Перспективы развития печатного монтажа
Вопрос 1
Классификация ЭВМ по условиям эксплуатации. Факторы, влияющие на работоспособность ЭВМ.
Факторы влияющие на работоспособность ЭВМ
1) Климатические – воздействие температуры влажности, давления, наличие движущихся потоков, наличие активных веществ в окружающей атмосфере, наличие солнечного облучения, грибковых образований, микроорганизмов, насекомых, грызунов, наличие взрывоо-опасной и восприменяющейся атмосферы.
2) Механические – ударные нагрузки, акустические, наличие невесомости.
3) Радиационное – радиация от реакторов атомных двигателей, облучение.
Классификация ЭВМ по условиям эксплуатации
Различают классы:
1) Наземная:
А) стационарная – работа в помещениях и на открытом воздухе температура от -50 до +50 градусов, влажность до 90% вибрация до 120герц, возможно воздействие дождя
Б) Возимые (транспортируемые) – эксплуатируется на автомобильном железнодорожныном и гусеничном транспорте вибрация (а авто транспорт до 200герц на жд до 400 на гусеничном до 7000), шум ударные нагрузки, ускорение, образивная пыль.
В) Нсимое (портативное) транспортировку
Г) Бытовая – излучение и блаблабла
2) морская аппаратура устанавливают на речных морских судах – вибрация влажность активная морская среда
3) Бортовая
А) самолетная вибрация, температура, шум
Б) космическая и ракетная
Вопрос 2
|
|
|
Основные этапы процесса проектирования.
Основные этапы процесса проектирования:
Заказчик – это организация заказывающая изделие;
Исполнитель – организация которая реализует требования заказчика в виде конструкторско-технологической документации.
Договор – юридический документ регламентирующий взаимоотношения между ними указывается объем работ, сроки и их финансирование.
Заказчик формулирует технические требования (ТТ) в них указывается назначение изделия требования к конструкции, наименование и назначение основных частей изделия, габаритные установочные и присоединительные размеры, требования по взаимозаменяемости, стандартизации, приемственности по охране окружающей среды помехозащищенности, безопасности, эргономике, эстетике и условиям эксплуатации. Исполнитель на основе ТТ разрабатывает техническое задание ТЗ субподрятчик решает для исполнителя частные вопросы разработка и поставка новых материалов, элементов, технологических процессов, отработка на соответствие требованиям эргономике.
Процесс разработки изделия делится на:
1) Научно-исследовательская работа (НИР);
2) Опытно конструкторская работа (ОКР).
Каждая работа состоит из нескольких этапов, этап ограничен сроками и заканчивается составлением отчетных материалов. Число этапов зависит от сложности и новизны разработки и согласуется с заквасчиком. НИР этапы:
|
|
|
1) Пред патентный поиск
2) Разработка и согласование с заказчиком технического задания
3) Теоритические и экспериментальные исследования новых принципов построения изделия
4) Обобщение результатов и отценка выполненной НИР
5) Приемка НИР
6) Обсуждение согласования задания на проведение ОКР
ОКР включает этапы:
1) Техническое задание
2) Техническое предложение (ТП) обосновывается принципиальная возможность создания изделия с заданными характеристиками
3) Создается общая структурная схема изделия
4) Эскизное проектирование (эсскизный проект ЭП) принимаются принципиальные схемные и конструктивные решения которые отличаются от ПТ более детальной проработкой
5) Техническое проектирование (ТП) детально отрабатываются схемные и конструктивные решения
6) Рабочий проект – выполняется окончательная проектировка схем и чертежей, разрабатывается полный комплект временной конструкторско технологической документации
- Схемы
- Чертежи
- Спецификации
|
|
|
- Технические Условия
- Технические описания
- Инструкции
- Паспорт
- Патентный формуляр
Наружные виды
Перечень чертежей
Производственно технологическая документация
Программа и методика испытаний.
Изготовление опытного образца, проводят испытания при необходимости вносят изменения в документацию, вновь изготавливают и испытывают образци при необходимости корректируют документы, передают документацию заводу изготовителю который выпускает опытную серию, при необходимости вносят изменения в документацию, переход к серийному или массовому производству
Вопрос 3
ЕСКД. Графическая документация. Схемная документация.
