵技術是非常困難的。
3、電子工藝技術培養目標是什么?
答:通過對電子產品制造工藝的理論教學和實訓,使學生成為掌握相應工藝技能和工藝技術管理知識、能指導電子產品現場生產、能解決實際技術問題的專業技術骨干。
在課程設置和實訓環節的安排方面,不僅培養學生掌握電子產品生產操作的基本技能,充分理解工藝工作在產品制造過程中的重要地位,還要求他們能夠從更高的層面了解現代化電子產品生產的全過程,了解目前我國電子產品生產中最先進的技術和設備。
也就是說,要適應現代化和工業化對工程技術人才培養的需求,為電子產品制造業培養一批高層次的、特別是能夠在電子產品制造現場指導生產、解決實際問題的工藝工程師和高級技師。
4、電子工藝技術人員的工作范圍是哪些?
答:
①根據產品設計文件要求編制產品生產工藝流程、工時定額和工位作業指導書。指導現場生產人員完成工藝工作和產品質量控制工作。
②編制和調試ICT等測試設備的測試程序和波峰機、SMT等生產設備的操作方法和規程,設計和制作測試檢驗用工裝。
③負責新產品研發中的工藝評審。主要對新產品元器件的選用、PCB板設計和產品生產的工藝性進行評定和改進意見。
對新產品的試制、試產負責技術上的準備和協調,現場組織解決有關技術和工藝問題,提出改進意見。
④進行生產現場工藝規范和工藝紀律管理,培訓和指導員工的生產操作,解決生產現場出現的技術問題。
⑤控制和改進生產過程的產品質量,協同研發、檢驗、采購等相關部門進行生產過程質量分析,改進提高產品質量。
⑥研討、分析和引進新工藝、新設備,參與重大工藝問題和質量問題的處理,不斷提高企業的工藝技術水平、生產效率和產品質量。
5、試總結電子元器件大致分為幾代;對電子元器件的主要要求是什么?
答:電子元器件大致分為三代:電子管時代,半導體晶體管時代,半導體集成電路時代。對電子元器件的主要要求是:可靠性高、精確度高、體積微小、性能穩定、符合使用環境條件等。
6、電子元器件的主要參數有哪幾項?
答:電子元器件的主要參數包括特性參數、規格參數和質量參數。特性參數用于描述電子元器件在電路中的電氣功能;描述電子元器件的特性參數的數量稱為它們的規格參數,規格參數包括標稱值、額定值和允許偏差值等;質量參數用于度量電子元器件的質量水平,通常描述了元器件的特性參數、規格參數隨環境因素變化的規律,或者劃定了它們不能完成功能的邊界條件。
7、繪出電阻的伏安特性。某些元器件有負阻性質,試繪出負阻段的伏安特性。線性元件的伏安特性是否一定是直線?
答:線性元件的伏安特性不是一定是直線。線性元件是指那些主要特性參數為一常量(或在一定條件、一定范圍內是一個常量)的電子元器件。
8、電子元器件的規格參數有哪些?
答:電子元器件的規格參數包括標稱值、允許偏差值和額定值、極限值等以外,還有其特定的規格參數。
9、什么叫標稱值和標稱值系列?舉例說明。
答:為了便于大批量生產,并讓使用者能夠再一定范圍內選用合適的電子元器件,規定出一系列的數值作為產品的標準值,稱為標稱值。電子元器件的標稱值分為特性標稱值和尺寸標稱值,分別用于描述它的電氣功能和機械結構。
例如,一只電阻器的特性標稱值包括阻值、額定功率、精度(允許偏差)等,其尺寸標稱值包括電阻本體及引線的直徑、長度等。
一組有序排列的標稱值叫做標稱值系列。電阻、電容、電感等元件的特性數值是按照通項
表1.1元件特性數值標稱系列
系列 | E24 | E12 | E6 | E24 | E12 | E6 |
標志 | J(Ⅰ) | K(Ⅱ) | M(Ⅲ) | J(Ⅰ) | K(Ⅱ) | M(Ⅲ) |
允許偏差 | ±5% | ±10% | ±20% | ±5% | ±10% | ±20% |
特 性 標 稱 數 值 |
1.0 1.1 1.2 1.3 1.5 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.7 3.0 |
1.0 1.2 1.5 1.8 2.2 2.7 |
1.0 1.5 2.2 |
3.3 3.6 3.9 4.3 4.7 5.1 5.6 6.2 6.8 7.5 8.2 9.1 |
3.3 3.9 4.7 5.6 6.8 8.2 |
3.3 4.7 6.8 |
注:精密元件的數值還有E48(允許偏差±2%)、E96(允許偏差±1%)、E192(允許偏差±0.5%)等幾個系列。
10、請解釋允許偏差、雙向偏差、單向偏差。允許偏差與其穩定性之間有無必然的聯系?
