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Sn/Ag3.5-4.0合金在混合電路與電子組裝工業的使用時間較長。正因如此,部分業者對使用Sn/Ag作為一種無鉛替代合金感覺得心應手。但不巧的是這種合金存在幾方面的問題。首先這種合金的熔融溫度(221度)和峰值回流溫度(2400-260度)對于許多表面安裝部件和過程來說顯得偏高。此外,這種合金還含有3.5-4%的銀,對某些應用構成成本制約。而最主要的問題是這種合金會產生銀相變問題從而造成可靠性試驗失效。
我們注意到,在進行疲勞試驗(結果如表1)時,Sn96/Ag4在其中一種循環設置上產生了失效。對此問題作進一步研究得出的結論是:失效起因于相變。相變的產生是因合金的不同區有著不同的冷卻速率而致。
為對此問題進行深入研究,用一根Sn96/Ag4焊條,從底部對其進行回流加熱及強制冷卻,以便對其暴露在不同冷卻速率下的合金的微結構進行觀察。Sn96/Ag4合金按冷卻速率的不同產生三種不同的相。由此考慮同樣的脆性結構會存在于焊接互連中,從而造成焊區失效。正是由于這種原因,大多數OEM及工業財團反對把Sn/Ag作為主流無鉛合金來用。銀相變問題的存在也對高銀Sn/Ag/Cu合金提出了質問。
Sn/Ag/Cu合金
盡管涉及專利保護方面的問題,世界大部分地區還是傾向選用Sn/Ag/Cu合金。但到底選擇什么樣的合金配方?本文將重點討論兩種Sn/Ag/Cu合金:受各種工業財團推崇的Sn/Ag/Cu0.5合金和相應的用作低銀含量合金的Sn/Ag2.5/Cu0.7/Sb0.5。
兩種Sn/Ag/Cu合金的比較
在討論兩種合金體系的可靠性試驗結果之前,先憑經驗對兩種合金作一比較是有益的。大體上看兩種合金很相似:兩者都具有極好的抗疲勞特性、良好的整體焊點連接強度以及充足的基礎材料供應。但兩者之間確也存在一些細微的差異值得討論。
熔點
兩合金的熔點極為相似:Sn/Ag4/Cu0.5熔點為218度,Sn/Ag2.5/Cu0.7/Sb0.5熔點為217度。業界對這種差異是否構成對實際應用的影響存在爭議。但如能對回流過程嚴格控制,熔點溫度變低會因減少元件耐受高溫的時間而帶來益處。
潤濕
兩種合金比較,自然地會對選擇高銀含量合金的做法抱有疑問,因為銀含量變高會增加產品成本。有臆測認為高銀合金有助于改進潤濕。但潤濕試驗結果顯示,低銀含量合金實際上比高銀合金潤濕更強健和更迅速。
專利態勢
工業界渴望找到一種廣泛可獲的合金。因此,專利合金是不大受歡迎的。盡管Sn/Ag4/Cu0.5合金沒有申請專利,而Sn/Ag2.5/Cu0.7/Sb0.5已申請了專利,但選擇時需要全面了解兩種合金的專利約束作用和實際供應源情況才好確定。
上面已談到,Sn/Ag2.5/Cu0.7/Sb0.5合金已獲專利。但它已授權給焊料制造商使用,對授權使用者無數量限制和無轉讓費用。目前,這一合金可通過北美、日本和歐洲的數家焊料廠商在全球范圍內獲取。盡管Sn/Ag4/Cu0.5合金沒有申請專利,但用這種合金制成的焊點連接是有專利的,而在美國具有這種產品銷售授權的電子級焊料廠商的數量極為有限。
盡管用Sn/Ag4/Cu0.5制作的焊點有可能侵犯現有的專利權,但業界還是建議使用這種合金。人們曾假想地認為,通過給這種系統施加預先工藝可以避開專利糾紛。但這種想法是錯誤的,因為大多數的專利說明都會涉及合金成份和應用范圍(焊點)兩部分內容。換句話說,如果預先工藝能夠得到證實,突破專利的合金成份限制是可能的。但如果專利說明做得很完善,那么還需向聲明了電子裝配焊接特定用法的應用部分進行挑戰。總的來說,這意味著即使制造商正在使用一種專利規定范圍(如Sn/Ag4/Cu0.5)以外的合金,但如果在制造過程中,此合金"偶獲"基礎金屬成分(一般為銅)并因而形成一種含有專利規定范圍內的成份構成的金屬間化合物的話,那么該制造商就會因侵犯了專利權而受到法律的裁決。
金屬成本
專利載明的銀含量范圍為3.5%-7.7%。如此高的銀含量使得焊料的大量使用變得成本高昂;裝填波峰焊鍋時,每1%的銀大約使成本增加0.66美元/磅(見表2)。為控制成本,有人建議在波峰焊應用中使用不含銀的無鉛合金,在表面安裝應用中使用含銀合金。但正如下面所要討論的,使用這種方法會因Sn/Cu和雙合金工藝存在不足而造成失效。
Sn/Cu的工藝缺陷
遏制成本的想法雖說合情合理,但引用Sn/Cu需要考慮幾方面的因素。第一,此合金的熔融溫度為227度,使其在許多溫度敏感應用上受限。此外,它比其它無鉛焊料的濕潤性差,在許多應用中需引入氮和強活性助焊劑并可造成與潤濕相關的缺陷,這點已得到廣泛證明。還有,一般來講Sn/Cu表面張力作用較低,在實施PTH技術時容易進入套孔(barrel)中,且缺乏表面安裝裝配過程所要求的耐疲勞強度。最后一點,該合金的耐疲勞特性差,可導致焊區失效,從而抵銷了節省成本的初衷。
雙合金裝配
還應注意的是,除Sn/Cu引起相關問題外,使用雙焊料合金(SMT過程使用Sn/Ag/Cu,波峰焊使用Sn/Cu)也存在問題。Sn/Ag/Cu、Sn/Cu混用不宜提倡,因為這會造成合金焊點連接的不均勻性。如果這一情形出現,那么制成的焊點會因不能消除應力和應變而易產生疲勞失效。由于存在這些潛在的混用問題,因此在進行修復或修補時就需要開列兩種合金的存貨清單,并給出具體的指令進行監控,以使兩合金不發生混用。然而,經驗顯示,不論對這種情形監控得多好,操作員都會趨向使用易用性最好也即流動性最好且熔融溫度較低的焊料。因此,盡管焊點最初由Sn/Cu來裝配,但大量修補工作可能會用Sn/Ag/Cu合金來完成。如果兩種產品都在生產現場使用,那么RA會常用到,不只是好用的問題。雙合金裝配工藝的要害問題是會導致潛在的可靠性失效且很難對此進行有效地監控。
焊點連接的可靠性試驗
為分析Sn/Ag/Cu和Sn/Cu的可靠性,對它們進行各種熱和機械疲勞試驗。試驗描述和試驗結果如下:
熱循環試驗結果
測試板用Sn/Cu0.7、Sn/Ag4/Cu0.5和Sn/Ag2.5/Cu0.7/Sb0.5,以及1206薄膜電阻器制作。之后在-40度到125度的溫度范圍內,以300、400、500次的15分循環量對該板施以熱沖擊。然后將焊點分切,檢查是否存在裂痕。
試驗后檢查的結果顯示,Sn/Cu合金由于濕潤性不好導致某些斷裂焊點的產生。此外,成形很好的Sn/Cu焊點在施以第三種500次重復循環設置的試驗時,也顯示有斷裂。
有意思的是Sn/Ag4/Cu0.5和Sn/Ag2.5/Cu0.7/Sb0.5合金在經歷高達500次重復的試驗后沒有任何斷裂跡象。這顯示出Sn/Ag/Cu合金具有Sn/Cu無法比擬的極為優異的耐熱疲勞性。但需要注意的是,Sn/Ag4/Cu0.5合金在經過熱循環處理后焊點的晶粒(grain)結構的確產生了一些變化。
機械強度-撓性測試
測試板用Sn/Cu0.7、Sn/Ag4/Cu0.5和Sn/Ag2.5/Cu0.7/Sb0.5,以及1206薄膜電阻器制作,對它進行撓性測試。用Sn/Cu0.7制作的焊點在撓性測試中產生斷裂,這顯示焊點不能承受大范圍的機械應力處理。相反由Sn/Ag4/Cu0.5和Sn/Ag2.5/Cu0.7/Sb0.5制作的焊點卻滿足所有的撓性測試要求。
混合解決方案?
中國翻譯的歷史源遠流長,影視翻譯卻少有人涉足。由于跨文化交流的日益廣泛和深入,越來越多的國產影視作品沖出國門,外國的譯制片也蜂擁而入,令人目不暇接。動畫片、文化片、驚險片、恐怖片等題材廣泛,作品的產量逐年增加,涉及的人群更是男女老幼,皆可欣賞。影視作品翻譯情景大好。影視翻譯是一個新興的翻譯領域,尤其是字幕的翻譯,更是不同于其他形式。它在語言的邏輯性,藝術性,感染力等方面都有更高的要求:較之單純的文學翻譯,又有更高的通俗性和廣泛性。因此影視翻譯中的真正難點并不在于詞匯或是文章的嚴謹縝密,而往往在于最普通最地道的語言。
錢紹昌教授曾極為精辟地將影視翻譯的特點歸納為五個特性:聆聽性、綜合性、瞬間性、通俗性與無注性,字幕的語言受時間,空間限制,BasilHatim和IranMason就曾指出過:“從空間上來說,屏幕上字幕不超過兩行,一般來說每行最多33個字符數(有時可達40個)。從時間上來說,字幕在屏幕上最少停留2秒鐘,最多停留7秒。”在這么短的時間內既要人們明白內容,又要讓人們欣賞到畫面,還不能添加注釋,這就給字幕的翻譯增加了難度。因此,語言簡潔,符合人物個性,淺顯易懂是其基本的要求,在理解的基礎上,還不能影響觀眾的視覺享受和對異域文化的領略。
電影是雅俗共賞的,翻譯電影一定要讓觀眾看起來感到熟悉和親切,不會因為缺乏相關的文化背景而感到不能理解。要想有此效果,就必須使自己的譯文在“順”字上靠近大眾,清楚明白,通俗易懂,例如“What’sdonecannotbeundone。”這一句在小說里可譯為“木已成舟”或“生米煮成了熟飯”,但在影視翻譯中,后者卻是最佳選擇。
文學翻譯中存在兩種觀點,翻譯的歸化與異化(domesticationandforelgnizing),是美國翻譯理論家LawrenceVenuti提出的表示翻譯策略的術語,在字幕翻譯中同樣適用。歸化旨在盡量減少譯文中的異國情調,為讀者提供一種透明、自然流暢的譯文。而異化翻譯則是譯文沖破常規,保留源文中的異國情調。
一、翻譯的異化
隨著全球化進程的加快,字幕翻譯的異化現象越來越明顯。美國情景喜劇《老友記》,女主人公莫尼卡向客人介紹她所做的飯時說:“Yeah,Ithinkwe’rereadyforourfirstcourse。Ok,um,thesearerot—shrimpravioli,andcilantropandousauce,有人將此處的“ravioli”翻譯成為云吞。然而“ravioli”其實是指一種方形的意大利食品,內有餡。而云吞是中國廣東傳統地方食品,如果這樣翻譯,很多的中國觀眾就會想,原來外國人也會做中國地方菜,這樣既曲解了原意又不利于觀眾了解外國文化。所以使用異化的翻譯方式譯為“意大利小方餃”就更為恰當。
《阿甘正傳》是中國觀眾非常熟悉的一部好萊塢作品,曾一舉獲得1995年奧斯卡最佳電影、最佳男主角、最佳導演等六項桂冠。該劇以獨特的視角展現了美國幾十年來社會政治生活中的重要事件。片中語言貼近生活,政治、宗教等文化內涵豐富,許多對白被奉為經典而廣為傳頌:
Forrest:LieutenantDan,whatareyoudoinghere?
