某電子公司PPT制作流程培訓(xùn)講義

＜FPC制作流程＞培訓(xùn)講義

制作

：郭文濤

撓性印制線(xiàn)路板FPCB的含義全稱(chēng)為FlexPrintCircuitBoard.是用柔性的絕緣基材製成的印刷電路

，相對(duì)於剛性印刷線(xiàn)路板來(lái)說(shuō)它可曲可撓，體積更小、重量更輕，在電子產(chǎn)品中起了導(dǎo)通和橋梁的作用，使產(chǎn)品性能更好，體積更小。FPC在航空、軍事、移動(dòng)通訊、手提電腦、電腦週邊、PDA、數(shù)位相機(jī)等領(lǐng)域或產(chǎn)品上得到了廣泛的應(yīng)用。(FlexPrintCircuitBoard)所採(cǎi)用的基材以聚酰亞胺覆銅板為主。此種材料耐熱性高、尺寸穩(wěn)定性好，與兼有機(jī)械保護(hù)和良好電氣絕緣性能的覆蓋膜通過(guò)壓制而成最終產(chǎn)品?；暮穸龋é蘭）18，35，50，70，105

聚酰亞胺(PI)25，35，50

聚酯(PET)25，50，75，100

印制線(xiàn)路板分類(lèi)*單面板*雙面板*多層板(2層以上)*軟板*硬板*軟硬板2、依材質(zhì)分1、依層數(shù)分印制線(xiàn)路板分類(lèi)目前我司生產(chǎn)工藝流程主要製程介紹

ProcessHighlights-

I裁切/發(fā)料MATERIALCUT（雙面）鉆孔DRILLINGPTH/一次銅PTH/Cu#1貼干膜/曝光EXPOSURE覆蓋膜壓合C/LLAMINATION貼覆蓋膜C/LASSEMBLY顯影/蝕刻/退膜DES（單面）上載板DRILLING主要製程介紹

ProcessHighlights

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II化錫SOLDERPLATING化金鍍金CHEMICALGOLD文字印刷SILKSCREEN電測(cè)PANELWORK貼背膠#2PIECEWORK最終檢査FQC#1成形OUTLINEPUNCH

裁切//Materialcut目的：將原本大面積材料裁切成所需要之工作尺寸；在開(kāi)料時(shí)﹐首先要做的工作是要認(rèn)清材料的型號(hào)﹔如﹕銅皮類(lèi)別﹕RA:壓延銅﹔ED電解銅﹔S﹕指單面板﹔D﹕指雙面板。品質(zhì)要求：

1.公差越小越好

2.板面須平整無(wú)屑

3.避免刮傷板面流程：

1.裁板作業(yè)者核對(duì)開(kāi)料單﹑工作指示單

2.檢查機(jī)臺(tái)及刀口狀況

3.裁切4.裁切完成檢查

5.依工作指示單要求烤板

5.交后工序鑽孔

鉆孔//Drilling雙面或多層板為使不同層面的上下線(xiàn)路導(dǎo)通而以鍍通孔的方式實(shí)現(xiàn)連接，在鍍通孔工藝前須先鑽孔以利於後續(xù)沉鍍銅；

目的：1.疊板數(shù)量

2.板方向打Pin方向板數(shù)量3.鉆孔程序文件名版別4.鉆針壽命5.對(duì)位孔須位于版內(nèi)6.斷針檢查7﹕進(jìn)刀速度﹐退刀速度﹔工作轉(zhuǎn)速8﹕工作環(huán)境有無(wú)在要求范圍內(nèi)注意事項(xiàng)(工藝參數(shù))：目的：將軟板通過(guò)上載板的形式實(shí)現(xiàn)“軟板硬做”,以增加流程的順暢性﹐易操作﹐降低報(bào)廢。流程：預(yù)熱過(guò)塑機(jī)至要求的溫度﹔刮刀清除載板上面的異物和突起﹔將軟板對(duì)準(zhǔn)貼在載板上﹔蓋好玻纖布﹐過(guò)過(guò)塑機(jī)。注意事項(xiàng)：載板膠的厚薄是否均勻﹔載板是否平整﹔

過(guò)塑機(jī)的溫度

上載板目的：通過(guò)化學(xué)清洗可以去除銅箔表面的氧化、油污、雜質(zhì)；粗化線(xiàn)路板表面；每清洗一次減少銅箔厚度0.03mil-0.04mil；流程：入料、微蝕、循環(huán)水洗、市水洗、抗氧化、循環(huán)水洗、市水洗、吸干、烘干、出料注意事項(xiàng)：溫度噴嘴壓力;微蝕液濃度;傳送速度。

