發布時間:2023-09-26 08:28:08
序言:作為思想的載體和知識的探索者,寫作是一種獨特的藝術,我們為您準備了不同風格的5篇電子制造技術,期待它們能激發您的靈感。
1、微電子技術的發展歷程
自20世紀中期第一個集成電路研發成功之后,我們就進入了微電子技術時代,在半個多世紀的發展中,微電子技術被廣泛應用在工業生產和國防軍事領域,目前更是在商業領域中獲得極大的應用和發展。并且在長期的發展進程中,微電子技術一直是以集成電路為主要的核心代表,也逐漸形成了一定的發展規律,最典型的莫過于摩爾定律。當然,集成電路的應用領域不斷擴展也進一步刺激了微電子技術的快速發展。
在新事物的發展進程中,其發展規律和發展趨勢勢必要與需求相結合,并受需求的影響。微電子技術也不例外。在其發展進程中,微電子制造技術無疑是微電子技術最大的“客戶”,正是因為微電子制造技術提出了各種應用需要,才使得微電子技術得到了快速發展。也可以說,微電子制造技術正是微電子設計技術與產品應用技術的“中介”,是將微電子技術設計猜想轉化為實物的“橋梁”。但值得一提的是,這個實物轉化的過程也會對微電子設計技術的發展產生影響,并直接決定著微電子器件的造價與功能作用。為此我們可以認為,在微電子技術的發展中,微電子制造技術是最重要的核心技術。
2、微電子制造技術的發展與制造工藝
在半個多世紀的發展中,微電子制造技術的應用主要體現在集成電路與分立器件的生產工藝上。集成電路和分立器件在制造工藝上并無太大區別,僅僅只是兩者的功能與結構不一樣。但是受電子工業發展趨勢的影響,目前集成電路的應用范圍相對更廣,所以分立器件在微電子制造技術應用中所占的比重逐漸減少,集成電路逐漸成為其核心技術。
在集成電路的制造過程中,微電子制造技術主要被應用在材料、工藝設備以及工藝技術三方面上,并且隨著產業化的發展,這三方面逐漸出現了產業分工現象。發展到今天,集成電路的制造產業分為了材料制備、前端工藝和后端工藝三大產業,這些產業相互獨立運作,各自根據市場需求不斷發展。
集成電路的種類有多種,相關的工藝也有差異,但各類集成電路制造的基本路徑大致相同。材料制造包括各種圓片的制備,涉及從單晶拉制到外延的多個工藝,材料制造的主要工藝有單晶拉制、單晶切片、研磨和拋光、外延生長等幾個環節,但并不是所有的材料流程都從單晶拉制走到外延,比如砷化稼的全離子注入工藝所需要的是拋光好的單晶片(襯底片),不需要外延。
前端工藝總體上可以概括為圖形制備、圖形轉移和注入(擴散)形成特征區等三大步,其中各步之間互有交替。圖形制備以光刻工藝為主,目前最具代表性的光刻工藝是45nm工藝,借助于浸液式掃描光刻技術。圖形轉移的王要內容是將光刻形成的圖形轉入到其他的功能材料中,如各種介質、體硅和金屬膜中,以實現集成元器件的功能結構。注入或擴散的主要目的是通過外在雜質的進入,在硅片特定區域形成不同載流子類型或不同濃度分布的區域和結構。后端工藝則以芯片的封裝工藝為主要代表。
3、微電子制造技術的發展趨勢和主要表現形式
總體上,推動微電子制造技術發展的動力來自于應用需求和其自身的發展需要。作為微電子器件服務的主要對象,信息技術的發展需求是微電子制造技術發展的主要動力源泉。信息的生成、存儲、傳輸和處理等在超高速、大容量等技術要求和成本降低要求下,一代接一代地發展,從而也推動微電子制造技術在加工精度、加工能力等方面相應發展。
從歷史上看,第一代的硅材料到第二代的砷化稼材料以及第二代的砷化稼到以氮化稼為代表的第三代半導體材料的發展,大都是因為后一代的材料在某些方面具備更為優越的性能。如砷化稼在高頻和超高頻方面超越硅材料,氮化稼在高頻大功率方面超越砷化稼。從長遠看,以材料的優越特性帶動微電子器件及其制造技術的提升和躍進仍然是微電子技術發展的主要表現形式。較為典型的例子是氮化稼材料的突破直接帶來藍光和白光高亮LED的誕生,以及超高頻超大功率微電子器件的發展。
