控制元件范例6篇

控制元件

控制元件范文1

随着电子科技的飞速发展,电子整机的性能越来越优异,整机结构越来越复杂,功能越来越多,所用的元器件也越来越多。元器件在整机的地位已从过去的基础技术,跃升为整机的核心技术。尤其是航天、航空尖瑞科技及大量的军用电子装备,对可靠性提出更高的要求,所以必须尽快研究解决电子元器件在选择与应用方面严重影响整机可靠性的问题,以减少由于对元器件选择与应用不合理造成对整机可靠性的影响。

电子元器件的可靠性包括固有可靠性和应用可靠性两个方面。元器的故有可靠性主要取决于元器制造商的设计、工艺、制造、质量控制及原材料等多种因素所决定。元器件固有可靠性是整机可靠性的基础,如果没有一定可靠性保障的元器件,即使采取最完善的设计,整机的可靠性也达不到设计要求,同时整机的可靠性也得不到保障。

另一方面,元器件的固有可靠性由于受到工艺、材料及制造技术等多方面的限制,只能控制在一定水平上,近年来,由于在元器件制造方面,采用了许多新材料、新工艺,元器件的固有可靠性已有了较大的提高。元器件的固有可靠性主要由元器件供应商来保证。一般整机单位按照IS09000要求,航天、航空尖瑞科技及军用电子装备研制单位按国军标GJB3404—98《电子元器件选用管理要求》制定出本单位合格供货商及优选手册,基本上可以控制所采购的元器件质量符合整机要求。

应用可靠性则指元器件用于整机系统时所具有的可靠性,把人为因素对可靠性的影响减小到最低程度。它主要取决于使用单位对电子元器件的选择、采购、应用与控制等多方面因素。相同质量筹级的元器件,不同单位、不同人员使用,所表现的可靠性是不同的,这里面就有一个应用可靠性的问题。(例如我们有些单位生产相同的整机产品,元器件采购也在相同的条件下采购,但整机的可靠性水平却不相同)这里面就包括了对元器件的选择、应用与控制的问题。例如,某单位制造的自动抄表系统,根据现场失效统计,失效率控制在1×10—14,超过了元器件可靠性规定的最高等级。充分说明应用可靠性对整机可靠性所发挥的作用。

元器件的固有可靠性由于受到工艺、材料及制造技术等多方面的限制,在某项参数上影响可靠性的提高,如果我们设计师在应用时能避开元器件某项薄弱环节,(例如半导体器件的电压)仍能达到较满意的可靠性。

元器件的选择与应用是一个需要多学科相互配合才能完成的任务,要求电路设计师独立完成是不现实的,在当代电子科技高速发展的时代,元器件有上万个品种,而且还不断生产出新型元器件,而每种元器件有它特定的性能和使用要求,因为我们的电路设计师没有经过系统的元器件应用可靠性知识的学习,(因目前我国还没有一所大学设置电子元器件应用可靠性专业课程,)所以造成路设计师对元器件应用可靠性的缺失。

另一方面,我们在对元器件选用的控制方面没有科学有效的管理措施。目前我们的国军标GJB3404—98《电子元器件选用管理要求》只能基本上做到元器件的固有可靠性进行控制。但对电子整机在研制过程中,设计师所选用的元器件是否合理没有真正起到有效的控制。虽然标准也要求对选用的元器件进行评审及审批,但是由于大多数电子科技人员及相关领导缺泛元器件应用可靠性的专业知识,所以审批只能是一种形式,不可能对整机系统所选用的每一个元器件起到有效的控制。因此整机系统的可靠性得不到有效的保障。

再者,目前从事军用电子装备的研制和生产单位,由于处在和平时期,生产的整机数量少,一般不容易发现元器件选用中影响电子装备可靠性方面的问题,所以尽管采用了质量等级较高的元器件,但整机的可靠性並不能达到滿意的效果,远比不上与此相同元器件数量的民用整机可靠。随着电子科技的飞速发展,新元器件、新型材料不断岀现,更需要对电子元器件选择与应用进行科学有效的控制。并不断加强对应用可靠性的深入研究。

元器件的选择与应用严重影的整机可靠性的问题,不仅要在广大电子科技人员中普及元器件应用可靠性知识,还要从质量管理上制定科学有效的控制措施。我们四川省电子学会质量与可靠性专委会准备申报国军标的项目:《电子元器件的选择与应用控制规范》就是要求以国军标的形式控制电子元器件的选择与应用,解决由于元器件造用问题严重影响整机可靠性的瓶颈,以保障和提高整机的可靠性。

对元器件的选择与应用的控制,单靠设计部门是不可能完成的,需要一个单位中多个部门的的参与,并明确各相关部门的职责,做到相亙配合,各负其责,真正做到每个上机元器件得到有效控制。

下面简述各相关部门职责:

电子元器件采购供应部门(有些单位称物资部门)

不仅要保障采购的电子元器件符合本单位优选手册规定型号及合格供货商的要求,而且要满足电路设计师提岀所选用的元器件是否符合整机的环境条件要求,对是否有己停产或即将淘汰的产品,进行控制。并且宴经常要把国内外新研制、生产的新型元器件的性能与应用资料及将己停产或即将淘汰的元器件资料提供给设计部门,并能对电路设计师选用元器件提供指导,保障所制订的采购计划中每一种元器件符合整机的环境条件要求。并防止采购己停产或即将淘汰的元器件,为领导申批元器件申报计划提供可靠依据。

