電子元件范例6篇

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電子元件范文1

關鍵詞:電子元件;焊接;檢測技術

1、電子元件焊接質量檢測技術

表1 焊點質量常用檢測方法

非破壞性檢測破壞性檢測環境檢測目視檢測

光學檢測

電氣檢測

X-ray檢測

超聲檢測抗張破壞檢測

剝離檢測

顯微組織檢測腐蝕監測

振動檢測

沖擊檢測1.1目測法

在非破壞性檢測中,較為常用的檢測方法就屬目視檢測,這種方法可以利用萬能投影儀和十倍放大鏡來進行,檢測人員能力的好壞直接關系著檢測速度和精度。防止焊點失效人工視覺檢查起著不可忽視的作用,尤其是在短期應用中,但是對于焊點缺陷人工視覺檢查是很難發現的。人工目測檢驗可以觀測的焊點缺陷包括:橋連、漏焊、錯位、錯焊等,靈活性較強。這種方法對于檢測者的要求是很高的,這種方法的檢測具有一定的主觀性。

1.2自動光學檢測(AOI)

SMA檢查難度越來越高,特別是器件封裝尺寸的減小和印制電路板貼片密度的增加,使其難度進一步加劇,對于生產和質量控制的需要,人工目測的穩定和可靠性是難以滿足要求的,手工檢查由于越來越小的印制電路板而變得不可靠,人的視覺疲勞是導致誤差的一大重要因素。因此,采用專用檢查儀器進行檢測已經越來越受歡迎。首先,光學儀器是用于生產實際的檢測儀器,通過光源對SMA進行照射,采集和運算SMA反射光用光學鏡頭進行,經過計算機進行圖像處理后,從而對SMA上的元件位置及焊接情況進行判斷,這些都是光學儀器的一個共同特點。這類設備就是所謂的自動光學檢測設備。自動光學檢測設備的基本原理就是被測物圖形的獲取采用光學手段來進行,一般情況下,檢測物的照明圖像的獲取并對進行數字化都是通過一個傳感器來進行,然后以某種方法進行比較、檢驗、分析和判斷,也就是說,用自動化、智能化替代人工目視檢測。

絲網印刷后AOI,在生產匯中,元器件的焊接質量受焊膏印刷質量的直接影響。例如,元器件由于焊膏缺失而開焊,焊接由于焊膏橋接而短路,元器件由于焊膏坍塌而導致虛焊等。因此,在絲網印刷后進行AOI,不僅可以將故障及時的找出,從而使產品質量有所提高,并且也使得返工和維修成本減少。

器件貼裝后AOI。漏貼、貼錯、偏移歪斜等貼片缺陷可以通過器件貼裝后AOI及時檢出。其通常都是采用高分辨率彩色電荷耦合器件來整體掃描被測貼片的基板;對被測元器件圖像信息進行捕獲,并且通過分析元器件圖像的外觀匹配、幾何尺寸、結構的分析,將缺陷的元件快速的檢測以及實時統計分析貼片工序能力。

1.3X-Ray檢測

X-Ray的穿透性很強,因此,在進行X-Ray對缺陷進行檢測時也就是利用這個特性來進行的,其主要是對焊點內部缺陷進行檢測。X-Ray檢測提供了一種非破壞性的測試方法,可以對所有元器件的焊接質量進行檢測,X-Ray測試的信息通過計算機自動轉化為焊點特征數據來進行的,與標準值進行對比,來判斷出缺陷焊點。目前X-Ray還不能檢測亞微米范圍內的焊點微小開裂,其檢測范圍一般在1~5μm。

1.4超聲波檢測

超聲波檢測是利用超聲波束向金屬材料的深處透入,從一個截面深入到另一個截面,焊點的缺陷的檢測就是在界面邊緣發生反射的特點來進行的。金屬內部進入來自焊點表面的超聲波,當遇到缺陷和焊點底部時就會有反射現象發生,將反射波束收集到熒光屏上形成脈沖波形,缺陷的位置、性質和大小的判斷根據波形的特點來進行。超聲波檢驗具有很多的優點,例如靈敏度高、檢驗速度快、對人體無害、操作方便和成本低等,雖然優勢很多,但是在定性和定量判定缺陷時還是存在困難。