化學(xué)清洗//ChemicalClean

化學(xué)沉銅//PTHPTH原理及作用

PTH即在不外加電流的情況下,通過(guò)鍍液的自催化(鈀和銅原子作為催化劑)氧化還原反應(yīng),使銅離子析鍍?cè)诮?jīng)過(guò)活化處理的孔壁及銅箔表面上的過(guò)程,也稱(chēng)為化學(xué)鍍銅或自催化鍍銅。目的：使得鑽孔后板子孔壁上沉上一層薄銅﹐為一步的鍍銅作準(zhǔn)備。2.PHT流程及各步作用

整孔→水洗→微蝕→水洗→酸洗→水洗→水洗→預(yù)浸→活化→水洗→速化→水洗→水洗→化學(xué)銅→水洗.

化學(xué)沉銅//PTHa.

整孔;清潔板面,將孔壁的負(fù)電荷極化為正電荷,已利與帶負(fù)電荷的鈀膠體粘附.

b.

微蝕;清潔板面;粗化銅箔表面,以增加鍍層的附著性.

c.酸洗;清潔板面;除去氧化層,雜質(zhì).

d.

預(yù)浸;防止對(duì)活化槽的污染.

e.

活化;使鈀膠體附著在孔壁.

f.

速化;將Pd離子還原成Pd原子，使化學(xué)銅能錫鍍上去。

g.化學(xué)銅：通過(guò)化學(xué)反應(yīng)使銅沉積于孔壁和銅箔表面。

PTH各槽作用及原理﹕

化學(xué)沉銅//PTH注意事項(xiàng)：藥水分析、沉積速率背光試驗(yàn)、上下板導(dǎo)致板的皺折

整板電鍍銅//Cu1#通孔經(jīng)化學(xué)沉銅後，因化學(xué)沉積的特點(diǎn)，孔銅較薄，為利於後面的加工及保證通孔的可靠性，必須進(jìn)行整板電鍍；電鍍銅是以外加電流的方式,使得槽液中的銅離子沉積在板面上。目的：注意事項(xiàng)：1.鍍層外觀2.鍍層結(jié)合力3.鍍層厚度均勻性4.微切片檢查有無(wú)孔破和鍍層厚度是否達(dá)到要求。參數(shù)控制﹕1﹕電流2﹕溫度3﹕時(shí)間4﹕有無(wú)開(kāi)搖擺和打氣。

干膜貼在板材上，經(jīng)露光后顯影后，使線(xiàn)路基本成型，在此過(guò)程中干膜主要起到了影象轉(zhuǎn)移的功能，而且在蝕刻的過(guò)程中起到保護(hù)線(xiàn)路的作用。

目的：

貼干膜//Exposure

干膜主要構(gòu)成：PE,感光阻劑，PET。其中PE和PET只起到了保護(hù)和隔離的作用。感光阻劑包括：連接劑，起始劑，單體，粘著促進(jìn)劑，色料。

干膜的結(jié)構(gòu)﹕

貼干膜//Exposure作業(yè)品質(zhì)控制要點(diǎn)：

1，為了防止貼膜時(shí)出現(xiàn)斷線(xiàn)現(xiàn)象，須先用無(wú)塵紙除去銅箔表面雜質(zhì)。

2，應(yīng)根據(jù)不同板材設(shè)置加熱滾輪的溫度，壓力，轉(zhuǎn)數(shù)等參數(shù)。

3，保證銅箔的方向孔在同一方位。

4，防止氧化，不要直接接觸銅箔表面，如果要氧化現(xiàn)象要用纖維刷刷掉氧化層。

5，加熱滾輪上不應(yīng)該有傷痕，以防止產(chǎn)生皺折和附著性不良。

6，貼膜后留置15min-3天，然后再去露光，時(shí)間太短會(huì)使干膜受UV光照射，發(fā)生的有機(jī)聚合反應(yīng)未完全，太長(zhǎng)則不容易被水解，發(fā)生殘留導(dǎo)致鍍層不良。

7，經(jīng)常用無(wú)塵紙擦去加熱滾輪上的雜質(zhì)和溢膠。

8，要保證貼膜的良好附著性。

品質(zhì)確認(rèn)：

1，附著性：貼膜后以日立測(cè)試底片做測(cè)試，經(jīng)曝光顯影后線(xiàn)路不可彎曲變形或斷等（以放大鏡檢測(cè)）

2，平整性：須平整，不可有皺折，氣泡。

3，清潔性：每張不得有超過(guò)5點(diǎn)之雜質(zhì)。

Mylar薄膜干膜銅箔膠保護(hù)膜

溫度110+/-5%壓力30--35PSI速度0.7---1m/min

1mil1.3mil1.5mil2.0mil注意事項(xiàng)及參數(shù)的控制常見(jiàn)干膜規(guī)格:

貼干膜//ExposureClear

明確

Change

變革Challenge

挑戰(zhàn)Create

創(chuàng)新

Credit

誠(chéng)信Wemaketheworldflexible.利用干膜的特性（僅接受固定能量的波長(zhǎng))將產(chǎn)品需求規(guī)格制作經(jīng)由照像曝光原理達(dá)到影像轉(zhuǎn)移的效果。目的：常見(jiàn)干膜：日立干膜杜邦干膜常見(jiàn)缺陷：針眼、短路、開(kāi)路、線(xiàn)路變粗、線(xiàn)路變細(xì)等

曝光Clear

明確

Change

變革Challenge

挑戰(zhàn)Create

創(chuàng)新

Credit

誠(chéng)信Wemaketheworldflexible.

曝光品質(zhì)確認(rèn)：

1，準(zhǔn)確性：a.定位孔偏移+0.1/-0.1以?xún)?nèi)

b.焊接點(diǎn)之錫環(huán)不可小于0.1mm（不可孔破為原則）

c.貫通孔之錫環(huán)不可小于0.1mm（不可孔破為原則）

2.線(xiàn)路品質(zhì)：不可有底片因素之固定斷線(xiàn)，針孔或短路現(xiàn)象。

底片的規(guī)格，露光機(jī)的曝光能量，底片與干膜的緊貼度都會(huì)影響線(xiàn)路的精密度。

*進(jìn)行抽真空目的：提高底片與干膜接觸的緊密度減少散光現(xiàn)象。

*曝光能量的高低對(duì)品質(zhì)也有影響：

1，能量低，曝光不足，顯像后阻劑太軟，色澤灰暗，蝕刻時(shí)阻劑破壞或浮起，造成線(xiàn)路的斷路。

2.能量高，則會(huì)造成曝光過(guò)度，則線(xiàn)路會(huì)縮細(xì)或曝光區(qū)易洗掉。

顯像即是將已經(jīng)暴過(guò)光的帶干膜的板材，經(jīng)過(guò)顯影液的處理，將未受UV光照射的干膜洗去而保留受到UV光照射發(fā)生聚合反應(yīng)的干膜使線(xiàn)路基本成型。

濃度溫度速度Na2CO3目的:注意事項(xiàng)：常用藥液：

顯影//Developing以蝕刻液來(lái)咬蝕未被干膜覆蓋的裸銅，使不需要的銅層被除去，僅留下必需的線(xiàn)路。目的：注意事項(xiàng)：1.速度(依據(jù)藥液濃度)2.溫度3.噴嘴壓力4﹕蝕刻藥水有無(wú)在要求范圍內(nèi)。蝕刻藥液的主要成分：氯化銅，雙氧水，鹽酸，軟水（溶度有嚴(yán)格要求）

常見(jiàn)缺陷蝕刻不足、(形成梯型銅)、蝕刻過(guò)量、開(kāi)路、短路、缺損、線(xiàn)寬、線(xiàn)距不準(zhǔn)等。

蝕刻//Etch以NaOH將留在線(xiàn)路上之干膜完全去除，線(xiàn)路即成型

速度(根據(jù)容液的濃度)；溫度

檢查去膜是否干凈,有無(wú)殘留并量線(xiàn)寬線(xiàn)距目的注意事項(xiàng):已蝕刻已去膜

去膜//Strip

在線(xiàn)路板的表面貼上保護(hù)膜(如圖)，防止線(xiàn)路被氧化及劃傷，同時(shí)起阻焊及絕緣﹐增加擾折性的作用。目的：

貼保護(hù)膜//CoverlayerAssembly外觀檢驗(yàn)：

1.銅箔上不可氧化。

2.coverlay裸露邊緣及鋪強(qiáng)邊緣不可有毛邊。

3.coverlay及鋪強(qiáng)內(nèi)不可有雜質(zhì)。

4.鋪強(qiáng)不可有漏貼之情形。

5.使用機(jī)器作業(yè)之產(chǎn)品，需檢驗(yàn)其不可以有氣泡，貼合不良，組合移位之情形。

目的:注意事項(xiàng):溫度時(shí)間壓力

壓合//Lamimation斷線(xiàn)等不良。熱壓作業(yè)包括傳統(tǒng)壓合，冷壓，快速壓合，烘干等幾個(gè)步驟；熱壓的目的是使保護(hù)膜或鋪強(qiáng)板完全粘合在扳子上，通過(guò)對(duì)溫度，壓力，壓合時(shí)間，副資材的層疊組合方式等的控制以實(shí)現(xiàn)良好之附著性的目的，并盡量降低作業(yè)中出現(xiàn)的壓傷，氣泡，皺折，溢膠，根據(jù)客戶(hù)圖紙需要，在相應(yīng)地方(如ZIF)貼補(bǔ)強(qiáng)，起加強(qiáng)硬度用。目的：