控制元件范文2

二次筛选主要适用于下列四种情况的元器件。(1)元器件生产方未进行“一次筛选”,或使用方对“一次筛选”的项目和应力不具体了解的。(2)元器件生产方已进行“一次筛选”,但“一次筛选”的项目或应力还不能满足使用方对元器件的质量要求。(3)在元器件的产品规范中未作具体规定、元器件生产方也不具备筛选条件的特殊筛选项目。(4)对元器件生产方是否已按合同规范的要求进行了“一次筛选”或对承制“一次筛选”的有效性有疑问需要进行验证的元器件。以上前三种情况元器件的二次筛选是很难用其它措施替代的,对于第四钟情况则除了进行二次筛选外,还可采取对元器件生产方“一次筛选”进行监督等措施来替代二次筛选。元器件二次筛选中还应该注意以下问题。(1)对型号研制中采用的元器件应实行100%的二次筛选,这样才能最大限度地剔除存在有某种失效模式的元器件。(2)按元器件质量等级制定通用筛选技术条件,由设计师根据型号产品对元器件的质量和可靠性要求参照通用规范制定或确定型号用元器件筛选技术条件,试验人员严格按规范进行筛选。(3)对于国内无条件进行测试、筛选的元器件,需采取其它的控制方式来保证其质量,标识后进行板极、整机测试筛选。(4)对元器件筛选试验室进行防静电和环境适应性建设,要严格执行防静电、测试环境要求等相关规定。(5)加强元器件筛选失效率(PDA)的控制。

2二次筛选试验方法及筛选项目的确定

2.1筛选试验方法

筛选试验可分为常规筛选和特殊环境筛选(如抗辐射、盐雾等),常规筛选方法主要有以下五种。(1)检查筛选:检查筛选可采取镜检、红外线筛选、X射线筛选,红外线筛选可以剔除体内或表面热缺陷严重的器件,X射线主要用于检查管壳内有无外来物和装片、键合或封装工序的缺陷以及芯片裂纹。(2)密封性筛选:用于剔除管壳及密封工艺中所在的缺陷,如裂纹、微小漏孔、气孔以及封装对位欠佳。(3)环境应力筛选:如振动加速度、冲击加速度、离心加速度、温度循环和热冲击等。(4)寿命筛选:如高温贮存、低温贮存、老炼筛选等。(5)电测试筛选。

2.2筛选项目的确定

进行二次筛选之前,首先供需双方要按照有关元器件国家标准、军企标准等有关标准制定相应的二次筛选条件和技术要求,并根据产品总规范的要求来选择试验项目。以下是几种主要的试验方法及元器件的适用范围。GJB360A-96《电子及电气元件试验方法》,适用于电阻器、电容器、电感器、连接器、开关、继电器、变压器、等电子及电气元件。GJB128-97《半导体分立器件试验方法》,适用于各种军用半导体分立器件。GJB548B-2005《微电子器件试验方法和程序》,适用于微电子器件。筛选试验标准在执行过程中不能随意改动。对静电敏感器件,在筛选、测试时应按有关规定进行防静电处理。

2.3筛选试验应力的确定原则

筛选试验的应力条件首要是非破坏性的,即通过筛选不能对产品的质量与可靠性产生影响,但试验应力也不能偏低,低了起不到筛选作用。原则上,确定筛选项目和应力条件应依据相应的标准。选择筛选应力的主要原则是:(1)筛选应力类型应选择能激发早期失效的应力,根据不同器件掌握的信息及失效机理来确定。(2)筛选应力应以能激发出早期失效为宗旨,使器件各种隐患和缺陷尽快暴露出来。(3)筛选应力不应使正常器件失效。(4)筛选应力去掉后,不应使器件留下残余应力或影响器件的使用寿命。(5)应力筛选试验持续时间应能充分暴露早期失效为原则。

3元器件在二次筛选过程中的质量控制和管理

从事二次筛选的人员首先要知道筛选流程、筛选条件、技术要求等,了解被筛选的元器件的重要技术参数的意义,了解和掌握有关标准、规范和试验的基本原理,熟练操作筛选设备,并按规定参加培训,通过考核取得上岗资格,能对试验结果做出正确的分析和评价。元器件二次筛选的项目很多,因篇幅所限,下面主要讲二次筛选过程中主要筛选工序:电功率老炼和电参数测试过程的质量控制和管理。