2、電子元件焊接質量檢測技術的發展

人工目測檢測法應用的也較普遍,但是其帶有很強的主觀性,只能檢測電子元件的一些外觀特征。當前應用最廣的檢測技術是自動光學檢測技術,其發展趨勢主要有:(1)分類檢測。AOI檢測重點隨著SMT流水線中放置的位置不同而不同,并且元件不同,所要檢測的缺陷類型也就不同,例如,焊點主要檢測的就是無錫膏,錫是否多,是否少等,是否缺件、錯件、偏移等情況的檢測就是用元件本體來進行,IC主要是對是否有橋接等進行檢測。這樣不同的檢測類型就需要不同的檢測方法來進行,就有針對性的檢測才能提高檢測質量。(2)Bad Mark的檢測,和BarCode等功能AOI要適應印刷機的變化,像Bad Mark就可以不檢測,機器檢測到一塊PCB板就不印刷了。一些板子用條形碼來標記板子,那么對這些條形碼得識別就可以通過AOI加入barcode功能來進行。對于SMT行業變化和需求,這些功能都能夠滿足,從而給AOI帶來了一些發展。

3、結語

如何選擇適合的電子元件焊接質量檢測技術,應該根據產品的實際情況而定。焊接質量檢測技術決定了焊接質量的好壞,而焊接質量的好壞與所在電路是否正常運行有著密切關系,因此,無論選擇哪種檢測技術,但必須都與本產品相符。

參考文獻:

[1] 丁德勤. 電子電氣元件的焊接技巧[J]. 農村電工, 2008, (08) .

[2] 蔡康松,段杏林. 提高電子元件焊接質量的研究[J]. 黃山學院學報, 2006, (03) .

電子元件范文2

電子元件有三種,分別是電容、電阻和晶體管。

1、電容:電容是不耐高溫的電解電容,常見溫度是不高于一百零五攝氏度;

2、電阻:金屬氧化膜電阻因功率不同,耐溫在一百二十五攝氏度至二百三十五攝氏度;

3、晶體管:硅的PN結耐高溫極限值是一百七十五攝氏度,使用過程中不高于七十攝氏度,鍺材料最高溫度為七十五攝氏度至八十五攝氏度。

(來源:文章屋網 )

電子元件范文3

電力電子技術是近幾年迅速發展的一種高新技術,廣泛應用于機電一體化、電機傳動、航空航天等領域,現已成為各國競相發展的一種高新技術。專家預言,在21世紀高度發展的自動控制領域內,計算機技術與電力電子技術是兩項最重要的技術。

一、電力電子器件的發展過程

上世紀50年代末晶閘管在美國問世,標志著電力電子技術就此誕生。第一代電力電子器件主要是可控硅整流器(SCR),我國70年代將其列為節能技術在全國推廣。然而,SCR畢竟是一種只能控制其導通而不能控制關斷的半控型開關器件,在交流傳動和變頻電源的應用中受到限制。70年代以后陸續發明的功率晶體管(GTR)、門極可關斷晶閘管(GTO)、功率MOS場效應管(PowerMOSFET)、絕緣柵晶體管(IG-BT)、靜電感應晶體管(SIT)和靜電感應晶閘管(SITH)等,它們的共同特點是既控制其導通,又能控制其關斷,是全控型開關器件,由于不需要換流電路,故體積、重量較之SCR有大幅度下降。當前,IGBT以其優異的特性已成為主流器件,容量大的GTO也有一定地位。許多國家都在努力開發大容量器件,國外已生產6000V的IGBT。IEGT是一種將IGBT和GTO的優點結合起來的新型器件,已有1000A/4500V的樣品問世。IGCT在GTO基礎上采用緩沖層和透明發射極,它開通時相當于晶閘管,關斷時相當于晶體管,從而有效地協調了通態電壓和阻斷電壓的矛盾,工作頻率可達幾千赫茲。瑞士ABB公司已經推出的IGCT可達4500-6000V,3000-3500A。MCT因進展不大而引退,而IGCT的發展使其在電力電子器件的新格局中占有重要的地位。與發達國家相比,我國在器件制造方面比在應用方面有更大的差距。高功率溝柵結構IGBT模塊、IEGT、MOS門控晶閘管、高壓砷化稼高頻整流二極管、碳化硅(SIC)等新型功率器件在國外有了最新發展??梢韵嘈?采用GaAs、SiC等新型半導體材料制成功率器件,實現人們對“理想器件”的追求,將是21世紀電力電子器件發展的主要趨勢。高可靠性的電力電子積木(PEBB)和集成電力電子模塊(IPEM)是近期美國電力電子技術發展新熱點。GTO和IGCT,IGCT和高壓IGBT等電力電子新器件之間的激烈競爭,必將為21世紀世界電力電子新技術和變頻技術的發展帶來更多的機遇和挑戰。