微電子制造技術發展的第二個主要表現形式是自身能力的提升,其中主要的貢獻來自于微電子制造設備技術的迅速發展和相關配套材料技術的同步提升。光刻技術的發展最能體現出微電子制造技術發展的這一特點。光刻技術從上世紀中期的毫米級一直發展到今天的32nm水平,光刻設備、掩模制造設備和光刻膠材料技術的同步發展是決定性因素。這方面技術的提升直接促使未來微電子制造水平的提升,主要表現在:一是圓片的大直徑化,圓片將從目前的300mm(12英寸)發展到未來的450mm(18英寸);二是特征尺寸將從目前主流技術的45nm發展到2015年的25nm。
微電子制造技術發展的第三個表現形式是多種制造技術的融合。這種趨勢在近年來突出表現在鍺硅技術和硅集成電路制造技術的兼容以及MEMS技術與硅基集成電路技術的融合。由此可以預見的是多種技術的異類集成將在某一應用領域集中出現,MEMS可能首當其沖,比如M壓MS與MOS器件集成在同一芯片上。
4、結束語
綜上所述,在科技的推動和電子科技市場需求的影響下,微電子技術得到了快速的發展,直接帶動了以集成電路為核心的微電子制造技術水平的提升?,F如今微電子制造技術已經能夠實現納米級的集成電路產品制造,為電子產片的更新換代提供了良好的材料支持。以當前科技的發展趨勢來看,微電子制造技術在未來的電子器件加工中還將會有更大的發展空間,還需要我們加強研究,不斷提高微電子制造技術水平?!?/p>
參考文獻
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[2]李宗強.淺談微電子技術的發展與應用[J].科教文匯(中旬刊).2009(01)
本文針對電子產品自動化生產中PCB設計、SMT工藝設計、印刷缺陷、貼片缺陷和焊接缺陷問題,對電子SMT虛擬制造技術進行了研究。主要針對電子產品PCB設計與制造、電子SMT工藝設計與管理、電子SMT虛擬制造系統及其關鍵技術和SMT技術資格認證四個方面進行研究分析,實踐表明,通過電子SMT虛擬制造技術,能夠從更高的層面熟悉現代電子產品制造的全過程,了解目前電子產品制造中最先進的設備和技術,提高表面組裝質量和效率。
【關鍵詞】PCB設計 SMT工藝設計 缺陷 虛擬制造技術 資格認證
1 引言
在國內,電子SMT虛擬制造方面的研究只是剛剛起步,其研究也多數是在原先的cad/cae/cam和仿真等基礎上進行的,目前主要集中在虛擬制造技術的理論研究和實施技術準備階段,系統地研究尚處于國外虛擬制造技術的消化和國內環境的結合上。清華大學cims工程研究中心虛擬制造研究室是國內最早開展虛擬制造研究的機構之一,主要進行了虛擬設計環境軟件、虛擬現實、虛擬機床、虛擬汽車訓練系統等方面的研究;浙江大學進行了分布式虛擬現實技術、虛擬工作臺、虛擬產品裝配等研究;西安交大和北航進行了遠程智能協同設計研究;西北工業大學進行了虛擬樣機的研究。國內在虛擬現實技術、建模技術、仿真技術、信息技術、應用網絡技術等單元技術方面的研究都很活躍,但研究的進展和研究的深度還屬于初期階段,與國際的研究水平尚有很大的差距。我國的研究多集中于高等院校和少量的研究所,企業和公司介入的較少。