3.1电功率老炼过程中的质量控制和管理

电功率老炼是在规定的温度下给元器件通上规定时间的电应力,使器件具有的潜在缺陷提前暴露。被筛选的器件一般加额定功率,温度基本恒定,一般分立器件在常温下老炼,集成电路在高温下老炼,在高温下加功率的老炼通常称为高温电老炼,这项试验是具有加速度的筛选,它能提前暴露器件潜在缺陷,从而把早期失效的器件剔除。电功率老炼由于比较接近器件的实际工作状态,所以被认为是一种最有效的筛选手段。老炼过程中需要控制的参数有:电压、电流、温度、时间等。如果控制不好,如:电流或电压应力过大都将对产品产生不应有的损伤,甚至可能引入新的失效因子,产生不良的隐患;如果电流或电压应力过小,器件的不可靠因素难以充分暴露,也就不能剔除潜在缺陷的器件,从而无法达到预期的筛选结果。因此,功率老炼中的参数的选择控制显得尤为重要。在半导体业界,器件的老炼问题一直存在各种争论。像其它产品一样,元器件随时可能因为各种原因而出现故障,老炼就是藉由让器件进行超负荷工作而使缺陷激活,使缺陷加速暴露而使器件产生“早期失效”。图1就是电子元器件寿命浴盆曲线。电子元器件缺陷而引起的早期失效理论上一般产生在1000h以内,之后器件的失效率将保持一个非常低的常数。如果对所有器件都进行常温和额定功率1000h试验,是不可行的,也是难以实现的。通过实践证明,如果提高老化温度,就能加速使器件产生早期失效。图二表示失效激活能、失效时间、温度和失效激活能的关系。如:失效激活能需0.5ev,在50℃下需1000小时才能使器件产生“早期失效”,但在125℃条件下只需30h就可以使失效激活能需0.5ev的有缺陷器件产生“早期失效”。这就是半导体器件做高温老化筛选的理论依据。我所在进行分立器件老炼试验过程中发现,有一些经老炼测试合格的器件,在产品调试过程中还会有失效的器件出现,器件的早期故障没有在筛选过程中显现,先前分立器件的老炼我所一直按额定功率进行老炼,出现问题后,我们与产品组经过多次分析研究并反复试验,比如延长老化时间,提高老化功率等,最后我们发现将其按额定功率的1.2倍进行老炼筛选并检测合格的器件,能较好的剔除早期失效的器件。在使用过程中,故障率最低。基本上电功率老炼的质量控制还要从以下几个方面做起。(1)老炼前,依照工艺资料规定的电流和电压条件,认真核对老化条件。(2)所用的老炼设备是否完好,是否按规定定期检定合格,并在有效的计量检定周期内使用。(3)认真消化老化设备操作规程,并严格执行。(4)通电前应检查是否有接地、断路和短路现象。器件安装后,应注意检查安装极性;检查接线夹、接线片等是否安装牢固可靠,绝不能有松动和脱落现象,此项操作稍有不慎就会造成器件的报废。(5)对于电子元器件,一般应该轻取轻放,否则容易造成外形变形或尺寸变化。电子元器件在插入或拔出夹具时不能猛插猛取,否则会由于用力过大而造成机械损伤或机械应力疲劳;在保证接触良好的状态下,对器件管脚施加的应力应该越小越好。

3.2电参数测试过程中的质量控制和管理

为了确保器件测试时的数据准确,且器件不至于损坏或受损伤,应进行以下质量控制管理。(1)严格执行标准环境的测试条件:常温测试的环境温度控制在25±3℃以内;相对湿度为45~75%;大气压力:86~106KPa;高、低温测试严格按设计规定的环境温度进行测试;严格执行器件的规范条件进行参数测试,严格按设计特选的参数条件及规范进行测试。(2)所用的检测仪器设备应按规定定期检定合格,并在有效的计量检定周期内使用,测量前应先校准仪器,仪器设备的精度应满足试验和检测的要求。(3)测试过程中,器件所施加的电流和电压不能超过器件的最大额定值。测试仪器设备自身的漏电应远小于被测器件的反向漏电流。应该保证电信号的稳定性,否则易发生由于电浪涌等而造成的过电应力损伤。作为预防措施,应避免引线误接、反接和短路等情况的发生。还应注意防止因开启和关闭而造成的浪涌电压加到器件上。在进行正式测试前,首先要对样片进行反复试测,如试测有问题,应立即终止检测。我所在元器件检测中,曾发现这样问题,我们在进行54F00测试中,在进行样品试测时发现,第一次器件测试是合格的,但在第二、第三次测试中就不合格了,反复测了几只,都是这种问题,我们反复查找原因,最终发现,在进行参数ICC测量中,电源电流ICC有两个值,分别为2.8mA和10.2mA,PMU在换档测试中,由于继电器的机械动作,使PMU产生了高脉冲,使器件烧坏,后来,修改了底层测试文件,换档后不再产生高脉冲,上述情况就不再发生,所以在进行器件测试前,样片的试测也是非常重要的。

3.3失效防止

在电子元器件的筛选检测过程中,要主要防止以下几种方面造成的失效:程序设置不当造成电子元器件的检测失效;极性接反造成元器件失效;错误信号造成元器件失效;电应力过冲造成元器件失效;适配器误用造成电子元器件失效;插拔方式不当造成机械应力失效;在存放过程中误将某些有极性的元器件放反等,贮存湿度过高,容易发生管脚表面腐蚀或许电性能恶化。

4结束语

二次筛选是元器件装机前可靠性的重要保障过程,但是二次筛选的不当操作和防护也能给电子元器件的运用留下隐患或许直接造成失效。所以,在二次筛选检测试验中,从环境保护、操作审查与小心操作、静电防护等方面做好电子元器件的可靠性保障工作是十分关键的。二次筛选选取的应力应保证对正常器件不造成损坏、损伤及明显缩短其使用寿命,过应力条件筛选的元器件原则上不可装机。另外整机单位要根据元器件进厂质量认证流程、二次筛选流程等质量文件对元器件供货单位进行选择、对元器件进行二次筛选,在使用过程中还要对元器件的质量和对整机的影响进行跟踪和质量反馈。每一个环节都要求操作人员按照质量管理流程、筛选标准、筛选条件和技术要求来进行,并对结果进行分析和反馈,这样才能形成一个元器件质量保证环,最大限度保证电子元器件的可靠性水平。

作者:姚鼎 单位:中船重工第七一六研究所

参考文献

[1]周育才.电子元器件筛选方法与效果研究[J].航空兵器.2001(2):26-28.