Единая система конструкторской документации (ЕСКД) содержит требования по выполнению и оформлению конструкторских документов.
Конструкторская документация делится на:
1) Графическая:
1- Чертеж детали;
2- Сборочный чертеж;
3- Чертеж общего вида;
4- Теоритический чертеж;
5- Габаритный чертеж;
6- Монтажный чертеж;
7- Схемы;
8- Спецификации;
2) Текстовые документы:
1- Ведомости;
2- Пояснительная записка;
3- Технические условия;
4- Программы и методика испытаний;
5- Расчеты;
6- Патентный формуляр;
|
|
|
По способу выполнения и характеру использования КД делится на:
1) Оригиналы – для изготовления подленников;
2) Подлинники – заверенные подлинными подписями предназначенные для изготовления копий;
3) Дубликаты – тоже что и подлинник;
4) Копии – предназначены для использования, получают с подленников;
Схемная документация
Схемы – графический конструкторский документ на котором изображают составные части изделия в виде УГО и связи между ними, схема выполняется без соблюдения масштаба в зависимости от видов элементов и связей различают следующие виды схем:
1) Электрические (Э)
2) Гидравлические (Г)
3) Пневматические (П)
4) Газовые (Х)
5) Кинематические (К)
6) Вакуумные (В)
7) Оптические (Л)
8) Энергетические (Р)
9) Деления (Е)
10) Комбинированные (С)
В зависимости от назначения различают следующие типы схем:
1- Структурные
2- Функциональные
3- Принципиальные
4- Соединений (монтажные)
5- Подключения
6- Общие
7- Расположения
0- Объединенные
К схемной документации относят:
Таблицы (Т) и переични (П) элементов если они выпускаются самостоятельными конструкторскими документами (ПЭ3 – перечень элементов к схеме электрической принципиальной).
Структурная – предназначена для общего ознакомления с изделием и для изучения общих принципов работы изделия разрабатывается на начальных этапах проектирования, функциональные части изображаются в виде прямоугольников или в виде УГО для принципиальных и функциональных схем. Составные части на схеме располагают без учета их действительного их расположения в изделии, процесс изображают с лева на право или сверху в низ, допускается на линии связи направление процесса изображать стрелками.
Функциональные схемы – предназначены для разъяснения процессов происходящих в изделии в целом и в отдельных функциональных частях для одного изделия может быть выпущенно несколько функциональных схем.
Принципиальные схемы – определяет полный состав элементов и устройств в изделии, все связи между ними, дает детальное представление о принципах работы изделия. УГО располагают на линиях связи которые проходят горизонтально или вертикально параллельно друг другу. Буквенно цифровое обозначение располагают над УГО либо с права.
Монтажные – определяет соединения всех частей изделия, изображают все элементы и устройства входящие в изделия, провода жгуты и кабели их соединяющие, все места их присоединения, расположение элементов на схеме должно соответствовать их действительному расположению в изделии.
Схема подключения – показывает внешние подключения изделия, изображают изделия в виде прямоугольника или упрощенного внешнего очертания, входные и выходные элементы (соединители, зажимы, планки) провода и кабели внешнего монтажа, расположение элементов на схеме соответствует их действительному расположению в изделии
Общая схема – определяет составные части комплекса и их соединения на месте эксплуатации, изображают элементы и устройства входящие в комплекс, провода жгуты и кабели их соединяющие. Расположение элементов на схеме соответствует их расположению на месте эксплуатации.
Схема расположения – определяет относительное расположение частей изделия и при необходимости проводов, жгутов и кабелей.
Вопрос 4
Текстовая документация.
Вопрос 5
Требования, предъявляемые к конструкции: конструктивная
преемственность, технологичность, эргономичность, экономичность.
Вопрос 6
Паразитные связи и элементы. Помехи: виды, причины.
Вопрос 9
Методы снижения паразитных связей. Экранирование.