貼補(bǔ)強(qiáng)//StiffenerAssembly注意事項(xiàng)﹕

1﹕補(bǔ)強(qiáng)板移位

2﹕補(bǔ)強(qiáng)板是否牢固

通過(guò)電鍍形式在銅面上鍍上一層光亮的錫鉛,主要目的為提供SolderingInterface(焊錫面)。目的:化學(xué)清洗、微蝕(酸洗)、水洗、預(yù)浸、電鍍、水洗、中和(防氧化)、水洗、烘干。流程:

電鍍錫鉛//Tin/LeadPlating目的:流程:

電鍍金

通過(guò)電流沉積的方式﹐在銅面上沉積所需要鎳層和金層﹐以達(dá)到美觀﹐抗腐蝕的效果。

電金線(xiàn)流程及各步作用

酸洗（除油）→水洗→水洗

→微蝕→水洗→水洗→活化→水洗

→鍍鎳→水洗→水洗

→活化→水洗→鍍金

→熱水洗→水洗→ST--1→水洗

→水洗

電鍍金除油;清潔板面,將板面的氧化﹔污滯清潔干淨(jìng)﹐增加表面的結(jié)合力。

微蝕;清潔板面;粗化銅箔表面,以增加鍍層的附著性.

活化;清潔板面;除去氧化層,保護(hù)鎳槽。

鍍鎳﹔鍍上所需的鎳層﹐此時(shí)需注意鎳層的厚度﹔電流密度﹔時(shí)間﹔槽液溫度﹔藥水參數(shù)等。檸檬酸活化;

清潔板面﹐保護(hù)金槽。鍍金﹔此時(shí)需注意﹕金層厚度﹐電流密度﹔時(shí)間﹐溫度﹔藥水參數(shù)﹔有無(wú)在范圍內(nèi)。

電鍍金1﹕鍍層厚度是否達(dá)標(biāo)。2﹕金面顏色是否達(dá)標(biāo)﹐且均勻一致。3﹕附著力是否達(dá)標(biāo)。品質(zhì)管控重點(diǎn)﹕目的:

一網(wǎng)印的基本原理：

用聚脂或不銹鋼網(wǎng)布當(dāng)成載體，將正負(fù)片的圖案以直接乳膠或間接板模式轉(zhuǎn)移到網(wǎng)布上形成網(wǎng)板，作為對(duì)面印刷的工具。

印刷//SolderMaskPrinting印刷所用之油墨分類(lèi)及其作用防焊油墨----絕緣，保護(hù)線(xiàn)路

文字--------記號(hào)線(xiàn)標(biāo)記等

銀漿--------防電磁波的干擾

可剝膠------抗電鍍

目的:

一網(wǎng)印的基本原理：

用聚脂或不銹鋼網(wǎng)布當(dāng)成載體，將正負(fù)片的圖案以直接乳膠或間接板模式轉(zhuǎn)移到網(wǎng)布上形成網(wǎng)板，作為對(duì)面印刷的工具。

注意事項(xiàng)：

油墨粘度刮刀壓力刮刀角度刮刀速度常見(jiàn)缺陷:檢查其日期型號(hào)版本等，文字模糊文字錯(cuò)誤、少印、絲印偏移、網(wǎng)是否損壞、油墨是否烘干、油墨殘留及油墨附著力。

印刷//SolderMaskPrinting將已壓合結(jié)束的軟板18*24

12*18分割成條狀以滿(mǎn)足沖切時(shí)需要2.護(hù)膜的開(kāi)口1.對(duì)準(zhǔn)定位孔2.加蓋塑料蓋板3.壓力注意事項(xiàng)：目的

分割//Pre-Cutting目的:將多片之工作排板，依照客戶(hù)規(guī)格分切或切SLOT內(nèi)槽。外形要求：撓性印制線(xiàn)路板應(yīng)滿(mǎn)足客戶(hù)圖紙上規(guī)定的尺寸要求