[2]董西英.元器件二次筛选中的质量控制[J].《企业技术开发》2009年第10期.

控制元件范文3

[关键词]电子元器件采购;质量控制;技术管理

中图分类号:TN60 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)15-0399-01

产品的可靠性很大程度上取决于电子元器件的可靠性。由国内外数10家不同的厂家生产的各种类型的元器件,不仅种类众多,而且型号规格繁杂,但必须要保证原器件的质量不出问题,保证产品在不同用户的不同的系统中,稳定长期的运行。

一、阶段采用质量控制技术的侧重点

为了既能保证上机元器件的质量水平,又能节约成本,在元器件采购的各阶段所使用的质量控制技术应有所侧重。在选择供货商时,主要实施可靠性试验和物理分析检验,这对衡量元器件的工作稳定性和寿命、工艺状况和稳定性是非常重要的,拥有较高可靠性和稳定。优良生产工艺的元器件,在上机后势必也将拥有较高的质量水平和质量一致性。而元器件的电性能往往是经过检测和老练合格的,并且供应商一般会提供最近生产的元器件,它们出现存储失效的概率很小,所以这个阶段进行正常的电性能测试几乎没有什么意义,不过值域测试还是比较重要的,它关系到今后装机时的调试量。在进行批量采购时,需要对元器件进行较多的电性能测试,有条件的可进行百分百的测试,以避免元器件在存储和运输过程中发生失效,而失效元器件又被使用,造成比较大的损失。这个时段可以对同批元器件进行少量的抽样,并进行物理分析检验和可靠性试验,以保证进货的元器件不出现如工艺改变及内部材料更换等影响元器件质量水平或质量一致性的因素发生。在这个阶段也可只针对在物理分析检验中发现存在工艺改变或异常的批次再进行可靠性试验,以降低成本。

1.1 牢牢把控元器件采购进货渠道

对大型企业来说,一通常设有专门的部门对采购的元器件进行相关可靠性检测,通过物理手段,检测元器件是否符合出厂标准。采样抽检可以早期发现问题,及时采取应对措施,降低产品发生质量问题的几率。这种检测对于提升产品质量是非常重要的,再好的产品也都有可能出现指标超标或临界等情况。此外,产品在仓储、运输过程中有时也会发生受潮、磕碰等意外,使器件质量出现问题。

1.2 认真审查供货商资质,择优选取

很多单位都实施了ISO19000质量保证体系的认证,其核心内容就是通过建立质量保证体系使工作过程规范化。通过每一个环节的文字化,让工作过程有规可循,有据可查,提高可追溯性,建立完善的工作环境,减少过程的随意性,避免人为的干扰,使产品在生产过程中保持各个环节的稳定,以保证产品质量的稳定性和一致性。

二、在采购进货时选取有针对性的元器件试验项目及其作用

有针对的在采购进货时对元器件进行质量控制,选择恰当的试验项目,不仅可以降低采购成本,缩短采购时间,更重要的是能够提高采购元器件的质量和采购元器件的质量一致性。下面列举了一些有代表性的元器件门类及其常见的失效模式,根据元器件工作条件的特点指出元器件采钧进货质量控制方案中的一般应包括的试验项目,并对这些试验项目进行了简要介绍。

2.1 对塑封元器件进行的蒸煮试验和声学显微镜检查试验

塑封元器件是指塑料封装的元器件,其特点是封装工艺简单、重量相对轻、封装成本费用低、有效载荷大、由于其封装密度大,所以能够减少元器件的信号传播延迟,但其抵抗环境能力较差,尤其是潮气入侵、腐蚀和应力引起的元器件失效比较严重。目前国内较多的生产厂家的塑封工艺还比较落后,塑封元器件失效原因比较常见的是潮气或有毒气体的侵入并发生各种作用遗成的失效和塑封工艺存在的缺陷造成塑封层与元器件体的分层失效。因此对塑封元器件采购质量控制的试验项目或方案应包括可靠性试验中的蒸煮试验和物理分析检验的声学扫描显微镜检查。

蒸煮试验。高压蒸煮试验是评价塑封元器件抗潮湿能力的一种加速应力试验,试验应力采用较严酷的气压、湿度和温度,来加剧潮气从外部通过封装材料进入到金属引脚或芯片表面。试验的标准可参照JESD22-A102-B进行,高压蒸煮试验主要暴露元器件的失效模式有三种:①焊点、金属化腐蚀失效。由于高温高压水汽进入到金属引脚或芯片表面,对于键合焊盘和钝化层有缺陷的金属化层将产生腐蚀作用。②浮栅汤电失效。对于非挥发性器件如闪存、EEPR服等,在浮栅存有电荷,如果潮气通过钝化层到达浮栅,很快就能够把该处的电荷泄漏掉,造成器件的失效。③封装外部损伤。潮热作用可以使一些元器件发生崩裂失效。

2.2 声学扫描显微镜检查

声学扫描显微镜检查是解决塑封元器件内部分层的主要技术途径,而塑封元器件塑封料与芯片、塑封料与引线架以及塑封料与墓板之间的分层是比较常见的失效模式,所以要保证采购进货的塑封元器件的质量水平,进行声学扫描显微镜检查是非常有必要的。与塑封元器件内部分层相关的失效主要表现为:①由于分层部位聚集的水汽或离子造成的键合、金属化腐蚀等失效。②由于分层部位气体在热作用下发生膨胀,严重时发生“爆米花”作用,造成键合开裂,芯片损伤失效。③由于分层造成芯片散热不充分而发生的芯片烧毁失效。