電子SMT虛擬制造是一門新興的、綜合性的先進制造技術,目前,大部分高職院校設立SMT電子制造相關培訓,但無實驗設備和條件,即使已有SMT生產線的,也無資金或產品讓學生開動生產線,學生只能走馬觀花式地參觀,沒有真正得到訓練。再有國家勞動部門的職業技能認證也只有電工、電裝工、焊接工等低端工種,沒有SMT相應的高端工種,影響了學生和企業對電子SMT教育的認同度。在電子類專業工程實訓和SMT實際生產中,為了能夠從更高的層面熟悉現代電子產品制造的全過程,了解目前電子產品制造中最先進的設備和技術,建立電子SMT虛擬制造系統和SMT認證培訓是最好的解決思路。
2 電子產品PCB設計與制造
包括PCB可制造性分析和PCB設計靜態仿真,PCB可制造性分析根椐用戶設計的Protel或Mentor電路PCB文件,自動檢測出用戶設計電路的錯誤;PCB設計靜態仿真直觀顯示設計的PCB板組裝后的情況(基板、器件、焊膏、焊點、膠點)。
3 電子SMT工藝設計與管理
包括SMT工藝設計和仿真、MIS管理,SMT工藝設計和仿真通過PCB設計的Demo板,依據總體設計中元器件數據庫、電路布線、工藝材料和現有SMT設備的實際情況來設計SMT生產線工藝流程,根據所設計的工藝流程,對其進行動態仿真,讓學生直觀選擇組裝方式,進行設備選擇和產能估算,最后確定自動化程度和工藝要求;MIS管理主要包括兩方面:一是了解品質管理和國際、國內的SMT標準。二是SMT印刷管理、SMT貼片管理、回流爐管理、SMT文件及資料管理、SMT設備管理。
4 電子SMT虛擬制造系統及其關鍵技術
包括絲印機、點膠機、貼片機、回流焊機、波峰焊機,AOI檢測機等虛擬制造及其關鍵技術。
電子SMT虛擬制造系統主要在SMT關鍵設備編程設計和制造之間建立聯系,將SMT關鍵設備的生產過程在計算機上以直觀、生動、精確的方式呈現出來,取代傳統的試機過程,縮短開發周期、降低成本、提高生產效率。下面以絲印機和貼片機為例:
絲印機主要對主流機型包括MPM、DEK和GKG絲印機進行CAM程式編程,再進行模板設計,最后模擬絲印機的界面、編程過程及控制參數的設置。
貼片機主要對主流機型包括YAMAHA、SAMSUNG、JUKI、FUJI、PANASONIC和SIEMENS貼片機進行編程,貼片機虛擬系統包括模擬編程模塊、貼片機2d/3d仿真模塊、貼片程序優化模塊和貼裝數據庫模塊。貼片編程首先通過EDA電路設計的數據導入確定貼片坐標,然后根據基板信息對標號Fiducial定位,設置Mark點,最后通過輸入的元器件信息確定送料器的分配、生成貼裝程序并調用程序進行生產動態模擬仿真。
5 SMT技術資格認證培訓
包括技術員(中職)、見習工程師(高職)、助理工程師(本科)、工程師(企業)和高級工程師(企業)五個等級的資格認證培訓。
考試分專業知識和實際操作兩部分,專業知識主要考查考生SMT電子制造的基礎知識能力、綜合運用能力、以及解決問題的能力。實際操作著重考查考生SMT電子制造實際動手能力。以見習工程師(高職)認證培訓為例,培訓系統將PCB設計、SMT生產線工藝設計、關鍵SMT設備編程、加工過程可視化仿真和可制造性評價系統集成,在計算機上以直觀、生動、精確的方式模擬出先進電子SMT制造技術。不僅可以使學生進一步掌握EDA電路設計技術,更可以使學生掌握SMT組裝技術和各種SMT關鍵設備技術,徹底改變了傳統的一把烙鐵學電子的局面。
6 結束語
本文對電子SMT虛擬制造技術進行了研究,針對印刷、貼片、焊接缺陷問題,通過電子產品PCB設計與制造、電子SMT工藝設計與管理、電子SMT虛擬制造系統及其關鍵技術和SMT技術資格認證四個方面來開展研究分析,實踐表明,電子SMT虛擬制造技術能夠從更高的層面熟悉現代電子產品制造的全過程,了解目前電子產品制造中最先進的設備和技術,并對關鍵SMT設備進行編程操作,將SMT關鍵設備的生產過程在計算機上以直觀、生動、精確的方式呈現出來,縮短開發周期、降低成本、提高表面組裝質量和效率。
