Технология производства радиоэлектронных средств

ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ (Название дисциплины; индекс(ы) дисциплины в учебном(ых) плане(ах) для которых читается дисциплина. Для УМКД, предназначенных одновременно для нескольких направлений или специальностей указываются все их коды.)

Кафедра ЭИУ1-КФ (сокращенное название обеспечивающей кафедры)

Доцент, к. т.н. , е-mail: *****@***ru Старший преподаватель , е-mail:  (Должность, ученая степень, Ф. И.О. разработчиков УМК, контактные телефоны, адрес электронной почты разработчика - при ее наличии)

Виды и объем занятий по дисциплине Виды занятий Объём занятий, час Всего 4 семестр 5 семестр 6 семестр 7 семестр Лекции 136 68 34 34 Семинары 17 17 Лабораторные работы 17 17 Самостоятельная работа 119 17 34 17 51 Домашние задания 29 17 12 Рубежный контроль Курсовая работа 51 51 Итого: 289 102 85 51 51 Проверка знаний: зачет экзамен экзамен дифф. зачет (Общая трудоемкость дисциплины в часах по семестрам, с перечислением всех видов занятий и соответствующего количества часов по учебному плану направления или специальности; форма отчетности по семестрам - экзамен, зачет, дифф. зачет)

Цель - планируемые результаты изучения дисциплины: Цель дисциплины: профессиональная технологическая подготовка конструктора-технолога радиоэлектронных средств (РЭС). Задачами дисциплины является изучение: производства электронных модулей РЭС; технологической подготовки производства модулей; проектирования средств технологического оснащения сборочно-монтажного производства. Студент должен знать: конструкторско-технологические особенности деталей радиоэлектронных средств; методы формообразования радиоэлектронных средств; промышленные и перспективные методы изготовления печатных плат; типовые операции производства печатных плат и их влияние на качество плат; методы монтажа электронных модулей; типовые операции монтажа модулей и их влияние на качество узлов; основы технологической подготовки производства радиоэлектронных средств; методику проектирования технологических процессов и операций; методику проектирования технологической оснастки для сборочных операций; оборудование для производства радиоэлектронных средств. Студент должен уметь: проектировать технологические процессы изготовления печатных плат и сборки электронных модулей на основе синтеза типовых операций; анализировать влияние технологических факторов операций на качество изделий; осуществлять выбор оборудования для реализации спроектированного технологического процесса; составить техническое задание и проектировать технологическую оснастку для сборочно-монтажных работ. Студент должен получить навыки: анализа и синтеза технологических операций; расчета точности операций; оценки технологичности конструкций радиоэлектронных средств; разработки технологического процесса и оснастки при заданном объеме выпуска изделия; эксплуатации, технического обслуживания и ремонта радиоэлектронных средств. (цель преподавания дисциплины, требуемые результаты изучения дисциплины)

Место дисциплины в образовательной программе 1. Предшествующие дисциплины (Приводится перечень дисциплин с указанием разделов (тем), усвоение которых студентами необходимо для изучения данной дисциплины.) материаловедение; введение в специальность; учебно-технологический практикум. 2. Является основой для дисциплин: (использование дисциплины в последующем образовательном процессе) схемотехника; микросхемотехника; управление качеством РЭС; конструкторское проектирование РЭС.