2.3 气密封装元器件的检测

气密封装元器件的特点是封装后有一定体积的内部空腔,密封后的元器件与外部的空气隔绝,空腔内一般充有惰性气体,起保护作用,所以其受环境的影响更小、适应残酷工作条件的能力更强,但其封装费用较高,工艺难度大。对气密封装元器件应结合工艺情况,有针对性地进行下述物理分析检验:

2.3.1 密封性检验。密封元器件若密封不良,外部空气和潮气就会进入封装内部,轻则影响密封元器件的电性能劣化;重则导致密封元器件失效。因此,必须对密封元器件的密封性进行检验,主要的检验项目有细检漏和粗检漏,检验合格的元器件仍可以正常使。

2.3.2 粒子嗓声碰撞试验。密封元器件因存在内部空腔,如空腔内有活动导电或不导电的微颗粒,就有可能引起元器件拐电、短路或工作异常。故对密封元器件一般要进行颗粒碰撞试验,以检验空腔内部有否可动微粒。经过粒子噪声碰捡试验的元器件可以正常试验。

2.4 表面贴装元器件的试验

表面贴装元器件(片式元器件)具有体积小、重量轻、价格低、便于贴装等优点,已经被广泛地使用。但因其无外引线和体积小,给质量控制带来了不少的困难。一般是进行电测试,最有效的方法是进行破坏性物理分析和热冲击可靠性试验,以检查或暴露其内部是否存在有不可接收的缺陷。①破坏性物理分析。②热冲击试验。

3 结束语

电子元器件采购质量控制是企业保证产品质量、提高效益、增强竞争力的关键,只要保证了采购的元器件的质量,才能为企业发展开了个好头。因此,我们必须掌握电性能的测试、物理分析检查和可靠性试验三门技术中,只有结合采购电子元器件的特点和使用环境把这三种技术在电子元器件不同采购阶段相互结合好,不要遗漏大的技术试验项目,就一定能够采购到优质的电子元器件。

参考文献

控制元件范文4

关键词:军品;型号;塑封工业级元器件;可靠性;控制

前言:在经济全球化和贸易全球化的环境背景下,各个国家在实现互利共赢的过程中,也存在一定的利益冲突,如果处理不好,随时可能出现战争。在这种现代化环境的背景影响下,战争对武装器械的性能提出了更高的要求,与此同时,对其可靠性也提出了更高的要求。近年来,军队使用了为数不少的塑封工业级元器件,而相关人员就有必要对其使用的可靠性给予认真的研究和分析。

1.塑封工业级元器件的质量等级介绍

众所周知,塑封工业级元器件分为军温工业级和普通工业级。前者的工作温度范围达到军用级工作温度的范围;而后者的工作温度范围普遍低于军品要求的元器件的工作温度范围。在对塑封工业级元器件的可靠性进行预计时,塑封工业级元器件的质量系数是军用元器件质量的几十倍。为此,其相比较传统的军用元器件而言,具有较高的工作效率。但是塑封工业级元器件在封装材料、芯片钝化的过程中也不断的成熟,有效的提高了塑封工业级元器件的可靠性[1]。

2.塑封工业级元器件的可靠患

塑封工业级元器件的主要优点就是其具有较轻的重量和较小的体积,其价格也相对便宜。而其主要存在的缺点就是具有较差的密封性能、吸水性较大,这样就很容易受到腐蚀。为此,我们就需要对影响塑封工业级元器件的可靠性因素进行进一步的研究和分析。

2.1塑封材料的污染问题

我们知道,封b的塑料材料中含有多种添加剂的成分的复杂树脂。而添加剂中主要包括固化剂、催化剂、惰性填充剂等等,这些材料中的有害杂质会直接对相应的材料产生污染,进而使得相应的材料出现腐蚀、裂纹、脱层等多方面的负面现象,这就会在一定程度上,直接对塑封工业级元器件的可靠性造成了威胁。

2.2温度适应性问题

塑封材料是一种低温材料。在温度的循环试验中,树脂膜注后会产生很大的内应力,而这种内应力在这个过程中就会成为一种循环应力。在这种应力的作用下,底部和引线之间就很容易产生一些裂纹,使得连接芯片与键合丝在温度的作用下产生了变形,进而出现疲劳损伤。受于材料的热膨胀系数的影响,塑封工业级元器件的温度适应性不够强,这就使得其可靠性大大降低。

2.3吸潮吸水问题

在对塑封工业级元器件的可靠性进行研究的过程中,吸潮吸水问题是整个工作中的重要研究环节。塑封工业级元器件的密封性比较差,这样就非常容易使得相关的水汽进入到期间的内部,在材料的表面进行进一步的扩散,从而对材料的性能造成影响。

2.4封层的问题

从上文的阐述过程中,我们不难发现,导致塑封工业级元器件的质量失效的因素有很多,而其分层的现象也是一个关键性的因素。塑封器件的分层主要是指在温度应力的作用下,塑料封装材料与基片、引线框架之间的温度膨胀系数不同,这样就会产生机械应力。在潮湿的环境下,受于塑封材料的吸潮性的影响,潮气就会进入期间内部,使得材料各个层之间的粘结程度受到了不同程度的破坏,而当材料在焊接的过程中,还会遇到急速升温的情况,相应的水分进一步的气化,产生气压,使得材料产生分层[2]。

