某電子公司制造流程分析報告

課程名稱:製造流程簡介

蘇州金像電子有限公司2001-09-2611PCB制造流程簡介(PA0)PA0介紹(發(fā)料至DESMEAR前)PA1(內(nèi)層課):裁板;內(nèi)層前處理;壓膜;曝光;DES連線PA9(內(nèi)層檢驗課):CCD沖孔;AOI檢驗;VRS確認PA2(壓板課):棕化;鉚釘;疊板;壓合;后處理PA3(鉆孔課):上PIN;鉆孔;下PIN2PA1(內(nèi)層課)介紹流程介紹:目的:利用影像轉(zhuǎn)移原理制作內(nèi)層線路DES為顯影;蝕刻;去膜連線簡稱前處理壓膜曝光DES裁板3PA1(內(nèi)層課)介紹裁板(BOARDCUT):目的:依制前設(shè)計所規(guī)劃要求,將基板材料裁切成工作所需尺寸主要原物料:基板;鋸片基板由銅皮和絕緣層壓合而成,依要求有不同板厚規(guī)格,依銅厚可分為H/H;1oz/1oz;2oz/2oz等種類注意事項:避免板邊巴里影響品質(zhì),裁切后進行磨邊,圓角處理考慮漲縮影響,裁切板送下制程前進行烘烤裁切須注意機械方向一致的原則4PA1(內(nèi)層課)介紹前處理(PRETREAT):目的:去除銅面上的污染物，增加銅面粗糙度,以利於後續(xù)的壓膜制程主要原物料：刷輪銅箔絕緣層前處理后銅面狀況示意圖5PA1(內(nèi)層課)介紹壓膜(LAMINATION):目的:將經(jīng)處理之基板銅面透過熱壓方式貼上抗蝕干膜主要原物料:干膜(DryFilm)溶劑顯像型半水溶液顯像型鹼水溶液顯像型

水溶性乾膜主要是由於其組成中含有機酸根，會與強堿反應(yīng)使成為有機酸的鹽類，可被水溶掉。干膜壓膜前壓膜后6PA1(內(nèi)層課)介紹曝光(EXPOSURE):目的:經(jīng)光源作用將原始底片上的圖像轉(zhuǎn)移到感光底板上主要原物料:底片內(nèi)層所用底片為負片,即白色透光部分發(fā)生光聚合反應(yīng),黑色部分則因不透光,不發(fā)生反應(yīng),外層所用底片剛好與內(nèi)層相反,底片為正片UV光曝光前曝光后7PA1(內(nèi)層課)介紹顯影(DEVELOPING):目的:用堿液作用將未發(fā)生化學(xué)反應(yīng)之干膜部分沖掉主要原物料:Na2CO3使用將未發(fā)生聚合反應(yīng)之干膜沖掉,而發(fā)生聚合反應(yīng)之干膜則保留在板面上作為蝕刻時之抗蝕保護層顯影后顯影前8PA1(內(nèi)層課)介紹蝕刻(ETCHING):目的:利用藥液將顯影后露出的銅蝕掉,形成內(nèi)層線路圖形主要原物料:蝕刻藥液(CuCl2)蝕刻后蝕刻前9PA1(內(nèi)層課)介紹去膜(STRIP):目的:利用強堿將保護銅面之抗蝕層剝掉,露出線路圖形主要原物料:NaOH去膜后去膜前10PA9(內(nèi)層檢驗課)介紹流程介紹:目的:對內(nèi)層生產(chǎn)板進行檢查,挑出異常板并進行處理收集品質(zhì)資訊,及時反饋處理,避免重大異常發(fā)生CCD沖孔AOI檢驗VRS確認11PA9(內(nèi)層檢驗課)介紹CCD沖孔:目的:利用CCD對位沖出檢驗作業(yè)之定位孔及鉚釘孔主要原物料:沖頭注意事項:CCD沖孔精度直接影響鉚合對準(zhǔn)度,故機臺精度定期確認非常重要12PA9(內(nèi)層檢驗課)介紹AOI檢驗:全稱為AutomaticOpticalInspection，自動光學(xué)檢測目的：通過光學(xué)反射原理將圖像回饋至設(shè)備處理，與設(shè)定的邏輯判斷原則或資料圖形相比較，找出缺點位置注意事項：由于AOI所用的測試方式為邏輯比較，一定會存在一些誤判的缺點，故需通過人工加以確認13PA9(內(nèi)層檢驗課)介紹VRS確認:全稱為VerifyRepairStation，確認系統(tǒng)目的：通過與AOI連線，將每片板子的測試資料傳給V.R.S，并由人工對AOI的測試缺點進行確認注意事項：VRS的確認人員不光要對測試缺點進行確認，另外就是對一些可以直接修補的確認缺點進行修補14PA2(壓板課)介紹流程介紹:目的：將銅箔（Copper)、膠片（Prepreg)與氧化處理后的內(nèi)層線路板壓合成多層板棕化鉚合疊板壓合后處理15PA2(壓板課)介紹棕化:目的:

(1)粗化銅面,增加與樹脂接觸表面積(2)增加銅面對流動樹脂之濕潤性(3)使銅面鈍化,避免發(fā)生不良反應(yīng)