Структура и ключевые понятия дисциплины: 1. Теоретические основы проектирования технологических процессов (20 часов) Технология – наука, процесс, документация. Задачи, которые решает инженер технолог. Производственный процесс. Типы производства. Единичное, серийное и массовое производства. Их особенности. Выпускаемая продукция. Основные понятия: изделие, деталь, сборочная единица, комплект, партия. Производственные погрешности. Допуски, припуски. Методы получения заданной точности. Качество поверхности деталей. Макронеровности и микронеровности (шероховатость). Волнистость. Содержание и порядок проектирования технологических процессов (ТП). Основные понятия и определения. Технологический процесс. Технологическая операция, переход, рабочее место, такт выпуска, ритм выпуска. Виды технологических процессов. Единичный, типовой, групповой ТП, их особенности. Качество продукции. Входной, пооперационный, приемочный, выходной контроли качества продукции. Непрерывный, периодический и летучий контроли качества ТП. Анализ технологического брака. Техническая документация для разработки ТП : ТУ, КД, ЕСТД, ГОСТы, ОСТы, СТП. Состав ТП: титульный лист, лист «ВНИМАНИЕ», перечни комплектующих, оборудования, оснастки, материалов. Маршрутный ТП. Операционные карты. Технологические инструкции. Эскизы. Контрольные карты. Сопроводительный лист. Организация рабочих мест. Размещение технологического оборудования. Основные технологические процессы, используемые при производстве РЭС. 2. Методы формообразования РЭС (28 часов) 2.1. Изготовление литых деталей. Примеры типовых деталей, полученных литьем. Материалы для литья. Общие принципы конструирования литых деталей: жидкотекучесть, кристаллизация, усадка. Классификация способов литья. Литье в оболочковые формы. Литье по выплавляемым моделям. Литье под давлением. Виды брака. 2.2. Изготовление деталей из пластмасс. Классификация способов изготовления деталей из пластмасс. Подготовка и дозирование прессматериалов. Прямое прессование, литьевое прессование, литье под давлением. 2.3. Изготовление деталей методами порошковой металлургии и керамических деталей. Примеры типовых деталей из металлических порошков и керамики (ферритовые сердечники, керамические подложки, изолирующие элементы корпусов для герметизации микросхем). Требования к конструкции деталей из металлических порошков и керамики в зависимости от их назначения. Подготовка исходных материалов (сортировка, очистка, помол, дозирование). Основные операции формообразования (формование, обжиг, глазурование, нанесение покрытий). 2.4. Композитные конструкции. Примеры типовых композитных конструкций (металлопластмассовые, металлокерамические, металлостеклянные корпуса для герметизации микросхем, микромодулей). Особенности композитных конструкций. Исходные материалы. Согласованные и несогласованные пары сопрягаемых элементов. 2.5. Изготовление заготовок и деталей обработкой давлением. Типовые детали РЭС, полученные обработкой давлением. Бесштамповые и штамповые методы обработки давлением, особенности и сущность процессов. Разделительные процессы: отрезка, вырезка, вырубка, пробивка, ударное выдавливание, надрезка и т. д. Формоизменяющие операции: гибка, вытяжка. 2.6. Изготовление деталей резанием. Примеры типовых деталей, полученных резанием. Классификация методов обработки резанием. Особенности обработки точением, фрезерованием, сверлением. Сущность процессов шлифования и полирования. 3. Технологическая подготовка производства РЭС (20 часов) 3.1. Основы проектирования ТП. Единая Система Технологической Подготовки Производства (ЕСТПП): основные задачи и содержание. Основные этапы разработки ТП, перечень задач каждого этапа. Методика анализа конструкций ЭМ. Определение такта выпуска изделий. Технологичность узлов и деталей. Основные понятия. Качественная оценка технологичности деталей и узлов РЭС. Количественная оценка по базовым показателям, трудоемкости и себестоимости. Повышение технологичности РЭС. Моделирование и оптимизация ТП. Точность ТП. Разработка ТП. Классификация узлов РЭС по конструктивно-технологическим признакам. Методика разработки схем сборки РЭС с базовой деталью. Составление маршрутных ТП. Выбор оборудования и средств технологического оснащения с учетом производительности и коэффициента закрепления операций. Примеры разработки типовых