LieutenantDan:Well,thoughtI’dtryOUtmysealegs。
福雷斯:丹中尉,你來做什么?丹中尉:嗯,我想到海中施展拳腳。劇中“sealeg”的含義是“不暈船”,此處譯者沒有直接使用歸化的策略,將其譯為“我想來看看我暈不暈船”,而是采用異化策略,保留了源語中“海”和“拳腳”的文化意象,這是符合人物個性的。首先,丹中尉出身軍人,言語中必然會有幾分豪邁和張狂;其次,丹中尉在越戰中失去雙腿,強調他仍然有“腳”可施展,體現他不服輸、敢與命運斗爭的性格,為他最終的成功埋下了伏筆。
又如中國電影《功夫》中“洪家鐵線拳”,采用異化策略譯為“IronFistfromtheHungSchool”;“昆侖派的蛤蟆功”譯為“theToadStyleofKwanLunSchool”:“虎行”譯為“TigerStyle”。通過這些字幕的翻譯,使得異域觀眾有機會走進中國文化,體會中國武學的博大精深。
二、翻譯的歸化
隨著文化的滲入,異化策略的使用確實是越來越明顯,但不代表可以不再使用歸化策略,每種語言都有自己的句法特點,在句子結構的翻譯上還是盡可能使用歸化的方式,當然也不可生搬硬套。
《阿甘正傳》中阿甘從中國回去后描述自己出名的一句話:“Iwasanationalcelebrity,famouseventhanCaptainKangaroo,”在這句話里面,阿甘說自己比“CaptainKangaroo”還有名。而“CaptainKangaroo”指的是美國的一個兒童電視節目中的主人公,此劇多次獲獎,可謂在美國家喻戶曉。但是在中國恐怕沒有幾個人知道這是誰。因此如果采取異化的方式翻譯成“回國后我成了英雄,比卡通片里的那個有名的袋鼠上尉還出名”,大部分人會摸不著頭腦。而如果采取歸化的手法說“回國后我成了名人,比天皇巨星還有名”則使人一目了然。而且也會適合阿甘這個智商不是太高的人物的特點。所以,在此歸化比異化更勝一籌。
再如:Forrest:Fromthatdayon,wewerealwaystogether。Jennyandmewerelikepeasandcarrots。福雷斯:從那天起,我們總是在一起。珍妮和我形影不離。這是阿甘對自己和珍妮之間親密關系的描述。如采用異化策略,則其中的“peasandcarrots”要譯為“豌豆和胡蘿卜”,這對中國觀眾會造成理解障礙,因為多數人對豌豆和胡蘿卜之間的關系不甚了解。在西方國家中,豌豆和胡蘿卜經常被一起用來做菜,二者都同樣味道清淡,營養豐富,因此經常被用來形容兩人關系密切。而漢語中,人們形容關系密切慣用“形影不離”,因此譯者使用歸化策略,用具有相同聯想含義的譯語成語替換源語俗語,使譯文生動、地道。英國電影《呼嘯山莊》中有這樣一個片斷:
Isabella:It’sabrother’sduty,dearEdgar。tointroducehissistertosomeothertypethanfopsandpaleyoungpoets。
Edgar:Oh,youwantadragon?
Isabella:Yes,IdoWithafierymustache。
依莎貝拉;這是一個哥哥的義務,親愛的埃得加,你總不能把自己的妹妹介紹給那些花花公子或弱不禁風的年輕詩人吧。
埃得加:哦,你該不是想嫁一個龍騎兵吧?
1.1P3能有效控制大型、復雜項目
P3項目管理軟件對于繁復的任務或者工程具有很強的處理功能。特別有一些工程由于時間的間隔較為長久,更需要它的控制。同時它還支持無限資源,能以目標基準計劃作為對比依據。
1.2P3能同時管理多個工程
P3項目管理軟件對于用戶來說非常的方便,可以簡簡單單的就控制管理多個工程。多個工程是指同時進行的多個不同項目或者是一個大型的、復雜的主項目下的子項目。主項目和子項目之間的關系處理、多數據共享、遠程工程計劃進度的下達和上報等等。
1.3信息編碼和工程結構分解
P3項目管理軟件信息編碼功能也較強,它可以按照要求整合作業數據,同時對作業數據進行歸類。它也能將工程數據進行有效的組織。并且及時地審閱工程進展。可使用WBS、資源、費用賬號、作業分類碼和其他方法組織工程數據。
1.4報告工程進展
P3項目管理軟件能夠提供不同的報告及圖形,對于復雜的工程進行可行性分析。針對不同的用戶支持多種語言的輸入。項目進度報表中同樣可以添加各項數據。
2.P3軟件基本原理
2.1工程項目計劃的信息化管理
P3項目管理軟件的管理過程是循序漸進的,它通常是以工序為單位,由于工序的特征不盡相同,所以設定的取值也會不同,這樣的劃分是較為合理的。P3項目管理軟件的信息編碼包括以下幾個方面。根據側重點不同劃分為:作業分類碼、WBS編碼、資源代碼、自定義編碼。
2.2費用與資源管理
正確的將資源費合理的計劃在項目時間的安排之中,是考驗項目管理人員綜合能力的大事。這一問題的解決得益于信息化管理技術的產生。網絡計劃技術的項目管理軟件出現后這一難題得以真正解決。P3項目管理軟件是將資源統計功能逆向分析進度計劃的可行性的項目管理軟件。利用P3項目管理軟件,在制定進度計劃時,可以將各環節的總工程量、所需材料與費用的產生情況都加入到作業內,通過計算可得出各環節的總工程量、所需資源與費用隨著時間的變化情況。
2.3進度壓縮與優化計劃模型
可通過使用P3項目管理軟件來進行建立,當通過相關計算得出活動節點滿足不了預定工期時間的時候,就必須對相關作業的計劃進行調整和安排,其它作業如果在一起不便于分析。為了方便分析,可使用過濾器將關鍵作業過濾出來,然后再進行分析。
3.P3運用在SDX工程上的研究
為了實現工程優質、品質高的總目標,必須要實時的展開各種工作,P3項目管理軟件要求進行相關管理工作。
3.1建立P3管理機構和制度
根據SDX項目工程的組建和籌劃,特別的開展了《P3進度計劃和控制管理規定》的設立。根據管理的目的、構架,計劃的層次、內容、深度,跟蹤、更新,、查詢和安全要求,以及考評辦法進行了規定。基于這些,特別的制定了各部門分工職責和P3管理制度,同時將其分為P3工作組和P3管理網絡。
3.2制訂P3規劃并建立P3工作框架
P3管理制度規劃主要包括計劃編寫的能力及范圍、采取何種結構(工程組、WBS工作分解結構等)、不同進度的理論計算、不同權限的設定和設置等原則、計劃更新的職責和周期、目標計劃的維護及工程備份的要求等等。
3.2.1工程組的確定
一般來講要組建整個SDX工程,必然需要不同的參建方。他們作為子工程,有著不同的識別碼,分別為cl、c2、c9等。根據各子工程包含內容多少和復雜程度,確定是否需要建立各子工程內部的工程組和子工程。#5標段由于施工范圍較大,內部建立#5標段的工程組(WGC5)和土建、安裝子工程,子工程識別碼分別為CV和ER。
3.2.2P3代碼的確定
P3代碼的不同設定是必不可少的。這些代碼的產生一定需要特定的工程人員來設立,與此同時,這些代碼還必須要滿足不同的層面的人員的各種要求。有效的編碼應當是整個計劃編制的前提,是各種計劃成果輸出的框架基礎。
3.2.3建立編碼和曰歷
所謂編碼主要包括兩種代碼:資源代碼和作業代碼。作業項目可通過資源代碼和作業代碼進行歸納及分類,因此計劃人員可方便的對計劃指標進行統計。按照SDX工程項目進度的管理部門,三級進度的作業代碼主要包括以下:00001100回回回0i:此二位為子工程識別碼,在建立子工程時設定,以后在作業代碼中自動生成。i:此位用于區分不同的機組號,以阿拉伯數字表示。0:本位用于R分作業類型。1;本位用于區分系統。@:本位用于區分單位工程。0:該位是對分部工程的表示。回回回:這三位是對每個分部工程的具體工序編號的表示,為日后能夠對內容進行增添,要用適當的值間隔。在施工過程中,遇到固定的節假日,這時要通過定義日歷來解決問題。
3.2.4跟蹤更新
工程項目的施工過程中,由于受客觀因素的影響,實際施工進度往往會與計劃進度有所不一樣,這就要求對實際施工進度進行實時跟蹤。對施工進度進行控制,通過將實際的施工進度與計劃進度進行比較分析和評估當前施工的執行情況,并根據當前施工的實際情況及目前時間坐標提出新的關鍵線路,為確定工程新計劃提出可行性的依據。
3.3SDX工程P3進度計劃編制
參與SDX工程建設的各方是工程進度控制及計劃的主體,控制監督者受籌建處的委托,全面對工程的進度進行監督。監理單位的任務包括編制工程進度的一級網絡計劃以及負責對施工、設計、調試等環境核查,然后依據一級網絡計劃編制出二級計劃,同時對一級計劃不斷完善,對工程進度的協調及控制全權負責。
筆者根據在水電站規劃、建設、運營中的工作經驗,結合實際開展工作,就水電站項目后評價中的利率、移民征地安置補償、電價等因素進行梳理,對工程投資與生產運營環節的關鍵要點進行分析,為相關電站投資決策提供幫助,促進投資者科學分析,規避風險。
1利率因素