答:用百分數表示的實際數值和標稱數值的相對偏差,反映了元器件數值的精密程度。對于一定標稱值的元器件,大量生產出來的實際數值呈現正態分布,為這些實際數值規定了一個可以接受的范圍,即為相對偏差規定了允許的最大范圍,叫做數值的允許偏差(簡稱允差)。
根據電路對元器件的參數要求,允許偏差又可以分為雙向偏差和單向偏差兩種,如圖所示。
數值的允許偏差(精度等級)與數值的穩定性是兩個不同的概念。下面還將要介紹,工作環境條件不同,會引起電子元器件參數的變化,變化的大小稱為數值的穩定性。一般說來,數值越精密,要求其穩定性也越高,而元器件的使用條件也要受到一定的限制。
11、什么叫額定值?什么情況下要考慮降額使用?舉例說明極限值的含義。
答:電子元器件的額定值,一般包括:額定工作電壓、額定工作電流、額定功率消耗及額定工作溫度等。它們的定義是:電子元器件能夠長期正常工作(完成其特定的電氣功能)時的最大電壓、最大電流、最大功率消耗及最高環境溫度。
當電子元器件的工作條件超過某一額定值時,其它參數指標就要相應地降低,這就是人們通常所要考慮的降額使用元器件問題。
電子元器件的工作極限值,一般為最大值的形式,分別表示元器件能夠保證正常工作的最大限度。如最大工作電壓、最大工作電流和最高環境溫度等。例如,電容器的額定直流工作電壓是指其在額定環境溫度下長期(不低于1萬小時)可靠地正常工作的最高直流電壓,這個電壓一般為擊穿電壓的一半;而電容器的最大工作電壓(也叫試驗電壓)是指其在額定環境溫度下短時(通常為5秒~1分鐘)所能承受的直流電壓或50Hz交流電壓峰值。
12、舉例說明電子元器件的主要質量參數的含義。
答:質量參數用于度量電子元器件的質量水平,通常描述了元器件的特性參數、規格參數隨環境因素變化的規律,或者劃定了它們不能完成功能的邊界條件。
電子元器件共有的質量參數一般有溫度系數、噪聲電動勢、高頻特性及可靠性等,從整機制造工藝方面考慮,主要有機械強度和可焊性。
溫度每變化1℃,其數值產生的相對變化叫做溫度系數,單位為1/℃。溫度系數描述了元器件在環境溫度變化條件下的特性參數穩定性,溫度系數越小,說明它的數值越穩定。
通常,用“信噪比”來描述電阻、電容、電感一類無源元件的噪聲指標,其定義為元件內部產生的噪聲功率與其兩端的外加信號功率之比,即
對于晶體管或集成電路一類有源器件的噪聲,則用噪聲系數來衡量:
一切電子元器件工作在高頻狀態下時,都將表征出電抗特性,甚至一段很短的導線,其電感、電容也會對電路的頻率響應產生不可忽略的影響。這種性質,稱為元器件的高頻特性。
因為大部分電子元器件都是靠焊接實現電路連接的,所以元器件引線的可焊性也是它們的主要工藝質量參數之一。
人們一般都希望電子設備工作在無震動、無機械沖擊的理想環境中,然而事實上,對設備的震動和沖擊是無法避免的。如果設備選用的元器件的機械強度不高,就會在震動時發生斷裂,造成損壞,使電子設備失效。
電子元器件的可靠性是指它的有效工作壽命,即它能夠正常完成某一特定電氣功能的時間。電子元器件的工作壽命結束,叫做失效。
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原文標題:電子產品制造工藝知識
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