电子学和銲料

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电子学和銲料之间的区别

电子学 vs. 銲料

电子学（Electronics），作用于包括有源电子元器件（例如真空管、二极管、三极管、集成电路）和与之相关的无源器件电路的互连技术。有源器件的非线性特性和控制电子流动的能力能够放大微弱信号，并且电子学广泛应用于信息处理、通信和信号处理。电子器件的开关特性使处理数字信号成为可能。电路板、电子封装等互连技术和其他各种形式的通信基础元件完善了电路功能，并使连接在一起的元件成为一个正常工作的系统。 电子学有别于電機（Electrical）和機電（Electro-mechanical）科学与技术，电气和电机科学与技术是处理电能的产生、分布、开关、储存和转换，通过电线、电动机、发电机、电池、开关、中继器、变压器、电阻和其他无源器件从其他形式的能量转换为电能。 1897年，約瑟夫·湯姆森發現電子的存在，这是電子學的起源。早期的電子學使用真空管來控制電子的流動，但其存在成本高及體積大等缺點。现如今，大多數电子设备都使用半导体器件来控制电子。真空管至今仍有一些特殊应用，例如、阴极射线管、专业音频设备和像多腔磁控管等微波设备。 半导体器件的研究和相关技术是固体物理学的一个分支，但是电子电路的设计和搭建来解决实际问题却是电子工程的范围。本文专注于电子学的工程方面。. 銲料（Solder），通常為錫的合金，故又稱銲錫，為，在銲接的過程中被用來接合金屬零件， 熔點需低於被焊物的熔點。 一般所稱的焊料為軟焊料，熔點在攝氏90~450度之間 ，軟焊廣泛運用於連接電子零件與電路板、水管配線工程、鈑金焊接等。手焊則經常使用烙鐵。使用熔點高於攝氏450度的焊料之焊接則稱為硬焊（hard soldering）、銀焊（silver soldering）、或銅焊（copper brazing）。 一定成分比例組成的共晶合金具有固定熔點，而非共晶合金擁有分別的固相溫度及液相溫度，當銲料處在固相溫度及液相溫度之間時，會呈現固態粒子散佈在液態金屬的膏狀。焊接電子電路時，若焊料仍未完全融化就移除熱源，會造成不良的電路連結，稱之為冷焊點(cold solder joint)，共熔合金沒有固液共存的溫度範圍，較能防止上述問題。不過，拭接鉛管的接頭（wiped joint）反而是趁焊料冷卻至固液混合的膏狀時，塗抹平整並確保無縫不漏水。 電路板經常需要焊接以連接電子零件，市面上有不同直徑的松香芯焊絲可供手焊電子電路板之用。另外也有焊錫膏、(圓環等)特殊形狀的薄片供不同情況使用，以利工業機械化生產電路板。錫鉛銲料從以往至今即被廣泛使用於軟焊接，尤其對手焊而言為優良的材料，但為避免鉛廢棄物危害環境，產業界逐漸淘汰錫鉛銲料改用無鉛銲料。 焊接水管使用較粗的焊條，電路焊接則使用較細的焊絲（或稱焊線），珠寶首飾的焊接焊料經常裁成薄片。 隨著積體電路的尺寸越做越小，人們也希望焊點縮小。电流密度高於104A/cm2 往往會造成电迁移。假若發生电迁移現象，可觀察到錫球焊點往陽極方向形成凸丘（hillock）；往陰極方向形成空洞（void），且分析陽極方向電路的成分顯示，鉛為主要遷移至陽極的物質。.

半导体

半导体（Semiconductor）是指一种导电性可受控制，范围可从绝缘体至导体之间的材料。无论从科技或是经济发展的角度来看，半导体的重要性都是非常巨大的。今日大部分的电子产品，如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关连。常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等，而硅更是各种半导体材料中，在商业应用上最具有影响力的一种。 材料的导电性是由导带中含有的电子数量决定。当电子从价带获得能量而跳跃至导电带时，电子就可以在带间任意移动而导电。一般常见的金属材料其导电带与价电带之间的能隙非常小，在室温下电子很容易获得能量而跳跃至导电带而导电，而绝缘材料则因为能隙很大（通常大于9电子伏特），电子很难跳跃至导电带，所以无法导电。 一般半导体材料的能隙约为1至3电子伏特，介于导体和绝缘体之间。因此只要给予适当条件的能量激发，或是改变其能隙之间距，此材料就能导电。 半导体通过电子传导或電洞傳导的方式传输电流。电子传导的方式与铜线中电流的流动类似，即在电场作用下高度电离的原子将多余的电子向着负离子化程度比较低的方向传递。電洞导电则是指在正离子化的材料中，原子核外由于电子缺失形成的“空穴”，在电场作用下，空穴被少数的电子补入而造成空穴移动所形成的电流（一般称为正电流）。 材料中载流子（carrier）的数量对半导体的导电特性极为重要。这可以通过在半导体中有选择的加入其他“杂质”（IIIA、VA族元素）来控制。如果我們在純矽中摻雜（doping）少許的砷或磷（最外層有5個電子），就會多出1個自由電子，這樣就形成N型半導體；如果我們在純矽中摻入少許的硼（最外層有3個電子），就反而少了1個電子，而形成一個電洞（hole），這樣就形成P型半導體（少了1個帶負電荷的原子，可視為多了1個正電荷）。.