主要愿物料:棕花藥液注意事項:棕化膜很薄,極易發(fā)生擦花問題,操作時需注意操作手勢16PA2(壓板課)介紹鉚合:(鉚合;預(yù)疊)目的:(四層板不需鉚釘)利用鉚釘將多張內(nèi)層板釘在一起,以避免后續(xù)加工時產(chǎn)生層間滑移主要原物料:鉚釘;P/PP/P(PREPREG):由樹脂和玻璃纖維布組成,據(jù)玻璃布種類可分為1060;1080;2116;7628等幾種樹脂據(jù)交聯(lián)狀況可分為:A階(完全未固化);B階(半固化);C階(完全固化)三類,生產(chǎn)中使用的全為B階狀態(tài)的P/P2L3L4L5L2L3L4L5L鉚釘17PA2(壓板課)介紹疊板:目的:將預(yù)疊合好之板疊成待壓多層板形式主要原物料:銅皮電鍍銅皮;按厚度可分為1/3OZ(代號T)1/2OZ(代號H)1OZ(代號1)RCC(覆樹脂銅皮)等Layer1Layer2Layer3Layer4Layer5Layer618PA2(壓板課)介紹壓合:目的:通過熱壓方式將疊合板壓成多層板主要原物料:牛皮紙;鋼板鋼板壓力牛皮紙承載盤熱板可疊很多層19PA2(壓板課)介紹后處理:目的:經(jīng)割剖;打靶;撈邊;磨邊等工序?qū)汉现鄬影暹M行初步外形處理以便后工序生產(chǎn)品質(zhì)控制要求及提供后工序加工之工具孔主要原物料:鉆頭;銑刀20PA3(鉆孔課)介紹流程介紹:目的:在板面上鉆出層與層之間線路連接的導(dǎo)通孔上PIN鉆孔下PIN棕化21PA3(鉆孔課)介紹上PIN:目的:對于非單片鉆之板,預(yù)先按STACK之要求釘在一起,便于鉆孔,依板厚和工藝要求每個STACK可兩片鉆,三片鉆或多片鉆主要原物料:PIN針注意事項:上PIN時需開防呆檢查,避免因前制程混料造成鉆孔報廢22PA3(鉆孔課)介紹鉆孔:目的:在板面上鉆出層與層之間線路連接的導(dǎo)通孔主要原物料:鉆頭;蓋板;墊板鉆頭:碳化鎢,鈷及有機黏著劑組合而成蓋板:主要為鋁片,在制程中起鉆頭定位;散熱;減少毛頭;防壓力腳壓傷作用墊板:主要為復(fù)合板,在制程中起保護鉆機臺面;防出口性毛頭;降低鉆針溫度及清潔鉆針溝槽膠渣作用23PA3(鉆孔課)介紹鉆孔鋁蓋板墊板鉆頭24PA3(鉆孔課)介紹下PIN:目的:將鉆好孔之板上的PIN針下掉,將板子分出PCB製造流程簡介---PB0PB0介紹(鑽孔後至綠漆前)PB1(電鍍一課):水平PTH連線;一次銅線;PB2(外層課):前處理壓膜連線;自動手動曝光;顯影PB3(電鍍二課):二次銅電鍍;外層蝕刻

PB9(外層檢驗課)：A.Q.I/VRS/阻抗測試/銅厚量測/電性測試26PB1(電鍍一課)介紹流程介紹鑽孔去毛頭(Deburr)去膠渣(Desmear)化學(xué)銅(PTH)一次銅Panelplating目的:使孔璧上的非導(dǎo)體部分之樹脂及玻璃纖維進行金屬化方便進行後面之電鍍銅制程,完成足夠?qū)щ娂昂附又饘倏阻?7PB1(電鍍一課)介紹去毛頭(Deburr):毛頭形成原因:鑽孔後孔邊緣的未切斷的銅絲及未切斷

的玻璃布Deburr之目的:去除孔邊緣的巴厘,防止鍍孔不良

重要的原物料：刷輪28PB1(電鍍一課)介紹去膠渣(Desmear):smear形成原因:鑽孔時造成的高溫超過玻璃化轉(zhuǎn)移溫度(Tg值),而形成融熔狀,產(chǎn)生膠渣Desmear之目的:裸露出各層需互連的銅環(huán)，另膨松劑可改善孔壁結(jié)構(gòu)，增強電鍍銅附著力。

重要的原物料：KMnO4(除膠劑)29PB1(電鍍一課)介紹化學(xué)銅(PTH)化學(xué)銅之目的:通過化學(xué)沉積的方式時表面沉積上厚度為20-40microinch的化學(xué)銅。

重要原物料：活化鈀，鍍銅液PTH30PB1(電鍍一課)介紹一次銅一次銅之目的:鍍上200-500microinch的厚度的銅以保護僅有20-40microinch厚度的化學(xué)銅不被後制程破壞造成孔破。

重要原物料:銅球一次銅31PB2(外層課)介紹流程介紹:前處理壓膜曝光顯影目的:經(jīng)過鑽孔及通孔電鍍後,內(nèi)外層已經(jīng)連通,本制程製作外層線路,以達電性的完整32PB2(外層課)介紹

前處理:目的:去除銅面上的污染物，增加銅面粗糙度,以利於後續(xù)的壓膜制程

重要原物料：刷輪33PB2(外層課)介紹壓膜(Lamination):製程目的:通過熱壓法使幹膜緊密附著在銅面上.

