- •Федеральное агентство по образованию и науке Российской Федерации
- •Лабораторная работа №1 Изучение технологии изготовления и основных параметров резисторов Цель работы:
- •Теоретические сведения.
- •Общие сведения о резисторах постоянного сопротивления Основные параметры резисторов постоянного сопротивления
- •Непроволочные резисторы
- •Проволочные резисторы
- •Основные сведения о технологиях изготовления постоянных резисторов
- •Резисторы переменного сопротивления
- •Основные параметры резисторов
- •Переменные регулировочные резисторы
- •Переменные подстроечные резисторы
- •Основные сведения о технологии изготовления переменных композиционных резисторов
- •Специальные резисторы Полупроводниковые терморезисторы
- •Основные параметры и характеристики
- •Технология изготовления терморезисторов
- •Полупроводниковые варисторы
- •Основные параметры и характеристики
- •Технология изготовления варисторов
- •Полупроводниковые фоторезисторы
- •Основные параметры фоторезисторов
- •Технология изготовления фоторезисторов
- •Домашнее задание
- •Лабораторное задание
- •Измерительные приборы, оснастка, образцы
- •Порядок выполнения работы
- •Требования к отчету
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Приложение 1 Цветовая маркировка миниатюрных резисторов постоянного сопротивления
- •Маркировка буквенно-цифровая
- •Маркировка переменных резисторов
- •Система обозначений
- •Маркировка специальных резисторов Маркировка термисторов
- •Система обозначений термисторов
- •Система обозначений варисторов
- •Лабораторная работа № 2 Изучение конструкции и технологии изготовления дискретных конденсаторов и оценка их электрических параметров.
- •Теоретические сведения
- •Классификация конденсаторов
- •Конденсаторы с органическим диэлектриком
- •Конденсаторы с неорганическим диэлектриком
- •Конденсаторы с оксидным диэлектриком
- •Конденсаторы с газообразным диэлектриком
- •Конструкции конденсаторов
- •Система условных обозначений и маркировка конденсаторов
- •Технология изготовления керамических конденсаторов Получение керамического шликера
- •Технология приготовления шликера
- •Технология литья пленки
- •Керамические материалы
- •Технология изготовления танталовых чип-конденсаторов
- •Домашнее задание
- •Лабораторное задание
- •100.(Сизм – Сном )/Сном.
- •Технологическое оборудование, оснастка, измерительные приборы и материалы
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Основные параметры ки
- •Конструкции и технологии изготовления ки
- •Классификация магнитных материалов. Ферриты
- •Порядок расчета
- •Пример расчета
- •Домашнее задание
- •Лабораторное задание
- •Технологическое оборудование, оснастка, измерительные приборы и материалы
- •Порядок выполнения работы
- •Требования к отчету
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Соединители и прочие коммутационные устройства
- •Электрические соединители. Классификация электрических соединений по их применению включает:
- •Токосъем – или
- •Соединение –
- •Основные параметры соединителей
- •У электростатического реле (рис 6,г) принцип действия основан на использовании кулоновских сил, которые обеспечивают притяжение подвижного электрода с мембраной к неподвижному.
- •Электронные реле (рис.6,д) представляют собой обычный электронный ключ, например на транзисторах (на биполярных, либо на кмоп или моп структурах и др.) (рис.7).
- •Резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности и прочие дискретные пассивные и активные эрк.
- •Резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности и прочие дискретные пассивные и активные эрк.
- •Общие сведения о корпусах дискретных полупроводниковых приборов
- •Общие сведения об устройствах индикации
- •Корпуса интегральных схем
- •Понятие о фильтрах и линиях задержки
- •Общие представления о резонаторах
- •Понятие о криоэлектронных приборах
- •Домашнее задание
- •Лабораторное задание
- •Инструменты приспособления и макетные образцы
- •Порядок выполнения работы
- •Результаты изучения компонентов в составе ячейки эвс
- •Требования к отчету
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа №5 Изучение технологии изготовления жидкокристаллических индикаторов
- •Теоретические сведения
- •Общие сведения о жидких кристаллах и их свойствах
- •Принцип работы жки
- •Особенности конструкции жки и технология её изготовления
- •Сравнительные характеристики разных типов индикаторов
- •Домашнее задание
- •Лабораторное задание
- •Макетные образцы
- •Порядок выполнения работы.