水電站投資較大,工期較長,工程概算中利息支出約占總投資的10%左右,控制好貸款利率水平是控制總投資的關鍵。工程建設期的貸款利息依據資金流、資本金平均投入,按照年利率的復利進行測算。建設期內人民銀行五年以上的中長期貸款年利率一般都有相應的調息政策,為科學合理地預測利息支出,水電站項目的投資者對于利率的預測要考慮到以下的因素:
1.1分年度的項目投資計劃表是確保利息合理支出的基礎,同時在項目建設的過程中,通過運用有效的合同約束條款對工程款、物資設備款進行有步驟地支付,可以確保年度資金計劃的準確性。
1.2項目貸款合同的簽訂建議采用隨人民銀行公布的中長期貸款利率。因為水電站的建設工期一般較長,3-5年以上,而業主單位對于國際經濟態勢、國內貨幣政策的把握不準,簽訂這種浮動的利率約定合同,可以對水電站投資的資金總成本進行控制。
1.3在水電站的實際建設中,業主單位應根據項目特性靈活運用政策性銀行的技援搭橋貸款,中國農業銀行的扶貧貸款資金以及商業銀行等金融機構的銀行兌匯票、協定存款帳戶等金融工具,從而節約利息支出。
2移民征地安置補償因素
移民工作在水電站的建設中一直是一個特殊而敏感的話題,特別是水庫淹沒的投資概算政策性強,參照設計規范審查通過的補償范圍、基數、標準等往往與安置實施實際執行存在偏差。這主要是因為淹沒區域的地方政府根據經濟發展水平逐年公布的補償標準文件與設計規范存在較大差異,對于土地的分類、林地和未利用地的補償方式都不相同。所以,借鑒同時期水電站的實際補償范圍、倍數對移民投資概算進行修正才能滿足實際移民工作需求,確保工程進度未因移民工作受阻。
3電價因素
上網電價是制約水電站效益的關鍵因素。在目前的電價申報與核準體制下,各地省市物價局、電網公司、發電企業根據當地的經濟發展水平與上網電價承受能力存在博弈。物價局在核定上網電價時,通常會根據某個電站的總投資、庫容、裝機規模、發電量和一系列的社會平均成本來反推其上網電價。在水電站投資決策中,對于新電站推算的上網電價一定要參照近期實際的上網平均電價,來測算投資回收期。
目前設計單位編寫的水電站可行性研究報告,測算的上網電價通常為不含稅電價,而物價局批準的為含稅上網電價。這往往在項目評估決策時容易被忽視,特別需要引起水電站投資者的重視,需對評估電價進行同口徑還原,提供真實的決策依據。
一般電站在投運初期都很少能獲得設計平均電價,所以運營初期多為虧損,這與可研報告中的25年經營效益的平均推算又存在偏差。水電站多作為電網的主力調峰電站承擔了重大的調峰、調頻任務,因此無功、空轉較多。但是因電網調峰、調頻的補償方案一直未正式出臺執行,所以無法在上網電費上得到補償。
作為經營者,必須要有足夠的現金流來就應對這種差異。隨著電價的穩步增長,經濟效益會越來越好,來平衡投運前期的虧損,綜合多年的經濟效益。
4水資源費和庫區維護費
在水電站的經濟評價中,總成本費用主要考慮了折舊費、修理費、工程保險費、職工工資及福利費、勞保統籌和住房公積金、材料費、庫區維護費和移民后期扶持基金、利息支出及其它費用。庫區維護費多按廠供電量0.001元/千瓦時計算,移民后期扶持基金從工程竣工后開始按400元/人.年提取,共提取10年,水資源費是暫未考慮的。
而筆者參與的幾個水電站從投產以來,水資源費的開征從0.001元/千瓦時目前逐步提高到0.008元/千瓦時,而且還有上漲趨勢。根據《中華人民共和國水法》、各省市的水資源管理條例、取水許可和水資源費征收管理辦法規定??,?凡利用取水工程或者設施直接從江河(溪流)、湖泊或者地下水取用水資源的單位和個人,應按照有關規定繳納水資源費。
財綜〔2007〕26號《大中型水庫庫區基金征收使用管理暫行辦法》規定,庫區基金從自有發電收入的大中型水庫發電收入中籌集,根據水庫實際上網銷售電量,按不高于8厘/千瓦時的標準征收。庫區基金屬于政府性基金,實行分省統籌,納入財政預算,實行“收支兩條線”管理。其中,省級轄區內大中型水庫的庫區基金,由省級財政部門負責征收;各省市庫區維護費標準多按廠供電量0.008元/千瓦時征收。投資概算中按廠供電量0.001元/千瓦時計算明顯偏低。
鑒于水資源費和庫區維護費密切與上網電量掛鉤,對于新電站的效益分析都應考慮到這些政策性因素調整的差異,目前每千瓦時0.15元的固定成本壓力是經營者必須自行消化的。
5土地使用稅和房產稅
在經濟評價中,土地使用稅和房產稅都未列入成本。根據項目后評價分析,這兩者因素影響較大,應在投資決策中單列分析。
水電站由于占地面積廣,加上國家對土地稀缺資源的調控,且城鎮土地使用稅等級稅額標準呈增長趨勢,所以土地使用稅是經營中一個不容忽視的稅金。
根據[89]國稅地字第013號文件《國家稅務局對關于電力行業征免土地使用稅問題的規定》及[89]國稅地字第044號文件《國家稅務局對<關于請求再次明確電力行業土地使用稅征免范圍問題的函>的復函》,國稅地字[1989]第140號文件國家稅務局關于印發《關于土地稅若干具體問題的補充規定》的文件精神,對水庫庫區用地,免征土地使用稅;對企業范圍內的荒山、林地、湖泊等占地,尚未利用的,經各省、自治區、直轄市地方稅務局審批,可暫免征收城鎮土地使用稅。但壩區征收土地使用稅是不能減免的,壩區的涉稅面積也較大,稅額標準高,這部分稅金在經濟評價中都未涉及,但在電站運營期是需按年繳納的。
從2006年1月起,根據財政部、國家稅務總局關于具備房屋功能的地下建筑征收房產稅的通知,凡在房產稅征收范圍內的具備房屋功能的地下建筑,包括與地上房屋相連的地下建筑以及完全建在地面以下建筑、地下人防設施等,均應當依照有關規定征收房產稅。水電站的地下廠房都納入了房產稅的征收范圍。雖然業內一直對水電站的地下廠房征收房產稅有異議,無論是從地下廠房工程結構特點(結構形態、施工組織、投資造價、功能形態),水電站臨時工程費用的分攤還是從國家的能源政策、清潔能源的長遠發展、水電產業的政策導向來看都不適宜,但是財稅[2005]181號的要求從2006年1月起已經執行。對于造價較高的地下廠房和綜合辦公樓等都應計算繳納房產稅。
6流域水情分析
來水量、發電用水量與發電量之間的相關性密切,相關密切程度高,充分體現了水電“以水定電”的特性。從電站運行結果來看,來水量是制約電站發電及經濟效益最根本的因素.所以投資前的水情與水情資料的收集、分析相當重要。
水電站水情自動測報系統的水文氣象情報站網站所進行的水文氣象要素觀測項目包括:雨量、水位、流量等。從流域洪水特點及傳播時間可以看出:要充分利用電站洪水預報系統提供短期預報的水情信息,提前1-2天預知每一次洪水過程。即便在電站洪水預報系統失靈,也可充分發揮水文站的作用,人工點繪洪水過程線,也可提前5-7小時預知洪峰到達壩前時間和可能的入庫洪量。
因此,在洪水起漲階段,結合壩前實際運行水位,推算本次洪水可能出現的最高壩前水位,若推算造成棄水,可提前與調度溝通協調,加大機組出力運行,提前騰出庫容,調蓄洪水,避免造成過多的棄水或不棄水。在洪水退水階段,把握好蓄水時機,及時攔蓄尾洪,力爭將水庫蓄至較高水位,提高水能利用率、增發電量。超級秘書網
7結束語
重視項目經濟后評價工作,規范管理流程
各項目建設單位必須高度重視項目經濟后評價工作,并不是電站正常發電交付使用,竣工決算歸檔后項目建設就終結,而要在統一的指導下進行系統性地項目經濟后評價工作。將此項工作納入項目建設管理的常規性步驟。為有效地節省評估成本和時間,對于水電站這種建設周期相對較長的工程,可以在階段性地進程中引入后評估工作,納入項目管理的日常工作任務。為電站的經濟可行性提高更可靠的保證。
注重項目后評估結果的反饋應用
一、引言
虛擬現實(VirtualReality)是通過多媒體技術與仿真技術相結合,生成逼真的視、聽、觸覺一體化的虛擬環境,用戶以自然的方式對虛擬環境中的對象進行體驗和交互。然而當前的電子商務大多是基于Web的,要在其中普及由視覺頭盔和數字手套等設備構成的力反饋式交互虛擬現0實是極其困難的(一是技術原因,二是資金原因)。但是以鍵盤、鼠標和顯示器等常規輸入輸出設備在客戶機瀏覽器中構成交互環境的網絡虛擬現實技術卻日趨成熟和完善,這些以Web3D技術為基礎的網絡虛擬現實技術同樣以模擬自然、體驗逼真和交互極強為目標,在相當程度上高效、經濟地實現了虛擬現實系統的目標。
由于網絡虛擬現實技術的出現,不僅促進了虛擬現實技術的普及應用,而且也給電子商務帶來了新的應用空間,有效地提高了電子商務的質量。因此,充分認識虛擬現實技術在電子商務中的重要性、研究網絡虛擬現實技術的特點及其應用規律,從而進一步促進電子商務的發展,已成為當前電子商務中的一個重要課題。
二、虛擬現實在電子商務中的作用
2.1虛擬現實技術的特點。
臨場感:用戶感覺到沉浸于在瀏覽器中所呈現的虛擬環境中。
多感知性:用戶能以視覺、聽覺等多種形式感知信息。
交互性:用戶能以接近自然的習慣,用常規的輸入、輸出設備對虛擬環境中的物體或場景進行操作和得到反饋。
真實性:虛擬環境中的物體運動接近符合物理定律。