參考文獻
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作者單位
關鍵詞:電子直線加速器加速系統制造技術
中圖分類號:TP273 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2012)03-0000-00
電子直線加速器是通過縱向磁場的作用來控制電子加速的,能夠較容易的引出電子流。同時,電子直線加速器在進行電子加速時帶來的輻射損失較少,能夠在高能和強流方面具有很大的應用前景。目前,國內主要在建造的是能量為30Mev的電子直線加速器。電子直線加速器的加速系統是整個制造過程中的關鍵,它主要是有加速管、耦合器以及聚束管三個部件組成。針對電子直線加速器加速系統制造時的技術要求進行研究,能夠更好地掌握具體的制造技術,從而完善國內的電子直線加速器的制造水平。
1、電子直線加速器加速系統在制造時的技術要求
1.1對制作結構和方法的要求
在這些部件制造工藝上,對制造結構和方法也有很高的要求。在電子加速過程中,這三個主要部件的在制作方法上都有著特定的程序,對每一個部件中的各個零件的選用到組裝都有規定,這些零件應該選擇精度較為準確的合格成品,在組裝過程中要盡量保持接觸良好,這樣才能夠防止在加速過程中出現造成磁場頻率異常的情況。
1.2對制作過程中尺寸的要求
由于電子直線加速器是一種比較機密的加速儀器,使得在制造過程中對其中部件的相關制造過程中的尺寸要求很嚴格。在制造加速管和聚束管時,它們的內外徑、管壁厚度都有著精確的要求,這樣才能夠保障在電子加速過程中不會出現因為尺寸誤差大而導致整個電子流的頻率受到影響。電子直線加速器的加速系統在制造過程中嚴格按照國內外的尺寸公差計算標準進行數據的精確計算,這樣能夠對整個加速管和聚束管的制造提供更加精良的指引作用。在耦合器的制造過程中也要保障每一個零件的尺寸精準度,防止因為尺寸偏差而造成電子加速出現畸形的情況。
1.3對部件表面光潔度的要求
電子流產生的微波是在加速管內進行加速運行的。在制造過程中生產部門仔細考慮到部件表面光潔度的要求,這樣電子留在加速管內通過時才能夠盡量維持原始的運動狀態,同時在加速過程中不會出現很大的偏差情況。同時聚束管和耦合器的制造過程中,對部件表面的光潔度也有嚴格的要求,按照斯坦福大學在制造電子加速系統的相關要求,生產部門在制造時要嚴格按照科學合理的工藝和流程來進行,這樣才能夠確保整個加速系統在運行過程中取得最好的效果。
2、電子直線加速器加速系統具體的制造技術
2.1加速管的制造技術
加速管的制造主要是三個方面:一是盤荷片的制造。在制造過程中要提高整個精車的轉速,認定精確的走刀量,這樣就能使得整個平面進行有效的精車。在制造過程中要對相應設備進行處理,避免制造時出現盤荷片的尺寸受到影響。防震也是盤荷片制造時尤其應該注意的地方,通過對馬達進行地基固定,結合膠合接縫處理的皮帶的使用,進而消除加工過程中產生的震動;二是,圓波導管的制造。整個加工過程要依照設計時的尺寸作為制造標準,同樣也需要對加工的裝置進行冷卻和,保障整個圓波導管在制成成品之后的表面光潔度和尺寸的精準度;三是,加速管的裝配。整個裝配過程就是零件之間的冷熱套。由于各個零部件的膨脹系數不一樣,在裝配時應該要嚴格控制相關零件在室溫下能夠存在一定的間隙,這樣當整個電子加速系統進行電子系統加速時能夠很好地維持整體的運行,不會因為受熱膨脹而產生變形或損害之類的情況。
2.2聚束管的制造技術