ТП. 3.2. Проектирование технологических операций. Основные задачи на этапе разработки операций. Разработка структуры операции и последовательности переходов. Примеры структур операций обработки и сборки деталей и узлов ЭС. Снижение штучного времени. Схемы базирования и установки деталей. Основные положения теории базирования. Виды баз, опорные точки. Схемы  базирования различных геометрических тел. Методика разработки схемы базирования детали. Расчет погрешности базирования. Разработка схемы установки детали в приспособлении. Расчет точности установки. Расчет допустимой и фактической погрешности базирования при сборке. Точность технологической операции. Структура технологического допуска и расчет его составляющих Расчет допустимой погрешности установки детали в приспособлении.  Расчет режимов и условий операции и обеспечение качества по выходным параметрам. Расчет загрузки оборудования. Экономическая и экологическая эффективность операций. Нормирование, определение разряда. Технологическая себестоимость операции – критерий выбора ее варианта. Методика расчета себестоимости операции. Анализ операции с точки зрения техники безопасности и экологии. Методы и средства обеспечения устойчивости экологической среды в производстве ЭС. Технологическая документация. Операционные эскизы и их оформление. Содержание эскизов в курсовом проекте. Операционные карты. Работа с документацией. 4. Технология изготовления печатных плат (34 часа) 4.1. Общие сведения о ПП. Односторонние (ОПП), двусторонние (ДПП), многослойные (МПП), гибкие (ГПП) ПП. Рельефные платы (РП). Конструктивно-технологические особенности и области применения. Основные элементы ПП и требования предъявляемые к ним. Точность изготовления и материалы для изготовления ПП. 4.2. Методы изготовления ПП. Классификация методов. Аддитивные методы изготовления ПП. Субтрактивные методы изготовления ПП: химические методы, метод фрезерования (оконтуривание проводников), лазерное гравирование. Комбинированные методы изготовления ПП: комбинированные позитивный и негативный методы, тентинг-метод. Полуаддитивная технология изготовления ПП. Методы изготовления рельефных плат, печатных плат на керамическом и металлическом основаниях. Преимущества и недостатки методов. Точностные возможности методов. 4.3. Основные этапы изготовления ПП и методы их реализации. Входной контроль. Методы испытаний некоторых физико-механических и технологических свойств фольгированных диэлектриков. Механическая обработка ПП. Получение заготовок печатных плат. Получение фиксирующих и технологических отверстий. Получение монтажных и переходных отверстий. Обработка ПП по контуру. Методы реализации и их точностные возможности. Применяемое оборудование и инструмент. Подготовка поверхности ПП. Механическая, химическая, электрохимическая и плазмохимическая подготовки. Преимущества и недостатки. Последовательности операций. Применяемое оборудование и материалы. Металлизация ПП. Химическая, прямая и гальваническая металлизации. Назначение и методы реализации. Преимущества и недостатки. Применяемое оборудование и материалы. Формирование защитного рельефа ПП. Фотохимический и сеткографический методы. Метод офсетной печати. Точностные возможности методов. Применяемое оборудование и материалы. Травление меди с пробельных мест ПП. Способы реализации. Преимущества и недостатки. Применяемое оборудование и растворы. Оплавление сплава олово-свинец. Назначение и методы реализации. Преимущества и недостатки. Применяемое оборудование. Нанесение паяльной маски. Назначение и методы реализации. Точностные возможности методов. Применяемое оборудование и материалы. Нанесение финишного покрытия. Виды покрытий. Преимущества и недостатки. Методы получения. Применяемое оборудование и материалы. Маркировка ПП. Методы реализации. Применяемые материалы и оборудование. Контроль и испытания в производстве ПП. Методы контроля и испытаний. Применяемое оборудование. 4.4. Особенности изготовления МПП. Методы изготовления МПП. Преимущества и недостатки. Прессование МПП. Сущность процесса. Способы реализации. Применяемое оборудование. 5. Сборка и монтаж модулей РЭС (34 часа) 5.1. Сборка и монтаж РЭС. Организация сборочно-монтажных работ. Проектирование ТП сборки и монтажа РЭС. Типовые и групповые процессы сборки и монтажа. Выбор ТП сборки модуля. Разработка схемы сборки. Разработка маршрутного ТП сборки. Разработка технологических операций сборки. 