浅谈电子电路的组装与焊接技术

浅谈电子电路的组装与焊接技术

赵勇,边航涛,马建海,任金鹏,雷阳

西安应用光学研究所  陕西省西安市  710065

摘要：经济的发展，社会的进步推动了我国综合国力的提升，也带动了电子行业发展的步伐。当前，随着“双碳”目标的提出，电子行业实现减碳、节能势在必行。电子技术在不断优化，电子技术中的电子电路组装与焊接也逐渐提上日程。

关键词： 电子电路；组装；焊接；技术

引言

电子电路的组装与焊接在电子技术实验中具有非常重要的地位，它是将理论电路转换为实际电路的过程。组装及焊接的优劣，不仅影响外观质量，还直接影响电路的性能。

1 安装元器件时

安装元器件前，须认真查看各元器件外观及标称值，通过仪器检查元器件的参数与性能；用镊子等工具弯曲元器件引线，不得随意弯曲，以免损伤元器件；对所安装的元器件，应能方便地查看到元器件表面所标注的重要参数信息；元器件在电路板上的分布应尽量均匀、整齐，不允许重叠排列与立体交叉排列；有安装高度的元器件要符合规定要求，同规格的元器件应尽量有同一高度面；元器件的安装顺序应为先低后高、先轻后重、先易后难、先一般后特殊。

2 电子电路的组装与焊接技术

2.1基于双边滤波器的电子集成电路故障研判技术

电子集成电路出现故障时，电子元件的电气量会产生稳态分量，通过利用小波理论对电气量进行分析，可以计算出各个电子元件下小波故障度之间的距离，实现对电子集成电路故障的研判，具体分析步骤如下。首先在电子集成电路出现故障后，故障线路内部流通的电流值的变化幅度要高于正常线路内部电流的变化幅度。因此，对电子元件内部线路发生故障前后电气量的变化幅度进行定义，将该变化幅度定义为小波故障度。故障研判技术在对不同的电子集成电路故障类型进行研判时，其研判精度也有所不同。传统的基于 LSSVM 与 SVM 的研判技术在对模拟集成电路进行研判时，其研判精度较低。其中，基于 LSSVM 的故障研判技术的研判平均精度为 90%；基于 SVM 的故障研判技术的研判平均精度为 81.7%。并且其研判精度会随着故障类型的改变出现较大波动，说明传统故障研判技术的研判精度的稳定性较差，无法满足对电子集成电路的高性能研判需求。而提出的基于双边滤波器的电子集成电路故障研判技术在研判精度上明显高于两种传统故障研判技术，平均研判精度为 100%。并且其研判精度不会随着故障类型的改变而发生变化，说明故障研判技术的稳定性较高，可以实现对多种电子集成电路的故障类型进行精准研判。这是由于提出的研判技术与双边滤波器进行了结合，通过对电子元件在发生故障时产生的小波故障度与小波奇异度进行分析，可对故障区间进行精准定位，对故障区间集合进行融合处理，可锁定故障区间集合，实现对电子集成电路故障的有效研判。在研判精度上占据较大优势，可实现模拟集成电路故障研判的自动化与智能化。

2.2基于Multisim的电子电路设计

Multisim是专门用于电子电路设计与仿真的EDA软件，可在集成一体化的设计实验环境中完成电子电路设计、仿真、分析和功能测试等应用。Multisim具有如下特点：操作界面友好，为电子电路设计与仿真提供了理想的实验平台；元器件库规模庞大，用户自建元器件极为方便；虚拟仪器库种类齐全，操作如同在实验室操作实际仪器一样，具有数据存储功能；分析方法功能强大，能快速地模拟、分析、验证所设计电路的性能。在Multisim虚拟环境下电路的设计与仿真可同步进行，边设计、边仿真、边修改、边调试，不断地调整器件参数、修改电路设计，进而实现电路优化设计。这种高效的“实时仿真”模式，使设计过程更加快捷、准确，大大减轻了设计方案验证阶段的工作量，提高了设计效率。