Методы снижения паразитных связей
1) уменьшить паразитную индуктивность, емкость и сопротивление общего провода (Zобщ);
2) Размещение вероятных источников и приемников наводок на максимально воможном расстоянии друг от друга;
3) Уменьшение габаритов токо-несущих элементов, для уменьшения паразитной взаимной индуктивности катушек оси катушек должны быть перпендикулярны;
4) Изъятие посторонних проводов проходящих через несколько узлов и блоков которые могут связать элементы расположенные достаточно далеко друг от друга;
5) При невозможности исключения посторонних проводов и емкостной паразитной связи. Сопротивление постороннего провода должно быть минимальным (при индуктивной паразитной связи сопротивление надо увеличивать);
6) Применение экранов для локализации электро-магнитной энергии в пределах определенного пространства;
7) Применение фильтров для ограничения распространения помехи по общим проводам.
Экранирование
Введение экрана часто требует существенных изменений в компановке, конструкции, габаритов изделия. По этому необходимо совмещать элементы экранов с элементами несущей конструкции. Уже на начальном этапе конструирования необходимо принимать все возможные меры для уменьшения паразитной связи. Чтобы потом в ходе экспериментальной доводки изделия убрать те элементы которые оказались лишними, исключить элемент из готового изделия проще чем добавить.
1) экранирование электрических полей. Емкостная паразитная связь возникает между двумя электрическими цепями через ближнее электрическое поле для уменьшения Cпаразитн вводится токопроводящий экран его соединяют с общим проводом и он замыкает на себя большую часть электрических силовых линий. Если экран имеет нулевое сопротивление то теоретический наводку можно уменьшить до нуля. Практический всегда остается ближнее электрическое поле (из за наличия проводников, технологических отверстий, краевых эффектов)
Э=Спар1-2/С’пар1-2 где С’ после введения экрана
2) Экранирование магнитных полей индуктивная паразитная связь возникает между электирическими цепями через ближнее магнитное поле для уменьшения магнитных полей применяют два вида экранирования:
А) магнитостатическое – применяют экраны из ферримагнитных материалов. С большой магнитной проницаемостью. Линии магнитного поля «втягиваются» в экран в результате внутри экрана поле ослабляется. Эффективность экранирования определяется по формуле Э=1+Мh/D где М(мю) относительная магнитная проницаемость материала экрана h- толщина стенок экрана D – диаметр эквивалентного сферического экрана. Для экрана в форме куба D=1,2b – длинна грани куба. Эффективность уменьшается при наличии в конструкции экрана стыков и швов идущих поперек линии магнитного поля Э=2~5метод применяется на низких частотах.
Б) динамическая применяют экраны из металла со слабым сопротивлением (медь, алюминий). Экранирование магнитного пля создается за счет действий вихревых токов, которые возникают в поверхносном слое экрана (поверхносный эффект) эффективность экранирования определяется по формуле Э=0,5еh/d где h толщина стенок экрана d (дельта) глубина проникновения вихревых токов. На высоких частотах h будет много больше d. Метод применяется на высоких частотах
Экранирование проводов и катушек индуктивности
Для них обычно требуется экранирование от электрических и магнитных полей, желательно электрических и магнитных экранов использовать одни и те же элементы конструкции но при этом следует учитывать что действуют они по разному. Для экранирования электрических полей экран должен соединятся с общим проводом. Для экранирования магнитных полей соединение не обязательно. Эффективность экранирования электрических полей не зависит от магнитной проницаемости материала экрана для магнитных полей зависит.
При экранировании катушек индуктивности следует учитывать влияние экрана индуктивность. Чем ближе расположен экран к катушке тем больше потери индуктивности, носимые экраном и сильнее уменьшается индуктивность и добротность катушки. Потери индуктивности увеличиваются с увеличением сопротивления материала экрана по этому выбирают материал с малым сопротивлением (алюминий, медь, латунь) размеры экрана: Dэк>>2Dкат Lэк>=Lкат+Dкат.
Эффективность экранирования уменьшается за счет паразитной связи возникающей из за посторонних проводов и отверстий в экранах. Необходимые отверстия выполняют вытянутыми вдоль направления вихревых токов
Для полного экранирования проводов от электрических и магнитных полей необходимо чтобы весь обратный ток протекал по экрану. для этого необходимо выводы генератора и нагрузки подключать к проводу и экрану непосредственно без промежуточных проводников соединение с корпусом выполнять в одной точке лучше со стороны нагрузки.