聚束管的制造技術也應該從三個方面來說:第一,聚束片的制造。在對集束片進行精車時,由于內控和外圓存在著差異,通常都是選用單片進行加工的,不同于均勻管的制造工藝。為了是集束片的導電性能符合電子加速系統的要求,通常會在它的表面鍍上一層銀,同時為了使得聚束片和管壁之間的接觸良好會鍍上一層金。這樣就能夠保證聚束片在電子系統的電子加速程序順利進行。第二,聚束圓波導管的制造。通常在生產制造過程中都是將聚束圓波導管分為三個節來進行的。材料上和均勻管的一樣,但是這三節的孔內徑不一樣。在粗加工之后一般都要進行退火處理,這樣能夠讓內應力得到消除,從而維持尺寸的穩定。第三,聚束管的裝配。聚束管由于盤荷片的尺寸存在差異,因此它的裝配不同于均勻管的,通常是采用單片裝配的方法。裝配過程中要調好定位器,將蒸汽通入到加熱器中,同時讓聚束管和導軸一起放入加熱器中。這就是大致的聚束管的裝配過程。
2.3耦合器的制造技術
耦合器的制造也是整個電子直線加速器電子加速系統的一個重要環節。耦合器的具體尺寸都是經過實驗來加以確定的。在制造過程中,技術人員會給耦合器設置幾個可調的主要參數,同時整個耦合孔也需要進行修改工作。環塞和圓片的外圓都應該先車成螺紋的,方便對它們的位置進行調整,同時圓形波導管也不用焊上,待各個參數都基本確定之后,才進行焊接。然后將環塞和圓片外圓上的螺紋車掉,利用冷壓法將這兩個部件裝配到耦合器的內部中來。同時,整個耦合器在制造過程中也要進行退火處理,目的還是為了減小和消除內應力,保持整個耦合器尺寸的精準度。另外,在耦合器的外部還應該焊接上相應的真空保護管和圓波導管,提升整個耦合器的保護作用和導電性能。
3、結語
綜上所述,電子直線加速器的加速系統在制造過程中通常都需要進行一系列的設計、測量精密加工和合理裝配等問題。目前在制造電子加速系統時在技術上還有一些可以改進和發展的空間,針對電子直線加速器的電子加速系統的制造技術進行深入的研究能夠幫助國內的制造技術不斷地進行改進和完善,同時推動電子直線加速器的應用。
參考文獻
關鍵詞 電子通信;制造業;技術創新;創新能力
中圖分類號 F426 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)111-0228-01
技術創新的本質是將市場的認可作為價值導向,通過提高企業、行業的競爭來達到目標。其主要的競爭內容包括新產品、新工藝等的設計,在經過技術的融合之后實現工程化、商業化,并應用到實踐中的一系列活動的總和,是決定產業發展能力的關鍵要素。
1 我國電子通信制造業技術創新能力現狀
我國三十一省、市、自治區以及直轄市的自然條件、社會經濟環境以及歷史淵源等都各不一樣,有的甚至存在很大的差異。但是,在在行業發展的過程中卻存在著不顧自身區域的資源優勢,而是盲目跟風,導致區域之間存在著重復發展、重復建設的問題,惡性競爭與產業同構的現象極為明顯。與此相對應的是出現區域產業創新能力不足、產業同構等問題頻現。因此,當前我國電子通信制造業技術創新的關鍵在于明確自身的優勢和劣勢,對各個地區以及各個制造業行業在電子通信行業中的水平差異,以此為基礎確定一個合理的技術創新途徑和方式,使得整個產業結構得以合理調整,產業資源得到合理分配,進而構建一個更加合理、科學的電子通信制造業區域,形成極具創新能力的電子通信制造業體系。
2 影響我國電子通信制造業技術創新能力的幾個因素
2.1 電子通信制造業整體技術水平
電子通信制造業的整體技術水平是建立在所有企業的技術能力基礎之上的,從企業的整個生產發展和競爭進程來看,企業的技術創新是和整個行業創新環境相互聯系的,單個企業的創新不能脫離整個行業而存在。