2.3浸焊

浸焊是将插装好元器件的电路板放在熔化有焊锡的锡槽内，同时对印制电路板上所有焊点进行焊接。浸焊具有生产效率高、生产程序简单的特点。浸焊可分为手工浸焊和机器自动浸焊两种方式。手工浸焊：将已插好元器件的印制电路板浸入锡槽进行焊点焊接。手工浸焊的过程为：锡槽加热→电路板前期处理→浸焊→冷却→检查。机器自动浸焊：自动完成印制电路板上全部元器件的焊接。机器自动浸焊的过程为：待焊电路板涂焊剂→电路板供干→电路板在锡槽中浸焊→用震动器震去多余的焊锡→切除多余引脚。

2.4垂直互连微组装工艺技术的应用

由于微系统的复杂性不断增加，对VLSI集成电路用的低功率、轻型及小型封装生产技术和电子组装技术提出了越来越高的要求，为满足这些要求，现在产生了许多新的三维封装及立体组装技术，或是将裸芯片，或是将封装体沿Z轴叠层在一起，这样，在小型化方面就取得了极大的改进。先进集成电路封装的发展和推广应用，极大地推进了高密度组装技术的发展。电子设备对体积小，重量轻的要求是无止境的，尤其在空间电子应用，军用电子应用中更是如此，仅仅采用MCM  这类二维封装是不够的，这就促使人们研究开发三维立体组装技术即3D技术。三维组装的指导思想是把IC芯片(MCM片)，一片片叠起来，利用芯片侧面边缘在垂直方向进行互连或者芯片之间通过贯穿通孔进行垂直互连（面互连），将平面组装向垂直方向发展为立体组装。从广义上讲，SMT是将封装好的元器件或IC芯片组装在电路基板表面上的板级电路组装技术。由于DCA在PCB和其它基板表面上进行，所以也可划归板级电路组装范围，并且从组件形态分析也属SMT范畴。MCM采用DCA技术，把几块CSP组装在PCB上，构成功能电路块，既是多芯片模块，也是整机的一个单元(部件)，属于电子设备的组装技术。 3D即三维立体组装技术既可应用于元器件封装，也是电子装备高密度组装技术的发展趋势。3D技术将是高密度电路组装技术的一个新的里程碑，它是组装技术从第四代--SMT向第五代三维立体组装发展的重要标志，从而迎来了第三次组装革命的高潮。

2.5电路模块堆叠立体沮装技术

随着现代电子信息技术的快速发展，越来越多的技术要求电子的整体设备朝着小、薄、轻、短以及高性能、高速度、高可靠和低成本的趋势发展。加之超大规模集成电路的进一步应用和微型化元器件的不断发展和广泛的应用，制约电子信息系统完成实现设备的高性能和器件小型化的主要因素往往不再是元器件的本身，主要是由设备的组装方式和封装方式所决定的。堆叠立体组装工艺技术，是将多个芯片上下立体组装，通过引线键合互连、倒装芯片凸点互连和芯片通孔互连等连接技术实现芯片间、芯片与基板间互连的技术，它不但能起到有效地减小系统设计的规模尺寸，而且可以很好的提高系统的安全性和互连的方便性，是现代电子信息系统设计和高精尖技术发展的一个重要方向。电路模块堆叠立体组装技术可广泛用于电气可靠性要求高、整机体积和重量受限的电子设备的制造中，满足高精尖电子设备对电路模块的研制要求，使电子设备在包含更多功能、保持电气连接可靠性的同时，实现小型化和轻量化，同时，也增加了电气互连密度，提高了产品的质量。

结语

综上所述，在全球能源危机的背景下，电子电路的组装和焊接技术不断优化，发挥了良好的经济效应与环保效应，为我国电子行业可持续发展奠定坚实的基础。

参考文献

[1] 庞一凡.西门子 S7_300PLC 在电子皮带秤方面的应用[D].江苏：无锡机电高等职业学校，2010.

[2] 刘辉. 基于 STM32 温室大棚作业车控制系统的研究与设计[D].安徽：广播电视大学，2019.

[3] 王晓明.电动机的单片机控制[M].北京：航空航天大学出版社，2002.