高效率:虛擬環境中三維空間的建立和顯示不過分依賴客戶機的硬件性能并可實時渲染,所需傳輸的數據量小且可流式傳輸。
2.2虛擬現實在電子商務中的作用。由于網絡虛擬現實技術的上述特點,它在電子商務中正起著獨特的作用:
真實感強:縮小網上購物與真實購物環境間的差別,是一個接近現實場景的虛擬智能購物商城。
激發購買熱情:網上產品展示的目的不僅僅是展示產品,而更重要的是通過讓客戶更多地了解產品而提高產品的購買率。通過網絡虛擬現實技術可將用戶在購買過程中產生的假設進行虛擬,呈現相應的結果或效果。這樣有利于激發用戶的購買熱情。
拓展電子商務的內涵:INTERNET作為有效的商業信息的交通通道被廣為接受,網絡虛擬現實技術的應用使電子商務的內涵被大大地拓寬和延伸了。
三、網絡虛擬現實技術
目前網絡虛擬現實技術大多是基于Web3D[1][2][3]技術的,而Web3D技術主要由實時3D建模和動態顯示兩部分組成。通常實時3D建模和動態顯示分為兩種類型,一種是基于幾何模型,另一種是基于圖像。這兩種技術方案各有其特點,前者可方便地建立以任意角度進行觀察的3D空間,但計算量大,因而對硬件要求較高,對復雜模型的建模過程較為困難;后者采用圖像鑲嵌方式實現實時建模,開發成本低,計算量小且效果逼真,但數據量較大。
各種網絡虛擬現實技術為了能在網絡這一特殊環境下不斷發展,都不僅具有鮮明的技術特點,而且也都盡量揚長避短,形成了各自的技術風格,這也為我們在電子商務中針對不同展示內容選用最為合適的網絡虛擬現實技術打下了良好的基礎。有鑒于此,研究和對比分析各種主流網絡虛擬現實技術是十分必要的。
3.1VRML(VirtualRealityModelingLanguage——虛擬現實建模語言)[4]是專門用于在網上建立虛擬現實的設計語言,它采用基于幾何模型的實時建模和動態顯示方法。VRML可以用于建立真實世界的場景模型,也可建立虛構的三維空間。VRML提供了所謂的6+1度瀏覽,即沿三軸方向移動場景和旋轉場景,同時還可以建立與其他3D空間的超鏈接。
VRML文件是文本文件,它可以用文本編輯器編寫生成,其文件擴展名是.wrl。由于VRML語言語法規則較為復雜和嚴格,靠人工編寫VRML文件工作量極大,因此一些三維建模工具(如3DSMAX)以可視化方式建立3D空間并自動生成VRML文件,提高了開發效率,但這樣生成的VRML文件數據量比人工編寫的文件大得多。
VRML適用于構造虛擬三維環境,而對于表達現實世界的真實場景和物體則略感不足。
3.2QuickTimeVR。QuickTime是Apple公司開發的數字圖像影視技術規范,它包含多種媒體數據的壓縮/解壓縮技術。QuickTimeVR是其中一種新的媒體數據格式。它包含了對象影視(ObjectMovie)、全景影視(PanoramicMovie)和多節點影像(Multi-NodeScene)等幾種形式,其文件擴展名是.mov。
由于過去QuickTime是Mac系列機上的數字視頻規范,因而制作QuickTimeVR的開發工具大多在Mac機上運行,缺少PC機Windows上的開發工具,而現在已出現了許多Windows上的QuickTimeVR的專業開發工具,如VRToolBox等,使得開發用于電子商務的QuickTimeVR影視更為便捷和高效。
3.3Cult3D是Cycore公司基于Java開發的網絡虛擬現實技術,它具有獨特的渲染方式,可動態顯示極高質量的圖像且不依賴3D加速卡等硬件,所產生的文件(.co)數據量小且可保留建模工具中所建立的貼圖,并可以在3D物體上設計各種交互和添加聲音,特別適合于在網絡上表達3D對象。
Cult3D技術本身并無創建3D模型的能力,它依靠專門的3D建模工具軟件來建立3D模型,并通過安裝在這些軟件中的插件導出所需的3D模型。支持這一功能的3D建模軟件有3DSMAX和Maya。在Cult3D的交互功能設計軟件Cult3DDesigner中為3D對象設計動作和交互并輸出用于網絡的壓縮文件。
Cult3D技術的弱點是不易表達360°的全景虛擬環境。3.4Viewpoint是Viewpoint公司的網絡虛擬現實技術,其正式名稱是VET(ViewpointExperienceTechnology),它的前身是著名的MetaStream技術。由于Viewpoint開發的虛擬現實文件數據量小、可流式下載、動態顯示圖像質量好以及可實時交互控制改變紋理貼圖,因此被廣泛用于在網上表達3D對象。Viewpoint技術可以根據網絡條件狀況自動調整顯示3D對象的細節和播放幀率,因此它對網絡帶寬適應能力較強。
通常開發Viewpoint的虛擬現實文件是從3DSMAX中導出ASE文件,在Viewpoint的核心應用程序ViewpointSceneBuilder中導入ASE文件,并對相應3D場景的有關元素(如:材質、動畫、交互動作和場景定義信息)進行編輯和設計,最終輸出可在瀏覽器中播放的Viewpoint數據文件(.mts和.mtx)。
3.5Flash是Macromedia公司開發的矢量動畫技術。Flas采用網上流式播放技術,在安裝了Flash播放器的瀏覽器中可以流暢地播放Flas。在Flash中制作動畫時,不僅可在開發環境中繪制矢量對象,而且還可以導入外部矢量圖形文件、位圖圖像文件、多種格式的聲音文件甚至還可編輯視頻文件。Flash現在被廣泛用于開發網絡交互矢量動畫,然而用它也可進行網絡虛擬現實的開發。
用Flash開發虛擬現實數據文件,主要是采用其腳本語言ActionScript控制交互,進而控制通過導入序列圖像或已拼接的360°全景圖像而形成的3D對象或全景虛擬環境。由于用ActionScript進行虛擬現實交互控制的靈活性較大,因此所開發的虛擬現實數據文件也具有較強的個性,同時因為Flash并非專門用于開發虛擬現實的,所以開發時的步驟較為復雜些。
四、虛擬現實在電子商務應用的實例分析
4.1電子商務模型的建立。網絡虛擬場景的建立和圖形工作站中的場景的建立有著很大的區別,它首先強調的是模型的簡單化,這是由虛擬現實的實時性要求決定的。在響應速度和場景的真實性發生沖突時,應犧牲一定的真實性,只要能在視覺上達到基本真實即可。因此,常用一些簡單的框架來代替復雜模型,但為了保證一定的真實性,可采用貼圖的方式來彌補視覺上的不足。貼圖有以下兩種制作方法:一種是使用繪畫軟件進行手工繪制、另一種是對建筑物的各個觀察面進行拍照,然后用掃描儀掃描成相關貼圖材質。第一種方法的顏色可限定在256色內,其壓縮的比例較大,貼圖文件較小,生成的場景文件也較小,適合網上傳遞和實時性的要求。后一種方法視覺效果好,但文件的壓縮比例較小,貼圖文件較大,生成的場景大,在網上傳遞和實時性方面不如前一種方法好。無論用哪一種方法都需考慮貼圖的分辨率和尺寸,為了便于下載和渲染,在質量和大小允許的情況下,一幅貼圖限為320×240(或240×320)像素、分辨率為72dpi,用JPEG壓縮(采用最高壓縮比)后約為20K字節。
根據以上所述的貼圖制作方法,虛擬場景中的對象模型可分為以下幾類:①由簡單幾何體組成的簡單模型:該類模型常用作遠處物品的替身,在LOD方法中采用;②賦予手繪貼圖的模型;③賦予照片材質的模型;④賦予手繪和照片混合材質的模型;⑤具有全部細節的精致模型。
4.2電子商務交互查詢功能的建立。為電子商務模型加入交互和查詢功能可采用兩種方法:通過編程加入相應的交互和查詢功能,利用VRML的輔助工具來完成交互和查詢功能的加入。后一種方法比較適合普通的用戶。
Kinetix制作了特殊的VRML輸出嵌入程序,可以輸出場景,包括幾何、材質、動畫制作等,嵌入程序也可制作特殊的VRML輔助工具來規定場景的交互元素。運行VRML嵌入程序VRMLOUT.EXE即可安裝VRML嵌入程序。
通過VRML嵌入程序,可設置以下輔助工具:
Anchor:可將某一實體作為熱點,當被點擊時取出網上所指定的文件。若為VRML場景文件,則該場景被下載顯示。若為其他類型文件,由瀏覽器決定如何處理;
TouchSensor:對從指定設備的輸入產生相應的事件,這些事件表示用戶是否指向特定幾何體,同時也表示用戶何時何處按下定位設備的按鈕;
ProxSensor:接近感知器,指定當用戶進入、離開或在立方體的區域內移動時產生的事件;
TimeSensor:在時間變化是發出事件,可用來控制動畫,也可用于某一時刻進行某項活動,或于某一時間間隔中產生事件;
NavInfo:描述有關觀察者和觀察模式的物理特性;
Background:設定場景的背景;
Fog:設置霧化的效果;
Sound:設定聲音片段的有效范圍,以產生隨距離改變的音響效果;
Billboard:是某一對象隨用戶一起旋轉,以使之始終面向用戶;
LOD:允許瀏覽器在物體表示的不同層次細節間自動切換;
Inline:可在文件中引入外部文件的場景,避免重復制作。
通過以上輔助工具,就可制作出電子商務場景及其交互和查詢功能。