行業技術因素對企業的創新與發展具有直接的影響,具有先進生產設備的企業可以通過小規模的投入就能夠迅速的吸收并消化由此而帶來的先進技術,迅速通過創新技術優勢來擴大整個行業的生產規模。同時,通過覆蓋范圍寬泛、靈活應對的售后服務技術網絡,還能夠給創新技術生產的產品打下堅實的市場基礎,成為企業提升自身品牌的重要手段,促進整個產業市場競爭能力的提高。而企業的市場銷售能力同時還會影響到整個產業技術的創新能力,通過較強的綜合實力才能抓住機遇迅速形成新的生產力,最終促進整個產業的迅速發展。
2.2 技術研發經費的投入
技術研發經費是保證電子通信產品開發與創新的根本,它與整個行業的產品產值率、創新技術的開發數目以及技術對外轉讓等直接相關。相關資料分析表明,用于新技術、新產品研發經費與新產品的產值率之間的相關系數達到0.8。同時,當企業投入的技術研究經費越多時,企業的研發人員也就越多,在整體員工數中所占的比例也就越大,而且企業高學歷員工在整個員工隊伍中所占的比例自然得到提升,包括銷售、售后服務人員等,使得新產品的市場占有率得到提高。
2.3 技術創新機制
技術創新機制就是通過對技術創新制度進行合理安排,以確保產業技術創新得以有效進行。影響技術創新機制的相關因素:就技術創新工作的主體而言,技術創新機制指企業機制、政府宏觀調控機制、科技機制;就影響技術創新機制的因素而言,技術創新機制又包括融資機制、市場定位機制、人才引用機制;就技術創新過程而言,還包括開發機制、技術擴散機制、技術轉移機制、技術吸收和引進機制等。從具體的實踐來看,技術創新機制是保證電子通信制造業能力的根本保證,只有通過技術創新才能夠從根本上提高整個行業的技術創新能力。
3 提高我國電子通信制造業技術創新能力的策略
3.1 發揮行業協會作用,提高整個產業的發展水平
當前,全國范圍內的電子通信制造業產業協會還沒有完全形成,應該加快電子通信制造業協會在其中發揮的作用。
其一,要充分的發揮協會在其中的橋梁作用,提高研發成果的轉化率。作為技術創新成果轉化的一個重要中間環節,科技成果的轉化與推廣同時還是一個比較薄弱的環節。因此,產業協會則應該充分的發揮出其橋梁作用,努力做好技術研發中介與推廣的工作。通過開展展覽會、技術交流會、技術會以及構建技術成果轉移與轉化平臺等,提高整個產業的技術創新氛圍。同時,為了強化對外交流,還可以通過逐步與國際市場接軌的方式,在國內積極組織產品交易會、技術研討會等活動,提高創新技術與產品的生存能力。
3.2 增加技術創新投入,豐富融資渠道
近年來,我國的電子通信制造業R&D投入強度得到了逐年的提高,每年以1-2個百分數的速度得到發展。這充分表明我國政府已經開始重視電子通信制造業的發展,同時也開始通過發展高新技術產品,調整國民經濟產業結構的方式帶動整個產業的發展。但是,從目前的R&D投入水平來看,我國還與世界高新技術發達的國家之間還存在著較大的差距。
因此,我國應該積極的培訓創新資源,努力增加電子通信制造業的資金投入比例。其一,政府應該對電子通信制造業的資金投入進行積極引導,以國家財政預算投入作為引導,適當提高技術創新與研發在整個財政預算支出中的比例;其二,通過企業自主籌資以及銀行貸款等方式積極的吸收國內外資本進入高新技術風險投資項目。同時,以歐美資本國家操作手段為參考,采用低息、無息貸款方式為電子通信制造企業提供直接貸款、擔保貸款等,為這些企業的技術創新提供必要的資金;其三,將金融資本與電子通信制造企業的資本進行捆綁融合,通過資本創新的方式促進整個技術產業的發展;其四,利用企業優勢資源戰略重組的方式吸引外部投資,形成高新技術強強聯合體,提高整個行業的創新能力。