При подключении общего провода к генератору а не к экрану получается экранирование только электрических полей
При отсутствии соединения экрана с общим проводом никакого экранирующего эффекта не возникает при соединении экрана с корпусом со стороны генератора или при соединении с корпусом через длинный провод эффективность уменьшается за счет появления напряжения помех на этом проводе. Для экранирования проводов от низкочастотных наводок поверхность экрана должна иметь изолирующую оболочку, которая исключает случайные контакты с металлическими элементами корпуса изделия. При замыкании экрана на корпус нарушается магнитное экранирование той части провода которая расположена между точкой замыкания и нагрузкой
На высоких частотах из за поверхностного эффекта обратный ток протекает по внутренней поверхности экрана. На мелких частотах (более 10мгц) замыкание на корпус не уменьшает эффективности экранирования.
Применение экранированных проводов увеличивает габаритные размеры стоимость, паразитную емкость монтажа по этому их необходимо применять только в том случаи когда другие средства не дали нужного эффекта
Вопрос 10
Тепловой режим в конструкциях СВТ
Это пространственно временное распределение температуры конструкции ЭВМ и её элементов. Элементы которые выделяют тепловую энергию называются источниками элементы которые её поглащяют – стоки. Между ними протекает процесс обмена тепловой энергии или теплообмен.
Тепловой режим зависит от мощности источников и стоков температуры окружающей среды условий теплообмена применяемой системы охлаждения. Теплообмен наывается стационарным если температура во всех элементах конструкции не изменяется во времени.
Нормальным если температура не превышает допустимые значения
Виды тепло обмена:
1) кондукция – процесс передачи тепловой энергии при взаимодействии молекул твердого тела обусловлен явлением теплопроводности (радиатор на корпусе микросхемы)
2) конвекция – процесс передачи тепловой энергии связанный с движением жидкой или газообразной среды соприкасающейся с твердым телом бывает естественной при свободном движении среды за счет разности плотности холодных и горячих областей бывает принудительный (движение среды происходит под воздействием внешних сил) направленное движение среды называется ломинарным, вихревое движение турбулентное.
3) Излучение – тепловая энергия излучается электромагнитными волнами в инфракрасном диапазоне длин. Количество зависит от материала состояния его поверхности (черные матовые поверхности излучают больше тепла) от размеров формы и взаимной ориентации тел.
Выбор системы охлаждения
Выполняется на начальном этапе проектирования двумя способами:
1) расчет теплового режима при каждом из возможных способов охлаждения в виде системы уравнений
2) ориентировочный расчет по диаграмме
расчет тепловой модели конструкция ЭВМ является системой многих тел с неравномерно распределенными источниками и стоками
температурное поле имеет сложный характер и зависит от расположения источников и стоков, размеров, формы и теплофизических свойств элемента по этому для выполнения математиеских расчетов эелементы конструкции упрощают тепловые процессы протекающие в них иделализируют. Тоесть строится тепловая модель отражающая протекающие тпловые процессы и реализуемамая математический. Один из способов упрощения:
замена сложной по форме элемента конструкции прямоугольным параллелепипедом тоесть эквивалентной нагретой зоной с одинаковой среднеповерхностной температурой. Идеализация тепловых процессов заключаетс в том что учитываются только основные виды теплообмена.
Рассмотрим конструкцию электронного устройства в герметичном исполнении
Если в качестве нагретой зоны принять ячейку то тепловая модель имеет вид
Тепловые процессы описываются системой нелинейных алгебраических уравнений которые составляются на основе закона сохранения энергии число уравнений определяется количеством нагретых зон если в качестве нагретой зоны принять весь пакет ячеек получается тепловая модель
Вопрос 11
Надежность: основные понятия и определения. Классификация отказов. Виды соединений.
Способность устройства выполнять заданные функции в течении требуемого интервала времени при определенных условиях эксплуатации. Включает следующие свойства:
1) безотказность – свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течении некоторого времени или некоторой наработки – объем работы в часах количестве решаемых задач циклах работы
2) долговечность – свойство объекта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного объект может перейти предельное состояние оставаяст рабооспособным если его дальнейшее применение не допустимо по требованиям безопасности, эффективности и т.д.