重要原物料：乾膜(Dryfilm)溶劑顯像型半水溶液顯像型鹼水溶液顯像型水溶性乾膜主要是由於其組成中含有機酸根，會與強鹼反應(yīng)使成為有機酸的鹽類，可被水溶掉。34PB2(外層課)介紹曝光(Exposure):製程目的:通過imagetransfer技術(shù)在幹膜上曝出客戶所需的線路

重要的原物料：底片外層所用底片與內(nèi)層相反，為負片，底片黑色為綫路白色為底板(白底黑綫)

白色的部分紫外光透射過去，乾膜發(fā)生聚合反應(yīng)，不能被顯影液洗掉乾膜底片UV光35PB2(外層課)介紹顯影(Developing):製程目的:把尚未發(fā)生聚合反應(yīng)的區(qū)域用顯像液將之沖洗掉,已感光部分則因已發(fā)生聚合反應(yīng)而洗不掉而留在銅面上成為蝕刻或電鍍之阻劑膜.

重要原物料：弱堿(Na2CO3)一次銅乾膜36PB3(電鍍二課)介紹流程介紹:二次鍍銅剝膜線路蝕刻剝錫目的:將銅厚度鍍至客戶所需求的厚度完成客戶所需求的線路外形鍍錫37PB3(電鍍二課)介紹二次鍍銅:目的:將顯影后的裸露銅面的厚度加後,以達到客戶所要求的銅厚

重要原物料：銅球乾膜二次銅38PB3(電鍍二課)介紹

鍍錫:目的:在鍍完二次銅的表面鍍上一層錫保護，做為蝕刻時的保護劑重要原物料：錫球乾膜二次銅保護錫層39PB3(電鍍二課)介紹剝膜:目的:將抗電鍍用途之幹膜以藥水剝除

重要原物料：剝膜液(KOH)線路蝕刻:目的:將非導(dǎo)體部分的銅蝕掉

重要原物料：蝕刻液(氨水)二次銅保護錫層二次銅保護錫層底板40PB3(電鍍二課)介紹剝錫:目的:將導(dǎo)體部分的起保護作用之錫剝除

重要原物料:HNO3+H2O2兩液型剝錫液二次銅底板41PB9(外層檢驗課)介紹流程介紹:

流程説明：虛綫框代表該制程將根據(jù)客戶或厰內(nèi)需要決定是否走該流程，阻抗量測及綫寬量測本課程暫不介紹

制程目的：

通過檢驗的方式，將一些不良品挑出，降低製造成本收集品質(zhì)資訊，及時反饋，避免大量的異常產(chǎn)生42PB9(外層檢驗課)介紹A.O.I:

全稱爲(wèi)AutomaticOpticalInspection，自動光學(xué)檢測目的：通過光學(xué)原理將圖像回饋至設(shè)備處理，與設(shè)定的邏輯判斷原則或資料圖形相比較，找去缺點位置。需注意的事項：由於AOI說用的測試方式為邏輯比較，一定

會存在一些誤判的缺點，故需通過人工加以確認43PB9(外層檢驗課)介紹V.R.S:

全稱爲(wèi)VerifyRepairStation，確認系統(tǒng)目的：通過與A.O.I連綫，將每片板子的測試資料傳給V.R.S，並由人工對A.O.I的測試缺點進行確認。需注意的事項：V.R.S的確認人員不光要對測試缺點進行確認，另外有一個很重要的function就是對一些可以直接修補的缺點進行修補44PB9(外層檢驗課)介紹O/S電性測試:目的：通過固定制具，在板子上建立電性回路，加電壓測試后與設(shè)計的回路資料比對，確定板子的電性狀況。所用的工具：固定模具45PB9(外層檢驗課)介紹找O/S:

目的：在O/S測試完成后，對缺點板將打出票據(jù)，並標(biāo)示缺點的點數(shù)位置代碼，由找O/S人員通過電腦找出該位置，並通過蜂鳴器量測該點，以確定是否為真缺點所需的工具：設(shè)計提供的找點資料，電腦46PB9(外層檢驗課)介紹MRX銅厚量測:目的：通過檢驗的方式確定板子在經(jīng)過二次銅后，其銅厚是否能滿足客戶的要求需注意的事項：銅厚的要求是每個客戶在給規(guī)格書時都會給出的，故該站別是所有產(chǎn)品都必須經(jīng)過的，另外，量測的數(shù)量一般是通過抽樣計劃得出47PCB制造流程簡介—PC0PC0介紹（防焊---成型）:PC1(SolderMask防焊課）PC2(SurfaceTreatmentProcess加工課）PC3(Routing成型課）PC9(FinalInspection&Testing終檢課）48PC1(防焊課）流程簡介防焊(SolderMask)目的：A.防焊：防止波焊時造成的短路，并節(jié)省焊錫之用量