二、變頻技術的發展過程

變頻技術是應交流電機無級調速的需要而誕生的。電力電子器件的更新促使電力變換技術的不斷發展。起初,變頻技術只局限于變頻不能變壓。20世紀70年代開始,脈寬調制變壓變頻(PWM-VVVF)調速研究引起了人們的高度重視。20世紀80年代,作為變頻技術核心的PWM模式優化問題吸引著人們的濃厚興趣,并得出諸多優化模式,如:調制波縱向分割法、同相位載波PWM技術、移相載波PWM技術、載波調制波同時移相PWM技術等。VVVF變頻器的控制相對簡單,機械特性硬度也較好,能夠滿足一般傳動的平滑調速要求,已在產業的各個領域得到廣泛應用。但是,這種控制方式在低頻時,由于輸出電壓較小,受定子電阻壓降的影響比較顯著,故造成輸出最大轉矩減小。矢量控制變頻調速的做法是:將異步電動機在三相坐標系下的定子交流電流Ia、Ib、Ic通過三相———二相變換,等效成同步旋轉坐標系下的直流電流Iml、It,l然后模仿直流電動機的控制方法,求得直流電動機的控制量,經過相應的坐標反變換,實現對異步電動機的控制。直接轉矩控制直接在定子坐標系下分析交流電動機的數學模型,控制電動機的磁鏈和轉矩。它不需要將交流電動機化成等效直流電動機,因而省去了矢量旋轉變換中的許多復雜計算。它不需要模仿直流電動機的控制,也不需要為解耦而簡化交流電動機的數學模型。VVVF變頻、矢量控制變頻、直接轉矩控制變頻都是交-直-交變頻中的一種。其共同缺點是輸入功率因數低,諧波電流大,直流回路需要大的儲能電容,再生能量又不能反饋回電網,即不能進行四象限運行。為此,矩陣式交-交變頻應運而生。

電子元件范文4

關鍵詞: 電子元件制造業;揮發性有機物;受控工藝;采樣方法;排放標準;

0 引言

按照世界衛生組織(WHO)的定義[1],揮發性有機化合物是指沸點范圍在(50~260)℃之間,室溫下飽和蒸汽壓查過133.32Pa,以蒸汽形式存在于空氣中的一類有機物,如烷烴、芳香烴、烯烴、萜烯、鹵代烴、醛酮類、酯類、醇類等等。

電子元件是電子工業的基礎,其產品一般包括電容器、電阻、電位器、電連接元件、控制元件,以及敏感元件和傳感器等,電子元件產品具有種類多、生產工藝差別大,生產線更新變化快的特點,加工工藝一般涉及機械、化工、熱加工或配制等多種工藝的組合,在本文中把線路板也考慮到電子元件的范疇中來。

在深圳電子元件制造車間環境中,工人工作時間在8小時以上,特別是在特定工藝處的操作人員,如清洗、蝕刻、封裝、印刷、阻焊和涂絕緣材料,等,由于長時間大量VOC的排放對人體的身體造成了巨大的威脅。

1 研究內容

1.1 深圳電子元件行業VOC排放現狀

在選擇調研企業的過程中,出于代表性考慮,選擇電容器、印刷線路板、音頻磁頭、覆銅板、電感,代表企業為深圳電子元件行業的領頭企業,分別為深圳市塑镕電容器有限公司、深圳市沙井新岱電子廠、深圳市粵寶電子工業總公司、深圳市太平洋絕緣材料有限公司、深圳市海光電子,其中大部分為電子元件百強企業。