3) ремонтопригодность – свойство объекта характеризующее его способность к предупреждению обнаружению и устанению отказов и неисправностей путем проведения технического обслуживания и ремонтов
4) сохраняемость – свойства объекта сохранять обусловленные эксплуатационные показатели в течении и после срока хранения и транспортировки
для количественной оценки надежности используется понятие отказ. Отказ это событие при котором нарушается работоспособное состояние объекта. Отказы могут быть:
1) полный – невозможно эксплуатировать аппаратуру до устранения причины отказа
2) частичный – ухудшается какая либо одна из характеристик элемента при этом некоторое время до устранения причины отказа аппаратуру можно использовать.
Отказы могут быть:
1) внезапный – наступает в результате скачкообразного изменения какого либо параметра элемента
а) конструктивные недорабтки
б) скрытые производственные дифекты
в) нарушение правил эксплуатации (в начальном периоде эксплуатации)
постепенный – наступает в результате изменения отдельного параметра элемента (старение элемента)
отказы могут быть:
1) зависимый – наступает в одном или нескольких элементах системы в результате отказа другого элемента;
2) независимый – необусловлен отказом другого элемента
некоторые элементы способны после отказов самостоятельно восстанавливать работоспособное состояние;
такие отказы называют перемежающимися (самоустраняющимися)
по причине возникновения отказа делятся на:
1) конструкционные – возникают в результате несовершенства установленных правил и норм конструирования
2) производственные – возникают в следствии нарушения установленного технологического процесса, изготовления или ремонта.
3) Эксплуатационные – возникают в результате нарушения установленных правил и условий эксплуатации.
Не зависимо от физического соединения элементов в схеме в теории надежности различают следующие виды соединений:
1) последовательное (основное) – соединение при котором отказ хотябы одного элемента приводит к отказу всей системы;
2) Параллельные (резервные) – соединение при котором отказ системы наступает только после отказа основных и вех резервных элементов;
3) Смешанные – сочетание последовательного и параллельного соединений
Вопрос 12
Показатели надежности невосстанавливаемых объектов. Выбор показателей. Расчет надежности методом коэффициентов.
Невосстанавливаемым назевается объект который работает до первого отказа после чего заменяется на такой же так как его восстановление в условиях эксплуатации не возможно по причине отсутствия ремонтного персонала или нецелесообразности. Показатели могут быть:
1) единичными – характеризуют одно свойство надежности объекта
2) Комплексные – характеризуют несколько свойств.
Показатели могут иметь две формы:
1) вероятностная – используется на стадии разработки технической документации
2) статистическая – используется по результатам испытаний
при увеличении числа испытаний статистические испытания близки к вероятностным.
1) вероятность безотказной работы P(t) вероятность того что в пределах заданной наработки отказ объекта не возникнет P(0)=1, Lim P(t)=0 P(t)=1-(n(t)/N0) n(t) – число объектов отказавших к моменту времени t, N0 – число объектов принявших участие в испытании
Q(t) – случайное время до отказа меньше заданного времени t Q(t)= n(t)/N0
P(t)+Q(t)=1
2) Средняя наработка до отказа – определяется как ожидаемое время исправной работы до первого отказа
Так как практический не возможно осуществлять испытания всех объектов до отказа то при большом числе объектов отказавших за время испытаний
3) интенсивность отказов ʌ(t) показывает какая часть объектов исправно работающих выходит из строя за единицу времени ʌ(t)=∆n/(N(t) ∆t ∆n – число обхектов отказавших за время ∆, N(t) – число объектов сохранивших работоспособное состояние к моменту времени t.
1) – этап приработки – характеризуется повышенной интенсивностью отказов (желательно что бы он заканчивался на заводе изготовителе)
2) Этап нормальной работы объекта – интенсивность отказов постоянна
3) Этап старения элементов – характеризуется повышенной интенсивностью отказов в результате износа элементов
4) гамма процентная наработка – это наработка в течении которой гарантируется безотказная работа объекта с заданной вероятностью гамма t
Выбор показателей надежности:
1) если объект работает в течении малого промежутка времени то выбирается P(t);
2) если необходимо гарантировать вероятность безотказной работы на уровне не ниже заданного а наработка может быть назначена проектировщиком то выбирается t (гамма);
3) если отказ объекта не влечет а собой опасных последствий и объект эксплуатируется до первого отказа то выбирается t(0);
4) если объект характеризуется постоянством интенсивности оказав то выбирается ʌ(t).