B.護板：防止線路被濕氣、各種電解質(zhì)及外來的機械力所傷害

C.絕緣：由于板子愈來愈小，線路間距愈來愈窄，所以對防焊漆絕緣性質(zhì)的要求也越來越高49PC1(防焊課）流程簡介原理：影像轉(zhuǎn)移主要原物料：油墨油墨之分類主要有：IR烘烤型UV硬化型50SoldmaskFlowChart預(yù)烘烤印刷前處理曝光顯影烘烤S/M51PC1(防焊課）流程簡介前處理目的：去除表面氧化物，增加板面粗糙度，加強板面油墨附著力。主要原物料：SPS52PC1(防焊課）流程簡介印刷目的：利用絲網(wǎng)上圖案，將防焊油墨準(zhǔn)確的印寫在板子上。主要原物料：油墨常用的印刷方式：

A印刷型（ScreenPrinting)B淋幕型(CurtainCoating)C噴涂型(SprayCoating)D滾涂型(RollerCoating)53PC1(防焊課）流程簡介制程主要控制點油墨厚度：一般為1-2mil,獨立線拐角處0.3mil/min.預(yù)烤目的:趕走油墨內(nèi)的溶劑，使油墨部分硬化，不致在進行曝光時粘底片。54PC1(防焊課）流程簡介制程要點溫度與時間的設(shè)定，須參照供應(yīng)商提供的條件雙面印與單面印的預(yù)烤條件是不一樣的?？鞠涞倪x擇須注意通風(fēng)及過濾系統(tǒng)以防異物沾粘。溫度的設(shè)定，必須有警報器，時間一到必須馬上拿出，否則overcuring會造成顯影不盡。隧道式烤箱其產(chǎn)能及品質(zhì)都較佳，唯空間及成本須考量。55PC1(防焊課）流程簡介曝光目的：影像轉(zhuǎn)移主要設(shè)備：曝光機制程要點：

A曝光機的選擇

B能量管理

C抽真空良好

56PC1(防焊課）流程簡介顯影目的：將未聚合之感光油墨利用濃度為1％的碳酸鈉溶液去除掉。制程要點：

A藥液濃度、溫度及噴壓的控制

B顯影時間（即線速）與油墨厚度的關(guān)系57PC1(防焊課）流程簡介后烤目的：主要讓油墨之環(huán)氧樹脂徹底硬化。58PC1(防焊課）流程簡介印文字目的：利于維修和識別原理：印刷及烘烤主要原物料：文字油墨59ScreenPrintingFlowChart烘烤印一面文字印另一面文字S/M文字

文字60PC2(加工課）流程簡介加工課(SurfaceTreatmentProcess)主要流程：

A化金(ImmersionGold)IMG

B金手指（GoldFinger)G/F

C噴錫(HotAirSolderLeveling)HAL61PC2(加工課）流程簡介化學(xué)鎳金(EMG)目的：1.平坦的焊接面2.優(yōu)越的導(dǎo)電性、抗氧化性原理：置換反應(yīng)主要原物料：金鹽62PC2(加工課）流程簡介流程：前處理化鎳金段后處理前處理目的:去除銅面過度氧化及去除輕微的Scum主要原物料：SPS制程要點：

A刷壓

BSPS濃度

C線速63PC2(加工課）流程簡介化鎳金段目的：在銅面上利用置換反應(yīng)形成一層很薄的鎳金層（厚度一般為2-4um)主要原物料：金鹽（金氰化鉀PotassiumGoldCyanide簡稱PGC)制程要點：

A藥水濃度、溫度的控制

B水洗循環(huán)量的大小

C自動添加系統(tǒng)的穩(wěn)定性64PC2(加工課）流程簡介后處理目的：洗去金面上殘留的藥水，避免金面氧化主要用料：DI水制程要點：

A水質(zhì)

B線速

C烘干溫度65PC2(加工課）流程簡介噴錫目的：1.保護銅表面2.提供后續(xù)裝配制程的良好焊接基地原理：化學(xué)反應(yīng)主要原物料：錫鉛棒66PC2(加工課）流程簡介噴錫流程前處理目的：將銅表面的有機污染氧化物等去除。主要物料：SPS制程要點：藥水中的銅離子含量、溫度、線速前處理上FLUX噴錫后處理67PC2(加工課）流程簡介上FLUX目的:以利于銅面上附著焊錫。主要原物料：FLUX制程要點：FLUX的黏度與酸度，是否易于清潔68PC2(加工課）流程簡介噴錫目的：將銅面上附上錫。主要原物料：錫鉛棒（63/37）制程要點：A機臺設(shè)備的性能

B風(fēng)刀的結(jié)構(gòu)、角度、噴壓、熱風(fēng)溫度錫爐溫度、板子通過風(fēng)刀的速度、浸錫時間等。

C外層線路密度及結(jié)構(gòu)69PC2(加工課）流程簡介后處理目的：將殘留的助焊劑或其由錫爐帶出之殘油類物質(zhì)洗掉。制程要點：本步驟是噴錫最后一個程序，看似沒什么，但若不用心建置，反而會功敗垂成，需要考慮的幾點是：