沖切外形//ContourPunch

沖切外形//ContourPunch常見(jiàn)不良：

沖偏，壓傷，沖反，毛邊，翹銅，F(xiàn)PC破損等現(xiàn)象。

制程管控重點(diǎn)：模具的正確性，方向性，尺寸準(zhǔn)確性。

作業(yè)要點(diǎn)：

1﹑手對(duì)裁范圍不可超過(guò)對(duì)裁線(xiàn)寬度。

2﹑對(duì)裁后位待測(cè)之產(chǎn)品，必須把其導(dǎo)電線(xiàn)裁斷。

3﹑沖制及測(cè)試時(shí)上位孔不可孔破

4﹑產(chǎn)品表面不可有刮傷，皺折等。

5﹑沖偏不可超出規(guī)定范圍。

6﹑正確使用同料號(hào)的模具。

7﹑不可有嚴(yán)重的毛邊或拉料，撕裂或不正常凹凸點(diǎn)或殘膠及鋪強(qiáng)偏移，離型紙脫落現(xiàn)象。

8﹑安全作業(yè)，依照安全作業(yè)手冊(cè)作業(yè)。

沖切外形(Diecutoutline)目的:利用測(cè)試儀器對(duì)線(xiàn)路板的導(dǎo)通性及電性能進(jìn)行測(cè)試，確保線(xiàn)路板的電性能百分之百正確。注意事項(xiàng)：測(cè)試機(jī)壓力探針型號(hào)

電性能測(cè)試//（E-test)全面的對(duì)柔性線(xiàn)路板的外觀進(jìn)行檢驗(yàn)?zāi)康模?/p>

成品檢驗(yàn)//FQC目的：站在客戶(hù)的立場(chǎng)上對(duì)產(chǎn)品按AQL進(jìn)行全面抽檢，對(duì)產(chǎn)品的全尺寸作檢測(cè)，並與實(shí)驗(yàn)室協(xié)作進(jìn)行相關(guān)功能及可靠性試驗(yàn)，並向客戶(hù)提交出貨報(bào)告、PPAP相關(guān)資料。

成品品質(zhì)保證//FQA將產(chǎn)品按一定的數(shù)量，形式，包裝起來(lái)送交客戶(hù)手中

包裝出貨//Packing

出貨檢驗(yàn)//OQA在出貨前對(duì)產(chǎn)品的包裝方式﹑數(shù)量﹑標(biāo)識(shí)作抽查﹐以保証包裝及出貨的品質(zhì)。提問(wèn)及回答

Question&Answers

謝謝觀看/歡迎下載BYFAITHIMEANAVISIONOFGOODONECHERISHESANDTHEENTHUSIASMTHATPUSHESONETOSEEKITSFULFILLMENTREGARDLESSOFOBSTACLES.BYFAITHIBYFAITH2009電子大賽電機(jī)部分培訓(xùn)一、直流電機(jī)（）匯報(bào)人姓名圖4為采用內(nèi)部集成有兩個(gè)橋式電路的專(zhuān)用芯片L298所組成的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。驅(qū)動(dòng)芯片L298是驅(qū)動(dòng)二相和四相步進(jìn)電機(jī)的專(zhuān)用芯片，我們利用它內(nèi)部的橋式電路來(lái)驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)，這種方法有一系列的優(yōu)點(diǎn)。每一組PWM波用來(lái)控制一個(gè)電機(jī)的速度，而另外兩個(gè)I/O口可以控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，控制比較簡(jiǎn)單，電路也很簡(jiǎn)單，一個(gè)芯片內(nèi)包含有8個(gè)功率管，這樣簡(jiǎn)化了電路的復(fù)雜性，如圖所示IOB10、IOB11控制第一個(gè)電機(jī)的方向，IOB8輸入的PWM控制第一個(gè)電機(jī)的速度；IOB12、IOB13控制第二個(gè)電機(jī)的方向，IOB9輸入的PWM控制第二個(gè)電機(jī)的速度。

）

步進(jìn)電機(jī)是利用電磁鐵的作用原理，將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為線(xiàn)位移或角位移的電機(jī)。每來(lái)一個(gè)電脈沖，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，帶動(dòng)機(jī)械移動(dòng)一小段距離。特點(diǎn):（1）來(lái)一個(gè)脈沖，轉(zhuǎn)一個(gè)步距角。（2）控制脈沖頻率，可控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。（3）改變脈沖順序，可改變轉(zhuǎn)動(dòng)方向。應(yīng)用：由于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)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(jī)床、鐘表工業(yè)及自動(dòng)記錄儀等方面都有很廣泛的應(yīng)用二、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及其控制種類(lèi)：勵(lì)磁式和反應(yīng)式兩種。勵(lì)磁式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子上有勵(lì)磁線(xiàn)圈，依靠電磁轉(zhuǎn)矩工作。反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子上沒(méi)有勵(lì)磁線(xiàn)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(jìn)電動(dòng)機(jī)的原理結(jié)構(gòu)圖如下：ABCIAIBIC