4.3多分辨率漸進傳輸。服務器接收了用戶端的請求后,通過網絡把三維幾何數據傳送到瀏覽器進行顯示,最理想的方式是漸進式傳輸,這樣客戶端在下載完最簡單的一級模型數據后就可以進行顯示與交互,而不用整個模型傳輸完畢。漸進式幾何傳輸要求模型具有多分辨率表示形式,這對網絡的傳輸和客戶端的繪制都有很多好處。
伴隨歐洲電子電氣設備指導法令(WEEEDirective)宣布到2006年部分含鉛電子設備的生產和進口在歐盟將屬非法,以及國外同業競爭者在全球不斷推廣無鉛電子裝配,相伴而生的對各種合金混合物的完好性和可靠性等問題的考慮越來越受到重視。簡言之,到底選用哪種合金,這一問題變得越來越緊要。本文將對Sn/Ag、Sn/Ag/Cu和Sn/Cu等三種合金做深入考察,并對其可靠性試驗結果與工藝上的考慮進行比較。
Sn/Ag合金
Sn/Ag3.5-4.0合金在混合電路與電子組裝工業的使用時間較長。正因如此,部分業者對使用Sn/Ag作為一種無鉛替代合金感覺得心應手。但不巧的是這種合金存在幾方面的問題。首先這種合金的熔融溫度(221度)和峰值回流溫度(2400-260度)對于許多表面安裝部件和過程來說顯得偏高。此外,這種合金還含有3.5-4%的銀,對某些應用構成成本制約。而最主要的問題是這種合金會產生銀相變問題從而造成可靠性試驗失效。
我們注意到,在進行疲勞試驗(結果如表1)時,Sn96/Ag4在其中一種循環設置上產生了失效。對此問題作進一步研究得出的結論是:失效起因于相變。相變的產生是因合金的不同區有著不同的冷卻速率而致。
為對此問題進行深入研究,用一根Sn96/Ag4焊條,從底部對其進行回流加熱及強制冷卻,以便對其暴露在不同冷卻速率下的合金的微結構進行觀察。Sn96/Ag4合金按冷卻速率的不同產生三種不同的相。由此考慮同樣的脆性結構會存在于焊接互連中,從而造成焊區失效。正是由于這種原因,大多數OEM及工業財團反對把Sn/Ag作為主流無鉛合金來用。銀相變問題的存在也對高銀Sn/Ag/Cu合金提出了質問。
Sn/Ag/Cu合金
盡管涉及專利保護方面的問題,世界大部分地區還是傾向選用Sn/Ag/Cu合金。但到底選擇什么樣的合金配方?本文將重點討論兩種Sn/Ag/Cu合金:受各種工業財團推崇的Sn/Ag/Cu0.5合金和相應的用作低銀含量合金的Sn/Ag2.5/Cu0.7/Sb0.5。
兩種Sn/Ag/Cu合金的比較
在討論兩種合金體系的可靠性試驗結果之前,先憑經驗對兩種合金作一比較是有益的。大體上看兩種合金很相似:兩者都具有極好的抗疲勞特性、良好的整體焊點連接強度以及充足的基礎材料供應。但兩者之間確也存在一些細微的差異值得討論。
熔點
兩合金的熔點極為相似:Sn/Ag4/Cu0.5熔點為218度,Sn/Ag2.5/Cu0.7/Sb0.5熔點為217度。業界對這種差異是否構成對實際應用的影響存在爭議。但如能對回流過程嚴格控制,熔點溫度變低會因減少元件耐受高溫的時間而帶來益處。
潤濕
兩種合金比較,自然地會對選擇高銀含量合金的做法抱有疑問,因為銀含量變高會增加產品成本。有臆測認為高銀合金有助于改進潤濕。但潤濕試驗結果顯示,低銀含量合金實際上比高銀合金潤濕更強健和更迅速。
專利態勢
工業界渴望找到一種廣泛可獲的合金。因此,專利合金是不大受歡迎的。盡管Sn/Ag4/Cu0.5合金沒有申請專利,而Sn/Ag2.5/Cu0.7/Sb0.5已申請了專利,但選擇時需要全面了解兩種合金的專利約束作用和實際供應源情況才好確定。
上面已談到,Sn/Ag2.5/Cu0.7/Sb0.5合金已獲專利。但它已授權給焊料制造商使用,對授權使用者無數量限制和無轉讓費用。目前,這一合金可通過北美、日本和歐洲的數家焊料廠商在全球范圍內獲取。盡管Sn/Ag4/Cu0.5合金沒有申請專利,但用這種合金制成的焊點連接是有專利的,而在美國具有這種產品銷售授權的電子級焊料廠商的數量極為有限。
盡管用Sn/Ag4/Cu0.5制作的焊點有可能侵犯現有的專利權,但業界還是建議使用這種合金。人們曾假想地認為,通過給這種系統施加預先工藝可以避開專利糾紛。但這種想法是錯誤的,因為大多數的專利說明都會涉及合金成份和應用范圍(焊點)兩部分內容。換句話說,如果預先工藝能夠得到證實,突破專利的合金成份限制是可能的。但如果專利說明做得很完善,那么還需向聲明了電子裝配焊接特定用法的應用部分進行挑戰。總的來說,這意味著即使制造商正在使用一種專利規定范圍(如Sn/Ag4/Cu0.5)以外的合金,但如果在制造過程中,此合金"偶獲"基礎金屬成分(一般為銅)并因而形成一種含有專利規定范圍內的成份構成的金屬間化合物的話,那么該制造商就會因侵犯了專利權而受到法律的裁決。金屬成本
專利載明的銀含量范圍為3.5%-7.7%。如此高的銀含量使得焊料的大量使用變得成本高昂;裝填波峰焊鍋時,每1%的銀大約使成本增加0.66美元/磅(見表2)。為控制成本,有人建議在波峰焊應用中使用不含銀的無鉛合金,在表面安裝應用中使用含銀合金。但正如下面所要討論的,使用這種方法會因Sn/Cu和雙合金工藝存在不足而造成失效。
Sn/Cu的工藝缺陷
遏制成本的想法雖說合情合理,但引用Sn/Cu需要考慮幾方面的因素。第一,此合金的熔融溫度為227度,使其在許多溫度敏感應用上受限。此外,它比其它無鉛焊料的濕潤性差,在許多應用中需引入氮和強活性助焊劑并可造成與潤濕相關的缺陷,這點已得到廣泛證明。還有,一般來講Sn/Cu表面張力作用較低,在實施PTH技術時容易進入套孔(barrel)中,且缺乏表面安裝裝配過程所要求的耐疲勞強度。最后一點,該合金的耐疲勞特性差,可導致焊區失效,從而抵銷了節省成本的初衷。
雙合金裝配
還應注意的是,除Sn/Cu引起相關問題外,使用雙焊料合金(SMT過程使用Sn/Ag/Cu,波峰焊使用Sn/Cu)也存在問題。Sn/Ag/Cu、Sn/Cu混用不宜提倡,因為這會造成合金焊點連接的不均勻性。如果這一情形出現,那么制成的焊點會因不能消除應力和應變而易產生疲勞失效。由于存在這些潛在的混用問題,因此在進行修復或修補時就需要開列兩種合金的存貨清單,并給出具體的指令進行監控,以使兩合金不發生混用。然而,經驗顯示,不論對這種情形監控得多好,操作員都會趨向使用易用性最好也即流動性最好且熔融溫度較低的焊料。因此,盡管焊點最初由Sn/Cu來裝配,但大量修補工作可能會用Sn/Ag/Cu合金來完成。如果兩種產品都在生產現場使用,那么RA會常用到,不只是好用的問題。雙合金裝配工藝的要害問題是會導致潛在的可靠性失效且很難對此進行有效地監控。
焊點連接的可靠性試驗
為分析Sn/Ag/Cu和Sn/Cu的可靠性,對它們進行各種熱和機械疲勞試驗。試驗描述和試驗結果如下:
熱循環試驗結果
測試板用Sn/Cu0.7、Sn/Ag4/Cu0.5和Sn/Ag2.5/Cu0.7/Sb0.5,以及1206薄膜電阻器制作。之后在-40度到125度的溫度范圍內,以300、400、500次的15分循環量對該板施以熱沖擊。然后將焊點分切,檢查是否存在裂痕。
試驗后檢查的結果顯示,Sn/Cu合金由于濕潤性不好導致某些斷裂焊點的產生。此外,成形很好的Sn/Cu焊點在施以第三種500次重復循環設置的試驗時,也顯示有斷裂。
有意思的是Sn/Ag4/Cu0.5和Sn/Ag2.5/Cu0.7/Sb0.5合金在經歷高達500次重復的試驗后沒有任何斷裂跡象。這顯示出Sn/Ag/Cu合金具有Sn/Cu無法比擬的極為優異的耐熱疲勞性。但需要注意的是,Sn/Ag4/Cu0.5合金在經過熱循環處理后焊點的晶粒(grain)結構的確產生了一些變化。
機械強度-撓性測試
測試板用Sn/Cu0.7、Sn/Ag4/Cu0.5和Sn/Ag2.5/Cu0.7/Sb0.5,以及1206薄膜電阻器制作,對它進行撓性測試。用Sn/Cu0.7制作的焊點在撓性測試中產生斷裂,這顯示焊點不能承受大范圍的機械應力處理。相反由Sn/Ag4/Cu0.5和Sn/Ag2.5/Cu0.7/Sb0.5制作的焊點卻滿足所有的撓性測試要求。
二、實踐教學存在的問題
我校是一個財經類的高校,身處在這樣環境中的電子信息工程專業的實力相較對薄弱。我校在推進實踐教學過程中,仍然存在很多關鍵問題,主要體現在以下幾方面。
1.適應高素質應用型人才培養的實踐教學設施短缺落后,實踐教學手段和方法仍顯落后。
長期以來,我校的電子實踐教學主要依附于理論教學,大多實驗設備都未得到及時的更新,現有的實驗教學條件和環境遠遠不能滿足教學計劃中培養目標的要求。學生動手能力和實踐能力的培養不夠充分。實訓模擬場地限制了學生更多的培養動手能力的機會。現有的實訓設施還遠未能滿足教學實踐的需要。
2.教學計劃仍需進一步調整和完善。
當前在教學計劃中,盡管實踐環節的教學課時已有較大提高,如在我校的人才培養方案中,在強調理論教學的同時,一直加強與實踐教學有機融合,精心設計實驗、實習、實訓、課程論文(設計)、畢業論文(設計)、課外科技文化活動、素質拓展、社會實踐等實踐教學內容。增大了實踐性教學環節課時比例,但除去一定量的停留在計劃中的名義實習課時后,實際可用于學生實踐、或動手的學時仍顯不足。