在幾家企業中對于車間揮發性有機物的控制手段很有限,除深圳市太平洋絕緣材料有限公司有采用傳統的直接焚燒法外,其他四家企業都無任何集中收集和處理措施,或僅設置少許抽風系統直接排到戶外去,電子元件行業的VOC排放具有其分散性,特定工藝處排放濃度高的特點,如電容器的涂硅工藝、包封工藝;印刷線路板的線路絲印、阻焊印刷、松香涂布工藝;音頻磁頭的天拿水固定繞線工藝;半固化片的制作過程,如涂層等工藝;電感的點膠工藝等等,在本文內重點將這些排放高濃度的工藝確定為該行業的受控工藝。通過樣品檢測結果我們得出,該行業可檢出的VOC種類在50~150之間,其中烷烴占1/3以上。

在我國現有的行業排放標準中,有關VOC的排放的控制標準已經涉及到一些,如半導體[2]制鞋行業[3]等,其他如水泥工業[4]也制定大氣污染物的排放標準,但是沒有涉及到VOC排放的規定,但是現有的行業標準覆蓋面還比較有限,有待進一步完善。在國外,對工業車間環境污染的排放限制研究較為成熟。

1.2 采樣及分析方法綜述

1.2.1 注射器采樣,氣相色譜法測非甲烷總烴

方法原理:用氣相色譜儀以火焰離子化檢測器分別測定空氣中總烴及甲烷烴的含量,兩者之差為甲烷烴的含量。同時以除空氣求氧的空白值,以扣除總烴色譜峰中的氧峰干擾。

1)儀器和試劑:玻璃注射器:100ml;氣相色譜儀(GC—14B);甲烷標準氣體10ppm;以氮氣為底氣。

2)采樣:用100ml注射器抽取現場空氣,沖洗注射器3—4次,采氣樣100ml,密封注射器口,為避免樣品濃度發生變化,樣品應該避光保存并且及時分析,有實驗研究,在光照條件下,50min內NMHC質量濃度下降至起始值的30%左右[5]。

3)色譜柱類型:空柱;檢測器類型:FID。

4)色譜條件:

① 溫度方面:柱溫(70℃);檢測器(200℃);進樣器(120℃)。

② 流量方面:氮氣(80ml/min);氫氣(60ml/min);空氣(50ml/min)。

5)定量分析:

采用校準曲線法:樣品中甲烷濃度和總烴濃度,可分別由被測組分的峰的峰高h樣直接從校準曲線上查出,或根據回歸線計算得到。。

1.2.2 ppb RAE型VOC測定儀

檢測項目:空氣中的VOCs

這種儀器采用直接讀數的方式,可方便快捷地得到室內揮發性有機物的質量濃度。也可以設定在一定時間內采樣,在采樣時間內自動會給出峰值和平均值。精度為±20ppb或者讀數的10%。適合使用溫度為—10℃—40℃。相對濕度為0%—95%(無冷凝)。內置102種有機蒸汽(VOC)的修正系數。使用的測量范圍為:0.1—199.9ppm;分辨率為0.1ppm;響應時間

1.3 采樣結果討論

經過多次采樣檢測,得出如下(表1、表2、表3)平均數據:

從不同方法的采樣檢測結果來看幾種方法的測試結果基本吻合,值得提出的是太平洋絕緣材料的半固化片涂層工藝的非甲烷總烴以及苯系物值與GC/MS法TVOC檢測結果差別較大,原因是該受控工藝中排放的VOC丙酮和丁酮等非烴類物質占大部分,也表明該工藝處用的有機溶劑大部分為酮類物質,而所用到的苯系物中,苯最多。塑镕電容器的包封工藝處排放的VOC中,苯乙烯占最多。

從結果來看,深圳電子元件制造業VOC排放濃度比較高,而且無論在集中收集或者處理方面都做得很不足,甚至都處于空白階段,制定該行業的VOC排放標準是很有必要的。

2 結語

從目前的調研情況來看,電子元件行業并不像人們想象的那樣,達到了清潔生產的要求。該行業的VOC排放濃度較高平均排放濃度在55mg/m3左右,收集或者處理程度比較低。目前存在的難題是:1)該行業的部分生產線變化性較大,而且更換周期不定。2)VOC排放濃度在各個工藝之間差異較大,這對VOC集中收集造成了不小的難度,對該行業VOC排放標準的制定也有很大影響。