3.加强对塑封工业级元器件可靠性的控制措施

3.1对塑封工业级元器件的普遍控制措施

我们针对于塑封工业级元器件的普遍控制措施主要包括:进行加强热设计、冗余设计;加强筛选使用,听过相应的技术评价手段,来对塑封工业级元器件的质量进行检测,从而保证塑封工业级元器件能够更好的满足型号使用要求。

首先,相关人员应该对塑封工业级元器件的数量进行有效的确定,保证数量核算的精准性。

其次,当有特殊要求,必须使用塑封工业级元器件时,相关的人员需要对装备的方案进行综合和全面的评审,并站在设计的角度,有效的采取合理的措施,例如:降额和冗余设计等等,通过这样的方式,有效的使得塑封工业级元件满足实际的装备使用需求。

再次,在对相应的材料进行采购的过程中,尽量不要在使用前破坏材料的包装,以免无意之间破坏了原厂家对塑封工业级元器件的保护措施,从而使得器件和材料受潮。与此同时,我们还需要对塑封工业级元器件的种类进行合理的筛选,充分的保证选择的器件能够更好的满足使用的需求。

最后,需要展开相应的摸底试验,进行抽样检查,保证抽样的全面性和代表性以及合理性。除此之外, 相关的人员还需要相关的技术手段,来对整批的塑封工业级元器件的质量进行合理的预测。

3.2塑封工业级元器件的筛选控制措施

3.2.1筛选的针对性

我们从上文的阐述过程中,对塑封工业级元器件的相应特点进行了一定的了解,在此基础上,我们就需要对塑封工业级元器件的筛选措施给予有针对性的完善和优化。我们在筛选的过程中,可以采用X光检测、升学扫描等方法来提高检测和筛选的精准性和科学性,对材料和设备的内部缺陷进行有针对性的识别。

在检查的过程中,我们要保证商品的合格率,这对于塑封工业级元器件的可靠性具有重要的意义和作用。我国目前并没有针对这种筛选的各个率进行明确的规定,但是我们通过大量的试验经验总结,我们发现,仅有个别出现分层时,该批的塑封工业级元器件的材料和工艺状况都是非常良好的,其也具有较高的可靠性。而当整批材料出现大量的分层时,就说明整批塑封工业级元器件的材料和工艺存在着缺陷和安全隐患。通过大量的数据统计,我们可以这样明确,当不合格产品达到15%-20%时,我们就可以认为产品超标,不采取应用[3]。

3.2.2加强筛选的严格性和科学性

我们在实际的筛选过程中,需要加强对塑封工业级元器件的严格筛选。首先,相关的人员应该能够充分的意识到塑封工业级元器件可靠性要求,针对元器件进行全面的考核,保证其满足正常的工作范围。我们在进行低温测试的过程中能够,要对各个温度范围给予严格的掌控,一旦发现其中暴露出缺陷问题,相关人员要及时对相关的材料性能给予严格的识别和判断。我们通过对塑封工业级元器件失效模式以及温度适应性等情况的分析,可以得知,当温度范围没有超过器件的贮存温度范围时,其不会影响器件本身的质量[4]。

结语:综上所述,军用型号用塑封工业级元器件的可靠性对于整个工作的开展具有重要的意义和作用,其可靠性关系着国家,社会和人民的安全和利益。相关的人员必须对其给予足够的重视,加强对其材料质量和可靠性的保证,从而促进我国社会更快更好的发展。

参考文献:

[1]周国发,罗智,王梅媚. 注射速度对塑封成型过程芯片热流固多场耦合变形的影响[J]. 南昌大学学报(工科版),2016,04:313-319+339.

[2]郁振华,虞勇坚,万力. 铜线键合塑封器件破坏性物理分析技术[J]. 电子与封装,2017,01:10-14.

控制元件范文5

关键词 10kV继电器-接触器;控制线路;设计

中图分类号TM58 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2010)30-0036-02

1 电气控制线路设计的主要内容

电气控制线路设计的基本任务是根据控制要求,设计和编制设备制造和使用编修过程中所必需的图纸、资料、包括电气原理线路图、电器元件布置图、电气安装接线图、电气箱图及控制面板等,编制外购件目录、单台消耗清单、设备说明书等资料。

1.1 原理设计内容

1)拟定电气设计任务书(技术条件);2)确定电力拖动方案(电气传动形式)及控制方案;3)选择电动机,包括电动机的类型、电压等级、容量及转速,并选择具体型号;4)设计电气控制的原理框图,包括主要电路、控制电路和辅助控制电路,确定各部分间的关系,拟定各部分的技术要求;5)设计并绘制电气原理图,计算主要技术参数;6)选择电器元件,制定电机和电器元件明细表,以及装置易损件及备用件的清单;7)编写设计说明书。

1.2 工艺设计内容

工艺设计的主要目的是便于组织电气控制制造,实现电气大批量设计所标示的技术指标,为今后的设备使用、维修提供必要的图纸资料。工艺设计的主要内容包括:

1)根据已设计完成的电气原理图及选定的电器元件,设计电气设备的总体配置,绘制电气控制系统的总装配图及决接线图。总图应反映出电动机、执行电器、电气箱各组件、操作台布置、电源及检测元件的分布状况和各部分之间的接线关系与连接方式,这一部分的设计资料供总体装配调试及日常维护使用;

2)按照电气大批量框图或划分的组件,对总原理图进行编号,绘制各组件原理电路图,列出各组件的元件 ,并根据总图编号标出各组件的进出线号;