5.2.  Методы получения контактных соединений. Классификация методов получения контактных соединений. Получение неразъемных соединений. Пайка. Сущность процесса пайки. Физические-химические основы пайки. Селективная пайка: паяльником, горячим газом, сопротивлением, лучевая, лазерная. Групповая пайка: волной припоя, инфракрасная, в парогазовой фазе. Оборудование, инструмент. Показатели качества паяных соединений. Виды брака, причины, способы устранения. Сварка. Сущность процесса сварки. Физические явления, происходящие при сварке. Виды сварки: термокомпрессионная, ультразвуковая, расщепленным электродом, точечная электродуговая, микропламенем, лучевая. Оборудование, инструмент. Показатели качества сварных соединений. Виды брака, причины, способы устранения. Методы получения неразъемных контактных соединений, основанные на холодной деформации: накруткой, скручиванием и намоткой, сжатием, с помощью спиральной пружины, обжатием, врезанием. Оборудование, инструмент. Виды брака, причины, способы устранения. Склеивание. Физические явления, происходящие при склеивании. Клеящие составы. Виды брака, причины, способы устранения. Получение разъемных соединений. Методы получения разъемных контактных соединений: винтовое соединение, клеммное соединение прижатием, эластичное соединение, разъемным соединителем (разъемом). Конструктивно-технологические особенности и условия получения соединений. 5.3. Компоненты для установки на ПП. Классификация компонентов. Выводные компоненты. Поверхностно-монтируемые компоненты (SMD-компоненты). Пассивные компоненты для поверхностного монтажа. Интегральные компоненты для поверхностного монтажа. 5.4. Схемы сборки и монтажа электронных модулей. Классификация схем сборки и монтажа. Маршруты сборки и монтажа. Последовательность сборки и монтажа. 5.5. Навесной монтаж на ПП (монтаж в отверстия). Типовая последовательность операций. Подготовка электронных компонентов к монтажу. Установка компонентов: автоматизированная, ручная и полуавтоматическая. Способы пайки выводов компонентов на ПП. Оборудование, инструмент. 5.6. Технология поверхностного монтажа компонентов. Конструктивно-технологические особенности поверхностного монтажа. Паяльные пасты, клеи. Основные технологические операции: подготовка и кассетирование SMD-компонентов, нанесение паяльной пасты, нанесение клея, установка компонентов на ПП, пайка. Оборудование, инструмент. 5.7. Проводной монтаж электронных модулей высших уровней. Технические требования к монтажу жгутами, кабелями и коммутационными платами. Технология монтажа жгутами, применяемые материалы. Разделка монтажных проводов и кабелей, сборка и вязка жгутов, соединение с контактными элементами, трассировка и закрепление на несущей конструкции, применяемое оборудование и технологическая оснастка. Монтаж плоскими ленточными кабелями (ПЛК). Технологический процесс монтажа ПЛК, применяемое оборудование, технологическая оснастка. 5.8. Герметизация РЭС. Материалы, применяемые для герметизации РЭС, их технологические характеристики и правила выбора. Структура технологического процесса герметизации. Входной контроль. Подготовка форм. Приготовление герметизирующего состава. Подготовка герметизируемого изделия. Конвекционная, радиационная и индукционная сушка. Герметизация изделия. Пропитка при атмосферном давлении, вакуумная, под действием центробежных сил, ультразвуковая. Обволакивание. Заливка. Литьевое прессование. Герметизация капсулированием. Герметизация изделий в вакуум-плотных корпусах. Контроль качества герметизации. Применяемое оборудование и оснастка. 5.9. Регулировка и настройка РЭС. Технологические операции регулировки и настройки. Методы регулировки и настройки: по измерительным приборам (инструментальная регулировка) и пу­тем сравнения настраиваемого прибора с образцом (метод элек­трического копирования). Погрешность регулировки и настройки. Основные этапы технологического процесса регулировки и настройки. 5.10. Испытания РЭС. Испытания как основная форма контроля РЭС. Приемо-сдаточные испытания. Периодические испытания. Предъявительские испытания. Испытания РЭС на механические и климатические воздействия. (основные модули дисциплины и ее ключевые понятия в соответствии с образовательным стандартом)