從調研結果來看,VOC排放污染最嚴重的是印刷線路板行業的松香涂布工藝(150—200mg/m3),其次是電容器的包封工藝(70—95mg/m3),往下分別是電容器涂硅工藝(25—40mg/m3)、線路板絲路印刷工藝(25—35mg/m3)、半固化片涂層工藝(20—30mg/m3)、音頻磁頭固定繞線工藝(20—30mg/m3)、電感點膠工藝(15—25mg/m3)。

電子元件行業中VOC排放的主要來源是大量工業有機溶劑用于稀釋和元件清洗、絕緣等方面。對于VOC的檢測和處理等方面,有以下三點建議:1)在VOC檢測方面,不同方法的采樣檢測結果來看幾種方法的測試結果基本吻合,GC/MS檢測結果最為全面準確,但由于在設備成本和檢測成本方面較高,建議采用氣相色譜檢測非甲烷總烴結合苯系物的方法來做比較經濟可行。2)在VOC處理方面建議從源頭下手,用毒性小,揮發性相對小的有機溶劑代替毒性大的有機溶劑,揮發性強的有機溶劑,經過權威測試,確定相關受控工藝,分散或者集中收集處理。3)處理技術方面,由于排放濃度較高,建議使用聯合工藝進行處理,如活性炭吸附結合焚燒,或者活性炭吸附結合生物技術等。

參考文獻:

[1]張少梅、沈晉明,室內揮發性有機化合物(VOC)污染的研究,潔凈與空調技術,2003,3:1—4.

[2]上海市環境科學研究院,半導體行業污染物排放標準,2004.

[3]DB35/156—1996制鞋工業大氣污染物排放標準.

電子元件范文5

關鍵詞:電力電氣;自動化;元件技術

自改革開放以來,我國的市場經濟體制不斷地發展,已經逐漸與經濟發展的模式相適應,經濟力量也在不斷擴大。無論是生產經營還是日常辦公都需要與國家發展水平相一致,實現信息化的生產和管理,實現企業電力電氣的自動化。

1電力電氣化發展的重要意義

自我國加入世界貿易組織以來,在國際上扮演的角色也愈加重要,面對充滿競爭力的國際市場,我國企業面臨著極大的機遇和挑戰。電力電氣化在企業中應用,可大量減少員工的工作量,因此,生產勞動的時間就會相對減少,從而提升企業生產的效率;電力電氣化在企業中應用,可改善生產設備的應用型,減少設備中的故障,實現生產的安全性。在高效率、高安全性的生產環境之下,企業生產的產品質量會大幅度提升。因此,電力電氣化的應用可有效改善企業的勞動水平,將勞動力價值最大化,實現企業的發展。

2目前我國電力電氣自動化元件技術運用

2.1變換器電路

在生產設備元件中,變換器電路是應用最為廣泛的一種。電力電子產品正不斷改革,而電子產品器件中的變換器也應不斷進行改革。過去變換器電路較為簡單,主要是由晶閘管構成,在使用時變換器就會將直流電相控為整流電路(具體如圖1所示),使用時會受到高次諧波的影響,但是在利用電力電氣技術對元件極性更新之后,就能夠有效解決以上問題,由于將新的變換器電力電氣化,所以,在電流與電壓之間的相位差就不再一成不變,而是會隨著按壓的變化而改變,相位差的余弦值在電流變化之下會逐漸提升,余弦值提升,就可以使電網不受高次諧波的影響,不存在干擾現象,所以即使電動機的轉矩脈動處于較低位置,也不會影響其運作。但是若電流或電壓的壓力超過負荷,就會難以控制。如某工廠使用的軋鋼電動機,在使用的過程之中功率較大,最大時可達到4兆瓦,在軋鋼電動機進行作業時,為減少對電網的影響,通常會不斷對相位差的余弦值進行調整,而無法對電流或電壓進行控制,在超大功率的負荷之下,變換器就會導致電子元件不斷自動關閉、自動開啟,影響變換器作業。