Расчет надежности методом коэффицентов:
1) приближенный (ориетировочный) исходные данные: типы элементов, их количество, среднее значение ʌ(t)
2) порядок расчета: 1) элементы проектируемой системы разбивают на группы (резисторы, конденсаторы, микросхемы) с примерно одинаковой (лямбдой) и определяют количество элементов Ni. 2) по таблицам устанавливают значение ʌ(i). 3) определяют произведение Ni ʌ(i). 4) Определяют интенсивность отказов всей системы. 5) Определяют среднюю наработку до отказа T0=1/ ʌ 6) определяем вероятность безотказной работы ʌt.
3) Расчет полный (окончательный) выполняется аналогично приближенному но учитывает условия эксплуатации для это вводятся поправочные коэффициенты которые учитываю зависимость интенсивностей отказа элементов от внешних воздействий (повышенная температура, влажность, удары и тд.)
Вопрос 13
Методы повышения надежности в процессе проектирования и производства аппаратно-программных систем
1) общие – реализуются на стадиях проектирования и производства
А) максимальное упрощение принципиальной схемы с одновременным уменьшением числа элементов с невысокой надежностью.
Б) ослабление влияния внешних воздействий герметизацией, амортизацией, охлаждением и тд.
В) использование унифицированных блоков проверенных и отработанных в условиях массового производства и имеющих высокую надежность
2) специальные – реализуются в стадии проектирования и эксплуатации:
А) облегчение режима работы элементов и конструкции (применение пониженного коэффицента нагрузки
Б) тренировка элементов – обеспечивает сокращение этапа приработки характеризуется повышенной λ
В) резервирование – является наиболее эффективным методом может быть:
1) общим (всего объекта в целом)
2) раздельным (отдельных элементов или их групп)
отношение числа резервных элементов к числу основных называется кратностью резервирования.
Структурная надежность
Один из путей повышения надежности это введение схемной избыточности – структурное резервирование тоесть включение в схему устройства дополнительных элементов которые позволяют скомпенсировать отказы отдельных частей стройства и обеспечить его надежную работу
Структурная избыточность реализуется по следующей схеме. Входные сигналы поступают на логические схемы их количество больше чем в нерезервированном устройстве сигналы с входных логических схем далее подают на решающий элемент который согластно функции решения определяет значение выходных сигналов всей схемы.
Функция решения – это правило отображения входных сигналов решающего элемента на множество его выходных сигналов. Простейший и наиболее распространенный вид функции решения это закон большинства или мажоритарный в этом случаи решающий элемент называют мажоритарным. На входы решаюшего элемента поступают сигналы от нечетного количества одинаковых элементов. На выходе решающего элемента сигнал принимает значение равное значению большинства входных сигналов. Наиболее широко используются мажоритарные элементы работающие по закону «2из3» существую так же мажоритарные элементы работающие по законам 3 из 5, 4 из 7, 5 из 9. Схема элементов 2а из 3 y=x1x2+x2x3+x1x3
Для повышения надежности схемы могут быть введены избыточные мажоритарные ‘элементы В этом случаи при выходе одного или нескольких элементов из строя схема продолжает работать за счет большинства работающих элементов. Однако если логические схемы на которые подаются вхоные сигналы неодинаковы закон большинства не применим в таких случаях используют взвешаные коды решающего элемента. Работу такого решающего элемента описывают пороговой функцией которая имеет вид
F(x1,x2,..xn)=
Если С1=C2=…Cn то пороговая функция имеет вид
Восстанавливающее устройство это – преобразователь множество избыточных входных сигналов часть из которых может быть ошибочна в безошибочные сигналы. В таких устройствах в качестве решающего элемента используют мажоритарный элемент, пороговый элемент и другие. Возможно случайное соединение входов.