- •Требования к отчёту
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Приложение 1 Индикаторы на светоизлучающих диодах
- •Физические основы работы сид
- •Приложение 2 Индикаторы на электронно-лучевых трубках
- •Газоразрядные индикаторы
- •Вакуумные люминесцентные индикаторы
- •Приложение 5 Электролюминесцентные индикаторы
- •Накальные индикаторы
- •Электрохромные индикаторы
- •Электрофорезные индикаторы
- •Приложение 9 Электромеханические индикаторы
- •Лабораторная работа № 6
- •Линии передачи
- •Подложки и проводники мпл
- •Элементы, узлы и устройства
- •Фильтры
- •Генератор свч колебаний на лавинно-пролетном диоде (глпд)
- •Малошумящий усилитель (мшу)
- •Технология свч гис
- •Технология изготовления свч гис и мсб
- •Технологический маршрут изготовления свч гис и мсб
- •Аппаратура
- •Лабораторное задание
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Технологические среды и материалы для изготовления кристаллодержателя на гибком носителе (гн).
- •Анализ способов и методов сборки и монтажа кристаллодержателя на гн и выбор наиболее целесообразного.
- •Последовательность в изготовлении кристаллодержателя на гибком носителе.
- •Структура полиимидных носителей.
- •Конструкционные материалы.
- •Конструкции ленточных носителей
- •Полиимидный носитель с алюминиевыми выводами
- •Домашнее задание.
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Приготовление керамического шликера Состав керамического шликера
- •Минеральная составляющая
- •Растворители
- •Пластификаторы
- •Поверхностно-активное вещество (пав)
- •Этапы технологии приготовления шликер
- •Технология литья пленки
- •Изготовление заготовок слоев
- •Металлизация слоев
- •Изготовление основания кристаллодержателя
- •Герметизация корпусов
- •Материалы для производства керамических кристаллодержателей
- •Пасты для изготовления керамических кристаллодержателей
- •Требования к проводниковым пастам
- •Определение реологических требований к пасте
- •Реологические свойства пасты
- •Вязкость
- •Поверхностное натяжение
- •Исследования методов нанесения паст
- •Домашнее задание
- •Лабораторное задание
- •Материалы для выполнения лабораторной работы.
- •Порядок выполнения работы
- •Требования к отчету.
- •Контрольные вопросы.
- •Литература
- •Содержание
Основные сведения о технологиях изготовления постоянных резисторов
В технологии изготовления проволочных резисторов, в качестве резистивных элементов (РЭ), наиболее широко применяются такие сплавы, как манганин, константан и нихром.
Манганин (сплав Cu-Mn-Ni) можно легко получить в виде тонкой проволоки диаметром 0,02 мм. Малый температурный коэффициент сопротивления и повышенная стабильность сопротивления во времени достигается путем термической обработки манганина – отжигом при температуре 650-850К в вакууме с последующим медленным охлаждением.
Константан (сплав Cu-Ni) более термостоек по сравнению с манганином, используется в конструкциях, рабочая температура которых не превышает 700-730К. При нагреве до высоких температур на поверхности константана образуется пленка окислов, обладающих электроизоляционными свойствами, что позволяет в ряде конструкций производить намотку виток к витку, если напряжение между ними не повышает 1В. Константан обладает большой термо-ЭДС в контакте с медью или железом. Поэтому резисторы с РЭ, выполненным из константана, не применяют в точных измерительных схемах, так как возникающие ЭДС могут вызвать значительное увеличение погрешности измерения.