3.3 通過知識管理體系完善創新機制
創意的萌發是技術創新的開端,也就是當外界的微小信息進入企業的已經形成的完善體系之后,整個創新機制通過知識管理體系形成若干信息、知識的管理渠道,諸如企業信息網頁、數據庫以及各種非正式的交流渠道等,將這些信息、知識在企業內部的知識管理體系當中多次傳播、折射,而各個信息接受者就這些信息發表自己的觀念和意見,最后形成屬于企業所獨有的觀點,實現了創意的生成。
在企業認可了創意之后,將之作為創新的目標,積極的發動技術創新人員的主觀積極性,讓他們通過多種信息渠道獲得目標實現的最終途徑。在整個過程中,技術創新人員會根據經濟環境、社會環境、市場環境、產業發展環境等的綜合變化對創新目標進行適當的修正與調整,使得所創新的技術對象能夠更加接近市場需求,使得創新結構可以更好的轉化成為被市場認可的有價值物。
4 結束語
本文重點對影響我國電子通信制造業因素進行分析的基礎上,從產業整體發展水平、融資渠道以及創新機制的構建三個部分探討了提高我國電子通信制造業水平的幾個途徑,為我國電子通信制造業的發展提供參考。
參考文獻
[1]張靜.電子及通信設備制造業技術創新能力評價研究[D].南京航空航天大學,2009,03.
關鍵詞:電子產品;制造生產;3D打印技術;應用探討
3D打印技術起源于上世紀八十年代,對于二十一世紀的制造業具有一定的影響意義。3D打印技術的應用作為一種超快速的原型制造型技術,基于其本身具備的制造優勢被廣泛的應用于制造業內,伴隨著3D打印技術逐漸成型以及發展,使得其逐漸成為電子產品的研發以及研制領域不可或缺的重要性應用技術。與此同時,3D打印技術的應用領域在進一步的擴大,使得為電子設備行業的有效發展開辟出一條嶄新的道路,并且逐漸推動了科學研究以及工業化的發展。
1 對于3D打印技術的分析
1.1 3D打印技術的基本概念
3D打印技術又稱之為快速成型技術,主要是將機械工程技術、計算機輔助設計技術、逆向工程技術、分層技術、材料整合技術、數控機床技術、激光處理技術以及精密伺服驅動技術為一體的綜合性較強的實用性技術。首先,它能夠有效的借助于計算機輔助設計技術或者實體性逆向方法進而逐漸取得原型數據或者是三維式計算機輔設計數據,運用3D打印技術成型機,開始以逐個點、逐個平面進行材料“三維堆積”成型的工作,然后經過技術性的處理,使得在外觀方面、強度方面以及性能方面都能實現設計的基本要求。進而使其能夠實現以自動模式、直接模式、快速模式精準的將設計的整體思想積極的轉化為具備一定功能性的原型產品或者對零件進行直接性的制造。
一般情況下,將以離散為基礎逐漸形成堆積成型的原理制造技術稱之為快速制造技術,其主要包含了快速原型制造以及快速性成型制造的相關性原理。對于快速制造的基本定理定義為:以產品的計算機輔設計模型數據為驅動,對材料單元進行組裝并且制造出具備一定使用功能的零件的科學技術。3D打印技術是現代化快速制造技術中最先被研究出的技術,在這一基礎上,又逐漸衍生出快速制造工具、快速性生物支架制造等等。
1.2 3D打印技術的技術特點
3D打印技術的應用主要包含如下幾個顯著性的特點:第一,3D打印技術具備生產相對較快、生產及時、不拖延交付等實際特點。有利于有效的減少企業的生產庫存,并且能夠在最大程度上縮小企業長途運輸的實際成本;第二,3D打印技術的設計空間沒有限定,可以滿足任一產品的復雜程度,甚至能夠設計出只存在于大自然中的產品形狀;第三,3D打印技術具有較為良好性的視覺效果以及設計效果。3D打印技術的設計人員能夠在短時間內就看到產品的設計雛形,為產品的研發提供保障,并且有助于設計人員在充足的時間內對設計的產品進行科學化的校正以及檢驗;第四,3D打印技術能夠節約生產時間,縮減制造成本。