定子內(nèi)圓周均勻分布著六個(gè)磁極，磁極上有勵(lì)磁繞組，每?jī)蓚€(gè)相對(duì)的繞組組成一相。采用Y連接，轉(zhuǎn)子有四個(gè)齒。定子轉(zhuǎn)子1、步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)2、步進(jìn)電機(jī)的工作原理

由于磁力線(xiàn)總是要通過(guò)磁阻最小的路徑閉合，因此會(huì)在磁力線(xiàn)扭曲時(shí)產(chǎn)生切向力，而形成磁阻轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)?，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(yùn)動(dòng)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(xiàn)的磁場(chǎng)，而磁力線(xiàn)總是力圖從磁阻最小的路徑通過(guò)，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子受到一個(gè)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(duì)齊?！叭唷敝溉嗖竭M(jìn)電機(jī)；“單”指每次只能一相繞組通電；“三拍”指通電三次完成一個(gè)通電循環(huán)。CA'BB'C'A3412

同理，B相通電時(shí)，轉(zhuǎn)子會(huì)轉(zhuǎn)過(guò)30角，2、4齒和B、B′磁極軸線(xiàn)對(duì)齊；當(dāng)C相通電時(shí)，轉(zhuǎn)子再轉(zhuǎn)過(guò)30角，1、3齒和C′、C磁極軸線(xiàn)對(duì)齊。1C'342CA'BB'ACA'BB'C'A3412

這種工作方式下，三個(gè)繞組依次通電一次為一個(gè)循環(huán)周期，一個(gè)循環(huán)周期包括三個(gè)工作脈沖，所以稱(chēng)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(dòng)起來(lái)。每一拍轉(zhuǎn)過(guò)30°(步距角)，每個(gè)通電循環(huán)周期(3拍)磁場(chǎng)在空間旋轉(zhuǎn)了360°而轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)90°(一個(gè)齒距角)。CA'BB'C'A3412CA'BB'C'A3412

A相通電，轉(zhuǎn)子1、3齒與A、A'對(duì)齊。

A、B相同時(shí)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(guò)15，到達(dá)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(duì)齊,又轉(zhuǎn)過(guò)15。3412CA'BB'C'AB、C相同時(shí)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(guò)15。三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的一個(gè)通電循環(huán)周期如下：AABBBCC

CA，每個(gè)循環(huán)周期分為六拍。每拍轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)15（步距角），一個(gè)通電循環(huán)周期(6拍)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)90(齒距角)。與單三拍相比，六拍驅(qū)動(dòng)方式的步進(jìn)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(dòng)時(shí)每個(gè)通電循環(huán)周期也分為三拍。每拍轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)30(步距角)，一個(gè)通電循環(huán)周期(3拍)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)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(shí)通電。

從以上對(duì)步進(jìn)電機(jī)三種驅(qū)動(dòng)方式的分析可得步距角計(jì)算公式：—步距角Zr

—轉(zhuǎn)子齒數(shù)m—每個(gè)通電循環(huán)周期的拍數(shù)實(shí)用步進(jìn)電機(jī)的步距角多為3和1.5。為了獲得小步距角，電機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子都做成多齒的。相數(shù)：產(chǎn)生不同對(duì)極N、S磁場(chǎng)的激磁線(xiàn)圈對(duì)數(shù)。常用m表示。拍數(shù)：完成一個(gè)磁場(chǎng)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(jī)轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒距角所需脈沖數(shù)，以四相電機(jī)為例，有四相四拍運(yùn)行方式即AB-BC-CD-DA-AB，四相八拍運(yùn)行方式即A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A.步距角：對(duì)應(yīng)一個(gè)脈沖信號(hào)，電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)的角位移用θ表示。θ=360度/（轉(zhuǎn)子齒數(shù)*運(yùn)行拍數(shù)），以常規(guī)二、四相，轉(zhuǎn)子齒為50齒電機(jī)為例。四拍運(yùn)行時(shí)步距角為θ=360度/（50*4）=1.8度（俗稱(chēng)整步），八拍運(yùn)行時(shí)步距角為θ=360度/（50*8）=0.9度（俗稱(chēng)半步）。3.步進(jìn)電機(jī)的靜態(tài)指標(biāo)術(shù)語(yǔ)定位轉(zhuǎn)矩：電機(jī)在不通電狀態(tài)下，電機(jī)轉(zhuǎn)子自身的鎖定力矩（由磁場(chǎng)齒形的諧波以及機(jī)械誤差造成的）靜轉(zhuǎn)矩：電機(jī)在額定靜態(tài)電作用下，電機(jī)不作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)軸的鎖定力矩。此力矩是衡量電機(jī)體積（幾何尺寸）的標(biāo)準(zhǔn)，與驅(qū)動(dòng)電壓及驅(qū)動(dòng)電源等無(wú)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(guò)分采用減小氣隙，增加激磁安匝來(lái)提高靜力矩是不可取的，這樣會(huì)造成電機(jī)的發(fā)熱及機(jī)械噪音。1)步距角精度