Хромоникелевые сплавы используют для получения РЭ с повышенной термостойкостью. Нихром обладает значительной стойкостью к окислению на воздухе при высоких температурах. Поэтому при многократных кратковременных включениях РЭ (выполненного из нихрома), при нагрузке его срок службы значительно меньше, чем при непрерывной электрической нагрузке.
В качестве изоляции микропровода применяют свинцово-боросиликатные стекла типа «нонекс» и «пирекс», состоящие из следующих основных компонентов: Al2O3, SiO2, Na2O, B2O3.
Получение микропроводов в стеклянной изоляции основано на свойстве стекла обладать пластичностью в широком диапазоне температур, что позволяет из широкой стеклянной трубки получить капилляр, и на свойствах жидких металлов кристаллизоваться, принимая форму капилляра. Создание металлической жилы и одновременное покрытие ее стеклянной изоляцией осуществляется на специальных установках.
К основным достоинствам микропровода можно отнести: гладкость металлической жилы и изоляции, отсутствие изломов и трещин, высокие электроизоляционные свойства, повышенные термостойкость и влагостойкость, возможность получения провода с очень малым диаметром, что позволяет конструировать различные изделия в миниатюрном исполнении.
Стеклянная изоляция микропроводов обладает значительно более высоким пробивным напряжением по сравнению с обычной эмалевой изоляцией, так как все виды изоляционных эмалей имеют точечные повреждения, появляющиеся в процессе сушки.
Изоляционные каркасы (основания) проволочных постоянных резисторов – это в большинстве случаев керамические трубки с напрессованными на концы колпачками из томпака (латунь (Cu + Zn) с добавлением Sn)
Намотку провода на изоляционные каркасы производят на специальном оборудовании, позволяющем регулировать натяжение провода и устанавливать необходимый шаг намотки.
Микропровод наматывают на каркас с помощью специальных станков с принудительной раскладкой микропровода, широким диапазоном скоростей и плавным пуском.
Диаметр каркаса, при котором гарантируется сохранность стеклянной изоляции, D0=150d, где d – диаметр микропровода в изоляции. Указанное соотношение справедливо лишь при намотке наиболее тонких проводов. С уменьшением диаметра каркаса чаще могут возникнуть дефекты намотки. Повреждения в микропроводе можно обнаружить путем погружения его в водный раствор фенолфталеина. При этом на проводящую жилу подается отрицательное напряжение, и по окраске раствора устанавливаются дефекты изоляции до появления видимых трещин.
Важным требованием, предъявляемым к проволочным резисторам является, как известно, сохранение их характеристик в течении длительного времени.
Причиной нестабильности характеристик резисторов являются напряжения, возникающие в процессе намотки микропровода, структурные изменения в металле, изменения свойств стеклянной изоляции в условиях повышенной температуры и влажности.
Горячая намотка способствует искусственному старению резистора, позволяет уменьшать изменение его сопротивления при эксплуатации.
Полное снятие механических напряжений и деформаций, а также прочих неоднородностей по всему объему микропровода повышает стабильность резисторов. С этой целью микропроволочные резисторы подвергают искусственному старению при повышенной температуре.
При изготовлении проволочных резисторов очень важна подгонка величины сопротивления к номинальному значению, что осуществляется путем снятия части обмотки, а также в процессе старения, при повышенной электрической нагрузке или температуре.
Защиту РЭ от климатических и механических воздействий часто осуществляют эмалевыми покрытиями. Эмали, применяемые в технологии изготовления резисторов, состоят из следующих компонентов: борной кислоты, плавикового шпата, кальцинированной соды, перекиси марганца и др. Повышение нагревостойкости и термостойкости эмали достигается добавлением кварцевого песка.
Резистивные элементы композиционных резисторов представляют собой гетерогенную систему (композицию).
Технологический принцип изготовления композиционных материалов основан на смешивании проводящего компонента, например графита или сажи, с органическими или неорганическими связующими компонентами, например фенольными и эфирными смолами (эпоксидной, глифталевой, кремнийорганической и др.), с наполнителем, пластификатором и отвердителем.