2.2全控型電力開關

傳統的晶閘管變換器為第一代電子元件,雖然代表著我國電子設備自動化的新時代開始,但是由于經濟和科技的發展,晶閘管已經不適用于現代社會。晶閘管控制器為半控型,因此,現在已經逐漸被全控型的控制器取代。GTO變頻控制器是其中應用最為廣泛的一種。GTP元件的應用也較為頻繁。但是由于GTP元件在使用過程中的參變量不太穩定,會影響二次擊穿,所以,在安全放慢沒有保障,而GTP元件的容量又比較少,通電的能力較差,因此,這種全控型元件只能通過加大電壓來實現,總體來看,GTP元件的應用較GTO變頻控制器不太理想。而新的電力元件與過去的變換器相比功能較好,設置全控型的電力開關,就可控制逆變器的工作頻率,使其固定,所以就不會出現由于電流以及電壓不穩出現的自動關閉、自動開啟現象,可降低開關的損壞概率。

2.3交流調速控制技術

現在的電力元件一般都會采用交流調速控制技術理念進行設計與假設。交流調速控制技術理念是依托于矢量控制理論,即一種非線性、高階的多變量控制系統。其理念源于直流電動機控制,將直流電動機的控制是通過固定磁場來實現的。例如一臺直流電機模型,在它其固定部分中,安裝了直流勵磁,其磁極分別為N和S,在其旋轉軸的部分安裝了電力樞紐元件(鐵芯)。固定的部分與旋轉部分存在縫隙。在電路部分安裝上安裝兩個導體,分別為A、X,將兩個道題安裝成電力樞紐線圈,將線圈的兩端連接至如圖所示的兩個弧狀銅片(換向片)之上。換向器固定在轉軸上,換向片和中心的轉軸之間是互相絕緣的。當電力樞紐開始旋轉,電力樞紐的線圈就可以可以通過換向片、電刷接通外電路。利用直流電機控制其的原理,并加入矢量控制原理,實現交流調速控制。而在交流調速控制的過程之中,由于較為復雜,且電流走向為綜合狀態,所以,旋轉部分的磁鏈有可能會影響到旋轉元件周圍的同路參數。所以,交流調速控制理論在應時,就可能會出現應用結果與假設分析不符合的狀況。甚至會相差甚遠。因此,在使用交流調速控制理論的使用中,需要先對旋轉中心周的磁鏈方向進行檢測。

2.4通用變頻器的應用

通用變頻器是市場上常用的變頻器形式,應用的范圍較廣,在一般情況之下,生產之中都會使用通用變頻器,在4000KVA以下。IGBT通用變頻器基本已經普及,在日常生產之中占據著重要的地位和作用。IGBT通用變頻器的質量較好,在使用中不容易損壞。IGBT通用變頻器最大的優勢為RAS功能,RAS功能的采集技術以及保密性都較佳,所以可以帶動IGBT通用變頻器實現高采集性和保密性。IGBT通用變頻器的出現使得電力電子的技術性得到提升,也大幅度提高了電力電氣自動化的水平標準。

3結束語

電力電氣在企業中的應用能夠實現我國信息化建設的進一步完善,提升我國整體經濟建設的水平。電力電氣設備的自動化,是對我國經濟發展的肯定,同時,也能夠不斷推動我國經濟、社會的發展,從而提升我國在國際上的競爭力。

參考文獻

[1]黃大有.淺談電力電氣自動化元件技術的運用[J].黑龍江科技信息,2011(25).

[2]黃敏.電力系統領域中電氣自動化元件技術的應用探討[J].中國新技術新產品,2015(6).

電子元件范文6

[關鍵詞]課程內容 教學方法 理實一體化 教學模式

[作者簡介]高銳(1975- ),女,吉林長春人,長春職業技術學院工程技術分院,副教授,研究方向為電子電路自動化設計;高芳(1972- ),女,吉林長春人,長春職業技術學院工程技術分院,副教授,研究方向為電子技術應用;呂國策(1984- ),男,吉林長春人,長春職業技術學院工程技術分院,助理講師,研究方向為電子電路自動化設計。(吉林 長春 130033)