3.實踐教學師資力量有待提高。
教師中能夠適應滿足實踐實訓的總體上比重不高,大量年輕教師從高校畢業后進入學校從事教學工作,缺乏實踐教學環節的專門訓練,自身尚不能成為行家里手,難以勝任相關的實踐指導工作。
4.校外實習基地建設薄弱,遠遠不能滿足教學實踐的需要,校企間的合作更是匱乏。
許多校外實習基地常常依賴老師們個人在社會建立起來具有較緊密關系的親朋好友關系,勉強維持、勉強接受。有些學生甚至需要自行聯系實習單位,實習效果堪憂。
三、實踐教學改革總結
針對我校電子專業實踐教學過程中存在的諸多關鍵問題,主要在以下幾方面進行了實踐改革。
1.結合專業特點不斷改革更新實踐教學內容,適應企業用人需求。
根據電子專業特點,對本專業的實踐教學內容和模式進行調整和補充。在傳統電子實踐教學內容的基礎上,安排了最新的電子技術發展及電子技術應用情況介紹。例如在萬用表、直流電源、示波器、信號發生器、功率表等常用電子儀器的使用實習基礎上,還適當增加了單片機、電工、設計、嵌入式設計等實踐教學單元,并不斷緊跟電子技術發展的趨勢等,利用現代化的教學方法和教學手段,設計新的實踐教學模式 突出創新訓練的重要地位,以滿足新形式下創新教育的要求。
2.加強師資隊伍建設,開發實踐教學質量源泉。
實踐教學質量的高低,很大程度上取決于實踐教學師資隊伍的整體素質與結構。首先,學校制訂了相關政策,加強實踐教學師資培養力度,加強對有豐富實踐教學經驗的工程師、技師引進等工作。其次,建立實踐教學激勵和約束機制,充分調動教師參與實踐教學的主動性、積極性和創造性。鼓勵并分批安排教師走進企業進行實踐訓練和素質拓展,為我校實踐教學質量的提高提供了強有力的隊伍保障。
3.產學研結合、加強校內外基地建設,為創新型人才的培養創造良好的環境和條件。
實踐教學基地是培養創新型人才必備的硬件設施條件,是對大學生進行技能訓練的基本保證。根據地理位置的優勢,我們廣泛與周邊相關電子企業和公司建立聯系,不斷健全校外實踐基地,為學生大學學習期間創造更多進入企業公司實習鍛煉的機會,我們與企業公司建立了長期合作,并建立校企聯合培養基地,建立學生創新實驗基地,共同承擔人才培養,科技合作,成果轉化,創新實驗與科學研究相結合研究,大大促進了人才培養和專業的發展建設。也為學生今后的自主創業奠定基礎。
4.創造條件激發學生實踐創新積極性,使學生較早的參與到競賽和科研活動中。
近年來我們加強了學科競賽的指導和投入,鼓勵學生積極進行創新活動,也取得了豐碩的成果。如鼓勵學生參加挑戰杯、程序設計、電子設計、飛思卡爾智能車和機器人、全國數學建模等競賽為代表的國家級及省級競賽活動,并給與一定的獎勵。學生們在比賽中取得優異成績的同時,學習的熱情和積極性也得到了充分調動和激發。
5.充分利用我校特有的素質拓展周教學安排,不斷改革素質拓展周的內容,提高學生實踐能力的培養。
2006年,電子科技大學羅小蓉老師強調將教師的理論教學、實驗教學與學生的自主學習相結合的教學方式,以激發學生的學習興趣,培養動手能力,提高教學效果。電子科技大學中山學院陳卉2016年提出“微電子器件”實驗教學改革與探索。2012年,哈爾濱工業大學王蔚提出從課堂教學與實踐教學整合角度出發,將“微電子工藝”課程的教學模式、內容、教材等將課堂、實驗、實習3種不同教學形式作為一個課程模塊穿插講授,理論與實踐彼此相互促進,編寫教材,進行初步實施及評價,獲得學生和微電子課程群其他課程主講教師的肯定,評教結果為“A+”。2010年,華南理工大學廖榮提出微電子工藝實習教學改革探索。加快發展我國微電子產業成為刻不容緩的大事。高校必須為民族微電子產業做出貢獻,讓學生在校期間熟悉雙極型和MOS集成電路的制造工藝流程,了解集成電路的新工藝和新技術,為學生畢業后從事相關專業打下堅實基礎。
二、具體實施方案
1.課堂理論教學及學生學習效果實施標準建設。根據“微電子工藝學”知識點較多且抽象、工藝流程復雜等特點,教師在課堂教學中要重視與學生的互動,強調學生的自主學習能力培養,將講解為主體改變為講解——學習雙主體。方法如下:首先,精簡講授時間,增加課堂討論環節,給出課堂討論結果的評價標準。對于“微電子工藝學”難度較大、實踐性較強的專業核心課,學生獨立思考尤其重要。增加課堂討論環節是讓學生獨立思考的最好方法,但會減少理論課的時間,需要建立以下實施方案:①每堂課都要仔細設計該課主題,明確重難點,精簡講授時間;②合理設計和安排思考題和討論題的內容以及實施方法;③合理設計和安排討論效果的評價標準,激發學生學習積極性。其次,增加教學專題的seminar,采用案例教學方法,使學生不僅能理解基本理論,同時能結合應用,學會基本、常用的微電子器件工藝制造方法。2.習題試題庫建設及理論考核標準。課堂練習題和思考題題庫建設。根據該門課的特點,合理設計和安排本課主題下的思考題和練習題,使課堂教學有條不紊地進行。調動學生積極性,循序漸進地接受知識,提出問題、分析問題。目前,我校沒有完善的“微電子工藝學”考試試題庫。本項目擬根據國內外研究成果,結合我校實際和教學大綱編寫試題庫,使具有不同題型、不重復題目的試卷達10套以上。具體理論考核標準:測試項目一:課堂表現考核、考核內容、課堂表現情況;考核形式:以第一次形成性考核的條件及學生在課堂的表現為基礎進行,主要內容為課堂回答問題、專題討論、口試等。考核時期:課程結束為周期。測試項目二:作業考核,包括平時作業考核和登錄網絡教學平臺進行學習的考核兩部分;登錄網絡教學平臺進行學習的考核。測試項目三:課堂卷面考核內容:課程大綱要求掌握的內容;考核形式:抽取題庫中的試題進行卷面考試;考核時期:課程教學的最后兩節課。3.實踐教學實施標準與實驗教學改革。本項目擬對實驗教學內容進行改革,制定實施和測試標準。進一步調整實驗課程方案,安排一次對新工藝和新技術的調查研究和一周的器件工藝流程仿真的課程設計。根據實驗課程設置目標,編制“微電子工藝學課程設計指導書”,制定具體的實施方案和評價方案。擬設置的工藝設計的具體內容:利用器件仿真軟件Medici和工藝仿真軟件Tsuprem4,完成LDMOS和IGBT新結構的器件和工藝仿真設計,以匯報、答辯且最終以論文的形式提交。實驗目的:學會利用模擬工具觀察新結構的基本特性;通過實驗設計掌握器件的工藝流程;在設計過程中體會設計器件結構的各個參數的折中關系和流程的煩瑣性,初步建立工藝設計的思維。實踐教學內容需要在教學的實際工作中不斷更新,根據學生情況增減內容和調整教學大綱。實驗教學測試標準:測試項目一:集成電路的新工藝和新技術前沿調研報告。考核內容:對集成電路的新工藝和新技術前沿的調研。考核形式:按時提交集成電路的新工藝和新技術前沿調研報告,字數不少于2000字。考核時期:課程結束2周內完成。測試項目二:工藝仿真設計和小論文撰寫考核內容:結合工藝仿真軟件Tsuprem4,完成LDMOS和IGBT系列新結構的設計論文。考核形式:以報告形式答辯,最終提交LDMOS和IGBT新結構的設計論文,字數不少于2000字。考核時期:課程結束1周內完成。4.專業見習。學生一方面可以利用學校學院籌建中的實驗平成工藝相關實驗,如微電子工藝實驗室。主要功能是使學生初步掌握微電子器件的工作原理、工藝參數的控制方法。器件特性參數的測試分析方法、信息功能材料的制備和結構性能測試方法。內容涵蓋CMOS工藝,半導體材料和器件制備工藝、LTCC材料制備和封裝工藝、多芯片組件技術,MEMS傳感技術及微系統構建工藝等,如微系統封裝與測試實驗室。該實驗平臺功能用于微系統封裝與測試。實驗內容包括各種可用于微系統封裝的基板材料及其封裝技術研究,系統級封裝三維復雜結構的電磁場、熱場分析建模、電特性、熱特性快速仿真、復雜混合信號完整性分析、電磁兼容、熱效應問題的認識和優化處理,封裝工藝、可靠性與測試技術研究。集成電路設計實驗室:集成電路(IntegratedCircuit,IC)通過一系列特定加工工藝,將晶體管、二極管等有源器件和電阻、電容等無源器件按照一定電路互連集成在一塊半導體單晶片(如硅或砷化鎵)上,封裝在一個外殼內,用以執行特定電路或系統功能的電子器件。該實驗室平臺主要用于集成電路設計。5.完善網絡教學平臺建設。充分利用學校已有的網絡資源,在網絡教學平臺上完成課程創建和內容填充、作業功能、互動功能、閱讀資源等內容;學生可以在課下參加討論與交流、提交與查閱作業,還可以進行一對一的答疑解惑等。本文結合微電子工藝學的理論教學、實驗教學與學生的自主學習,從課堂設計、課程考核標準、題庫建設、實驗環境建設、見習實習和網絡平臺建設等多方面進行課程設計。具體來說:①在課堂理論教學中,參考借鑒國內外著名高校的實施方法,制定學生課堂表現的考核標準,給出如增加課堂討論、專題seminar、學生項目PPT展示的環節的具體實施建議,增加學生的參與度和學習熱情;②期末考核中,參考借鑒國內外著名高校的教學大綱和教學重點,編寫一套能極大指導學生學習的試題庫和習題庫,打下堅實的理論基礎;③根據微電子行業的發展和我校實際,建立一整套合理的實驗內容和實驗體系,使學生在有限的時間內掌握微電子工藝學的核心技術和方法;④利用仿真軟件模擬實際工藝流程,完成CMOS以及BCD工藝設計;⑤利用網絡教學平臺以幫助學生鞏固已學知識,解決難題,實現師生互動,讓電子科學與技術專業的學生通過這門重要專業課學習,在掌握微電子基本理論和技術的基礎上具備自主學習,獨立研究,勇于創新的能力,成為有一技之長的當代微電人。