Отечественная промышленность выпускает композиционные резисторы с РЭ объемного и пленочного типа. Объемные РЭ получают прессованием композиционной смеси, пленочные – нанесением композиции на изоляционное основание.
В большинстве случаев проводящими компонентами композиций являются порошкообразные графит и сажа, обладающие высокой дисперсностью и сравнительно большим удельным сопротивлением. Связующие компоненты композиции, скрепляя и фиксируя структуру проводящего компонента, обеспечивают постоянство свойств композиций при воздействии влаги и температуры. В качестве связующих компонентов в композициях применяют органические и неорганические материалы. Основными связующими органическими материалами являются синтетические смолы, получаемые путем конденсации некоторых непредельных углеводородов: для объемных композиций в виде порошков, а для пленочных – в виде лаков.
Технология получения РЭ различных постоянных резисторов, выполненных на основе лакопленочных композиций, идентична. В качестве примера рассмотрим технологию получения РЭ композиционного резистора КИМ-0,125.
В качестве изоляционных оснований резисторов КИМ используют стеклянные штабики, которые получают из стеклянных прутков на специальном автомате. Стеклянный пруток подается на исходную позицию автомата, где производится его надрез и обламывание штабиков до необходимых размеров. Далее стеклянные штабики поступают на агрегат, где производится при высокой температуре сваривание штабиков с выводами – с проволокой из платинита (сплава Fe/Ni, покрытого тонким слоем Cu).
Для защиты от коррозии и повышения качества пайки выводы заготовок серебрят. Перед серебрением осуществляют снятие окислов с поверхности выводов путем травления в смеси азотной и борной кислот с добавлением хлористого натрия. Кислоту с поверхности заготовок удаляют путем промывки в проточной воде. Для лучшего сцепления осаждаемого серебра с платинитом заготовки на короткое время погружают в смесь серной и азотной кислот.
Чтобы получить хороший омический контакт с малым переходным сопротивлением между проводящим слоем и выводом, на концы заготовок наносят серебряную пасту, состоящую из углекислого серебра, флюса и канифольного раствора, взятых в определенном соотношении.
Проводящим компонентом композиции является сажа специального типа. Композицию для резисторов КИМ выполняют на основе смолы Э-10, применение которой позволяет получать определенное номинальное сопротивление путем термообработки РЭ при повышенной температуре.
Нанесение контактного слоя и термическая обработка РЭ осуществляются на специальной установке. Заготовки, переносимые первым транспортером, последовательно поступают под первые ролики намазки контактного слоя в печь восстановления серебра, под вторые ролики намазки и опять в печь восстановления серебра, после чего сбрасываются в пазы второго транспортера, который проносит их над ванночками с проводящей композицией и далее помещает в печь для сушки и полимеризации контактного и резистивного слоев. У полученных резисторов измеряется сопротивление, коэффициент напряжения и температурный коэффициент сопротивления. После контроля параметров резисторы подвергаются термической тренировке при температуре 180°С в течение 48ч. Далее производится сортировка резисторов на группы по сопротивлению. Увеличение сопротивления РЭ до требуемых значений производится путем нарезки спиральной канавки.
Далее производится термоподготовка, лакирование, двухразовая окраска и сушка. После сортировки по классам точности и термотренировки производятся маркировка, выдержка после тренировки, упаковка. Маркировка резисторов постоянного сопротивления приводится в приложении 1.
Для изготовления металлоокисных РЭ самой дешевой технологией является одновременное вытягивание из расплава тугоплавкого стекла в виде движущейся нити с нанесением (пульверизацией) на нее специального раствора на основе SnO2, ZnO, Sb2O3 при прецизионном контроле и регулировании температуры, уровня пленкообразующего раствора, давления в рабочей камере и скорости движения нити. Формирование выводов и прочие операции отличаются от технологий получения металлопленочных резисторов незначительно. Самые миниатюрные резисторы чип-конструкции изготавливаются с применением толсто- либо тонкопленочной технологий в зависимости от особенностей применения резисторов.