步進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)步距角的實(shí)際值與理論值的誤差。用百分比表示：誤差/步距角*100%。不同運(yùn)行拍數(shù)其值不同，四拍運(yùn)行時(shí)應(yīng)在5%之內(nèi)，八拍運(yùn)行時(shí)應(yīng)在15%以?xún)?nèi)。2)失步

電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的步數(shù)，不等于理論上的步數(shù)。稱(chēng)之為失步。3)失調(diào)角

轉(zhuǎn)子齒軸線(xiàn)偏移定子齒軸線(xiàn)的角度，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)必存在失調(diào)角，由失調(diào)角產(chǎn)生的誤差，采用細(xì)分驅(qū)動(dòng)是不能解決的。4)最大空載起動(dòng)頻率

4.步進(jìn)電機(jī)動(dòng)態(tài)指標(biāo)及術(shù)語(yǔ)電機(jī)在某種驅(qū)動(dòng)形式、電壓及額定電流下，在不加負(fù)載的情況下，能夠直接起動(dòng)的最大頻率。5)最大空載的運(yùn)行頻率

電機(jī)在某種驅(qū)動(dòng)形式，電壓及額定電流下，電機(jī)不帶負(fù)載的最高轉(zhuǎn)速頻率。6)運(yùn)行矩頻特性

電機(jī)在某種測(cè)試條件下測(cè)得運(yùn)行中輸出力矩與頻率關(guān)系的曲線(xiàn)稱(chēng)為運(yùn)行矩頻特性，這是電機(jī)諸多動(dòng)態(tài)曲線(xiàn)中最重要的，也是電機(jī)選擇的根本依據(jù)。如圖2所示：圖2力矩與頻率曲線(xiàn)圖環(huán)形分配器、功率放大器以及其它控制線(xiàn)路組合構(gòu)成步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其方框圖如圖4，在下一節(jié)的方案選擇時(shí)，也是按照驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行。5.步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖4步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)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(guò)程稱(chēng)為脈沖分配。例如：三相步進(jìn)電機(jī)的三拍工作方式，其各相通電順序?yàn)锳-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(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向

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

(3)控制步進(jìn)電機(jī)的速度

如果給步進(jìn)電機(jī)發(fā)一個(gè)控制脈沖，它就轉(zhuǎn)一步，再發(fā)一個(gè)脈沖，它會(huì)再轉(zhuǎn)一步。兩個(gè)脈沖的間隔越短，步進(jìn)電機(jī)就轉(zhuǎn)得越快。調(diào)整單片機(jī)發(fā)出的脈沖頻率，就可以對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速。

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

工作電壓方式：直流

工作電壓：信號(hào)端4~6V、控制端5~36V

調(diào)速方式：直流電動(dòng)機(jī)采用PWM信號(hào)平滑調(diào)速。

特點(diǎn)：

1、可實(shí)現(xiàn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)及調(diào)速。

2、啟動(dòng)性能好，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大。3、工作電壓可達(dá)到36V，4A。

4、可同時(shí)驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)直流電機(jī)。

5、適合應(yīng)用于機(jī)器人設(shè)計(jì)及智能小車(chē)的設(shè)計(jì)中。

實(shí)例一：用L298驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)直流減速電機(jī)的電路。引腳A，B可用于PWM控制。如果機(jī)器人項(xiàng)目只要求直行前進(jìn)，則可將IN1，IN2和IN3，IN4兩對(duì)引腳分別接高電平和低電平，僅用單片機(jī)的兩個(gè)端口給出PWM信號(hào)控制A，B即可實(shí)現(xiàn)直行、轉(zhuǎn)彎、加減速等動(dòng)作。

實(shí)例二：用L298實(shí)現(xiàn)二相步進(jìn)電機(jī)控制。將IN1，IN2和IN3，IN4兩對(duì)引腳分別接入單片機(jī)的某個(gè)端口，輸出連續(xù)的脈沖信號(hào)。信號(hào)的快慢決定了電機(jī)的轉(zhuǎn)速。改變繞組脈沖信號(hào)的順序即可實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。圖13L298驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)伺服電動(dòng)機(jī)又稱(chēng)執(zhí)行電動(dòng)機(jī)。其功能是將輸入的電壓控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為軸上輸出的角位移和角速度，驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象。伺服電動(dòng)機(jī)可控性好，反應(yīng)迅速。是自動(dòng)控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備中常用的執(zhí)行元件。伺服電動(dòng)機(jī)可分為兩類(lèi)：交流伺服電動(dòng)機(jī)和直流伺服電動(dòng)機(jī)三、伺服電動(dòng)機(jī)及其控制1、交流伺服電動(dòng)機(jī)