[中圖分類號]G642.3 [文獻標識碼]A [文章編號]1004-3985(2014)06-0129-02

“電子CAD”課程是我院應用電子技術專業的一門專業核心課程,原有的課程內容偏向于工具軟件操作和電路板設計。學生只學會了工具軟件操作,而沒有掌握實際電路板設計和制作工藝,從而只能停留在電路板理論設計層面,與企業就業崗位需求有較大差距。為了改變這種現狀并提高學生的專業技能,本文在原有課程內容中融入了與電路板設計相關的職業資格標準和電路板制作工藝,構建了體現具體課程特點的高職“電子CAD”課程內容,并創新了“理實一體化”教學模式的內容與構成。同時,積累了一些課程設計與開發的實踐經驗和研究成果,擴展了學生就業領域。

一、課程設計思路

“電子CAD”課程是高職院校電類專業的專業核心課程,也是一門電路板設計制作與計算機技術綜合應用的理實一體化課程,課程內容涵蓋了電子產品工藝、電子技術和電子產品設計等幾個學科的一些知識。筆者根據職業資格標準和課程地位確定課程內容,將傳統教學方法和手段與行動導向的教學方法和手段的結合使用,通過完成基于工作過程的實際電路板設計項目,逐步使學生具備進行現代電子產品設計必備的專業技能和從事本專業職業崗位中的電子產品輔助設計工作所必需的專業核心能力,為學生的綜合性實踐課程提供基本能力支撐,進而提高學生能力,并構建基于工作過程的與具體課程特點相結合的“理實一體化”教學模式。

二、構建課程內容

1.根據職業資格標準和課程地位確定課程內容。電路板設計與制作是現代電子產品設計必備的專業技能,對專業培養目標起著重要的支撐作用。為了使課程內容既符合企業需求從而體現職業資格標準,又能夠體現對本專業相關課程的支撐作用,筆者在深入的企業調研和本專業課程體系分析的基礎上,確定了四部分課程內容,即工具軟件操作、電路板設計、電子元件布局布線工藝應用、電路板制作。該內容是在原有的電路原理圖繪制與仿真操作、電路原理圖信號完整性分析操作、電路板設計操作內容的基礎上,增加了單層和雙層電路板制作、原理圖與電路板修改、信號完整性分析、電子產品工藝應用等內容與技能點,更側重培養學生根據實際情況修改電路板的專業技能和制作電路板的專業擴展能力。重新選擇的課程內容,使課程培養目標實現了從軟件操作技能的訓練過渡到電路板設計和制作能力的技能培養,使學生具備電路板設計與制作的專業能力和從事本專業工作所需的方法能力與社會能力。

2.以真實電子產品為載體確定教學項目。筆者通過著重深入地分析電路板設計與制作所需專業技能的層次關系,選擇了三個既能夠涵蓋課程內容又能體現實際電路板設計與制作工藝要求的真實電子產品為教學項目載體,即功率放大器電路板設計與制作、數字鐘電路板設計與制作、數控直流穩壓電源電路板設計與制作。其中,前兩個項目分別是模擬電子產品和數字電子產品,第三個項目是模數混合電路的電子產品。在功率放大器電路板設計項目中,實現的是簡單原理圖設計、單層板設計與制作、常用模擬元件和工藝應用;在數字鐘電路板設計與制作項目中,實現的是層次原理圖設計、雙層板設計與制作、常用數字元件和工藝應用;在數字直流穩壓電源電路板設計與制作項目中,實現的是復雜原理圖設計、較復雜雙層板設計與制作、模擬和數字元件與工藝的綜合應用。

這樣進行載體選擇和教學項目設計,將課程內容按照簡單設計應用簡單工藝簡單制作復雜設計應用復雜工藝復雜制作的順序進行了組織序化,實現了電路板設計與制作的從簡單到復雜、工藝從到核心的完整工作過程。如此,既使學生掌握了電路板設計與制作的關鍵技能,又使學生在將電路板設計文件轉化為實物時遇到的問題能及時反饋回電路板設計階段,從而改善了學生的學習方法并提高了主動學習的熱情。例如,學生在制作電路板過程中發現,如果在電路板設計文件中的絲印層上的字符覆蓋到了焊盤,則在制作絲印層時這些字符就會被去掉,影響了整個電路板的焊接和整體效果;又如,在制作完成的電路板的線寬不合適,會直接影響電子產品的質量等。學生會根據出現的實際情況,重新修改電路板設計文件,真正制作出符合用戶需求的電路板。