3D打印技術能夠有效的省去開模、精磨等傳統工藝的束縛,使得形狀較為復雜化的產品的制造成本不會增加,可以采用分層制造的工藝有效的縮減部件組裝以及供應鏈,使得生產中的污染縮小到最低;第五,3D打印技術能夠有效地采用低技能制造精度較高的產品。現代化的數字化設計技術以及計算機控制有效的降低了產品對于技能的要求,使得數字精度的應用不再依托于操作者,而是將技能逐漸擴展到實體世界當中,甚至可以在遠程的條件下,以掃描技術、編輯技術以及對實體對象進行復制,逐漸創建出較為精確性的產品副本或者將原件進行優化。
2 優化3D打印技術在電子產品制造中的應用
2.1 現階段3D打印技術在電子產品生產中的有效應用
社會不斷在進步我國的經濟在持續性的發展中,電子產品制造行業的競爭壓力越來越大,各大商家為了想在市場競爭中占據一席之地,開始爭先恐后的推出新型的電子產品,以求領先于競爭對手。但是,在電子產品投入到市場的前期階段,我國的電視產品的檢測以及驗證會受到各個方面的制約,使其不能夠快速性的進入到市場競爭中,使得時間相對較為緊湊。為了有效的開發電子產品,對于開發前的樣機生產打印時間如果能夠有效的縮減是十分關鍵的,因此,在這樣緊迫的環境下,3D打印技術的推廣以及應用得到了開發商的認可以及肯定。對于各種塑膠產品或者金屬零件等的制造過程中,如果一旦沿用傳統型的方法,就需要采用開模進行生產,如果在開發階段就利用大量資金對模具進行開發就會產生不必要的成本浪費,并且對于電子產品的散熱性、電磁兼容性都會造成一定的影響,使得最終成型的零件形態直接受到影響。3D打印技術這種快速成型的生產工藝剛好能夠適應于樣機的生產性要求,使得以較快的速度直接加工成產出樣本機中一些極為關鍵性的零件構造,進而逐漸組裝成完整型的樣本機。這樣一來,在進行前期電子產品外觀效果驗證的情況下,逐漸使得電子產品進行散熱測試、電磁兼容測試、可裝配性測試、可使用性測試以及其他相關性的測試等。3D打印技術能夠有效的幫助設計人員逐漸發現設計過程中存在的諸多問題,并采用合理化的措施進行及時性的補救以及改正。3D打印技術有助于避免問題產品的生產,在強化產品的質量以及可靠性方面具有重要的作用。
2.2 3D打印技術的應用研究特點以及思考
對于3D打印技術在電子產品實際制造過程中的研究現狀具有如下的特點:對于原材料的打印多數為單一材料;通常情況下采用成型的電子設備進行制造;電子產品成型的精度具有一定的局限性;3D打印技術并不完善;3D打印技術的研究不夠成熟,應用范圍較小。電子產品制造中對于3D打印技術的具體要求與研究現狀中仍然有著較為明顯性的差距,在有效的借鑒其他領域中已經完善的3D打印技術之外,在進行電子產品的制造領域中還需要對一些內容進行重點研究:例如一般制造技術難以實現的構件制造材料;一般技術工藝難以實現的制造過程;電性能要求相對較高的成型精度研究等。
3 結束語
綜上所述,3D打印技術的應用具有其自身獨特的優勢,正在逐漸演變為推動變革的重要制造技術,并且成為了第三次工業化革命具有代表性的重要科學技術,成為國內外科技領域重點關注的對象,推動科學技術的研究以及應用的進展。現階段的3D打印技術開始廣泛性應用于電子產品制造行業以及電子制造技術領域,使得3D打印技術逐漸將傳統型的電子制造工藝、微組裝工藝以及立體組裝工藝等科學技術不能夠制作完成的產品進行快速制造,這一過程的實現還需要科技工作者進行全面性的研究以及探討。
參考文獻
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