A冷卻段的設(shè)計

B水洗水的水質(zhì)、水溫、及循環(huán)設(shè)計

C輕刷段70PC2(加工課）流程簡介ENTEK目的：1.抗氧化性2.低廉的成本原理：金屬有機化合物與金屬離子間的化學(xué)鍵作用力主要原物料：護銅劑71SurfacetreatmentFlowChartO.S.P.化學(xué)鎳金噴錫錫鉛、鎳金、Entek72PC2(加工課）流程簡介金手指（G/F)目的：優(yōu)越的導(dǎo)電性、抗氧化性、耐磨性原理：氧化還原主要原物料：金鹽73GoldFingerFlowChart鍍金前處理鍍金前后處理鍍金前鍍金后74PC2(加工課）流程簡介流程:75PC2(加工課）流程簡介目的：讓板子僅露出欲鍍金手指之部分線路，其他則以膠帶貼住防鍍。主要物料：鍍金保護膠帶（藍膠、小紅膠）制程要點：此制程是最耗人力的，作業(yè)人員的熟練度異常的重要，不熟練的作業(yè)人員可能割傷板材，現(xiàn)有自動貼、割膠機上市，但仍不成熟，還須注意殘膠的問題， 76PC2(加工課）流程簡介鍍鎳金目的：在金和銅之間鍍上一層鎳作為屏障，避因長期使用，所導(dǎo)致金和銅會有原子互相漂移的現(xiàn)象，使銅層露出影響到接觸的性質(zhì)；鍍金的主要目的是保護銅面避免在空氣中氧化。主要原物料：金鹽制程要點：A藥水的濃度、溫度的控制

B線速的控制

C金屬污染77PC2(加工課）流程簡介撕膠目的：將貼住防鍍部分的膠帶撕掉，便于后序作業(yè)。制程要點：撕膠時應(yīng)注意一定要撕凈，否則將會造成報廢。78PC2(加工課）流程簡介貼噴錫保護膠帶目的：將金手指貼上鍍金保護膠帶，防止沾錫造成報廢。主要物料：噴錫保護膠帶制程要點：此步驟也是最耗人力的，同樣不熟練的作業(yè)人員可能會割傷板子、割膠不良造成沾錫報廢、露貼等缺點事項。79PC2(加工課）流程簡介熱壓膠目的：將膠帶很好的與板子粘貼緊密，防止在噴錫時膠帶剝落沾錫而導(dǎo)致報廢。主要設(shè)備：熱壓膠機制程要點：熱壓膠機的溫度、壓力、線速的控制；噴錫保護膠帶的品質(zhì)。80PC3(成型課）流程簡介成型目的：讓板子裁切成客戶所需規(guī)格尺寸原理：數(shù)位機床機械切割主要原物料：銑刀81CNCFlowChart成型后成型成型前82PC9(終檢課）流程簡介終檢目的：確保出貨的品質(zhì)流程：

A測試

B檢驗83PC9(終檢課）流程簡介測試目的：并非所有制程中的板子都是好的，若未將不良板區(qū)分出來，任其流入下制程，則勢必增加許多不必要的成本。電測的種類：

A專用型（dedicated)測試專用型的測試方式之所以取為專用型，是因其所使用的治具（Fixture)僅適用一種料號，不同料號的板子就不能測試，而且也不能回收使用。（測試針除外）84PC9(終檢課）流程簡介優(yōu)點：aRunningcost低

b產(chǎn)速快缺點：a治具貴

bsetup慢

c技術(shù)受限B泛用型（UniversalonGrid)測試其治具的制作簡易快速，其針且可重復(fù)使用85PC9(終檢課）流程簡介優(yōu)點：a治具成本較低

bset-up時間短，樣品、小量產(chǎn)適合缺點：a設(shè)備成倍高

b較不適合大量產(chǎn)C飛針測試（Movingprobe)

不需制做昂貴的治具，用兩根探針做x、y、z的移動來逐一測試各線路的兩端點。86PC9(終檢課）流程簡介優(yōu)點：a極高密度板的測試皆無問題

b不需治具，所以最適合樣品及小量產(chǎn)。缺點：a設(shè)備昂貴

b產(chǎn)速極慢87PC9(終檢課）流程簡介檢驗?zāi)康模簷z驗是制程中進行的最后的品質(zhì)查核，檢驗的主要項目：A尺寸的檢查項目(Dimension)外形尺寸OutlineDimension各尺寸與板邊HoletoEdge板厚BoardThickness孔徑HolesDiameter線寬Linewidth/space孔環(huán)大小AnnularRing88PC9(終檢課）流程簡介板彎翹BowandTwist各鍍層厚度PlatingThicknessB外觀檢查項目(SurfaceInspection)孔破Void孔塞HolePlug露銅CopperExposure異物Foreignparticle多孔/少孔Extra/MissingHole金手指缺點GoldFingerDefect文字缺點Legend(Markings)

