SCI论文（www.lunwensci.com）:
摘要：随着教育信息化和虚拟仿真技术的不断发展，虚拟仿真实验实践系统成为高校教育发展新趋势[1]。本文以SMT工艺虚拟仿真实验为例，采用开放灵活的实验教学方法，让学生摆脱教学资源、实验时间和实验地点的限制，可以得以独立完成实验，全面考核学生实验完成情况，充分调动学生学习激情，提高实验实习教学效果。
关键词：仿真实验；实验教学；SMT工艺
本文引用格式：计甜甜,等.SMT工艺虚拟仿真实验研究[J].教育现代化,2019,6(97):150-152.
Experimental Research on Virtual Simulation of SMT Process
JI Tian-tian,ZHAO Jiang-dong,HUANG Ji
(West Anhui University,Lu'an Anhui)
Abstract:With the development of informational education and virtual imulation technology is more and more mature。This article takes the SMT process virtual simulation experiment as an example,uses the open and flexible experiment teaching method and gets rid of the limitations of experiment resources,time and location so that students can complete the experiment independently,assess the student's experimental passion and improve the effectiveness of experiment teaching.
Key words:Simulation experiment;Experimental teaching;SMT process
实验与实践教学是电子专业本科教学占有十分重要的地位[2]。建设线上线下混合的个性化、智能化的实验教学模式是提升智慧型教与学，扩宽实验教学的广度与深度，推进教育现代化的重要举措[3,4]。SMT工艺实习作为大学电子类专业实践教学的重要环节，需要与实际生产相结合，但实习过程存在一些问题，如SMT工艺的核心设备SMT自动贴片机价格昂贵，实训成本高，极大限制了大面积实验实训的开展，制约了实习效果的提高[4]。为此必须建设SMT工艺虚拟仿真实验以实现教学资源的可重复利用性、教学过程灵活性、开放性、自主性和即时性和实验教学的智慧化[5]。SMT工艺虚拟仿真实验通过计算机仿真模拟实际工业设备工作原理、工艺流程、操作步骤，过程参数的操作条件给学生提供一个在线虚拟实验环境,激发学生创新意识，锻炼学生的创新能力。
一 SMT工艺仿真关键步骤构建
依托企业SMT自动贴片机，结合实际实验实训要求，制定虚拟仿真实验教学方案，包含设备工作原理，工艺流程、操作步骤，过程参数的操作条件等，明确虚拟仿真实验操作流程。
虚拟仿真实验操作流程：SMT工艺流程包含表面贴装、丝网漏印、自动贴片机、自动回流焊机等多套复杂设备，不同设备操作模式、参数调节方法、操作现象表达不同。虚拟实验中支持不同用户不同操作过程、不同参数的实训情况。
SMT元件的识别与检测方法：
识别主要贴片元件：电阻器、电容器、电感器、二极管、塑封晶体管及各种集成电路块。在检测元器件需关注引脚可焊性，去金处理，并且由于二次筛选中测试夹具夹持变形会导致元器件共面性不良，因此在二筛中需排查共面故障[6]。
选择钢网：
印刷前需要设计钢网模板，根据焊盘开口及模板厚度，决定模板加工方式，钢网对SMT缺陷的影响如印刷模板厚度会导致锡珠桥连、焊锡太多或太少，多孔或少孔导致元件安装不上、开孔尺寸和位置影响锡珠、桥连、孔壁形状和粗糙度影响锡珠桥连和拉尖现象。
设置印刷机参数：
点击锡膏印刷机操作屏后，印刷参数变化是随机的，建立相应的印刷参数数据库，让学生在具体操作中学会印刷机参数的设置如“印刷速”、“印压”。