作者:吳麗娟 宋月 張銀艷 雷冰 唐俊龍 謝海情 劉斯 單位:長沙理工大學
參考文獻:
[1]羅小蓉,張波,李肇基.《微電子工藝》的理論教學與學生實踐能力培養[J].實驗科學與技術,2007.05
[2]陳卉,文毅,張華斌,胡云峰.“微電子器件”實驗教學改革與探索[J].高等學刊,2016.01
[3]王蔚,田麗,付強.微電子工藝課/實驗/生產實習的整合研究[J].中國現代教育裝備,2012
[4]廖榮,劉玉榮.微電子工藝實習教學改革探索[J].實驗室研究與探索,2010.08
聚乙烯泡沫材料是采用聚乙烯作為最主要的原材料,通過與發泡劑、交聯劑等助劑,在高溫高壓的環境下,經過交聯發泡環節而產生的。經過交聯處理后的聚乙烯發泡材料,它具有如下特性:機械強度高,抗蠕變性,耐應力開裂,耐熱和耐低溫。聚乙烯樹脂系結晶型高聚物,呈線型結構,發泡較困難。為了改善聚乙烯發泡材料存在的不足,在發泡工藝方面應該提高聚乙烯中形成的熔融物的粘彈性,使之達到適宜的發泡專業提供論文寫作、寫作論文的服務,歡迎光臨dylw.net條件,必須對它進行交聯處理,以利于下一步的發泡工藝。
聚乙烯泡沫發泡分為交聯和無交聯兩種,交聯又分為化學交聯和輻射交聯。化學交聯聚乙烯泡沫最早由美國于1941年研制成功,其生產方法是非連續的。輻射交聯聚乙烯泡沫由日本于1965年首先實現工業化。在聚乙烯泡沫材料的制備中,影響聚乙烯泡沫材料質量的關鍵因素是氣泡的生成和成長,良好的質量是形成細小均勻又相互獨立的泡孔結果。其生產過程對于物理發泡劑、發泡助劑、抗縮劑、成核劑的選擇和溫度控制要求相對嚴格。主要的影響因素有:發泡劑的用量,物料在料筒內滯留時間,各種助劑的用量等。
2 聚乙烯發泡材料的生產工藝
現有聚乙烯泡沫材料多采用溶液發泡或模壓發泡法來制備,工藝復雜,周期長,成本高,限制了其應用。聚乙烯泡沫材料的交聯工藝,通常有化學交聯和輻射交聯兩種:
2.1 化學交聯法
聚乙烯樹脂、交聯劑、發泡劑和發泡助劑?陴計量、捏合、混煉?陴一次發泡?陴二次發泡。
2.2 輻射交聯法
聚乙烯樹脂、發泡劑和發泡助劑?陴計量、捏合、混煉 切粒擠片?陴輻照?陴發泡。
鑒于輻射交聯必須配備電子加速器,設備投資較大,因此在目前的工業大生產中多數采用化學交聯的辦法。IXPE泡棉材料全稱電子輻射交聯聚乙烯發泡材料;普通的XPE一般采用水平爐發泡而IXPE可以采用水平爐發泡也可以通過水平爐預熱垂直爐發泡,但是無論是XPE或者IXPE前道和后道工藝基本相同,現在最常見的生產方式主要如圖1所示。
常用的造粒方式有四種方式,具體如圖2(a)、(b)、(c)、(d)所示,本公司采用(d)圖的線路。
3 制備聚乙烯泡沫材料的輻射交聯工藝
聚乙烯通過輻射交聯制備的基本原理是:高能粒子將聚乙烯分子激發,使之形成激發的自由基,而這些自由基相互彼此結合,從而產生交聯鍵,導致聚乙烯分子的三維立體網狀結構的形成,如圖3所示。
IXPE泡專業提供論文寫作、寫作論文的服務,歡迎光臨dylw.net棉材料的全稱是:電子輻射交聯聚乙烯發泡材料,它以聚乙烯為主要材料,按照一定的比例配以幾種輔料,先將它們混合,然后擠塑成型,依靠輻照加工技術,該技術具有綠色健康的特性,它利用電離子輻射作用于聚乙烯,形成的交聯作用從而改變了聚乙烯原有的結構,形成網狀的、獨立的、閉孔的、泡孔結構,生產出閉孔泡沫材料。其產品特征為:產品發泡倍率分別為5,10,15,20,25,30,35倍,常規寬度為1 m,1.04 m,1.05 m,1.1 m,最寬做到2.4 m,2.5 m,單層厚度為0.2~8 mm,其它厚度如50 mm等需要復合。我公司采用輻射交聯工藝流程如圖4所示。
它的工藝過程是在雙螺桿上造好5 mm大小的顆粒等各種母料(發泡母料、敏化母料等)然后根據用戶需要在PE中添加不同母料,擠出不同倍率、不同要求全配方粒料,再由擠出機擠出成片,通過輻照傳送裝置進行輻照,最后在水平預熱垂直發泡爐上進行發泡。此工藝在生產實際中,影響產品質量的主要指標有4個,即:混合物的配方、擠片、輻射交聯作用、發泡專用設備等。
①混合物配方的結果,直接影響著產品的性能,決定產品質量指標的好壞,同時也對產品加工的難易程度、成品率的高低、成本的大小,有著直接的影響。
②擠片質量的好壞,直接影響到泡孔的大小、物料的均勻性及成品的尺寸精度。
③聚乙烯輻射交聯發泡材料的加工時,母片必須進行連續的、均勻的輻照加工。因此輻照加速器一些參數控制產品質量,如輻照能量、束流、掃描寬度、傳送速度、照射方式等。為了使聚乙烯輻射交聯發泡材料的生產運行滿足工藝要求,輻照加速器的能量、束流、掃描寬度等參數的選擇是重中之重。它可以通過糾偏、控制張力等措施,解決發泡材料的輻射生產工藝。
④加熱發泡是輻射交聯發泡材料生產中最特殊,也是最重要的環節。聚乙烯輻射交聯發泡材料的制備中,發泡工藝需要控制的主要參數有3個,即:加熱溫度、預熱時間、發泡時間。發泡時的加熱溫度要高于發泡劑的分解溫度,確保發泡劑分解完整,確保產品質量。
輻射交聯與化學交聯發泡工藝相比較,它具有如下優點:①輻射交聯發泡工藝由于不采用化學交聯劑,因此它不會產生有害氣體,減少空氣污染。②輻射交聯發泡工藝更容易控制反應進程,而且原材料如基礎樹脂或專業提供論文寫作、寫作論文的服務,歡迎光臨dylw.net發泡劑選擇更簡單、方便。③化學交聯工藝的交聯劑通過加熱,它會在較寬溫度范圍進行分解,導致產品的均勻性出現缺陷。而輻射交聯工藝是不存在這一問題的,因為它在同一溫度下實現產品交聯。④輻射工藝可在任意溫度的條件下,使產品實現預定的交聯,然后再進行發泡,因此它的發泡速度比化學交聯發泡速度快1倍。⑤能夠生產多種型號的產品,交聯度控制方便,可得到孔徑大小各異,發泡率相差很大的泡沫材料。⑥生產規模擴大, 輻射交聯發泡工藝成本明顯越低,而化學交聯發泡工藝成本則不隨生產規模而改變。
4 結 語
通過分析可知,采用電子輻射交聯工藝生產聚乙烯發泡材料具有比化學法更環保,更經濟。一是采用輻射交聯技術可制備發泡倍率高達30倍的聚乙烯泡沫。二是利用輻射技術能夠顯著地縮短發泡時間,降低發泡溫度,為此工藝的推廣奠定了堅實的基礎。
參考文獻:
[1] 梁宏斌,張玉寶,王強,等.輻射交聯聚乙烯泡沫的研究[J].化學工程師,2004,(6).
本書共有4章。1 離子激勵工藝方法;2 借助帶電粒子的半導體嬗變摻雜;3 利用輻射缺陷的半導體摻雜;4 隱埋多孔及損傷層的形成。
本書是世界科技出版社出版的《電子學和系統問題精選》叢書第37卷。本書的第一作者在圣彼得堡理工大學任教,第二作者在俄羅斯RAS俄羅斯科學院所屬微電子學與高純度材料研究所任職。本書引用的參考資料超過400種。對半導體電子學和固態輻射物理感興趣的科學家、技術人員和學生將會從中受益。
胡光華,高級軟件工程師
中圖分類號:G424文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2010)04-0920-02
Discussing about How to Teach the "Design of Application-Specific Integrated Circuit" Course
WU Yu-hua
(Beijing Electronic Science and Technology Institute, Beijing 100070, China)
Abstract: "Design of Application-Specific Integrated Circuit" is an important specialty course. In this paper, we will discuss the teaching technique about this course of non-micro-electronics specialty. Combining the teaching practice, several teaching experiences about "Design of Application-Specific Integrated Circuit" course are summarized.