交流伺服電動(dòng)機(jī)就是一臺(tái)兩相交流異步電機(jī)。它的定子上裝有空間互差90的兩個(gè)繞組：勵(lì)磁繞組和控制繞組，其結(jié)構(gòu)如圖所示。勵(lì)磁繞組控制繞組杯形轉(zhuǎn)子內(nèi)定子交流伺服電動(dòng)機(jī)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(jí)對(duì)數(shù)n0:電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)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(dòng)機(jī)以單相異步電動(dòng)機(jī)原理為基礎(chǔ)，從圖5—2可以看出，勵(lì)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(hào)輸入時(shí)，兩相繞組便產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。該磁場(chǎng)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(chǎng)以一定的轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái).放大器檢測(cè)元件控制信號(hào)+–+–控制繞組勵(lì)磁繞組+++–––11(b)相量圖交流伺服電動(dòng)機(jī)的接線(xiàn)圖和相量圖(a）接線(xiàn)圖交流伺服電動(dòng)機(jī)的接線(xiàn)圖和相量圖放大器檢測(cè)元件控制信號(hào)+–+–控制繞組勵(lì)磁繞組+++–––1勵(lì)磁繞組串聯(lián)電容C,是為了產(chǎn)生兩相旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。適當(dāng)選擇電容的大小，可使通入兩個(gè)繞組的電流相位差接近90,從而產(chǎn)生所需的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)?？刂齐妷号c電源電壓頻率相同，相位相同或反相。勵(lì)磁繞組固定接在電源上，當(dāng)控制電壓為零時(shí)，電機(jī)無(wú)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)。放大器檢測(cè)元件控制信號(hào)+–+–控制繞組勵(lì)磁繞組+++–––1

若有控制電壓加在控制繞組上，且勵(lì)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(chǎng)。在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下，轉(zhuǎn)子便轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。交流伺服電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)：不僅要求它在靜止?fàn)顟B(tài)下，能服從控制信號(hào)的命令而轉(zhuǎn)動(dòng)，而且要求在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)如果控制電壓變?yōu)榱?，電?dòng)機(jī)立即停轉(zhuǎn)。如果交流伺服電動(dòng)機(jī)的參數(shù)選擇和一般單相異步電動(dòng)機(jī)相似，電動(dòng)機(jī)一經(jīng)轉(zhuǎn)動(dòng)，即使控制等于零，電動(dòng)機(jī)仍繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)失去控制，這種現(xiàn)象稱(chēng)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(dòng)機(jī)的特性可知，轉(zhuǎn)子電阻值對(duì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性有較大的影響，如圖5—4所示。當(dāng)轉(zhuǎn)子阻值增大到一定程度，例如圖中r23時(shí)，最大轉(zhuǎn)矩可出現(xiàn)在s=l附近。為此目的，把伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子電阻r2設(shè)計(jì)得很大，使電動(dòng)機(jī)在失去控制信號(hào)單相運(yùn)行時(shí)，正轉(zhuǎn)矩或負(fù)轉(zhuǎn)矩的最大值均出現(xiàn)在Sm>1的地方，這樣可得出圖5—5所示的機(jī)械特性曲線(xiàn)。

圖5—5中曲線(xiàn)l為有控制電壓時(shí)伺服電機(jī)的機(jī)械特性曲線(xiàn)，曲線(xiàn)T+和T-為去掉控制電壓后，脈動(dòng)磁場(chǎng)分解為正、反兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩曲線(xiàn)。曲線(xiàn)T為去掉控制電壓后單相供電時(shí)的合成轉(zhuǎn)矩曲線(xiàn)。從圖中可看出，它與異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線(xiàn)不同，是在第二和第四象限內(nèi)。當(dāng)轉(zhuǎn)速n為正時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩T為負(fù)，當(dāng)n為負(fù)時(shí)，T為正，即去掉控制電壓后，單相供電時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩的方向總是與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反，所以，是一個(gè)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。由于制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的存在，可使轉(zhuǎn)子迅速停止轉(zhuǎn)動(dòng)，從而避免“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象。電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)所需要的時(shí)間，比兩相電壓Uf和Uc同時(shí)取消、單靠摩擦等制動(dòng)方法所需的時(shí)間要短得多。這正是兩相交流伺服電動(dòng)機(jī)在工作時(shí)，勵(lì)磁繞組始終接在電源上的原因。增大伺