丝印锡膏：
主要工艺：开机-进入程序-PCB板定位-手动校对、预装入钢网模板-细调-设置参考点-存储参考影像-设置刮刀-测试印刷-校对影像-开始生产。让学生了解出现例如焊锡过多或过少、锡珠、桥连、移位、拉尖焊接问题原因所在，并且学会如何解决。
表面贴装工艺原理：
主要工艺：零件贴装-烘干-回流焊接-清洗-检测-返修等。
自动贴片机工作原理、参数设置及操作方法：
主要工艺：开机-进入程序-建立文档-调整导轨载入PCB-设置参考点-设置送料器-取料设置-放料设置-重置取料器-自动生产。
自动回流焊机工作原理、参数设置及操作方法:主要工艺：开机-进入程序-温区设定-报警温度设定-链速设置-其他设置-开始生产。
二SMT工艺仿真教学应用
（一）教学实施过程
在本项目的实施过程中，始终以学生为主体，以培养学生综合能力为主要目标，利用SMT虚拟仿真实验平台，采用自主互动式的教学方法，实现教与学的互动，让学生成为课堂的主体，教师为学生的引导者、学习合作者、帮助者。
课前上传实验课程相关资料，引导学生查阅资料。教师提出例如“元器件的封装分类”、“丝印处理时环境温度的影响”、“自动贴片时电路板的怎样定位”、“如何尽快设定回流焊机温度曲线”等相关问题，学习相关知识点，促进师生间及学生间线上线下的全面沟通学习，提高学生的自学能力。同时明确必选内容“单片机最小系统板的设计与组装”，选择完成提高部分如“声控发光驻波实验仪电路”、“直流稳压电源电路”，也可以根据自身特点、兴趣自主设计扩展实验系统方案，完成提高部分可加分。
课中要求学生根据任务要求，完成切合实际的合理的需求分析，确认设计板层、提供虚拟仿真实验平台可供选择的器件清单让学生合理选择元件，在分析多种方案的优缺点基础上，确定合适方案。然后进入软件设计环节，进行核心器件选择、模块方案设计，设计电路板图时一些重要规则，如地线回路规则、串扰保护规则、走线方向规则、器件去耦规则等。设计的电路板图要求能满足电气性能，若能优化电路走线，布局布线工整可加分。完成软件部分设计后，将设计的板图导入计算机虚拟仿真实验平台完成电路制作，要求学生正确操作SMT设备如锡膏印刷机、贴片机、回流焊机等。要求制作的电路的元件焊接无虚焊、桥接、短路、漏焊，反接现象。最后分析影响工艺的因素，进行工艺优化，调整工艺条件，优化实验结果。SMT工艺虚拟仿真实验教学模式如图2：
（二）考核内容与设计
学生操作灵活多样，完成同一个实训内容可能有不同的操作途径，需要对此给出合理的评判。成绩基于学生实习过程进行评定，主要包括：
（1）课前预习（20%），教师提前上传相关的PPT、文档和视频至仿真平台，虚拟实验根据学生的阅读完成程度评分。
（2）课中操作（65%），学生操作灵活多样，完成同一个实训内容可能有不同的操作途径，需要对此给出合理的评判。采用基于状态逻辑的对实训流程建模，学生完成该流程得分，未完成不得分实现自动评判（见表1）。
（3）报告撰写（15%）。
三 结束语
通过SMT工艺虚拟仿真实验，能够加强学生对复杂的电子工艺过程协调控制和操作分析能力，加强学生的创新能力，实现专业知识和实践的有机结合。
参考文献
[1]殷金曙,杜世民.虚实结合数字电路实验平台开发[J].实验室研究与探索,2019(1):108-112.
[2]田婧,罗通,罗华锋.新建本科院校虚拟仿真实验室的建设及教学[J].实验科学与技术,2015,13(6):219-222.
[3]刘亚丰,余龙江.虚拟仿真实验教学中心建设理念及发展模式探索[J].实验技术与管理,2016(4):108-110.
[4]朱舜文.SMT丝印机运动控制系统设计和仿真[D].西南交通大学,2018.
[5]杜荣斌,刘涛等.新工科背景下化工仿真实验的开放性教学实践[J].安庆师范大学学报(自然科学版),2019(3):121-123.
[6] 施文婧,闫莉.基于PFMEA的SMT回流焊质量改善方法[J].探测与控制学报,2018,40(03):114-118.
关注SCI论文创作发表，寻求SCI论文修改润色、SCI论文代发表等服务支撑，请锁定SCI论文网！ 文章出自SCI论文网转载请注明出处：https://www.lunwensci.com/jiaoyulunwen/30066.html