89PC9(終檢課）流程簡介C信賴性(Reliability)焊錫性Solderability線路抗撕拉強度Peelstrength切片MicroSectionS/M附著力S/MAdhesionGold附著力GoldAdhesion熱沖擊ThermalShock阻抗Impedance離子污染度IonicContamination90謝謝觀看/歡迎下載BYFAITHIMEANAVISIONOFGOODONECHERISHESANDTHEENTHUSIASMTHATPUSHESONETOSEEKITSFULFILLMENTREGARDLESSOFOBSTACLES.BYFAITHIBYFAITH2009電子大賽電機部分培訓(xùn)一、直流電機（）匯報人姓名圖4為采用內(nèi)部集成有兩個橋式電路的專用芯片L298所組成的電機驅(qū)動電路。驅(qū)動芯片L298是驅(qū)動二相和四相步進電機的專用芯片，我們利用它內(nèi)部的橋式電路來驅(qū)動直流電機，這種方法有一系列的優(yōu)點。每一組PWM波用來控制一個電機的速度，而另外兩個I/O口可以控制電機的正反轉(zhuǎn)，控制比較簡單，電路也很簡單，一個芯片內(nèi)包含有8個功率管，這樣簡化了電路的復(fù)雜性，如圖所示IOB10、IOB11控制第一個電機的方向，IOB8輸入的PWM控制第一個電機的速度；IOB12、IOB13控制第二個電機的方向，IOB9輸入的PWM控制第二個電機的速度。

）

步進電機是利用電磁鐵的作用原理，將脈沖信號轉(zhuǎn)換為線位移或角位移的電機。每來一個電脈沖，步進電機轉(zhuǎn)動一定角度，帶動機械移動一小段距離。特點:（1）來一個脈沖，轉(zhuǎn)一個步距角。（2）控制脈沖頻率，可控制電機轉(zhuǎn)速。（3）改變脈沖順序，可改變轉(zhuǎn)動方向。應(yīng)用：由于步進電動機的這一工作職能正好符合數(shù)字控制系統(tǒng)要求，因此它在數(shù)控機床、鐘表工業(yè)及自動記錄儀等方面都有很廣泛的應(yīng)用二、步進電動機及其控制種類：勵磁式和反應(yīng)式兩種。勵磁式步進電機的轉(zhuǎn)子上有勵磁線圈，依靠電磁轉(zhuǎn)矩工作。反應(yīng)式步進電機的轉(zhuǎn)子上沒有勵磁線圈。依靠變化的的磁阻生成磁阻轉(zhuǎn)矩工作。應(yīng)用最廣泛，它有兩相、三相、多相之分。三相反應(yīng)式步進電動機的原理結(jié)構(gòu)圖如下：ABCIAIBIC

定子內(nèi)圓周均勻分布著六個磁極，磁極上有勵磁繞組，每兩個相對的繞組組成一相。采用Y連接，轉(zhuǎn)子有四個齒。定子轉(zhuǎn)子1、步進電機的結(jié)構(gòu)2、步進電機的工作原理

由于磁力線總是要通過磁阻最小的路徑閉合，因此會在磁力線扭曲時產(chǎn)生切向力，而形成磁阻轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動?，F(xiàn)以BCIAIBIC的通電順序，使三相繞組輪流通入直流電流，觀察轉(zhuǎn)子的運動情況。ABCA（1）三相單三拍（FLASH）CA'BB'C'A3412

A相繞組通電，B、C相不通電。氣隙產(chǎn)生以A-A為軸線的磁場，而磁力線總是力圖從磁阻最小的路徑通過，故電動機轉(zhuǎn)子受到一個反應(yīng)轉(zhuǎn)矩，在此轉(zhuǎn)矩的作用下，轉(zhuǎn)子必然轉(zhuǎn)到左圖所示位置：1、3齒與A、A′極對齊?！叭唷敝溉嗖竭M電機；“單”指每次只能一相繞組通電；“三拍”指通電三次完成一個通電循環(huán)。CA'BB'C'A3412

同理，B相通電時，轉(zhuǎn)子會轉(zhuǎn)過30角，2、4齒和B、B′磁極軸線對齊；當(dāng)C相通電時，轉(zhuǎn)子再轉(zhuǎn)過30角，1、3齒和C′、C磁極軸線對齊。1C'342CA'BB'ACA'BB'C'A3412

這種工作方式下，三個繞組依次通電一次為一個循環(huán)周期，一個循環(huán)周期包括三個工作脈沖，所以稱為三相單三拍工作方式。按ABCA……的順序給三相繞組輪流通電，轉(zhuǎn)子便一步一步轉(zhuǎn)動起來。每一拍轉(zhuǎn)過30°(步距角)，每個通電循環(huán)周期(3拍)磁場在空間旋轉(zhuǎn)了360°而轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過90°(一個齒距角)。CA'BB'C'A3412CA'BB'C'A3412

A相通電，轉(zhuǎn)子1、3齒與A、A'對齊。

A、B相同時通電，A、A'磁極拉住1、3齒，B、B'磁極拉住2、4齒，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過15，到達左圖所示位置。按AABBBCC

CA的順序給三相繞組輪流通電。這種方式可以獲得更精確的控制特性。（2）三相六拍（FLASH）CA'BB'C'A3412B相通電，轉(zhuǎn)子2、4齒與B、B′對齊,又轉(zhuǎn)過15。3412CA'BB'C'AB、C相同時通電，C'、C

磁極拉住1、3齒，B、B'磁極拉住2、4齒，轉(zhuǎn)子再轉(zhuǎn)過15。三相反應(yīng)式步進電動機的一個通電循環(huán)周期如下：AABBBCC