三、構建課程教學模式

為了能夠體現電路板設計與制作的實際工作過程,我們將教學模式由過去的“講授+驗證”模式發展為現在的“理實一體化”課程教學模式,其內容主要包括以下五方面。

1.邊學邊做邊實踐的課堂活動模式。在課堂教學活動中,學生先跟著教師進行操作練習,完成教師預先布置學習任務,接著再制作自己設計的電路板。在制作過程中,學生會發現自己設計中存在的問題,再通過解決設計中的問題,學習修改電路板設計的操作方法、設計工藝和技巧。最后,在完成一個項目后再通過逐步復雜的練習任務來進一步鞏固知識和提高技能。這樣邊做邊學的課堂活動,使學生既掌握了專業知識與技能,又鍛煉了學生解決實際問題的能力。

2.互助合作的學生活動模式。在課堂活動中,將學生分成任務小組,小組成員共同完成工作任務,分工各有側重。每個組內成員在完成任務過程中,互相幫助,共同解決問題,培養了學生的集體榮譽感和互助合作精神。

3.體現企業真實環境的實踐教學模式。與本課程配套的電子產品工藝實訓室的場地布置貼近企業真實的生產廠景,分為電路板設計區和生產區;按照企業生產工藝過程布置電路板制作設備,使學生在學習知識的同時也受到了企業文化的熏陶。

4.構建任務分層驅動與多樣考核方法結合的課程評價方法。在新的教學模式下,學生在“練”的過程中遇到問題、提出質疑、尋求支持、相互幫助與總結規律。不同的學生,在練習中遇到的問題可能不一樣,學習的進度也會不一樣。所以課堂教學中學生的“學”就像萬馬奔騰,學習內容在不斷地自覺地進行著任務分層,由于練習題多,任務分層得到了自然驅動。任務分層是通過學生自選考試題目來自覺實現的,對不同的題目有相應不同的選題難度,最終得分是將學生選擇的題目實際得分與題目難度按比例計算所得。這種評價方法將結果評價與過程評價相結合,實現從知識、技能到行為、習慣、情感和價值觀的綜合評價,并且充分考慮到學生考試心理、自我認知能力。

5.綜合運用傳統教學法和行為引導型教學法。在新的教學模式下,教學過程與真實電子產品輔助設計崗位的工作過程相一致,每一個項目都以工作過程導向為原則組織教學,分為項目描述、項目分析、項目實施、學習指導、項目檢查與評價和項目練習六個不同的學習階段。在完成項目的不同階段,可以分別采用不同的教學方法。在項目操作中需要注意的問題和重難點問題的解決,通常使用傳統的講授法、演示法等教學方法。例如,在數控直流穩壓電源的電路板設計教學中,由原理圖向電路板導入過程中最常見的錯誤,如果只是一筆帶過,學生在以后的操作中還容易犯同樣或近似的錯誤,而且修改仍然存在困難。因此,筆者采用講授和演示法,將每組學生在實際操作遇到的問題進行總結分類并講解,能夠使學生從總體上把握常見的錯誤位置并學會修改。

項目教學法、任務驅動、引導文教學法等行動導向教學方法則常應用于整個項目的教學過程,引領學生主動學習。又如,項目二數字鐘電路板設計與制作的教學中,采用任務驅動和引導文教學法引領學生完成項目設計與操作,學生根據項目任務單和引導文來主動完成項目操作,充分發揮老師主導作用、學生主體作用。

四、課程設計中的反思

1.課程內容需要根據企業需求進行定期調整。隨著電路板設計工具軟件的不斷更新、新型電子元件的出現、電路板工藝的提高,定期對課程內容進行調整,使課程內容始終體現企業需求。

2.提高授課教師的綜合專業水平。在實際授課過程中發現,授課教師不僅應該能夠掌握電路板設計與制作的專業技能,還應該具備一些應用電子技術專業其他核心課程的專業知識,這樣會為專業人才培養提供更強有力的支撐,為學生學習后續課程打牢根基。

[參考文獻]

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