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危害性物質限制指令

有害物質限用指令（Restriction of Hazardous Substances Directive 2002/95/EC，缩写RoHS）是歐洲聯盟在2003年2月所通過的一項環保指令（但並非法律），定於2006年7月1日起生效，主要針對產品成分及在製造上的工程製程標準.

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廢電子電機設備指令

廢棄電子電機設備指令（Waste Electrical and Electronic Equipment Directive 2002/96/EC，縮寫：WEEE）是歐洲聯盟在2003年2月所通過的一項環保指令，制訂所有廢棄電子電機設備收集、回收、再生的目標。.

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阴极射线管

極射線管（Cathode ray tube，縮寫：CRT，又称“显像管”、--）是一种用于显示系统的物理仪器，曾广泛应用于示波器、电视机和显示器上。它是利用陰極電子槍發射電子，在陽極高壓的作用下，射向螢光屏，使螢光粉發光，同時電子束在偏轉磁場的作用下，作上下左右的移動來達到掃描的目的。早期的阴极射线管僅能顯示光線的強弱，展現黑白畫面。而彩色阴极射线管具有紅色、綠色和藍色三支電子槍，三支電子槍同時發射電子打在螢幕玻璃上磷化物上來顯示顏色。 由于它笨重、耗電且較佔空間，不適合用於便攜設備，而且使用材料多，已很難壓低生產成本，2000年代起幾乎被輕巧、省電且省空間的液晶显示器取代。陰極射線管的市場剩下極重視色彩表現、需要極高反應速度及低溫環境下等特殊用途。.

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铅

铅（Plumbum，化学符号：Pb）為化学元素，原子序数82。铅是柔軟和展性強延性不佳的弱金属，有毒，也是重金属。铅原本的顏色為青白色，在空气中表面很快被一层暗灰色的氧化物覆盖。可用於建筑、铅酸充电池、弹頭、炮弹、銲接物料、釣魚用具、漁業用具、防輻射物料、奖杯和部份合金，例如電子焊接用的鉛錫合金。.

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集成电路

集成电路（integrated circuit，縮寫：IC；integrierter Schaltkreis）、或称微电路（microcircuit）、微芯片（microchip）、晶--片/芯--片（chip）在电子学中是一种把电路（主要包括半導體裝置，也包括被动元件等）小型化的方式，並時常制造在半导体晶圓表面上。 前述將電路製造在半导体晶片表面上的積體電路又稱薄膜（thin-film）積體電路。另有一種（thick-film）（hybrid integrated circuit）是由独立半导体设备和被动元件，集成到基板或线路板所构成的小型化电路。 本文是关于单片（monolithic）集成电路，即薄膜積體電路。 從1949年到1957年，維爾納·雅各比(Werner Jacobi)、杰弗里·杜默 (Jeffrey Dummer)、西德尼·達林頓(Sidney Darlington)、樽井康夫(Yasuo Tarui)都開發了原型，但現代積體電路是由傑克·基爾比在1958年發明的。其因此榮獲2000年諾貝爾物理獎，但同時間也發展出近代實用的積體電路的罗伯特·诺伊斯，卻早於1990年就過世。.

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欧洲联盟

歐洲--聯盟（European Union；Union européenne；Europäische Union），简称欧盟（EU；UE；EU），是根据1993年生效的《马斯特里赫特条约》（也称《欧洲联盟条约》）所建立的政治经济联盟，現拥有28個成员国，正式官方语言有24种。規範歐盟的條約經過多次修訂，目前歐盟的運作方式依照《里斯本條約》。政治上所有成員國均為議會民主國家（2008年《經濟學人》民主狀態調查）；经济上為仅次于以美国為首的北美自由貿易區的世界上第二大经济实体，德国、法国及意大利為歐盟三大核心成員國；軍事上絕大多數歐盟成員國均為北大西洋公約组织成員。 歐盟的歷史可追溯至1952年建立的歐洲煤鋼共同體，當時只有六個成員國。1958年又成立了歐洲經濟共同體和歐洲原子能共同體，1967年統合在歐洲各共同體之下，1993年又統合在歐洲聯盟之下，欧盟已经漸漸地从贸易实体转变成经济和政治联盟。同時，歐洲經濟共同體和後來的歐盟在1973年至2013年期間進行了八次擴大，成員國從6個增至28個。起初推動歐盟建立的動機，是渴望重建二戰后损失惨重的欧洲，以及擔憂欧洲會再度陷入战争泥潭。 歐盟的主要機構有歐洲理事會（成員國家首腦組成）、欧盟理事会（成員國家部長組成的欧盟的上議院）、欧盟委员会（欧盟的行政机构）、歐洲議會（欧盟的眾議院，唯一的直接民選機構）、歐洲法院、歐洲中央銀行等。此外，歐洲原子能共同體也在歐洲共同體的管轄範圍之內，但在法律上是獨立於歐盟的國際組織。 歐元由28個成員國中的19個採納為流通貨幣；《申根條約》取消了部分成員國之間的邊境管制，目前已有22個歐盟成員國和4個非成員國實施。 目前欧盟的主要议题有英國脫歐、欧盟的扩大、落實《里斯本條約》、全球暖化問題、非歐元區成員國加入欧元区、主權債務危機、移民危機等。 2012年10月12日，歐盟獲頒諾貝爾和平獎。.

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