CA，每個循環(huán)周期分為六拍。每拍轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過15（步距角），一個通電循環(huán)周期(6拍)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過90(齒距角)。與單三拍相比，六拍驅(qū)動方式的步進角更小，更適用于需要精確定位的控制系統(tǒng)中。AB通電CA'BB'C'A3412BC通電3412CA'BB'C'ACA通電CA'BB'C'A3412與單三拍方式相似，雙三拍驅(qū)動時每個通電循環(huán)周期也分為三拍。每拍轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過30(步距角)，一個通電循環(huán)周期(3拍)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過90(齒距角)。（3）三相雙三拍（FLASH）按ABBCCA的順序給三相繞組輪流通電。每拍有兩相繞組同時通電。

從以上對步進電機三種驅(qū)動方式的分析可得步距角計算公式：—步距角Zr

—轉(zhuǎn)子齒數(shù)m—每個通電循環(huán)周期的拍數(shù)實用步進電機的步距角多為3和1.5。為了獲得小步距角，電機的定子、轉(zhuǎn)子都做成多齒的。相數(shù)：產(chǎn)生不同對極N、S磁場的激磁線圈對數(shù)。常用m表示。拍數(shù)：完成一個磁場周期性變化所需脈沖數(shù)或?qū)щ姞顟B(tài)用n表示，或指電機轉(zhuǎn)過一個齒距角所需脈沖數(shù)，以四相電機為例，有四相四拍運行方式即AB-BC-CD-DA-AB，四相八拍運行方式即A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A.步距角：對應(yīng)一個脈沖信號，電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角位移用θ表示。θ=360度/（轉(zhuǎn)子齒數(shù)*運行拍數(shù)），以常規(guī)二、四相，轉(zhuǎn)子齒為50齒電機為例。四拍運行時步距角為θ=360度/（50*4）=1.8度（俗稱整步），八拍運行時步距角為θ=360度/（50*8）=0.9度（俗稱半步）。3.步進電機的靜態(tài)指標(biāo)術(shù)語定位轉(zhuǎn)矩：電機在不通電狀態(tài)下，電機轉(zhuǎn)子自身的鎖定力矩（由磁場齒形的諧波以及機械誤差造成的）靜轉(zhuǎn)矩：電機在額定靜態(tài)電作用下，電機不作旋轉(zhuǎn)運動時，電機轉(zhuǎn)軸的鎖定力矩。此力矩是衡量電機體積（幾何尺寸）的標(biāo)準(zhǔn)，與驅(qū)動電壓及驅(qū)動電源等無關(guān)。雖然靜轉(zhuǎn)矩與電磁激磁安匝數(shù)成正比，與定齒轉(zhuǎn)子間的氣隙有關(guān)，但過分采用減小氣隙，增加激磁安匝來提高靜力矩是不可取的，這樣會造成電機的發(fā)熱及機械噪音。1)步距角精度

步進電機每轉(zhuǎn)過一個步距角的實際值與理論值的誤差。用百分比表示：誤差/步距角*100%。不同運行拍數(shù)其值不同，四拍運行時應(yīng)在5%之內(nèi)，八拍運行時應(yīng)在15%以內(nèi)。2)失步

電機運轉(zhuǎn)時運轉(zhuǎn)的步數(shù)，不等于理論上的步數(shù)。稱之為失步。3)失調(diào)角

轉(zhuǎn)子齒軸線偏移定子齒軸線的角度，電機運轉(zhuǎn)必存在失調(diào)角，由失調(diào)角產(chǎn)生的誤差，采用細分驅(qū)動是不能解決的。4)最大空載起動頻率

4.步進電機動態(tài)指標(biāo)及術(shù)語電機在某種驅(qū)動形式、電壓及額定電流下，在不加負載的情況下，能夠直接起動的最大頻率。5)最大空載的運行頻率

電機在某種驅(qū)動形式，電壓及額定電流下，電機不帶負載的最高轉(zhuǎn)速頻率。6)運行矩頻特性

電機在某種測試條件下測得運行中輸出力矩與頻率關(guān)系的曲線稱為運行矩頻特性，這是電機諸多動態(tài)曲線中最重要的，也是電機選擇的根本依據(jù)。如圖2所示：圖2力矩與頻率曲線圖環(huán)形分配器、功率放大器以及其它控制線路組合構(gòu)成步進電機的驅(qū)動系統(tǒng)，其方框圖如圖4，在下一節(jié)的方案選擇時，也是按照驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)來進行。5.步進電機驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖4步進電機驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖基本原理作用如下：

(1)控制換相順序

通電換相這一過程稱為脈沖分配。例如：三相步進電機的三拍工作方式，其各相通電順序為A-B-C,通電控制脈沖必須嚴(yán)格按照這一順序分別控制A,B,C相的通斷。

(2)控制步進電機的轉(zhuǎn)向

如果給定工作方式正序換相通電，步進電機正轉(zhuǎn)，如果按反序通電換相，則電機就反轉(zhuǎn)。

(3)控制步進電機的速度

如果給步進電機發(fā)一個控制脈沖，它就轉(zhuǎn)一步，再發(fā)一個脈沖，它會再轉(zhuǎn)一步。兩個脈沖的間隔越短，步進電機就轉(zhuǎn)得越快。調(diào)整單片機發(fā)出的脈沖頻率，就可以對步進電機進行調(diào)速。