3)根据各组件的原理d主选定的元件 ,设计各组件的装配图(包括电器元件的布置图和安装图)、接线图,图中主要反映各电器元件的安装方式和接线方式,这部分资料是各组件电路的装配和生产管理的依据;

4)根据组件的安装要求,绘制零件图纸,并标明技术要求,这部分资料是机械加工和对外协作加工所必需的技术资料;

5)设计电气箱,根据组件的尺寸及安装要求,确定电气箱结构与外形尺寸,设置安装支架,标明安装尺寸,安装方式,各组件的连接方式,通风花招及开门方式,在这一部分的设计中,应注意操作维护的方便与造型的美观;

6)根据总原理图、总装配图及各组件原理图等资料,进行汇总,分别列出外购件清单、标准件清单、以及主要材料消耗定额,这部分是生产管理和成本核算所必须具备的技术资料;

7)编写使用说明书。

2电气控制线路设计的原则

一般来说,当生产机械电力拖动方案和控制方案已经确定后,即可着手进行电气控制线路的具体设计。对于不同的设计人员,由于其自身知识的广度、深度不同,导致所设计的电气控制线路的形式灵活多变。因此,若要设计出满足生产工艺要求的H合理的方案,就要求电气设计人员必需不断扩展自己的知识面,开阔思路,总结经验。电气控制系统的设计一般应遵循以下原则。

2.1 最大限度满足生产机械和工艺对电气控制系统的要求

电气控制系统是为整个生产机械设备及其工艺过程服务的。因此,在设计之前,首先要弄清楚生产机械设备需满足的生产工艺要求,对生产机械设备的整个工作情况作全面、细致的了解。同时,深入现场调查研究,收集资料,并结合技术人员及操作人员的经验,以此作为设计电气控制线路的基础。

2.2 在满足生产工艺要求的前提下,力求使控制线路简单、经济

1)尽量选用标准电器元件,昼减少电器元件的数量,尽量选用相同型号的电器元件以减少备用品的数量;2)尽量选用标准的、常用的或经过实践考验的典型环节或基本电气控制线路;3)尽量减少不必要的触点,以简化电气控制线路。在满足生产工艺要求的前提下使用元器件越少,电气控制线路中所涉及的触点的数量也越少,因而控制线路就越简单。同时,还可以提高控制线路的工作可靠性,降低故障率;4)尽量缩短连接导线的数量的长度。在设计电气控制线路时,应根据实际环境情况,合理考虑并安排各种电气设备和电器元件的位置及实际连线,以保证各种电气设备和电器元件之间连接导线的数量减少,导线的长度最短;5)控制线路在工作时,除必要的电器元件必须通电外其余的电器元件尽量不通电以节约电能,节约了电能,延长了该电器元件的寿命。

2.3 保证电气控制线路工作的可靠性

保证电气控制线路工作的可靠性,最主要的是选择可靠的电器元件。同时,在具体电气控制线路设计上要注意以下几点:

1)正确连接电器元件的触点;2)正确连接电器的线圈;3)避免出现寄生电路。在电气控制线路的动作过程中,发生意外接通的电路称为寄生电路。寄生电路将破坏电器元件和控制线路的工作顺序或造成误动作;4)在电气控制线路中,应尽量避免许多电器元件依次动作才能接通另一具电器元件的现象;5)在频繁操作的可逆线路中,正反向接触器之间要有电气联锁和机械联锁;6)设计的电气控制线路应能适应所在电网的情况,并据此来决定时机的启动方式是直接启动还是间接启动;7)在设计电气控制线路时,应育雏考虑继电器触点的接通和分断能力。若要增加接通能力,可用多触点并联;若要增加分断能力,可用多触点串联。

2.4 保证电气控制线路工作的安全性

电气控制线路应具有完善的保护环节,来保证整个生产机械的安全运行,消除在其工作不正常或误操作时所带来的不利影响,避免事故的发生,电气控制线路中常设的保护环节有短路、过流、过载、失压、弱磁、超速、极限保护等。

2.5 应力求使操作、维护、检修方便

电气控制线路对电气控制设备而言应力求维修方便,使用简单,为此,在具体进行电气控制线路的安装于配线时,电器元器件应具备用触电,必要时留有备用元件;为检修方便,应设置电气隔离;为调试方便,控制方式应操作简单,能迅速实现一种控制方式到另一种控制方式的转换,如从自动控制转换到手动控制等;设置多点控制,便于在生产机械旁进行调试;操作回路较多时,如要求正反向运转并调速,应采用主令控制器,不要采用许多按钮。

3 电气控制线路设计的程序

控制元件范文6

【关键词】电气控制线路;电气原理图;查线读图法;逻辑代数法

1、引言

电气控制是指拖动系统的控制,常用的电气控制方式主要是指继电—接触器控制方式,电气控制线路是由各种接触器、继电器、按钮、行程开关等电器元件组成的控制电路,复杂的电气控制线路由基本控制电路(环节)组合而成。电动机常用的控制电路有起—停控制、正反转控制、降压起动控制、高速控制和制动控制等基本控制环节。

电气控制线路是用导线将电动机、电器和仪表等元件按一定控制要求连接而成的。为了表达电气控制线路的结构、原理和设计意图,便于分析电气线路工作原理,安装、调试和使用维护电气设备,必须参照国家标准,采用统一的图形和文字符号以及技术规范绘制电气控制系统图。我国当前推行的国家标准是《电气常用图形符号》、《电气制图》、《电气技术中的文字符号制定通则》。这些标准是国家标准局参照国际电工委员会(IEC)颁布的有关文件,制定的我国电气设备有关国家标准。