Key words: design of application-specific integrated circuit; innovate; teaching; discuss
《專用集成電路設計》是電氣信息類專業開設的一門比較重要的專業課。為了培養寬口徑、基礎扎實的集成電路設計人才,滿足IC行業對人才的大量需求,無論是在微電子專業,還是在相關的其他電氣信息類專業,不少重點高等院校都已經開設了本門課程。在學生已經掌握了模擬電子技術、數字電子技術和一定的晶體管原理知識的基礎上,通過學習《專用集成電路設計》課,進行ASIC設計理論的學習和實踐的強化,進一步掌握集成電路和電路系統的設計知識,提高集成電路設計能力,增長集成電路設計經驗;通過理論教學和實踐教學,來加強電氣信息類專業學生的電路設計基礎、版圖設計基礎以及集成電路設計各環節的驗證知識等,培養學生在集成電路設計方面的研究興趣,為后續課程的學習和進一步的深造打好基礎。
由于專業建設和人才培養的需要,北京電子科技學院同樣開設了《專用集成電路設計》的專業選修課,授課對象是電子信息工程專業的本科生,由于非微電子的專業背景原因,他們并不具備足夠的半導體物理、晶體管原理等知識,因此在本課程的教學過程中,必然要針對具體對象,調整教學內容,創新教學思路,加強教學研究,找到一種適合于非微電子專業本科生的教學思想和教學方法。通過教學實踐,學生對于課程組在這一課程中的創新、探索和具體的教學方法比較認可。這里把我們在《專用集成電路設計》課教學實踐中的初步探索做一些總結,希望與大家分享。
1 結合實際合理設置授課內容,以學生能夠接受為目標
電子信息工程專業的學生在學習《專用集成電路設計》課程之前,已經系統地學習了《電路分析》、《模擬電子技術》、《數字電子技術》、《EDA技術》等有關電子技術和電路系統的課程,對于電路系統的設計已經有了一定的理解,并進行過比較系統的動手實踐訓練,為進一步學習《專用集成電路設計》課程打下了比較堅實的知識基礎和實踐基礎。但是由于專業背景的原因,該專業不太可能只是為了《專用集成電路設計》課而專門開設《半導體物理》、《晶體管原理》等這些在微電子專業才有的課程,因此,與微電子專業相比,電子信息工程專業的本科生欠缺有關晶體管原理和半導體工藝等方面的必要知識。在設置授課內容時,必然要考慮到這一點,總的原則應當是以學生能夠接受、但又不應該過于輕松接受為目標,而且要盡量避免與《EDA技術》等課程的知識重復。
根據我們的課程內容設置原則,將《專用集成電路設計》課的講授內容分為以下幾章:第一章:ASIC設計概述;第二章:CMOS邏輯;第三章:ASIC庫設計;第四章:ASIC的前端設計;第五章:ASIC的后端設計;第六章:可測性設計技術;第七章:SOC設計技術簡介。在各章的講授中,占用課時較多的分別是第二章、第三章和第五章。在講授時強調培養學生的系統設計能力,使學生對專用集成電路的設計、制造、測試等一整套流程有一般性、整體性的了解,建立專用集成電路的基本概念和方法,了解IC領域的最新發展趨勢,激發學生潛在的對集成電路前、后端設計的興趣。為了配合理論教學,提升教學效果,還設置了合適的實驗教學內容。
2 注重實驗教學效果,以培養動手實踐能力為目標
集成電路設計類課程除了理論教學以外,實驗教學尤為重要,因為這類課程對學生的訓練重點正是在于動手實驗,提前接觸到未來在進一步的研究和工作中可能會應用到的一些軟件工具、設計流程以及設計技巧等,這樣才能促進學生理論與實踐相結合,真正幫助學生掌握ASIC設計技術。因此本課程要更加注重實驗教學效果,著力培養學生的動手實踐能力,進而使學生能夠更加準確、具體和形象地掌握在課堂上學到的理論知識。根據這一原則,經過試用修訂,我們專門編印了《專用集成電路設計實驗指導書》,根據大綱的變化,使用工具版本的提高,目前已經編印了2007版和2009版的實驗指導書,共設計了五個實驗,具體是:實驗一:IC設計工具的使用;實驗二:單元電路的前端設計;實驗三:標準單元的版圖繪制與驗證;實驗四:四位加法器和減法器ASIC的設計;實驗五:計數器ASIC的設計。每個實驗3學時,其中實驗二、實驗四和實驗五為綜合性、設計性實驗。
選用一種合適的集成電路設計工具是順利進行實踐教學的關鍵。我們選用了美國Tanner Research公司開發的一種優秀集成電路設計工具――Tanner Tools Pro,它雖然在功能上不如Cadence、Synopsys等大型工具強大,但它的最大優點是成本低,可以在PC機上使用,而且圖形處理速度快,編輯功能強,便于學習,使用方便,特別適用于高校進行相關的教學和科研工作。Tanner Pro工具在美國和臺灣的很多大學中早已被廣泛應用,臺灣不少IC設計企業也在使用Tanner Pro工具。該工具較新版本為Tanner Tools Pro 13.0,主要包含了S-EDIT(原理圖編輯)、L-EDIT(版圖編輯)、T-SPICE(電路仿真)、W-EDIT(波形觀察)和LVS(版圖與原理圖比對)等幾個功能不同的子工具,滿足了集成電路設計從前端到后端、設計驗證的一系列過程的需要,完全可以適用于《專用集成電路設計》課程的實踐教學。通過我們在課程實驗、畢業設計等實踐教學環節的使用,發現學生對這個工具上手快、掌握熟,對于以后使用其他的IC設計工具也有一定的幫助,而且培養了他們將來涉足IC設計領域的興趣和信心。圖1是學生在實踐教學中得到的一個版圖設計結果。
3 適當講授最新技術進展,以讓學生跟上行業發展腳步為目標
我們都知道,集成電路設計技術、制造工藝等的發展速度飛快,遵循著集成電路最小特征尺寸以每三年減小70%的速度下降、集成度每年翻一番和價格每兩年下降一半的著名的摩爾定律,集成電路的設計和制造技術發展日新月異。因此,在《專用集成電路設計》的教學過程中,必須要根據教學大綱的要求,在系統講授已經設置好的教學內容的前提下,結合具體授課內容,適當講授最新技術進展,以期讓學生跟上集成電路設計行業發展的腳步,并不斷將這些新技術、新進展、新方法、新工具、新工藝融入到授課內容中,做到授課內容常講常新。其實這除了讓學生可以接受到最新的知識和了解到該領域最新進展之外,同時也是一個教學相長的過程,對于教師的教學和相關科研也是一種無形的促進,可以督促教師不斷地跟蹤與IC設計、制造相關的最新研究成果,并進行精心的組織,將這些成果有機融入到課程教學中,做到授課內容的不斷更新,而且這樣也才能夠避免一份講稿多年重復使用,保證教師在教學中的激情,增強教學效果。
在這里僅僅舉一個具體例子。在一次講授到集成電路工藝的內容時,作者為同學們講授了不斷發展的集成電路工藝水平,以及所遇到的工藝發展瓶頸對于摩爾定律的挑戰,還具體講到了Intel公司新推出的0.45nm工藝的CPU,它采用了大大不同于以往的工藝方法,這次工藝變革可以稱得上是“拯救摩爾定律”的一大技術進展。本次課后,不少同學紛紛通過互聯網等來查閱這一最新工藝的具體情形,表現出了濃厚的學習興趣。
4 創新課程考查方式,以激發學生進一步的研究興趣為目標
一門課程的考查方式如何,對于這門課程能不能按照教師的預想,達到既定的最終教學目的,有著比較重要的作用。傳統的一張試卷去“考”出學生學習效果的方式雖然比較簡單省事,但卻過于單調,雖然從某種程度上能夠考查出學生對這門課程知識的掌握程度,但是對于激發學生在學完這門課程之后,對本學科、本領域進行進一步研究的興趣卻作用不大。由于自從接受學校教育以來經歷了無數次的考試,不少學生厭煩考試的情緒比較嚴重,恨不得考完后把教材、作業、筆記等都馬上丟棄,這是現實存在的、我們必須得承認的事實。從某種意義上說,通過考試來考查學生的學習,有時對最終教學目標的實現會起到一定的反作用。而且單純考試的方式也很難發現學生對于這門課、這個領域、這個行業的獨特想法和創新思路。
作者在《專用集成電路設計》教學過程中,結合課程的專業特點,積極探索并實踐了采用提交論文和現場答辯相結合的課程考查方式,即在課程講授到二分之一左右時,布置給學生論文題目,對于論文的范圍、參考文獻的篇數、論文的格式和字數等做出明確而具體的規范,要求學生在最后一次課之前提交自己的論文,做好答辯ppt,并利用專門的時間集中進行答辯,每位學生對自己準備的論文,進行5分鐘左右的講解,并接受教師和其他學生的提問。通過創新課程考查方式,提交論文和現場答辯相結合,讓學生在準備論文和答辯材料的過程中對專用集成電路設計的有關內容和工藝、方法等有了更加深刻的理解,并有了一個系統的知識梳理過程,現場答辯的方式也更能夠展現學生對于集成電路設計的一些獨特的思路和創新性的理解,學生在經歷這一過程時,也促使自己積極思考,主動研究,努力去探索和集成電路、微電子學有關的一些研究方法和最新進展,激發自己在完成本門課程的學習后、甚至是大學畢業后進行進一步研究的興趣和信心;另外還在這個過程中提升了學生的論文寫作能力、科學研究能力。
5 結束語
《專用集成電路設計》課(或者其他名稱的類似課程)在不少設有微電子學專業的重點大學中開設較為普遍,但在沒有微電子學專業的高校特別是非重點高校中開設并不多,對于該課程教學實踐中的一些具體的方法研究和探討需要更加深入。作者在教學實踐中,緊密圍繞本校、本專業的培養目標,以授課對象為主體,遵循課程的教學規律和科學研究規律,選擇合適的授課內容和教學方法,并且不斷地對此進行探索和研究,收到了初步的教學效果。當然,教學創新永無止境,教學方法的研究和探討不能止步,作為一名年輕教師,在今后的教學實踐中,作者將在加強學習以及與同行交流的前提下,進一步拓寬和創新教學思路,探索和完善教學模式,研究和更新教學內容,學習和探討教學技巧,敢于創新,善于創新,真正做到教好書,育好人。
參考文獻:
[1] Michael John Sebastian Smith.專用集成電路[M].虞惠華,等,譯.北京:電子工業出版社,2004.
[2] 路而紅.專用集成電路設計與電子設計自動化[M].北京:清華大學出版社,2004.