主要元件：恒壓恒流橋式2A驅(qū)動芯片L298N、光電耦合器TLP521-4

工作電壓方式：直流

工作電壓：信號端4~6V、控制端5~36V

調(diào)速方式：直流電動機采用PWM信號平滑調(diào)速。

特點：

1、可實現(xiàn)電機正反轉(zhuǎn)及調(diào)速。

2、啟動性能好，啟動轉(zhuǎn)矩大。3、工作電壓可達到36V，4A。

4、可同時驅(qū)動兩臺直流電機。

5、適合應(yīng)用于機器人設(shè)計及智能小車的設(shè)計中。

實例一：用L298驅(qū)動兩臺直流減速電機的電路。引腳A，B可用于PWM控制。如果機器人項目只要求直行前進，則可將IN1，IN2和IN3，IN4兩對引腳分別接高電平和低電平，僅用單片機的兩個端口給出PWM信號控制A，B即可實現(xiàn)直行、轉(zhuǎn)彎、加減速等動作。

實例二：用L298實現(xiàn)二相步進電機控制。將IN1，IN2和IN3，IN4兩對引腳分別接入單片機的某個端口，輸出連續(xù)的脈沖信號。信號的快慢決定了電機的轉(zhuǎn)速。改變繞組脈沖信號的順序即可實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。圖13L298驅(qū)動步進電機伺服電動機又稱執(zhí)行電動機。其功能是將輸入的電壓控制信號轉(zhuǎn)換為軸上輸出的角位移和角速度，驅(qū)動控制對象。伺服電動機可控性好，反應(yīng)迅速。是自動控制系統(tǒng)和計算機外圍設(shè)備中常用的執(zhí)行元件。伺服電動機可分為兩類：交流伺服電動機和直流伺服電動機三、伺服電動機及其控制1、交流伺服電動機

交流伺服電動機就是一臺兩相交流異步電機。它的定子上裝有空間互差90的兩個繞組：勵磁繞組和控制繞組，其結(jié)構(gòu)如圖所示。勵磁繞組控制繞組杯形轉(zhuǎn)子內(nèi)定子交流伺服電動機結(jié)構(gòu)圖~Uf~UcC其旋轉(zhuǎn)速度n為:n=60f(1-s)/p=n0(1-s)f:交流電源頻率(HZ)p:為磁級對數(shù)n0:電動機旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速(r/min),

n0=60f/ps:轉(zhuǎn)差率,s=(n0-n)/n0圖5—21.基本工作原理:交流伺服電動機以單相異步電動機原理為基礎(chǔ)，從圖5—2可以看出，勵磁繞組WF接到電壓為Uf的交流電網(wǎng)上，控制繞組WC接到控制電壓Uc上，當(dāng)有控制信號輸入時，兩相繞組便產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。該磁場與轉(zhuǎn)子中的感應(yīng)電流相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子跟著旋轉(zhuǎn)磁場以一定的轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)動起來.放大器檢測元件控制信號+–+–控制繞組勵磁繞組+++–––11(b)相量圖交流伺服電動機的接線圖和相量圖(a）接線圖交流伺服電動機的接線圖和相量圖放大器檢測元件控制信號+–+–控制繞組勵磁繞組+++–––1勵磁繞組串聯(lián)電容C,是為了產(chǎn)生兩相旋轉(zhuǎn)磁場。適當(dāng)選擇電容的大小，可使通入兩個繞組的電流相位差接近90,從而產(chǎn)生所需的旋轉(zhuǎn)磁場?？刂齐妷号c電源電壓頻率相同，相位相同或反相。勵磁繞組固定接在電源上，當(dāng)控制電壓為零時，電機無起動轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)。放大器檢測元件控制信號+–+–控制繞組勵磁繞組+++–––1

若有控制電壓加在控制繞組上，且勵磁電流和控制繞組電流不同相、相位相差90度、幅值相等i1=Ikmsinωti2=Ikmsin(ωt-90)Bk=BmsinωtBj=Bmsin(ωt-90)因此便產(chǎn)生兩相旋轉(zhuǎn)磁場。在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下，轉(zhuǎn)子便轉(zhuǎn)動起來。交流伺服電動機的特點：不僅要求它在靜止?fàn)顟B(tài)下，能服從控制信號的命令而轉(zhuǎn)動，而且要求在電動機運行時如果控制電壓變?yōu)榱?，電動機立即停轉(zhuǎn)。如果交流伺服電動機的參數(shù)選擇和一般單相異步電動機相似，電動機一經(jīng)轉(zhuǎn)動，即使控制等于零，電動機仍繼續(xù)轉(zhuǎn)動，電動機失去控制，這種現(xiàn)象稱為“自轉(zhuǎn)”。什么是“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象？2.消除自轉(zhuǎn)現(xiàn)象的措施由三相異步電動機的特性可知，轉(zhuǎn)子電阻值對電動機的機械特性有較大的影響，如圖5—4所示。當(dāng)轉(zhuǎn)子阻值增大到一定