在电气控制系统中,用以描述工作原理以及安装施工的工艺图纸文件主要包括电气原理图、电气安装位置图、电气安装接线图、电气安装互连图等图纸。

2、电气线路图

表示控制线路连接关系和原理的主要图纸有电气原理图和电气安装接线图,由于它们的用途不同,绘制原则也有所区别,这里重点介绍电气控制原理图。

为了便于阅读和分析线路,电气控制原理图按照简单易懂的原则,根据控制线路的工作原理来绘制,图中包括所有电器元件的导电部分、接线端子和导线。原理图中电器元件各部分电气符号不考虑元件实际所在位置,而是按照电气工作原理的要求连接。

为使电路结构合理、层次分明,电气原理图一般分为主电路和辅助电路两部分。辅助电路又分为控制电路和照明、指示电路。主电路是指强电流通过的电路部分,主要由电动机及连接器件组成。辅助电路通过的电流很小,控制电路主要由继电器和接触器线圈、主令电器、控制触点及控制变压器等电器元件组成,实现基本逻辑控制;照明及信号指示电路主要用于线路工作状态的指示和工作照明。电气控制原理图的绘制应遵循以下原则:

(1)主电路用粗实线绘制在图面的左侧或上方,辅助电路用细实线绘制在图面的右侧或下方,为了便于计算机图文处理,主电路和控制电路可以分页设置。

(2)电气元件的电气符号按功能布置、按动作顺序排列,布置顺序为从左到右,从上到下。原理图不考虑元件的实际安装位置。

(3)所有电器的动作部分均以自然状态(常态)绘出,所谓常态是指各种电器没有通电和没有外力作用时的工作状态。

(4)同一电器的各部分(如线圈、触点)分散在图中,为了表示是同一器件,要在电器的各部分使用一符号来标明。同一类器件在文字符号后加注数字编号或下标来区别,如KA1、KA2等。

(5)电动机和电器要采用国家标准规定的图形和文字符号绘制,电路图和图形符号一般垂直布置,也可以逆时针转动90°水平布置,文字符号通常标注在触点的侧面和线圈的下方,导线的交点处画实心圆点。

(6)为了清楚地在电气原理图中表示器件所在位置,常用坐标图表示法,按照器件电气符号所在位置将电气原理图分成列和行。通常用数字1,2,3…表示器件符号所在的列数,用字母A,B,C…表示器件符号所在的行数(通常行数可以省略)。

一般来讲,原理图要求按照结构简单、层次分明、便于分析等规则进行绘制,各电器元件的使用合理、系统动作可靠、节省连接导线,为施工、使用、维护提供方便。

3、电气控制原理图的阅读和分析方法

分析电气线路工作原理常用的方法有查线读图法和逻辑代数法。

1)查线读图法

查线读图法以分析各个执行元件、控制元件和附加元件的作用、功能为基础,根据生产机械的生产工艺过程,分析被控对象的动作情况和电气线路的控制原理。

(1)了解生产工艺与执行电器的关系

在分析电气线路前,充分了解机械设备的动作及工艺加工过程,明确各个动作之间的要求,以及机械动作与执行电器间的关系,为分析线路提供线索、奠定基础。

(2)分析主电路

线路的分析一般从电动机主电路入手,根据主电路控制元件的触点、电阻和其他检测、保护器件,大致判定电动机的控制和保护功能。

(3)控制电路的分析方法

根据主电路控制元件主触点和其他电器的文字符号,在控制电路中找出相应控制环节,以及环节间的相互关系。对控制电路由上往下、由左往右阅读,然后,设想按动某操作按钮,查对线路,观察哪些元件受控动作,并逐一查看动作元件的触点又如何控制其他元件动作,进而驱动的被控对象如何动作,跟踪机械动作,当信号检测元件状态变化时,再查对线路观察执行元件的动作变化。读图过程中要注意器件间相互联系和制约的关系,直至将线路看懂为止。

电气控制线路通常由一些基本控制环节组成,对于较复杂电路,通常根据控制功能,将控制电路分解成与主电路对应的几个基本环节,一个一个环节地去分析,然后把各个环节串起来,采用这种化整为零的分析方法,就不难看懂较复杂电路的全图了。

查线读图法具有直观性强、容易掌握等优点,因而得到广泛的应用,但在分析复杂线路原理时叙述较冗长,容易出错。

2)逻辑代数法

逻辑代数法是通过电路逻辑表达式的运算分析控制电路的工作原理,任何一条电气控制线路的支路都可以用逻辑表达式来描述。逻辑代数法的优点是逻辑关系简洁明了,有助于计算机辅助分析。主要缺点是复杂电路逻辑关系表达式很繁琐,并且电路分析不如查线读图法直观。

4、结束语

综上所述,随着工业和科技的发展,对电力拖动控制系统的要求不断提高,单纯的电器控制已远不能满足生产的要求,于是现代控制系统中采用了许多新的控制器件,如可编程控制器、微电脑控制器、光电传感元件、固态继电器、MOS、KP等大功率器件。电气控制线路绘制方法的方法随着现代电气控制系统的发展也会不断的改进。

参考文献

[1]郭艳萍.电气控制与PLC应用[M].人民邮电出版社,2010.02

[2]胡汉文,丁如春.电气控制与PLC应用[M].人民邮电出版社,2009.07