Резервирование без восстановление
Постоянное любой откаавший элемент или узел не влияет на выходные сигналы по этому его прямого обнаружения не выполняется вводится с помощью решающего блока или в виде однотипных элементов или блоков включенных последовательно, параллельно или согласно закону кратной логики. В качестве решающего блока можно использовать мажоритарные элементы с постоянным или переменным весом. Кодирующие-декодирующие устройства , схемы из логических элементов и, или, не. Резервирование замещением. Предполагается обнаружение отказавшего элемента или узла и подключение исправного выполняется автоматический или вручную различают:
А) нагруженные – резервные элементы находятся в таких же рабочих режимах как и основные
Б) облегченные – резервные элементы находятся в не полном рабочем режиме
В) ненагруженные – резервные элементы находятся в нерабочем состоянии
Достоинства – при включении резервного оборудования не требуется дополнительная регулировка параметров
До момента включения резервные элементы могут быть обезточены следовательно экономится энергия от источников питания возможность использования одного резервного элемента на несколько рабочих применяется крупнм блоком и отдельно функциональным частям.
Резервирование скользящее – любой резервный элемент может замещять любой основной для этого не обхоимо иметь устройство которое автоматический находит неисправный элемент и подключает в место него резервный возможно лишь при однотипности элементов
Достоинства: при идеальном автоматическом устройстве наибольшая надежность по сравнению с другими методами
При резервировании увеличивается масса габариты и стоимость по этому оно применяется когда нет возможности обеспечить требуемую надежность иными средствами.
Резервирование с восстановлением
Способы:
1) устранение отказов сразу после их возникновения устранение после профилактики которые проводятятся через равные интервалы времени
Вопрос 14
Виды печатных плат. Классы точности. Материалы.
ПП – материал основания вырезаный по определенному размеру, содержащий необходимые отверстия и по меньшей мере один проводящий рисунок.
1) Однослойные (односторонние) – это основание на одной стороне которого выполнен проводящий рисунок а на другой стороне которого установлены ЭРИ.
ДПП – материал на обеих сторонах основания выполнен проводящий рисунок
МПП – чередование слоев изоляционного материала с проводящим рисунком между которыми выполнены необходимые соединения
Число слоев 8-12 известны ММП с 22я слоями выставочные образцы имеют до 100 слоев. Малые габариты, высокая трудоемкость и стоимость
ГПП – имеют гибкое основание по конструкции аналагично ДПП. Применяется при реализации уникальных и сложных технических решений в которых не допускается применение жестких плат
Состоит из тонких полосок проводящего материала между 2я пленками изоляционного материала, число проводников их ширина и расстояние между ними соответствует стандартным разъемам
Классы точности
Связаны с уровне производства
| Условное обозначение | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| T, мм | 0,75 | 0,45 | 0,25 | 0,15 | 0,10 |
| S, мм | 0,75 | 0,45 | 0,25 | 0,15 | 0,10 |
| B, мм | 0,3 | 0,2 | 0,1 | 0,05 | 0,025 |
| F | 0,4 | 0,4 | 0,33 | 0,25 | 0,2 |
ПП 5го класса изготавливают на уникальном высокоточном оборудовании, применяют специальные материалы, без усадочную фотопленку для изготовления фотошаблонов. В производственных помещениях создают чистые комнаты с постоянной температурой
ПП 4го класса – изготавливают на высокоточном оборудовании но требования к оборудованию материалам и помещениям ниже чем у 5го класса.
ПП 3го класса наиболее распространенные изготавливают на рядовом хотя и специализированном оборудовании
ПП 2 и 3го класса изготавливают на рядовом оборудовании иногда даже не предназначеном для изготовления ПП это платы макета и любительского уровня еденичного и мелкосерийного производства.
За рубежом принята классификация по уровню точности с 0го по 5ый уровень
Размеры ПП – если не оговорены в техническом задании то их определяют с учетом количества устанвливаемых электрорадио изделий их установочных площядей, шага установки, зон установки соединителей. Линейные размеры выбираются по гост 10317-79. Соотношение сторон ПП должно быть 1х1 2х1 но не более чем 3х1. Габариты согласуются с размерами технологического оборудования которое используют для изготовления ПП. А так же с размерами поставляемых материалов для уменьшения отходов при получении заготовки.
Используются зарубежные стандарты
МЭК 297 – это 19ти дюймовый стандарт (19 дюймов это ширина передней панели суб блока в котором устанавливаются ячейки. Базовые размеры ПП 100 на 100 мм. Модуль приращения по вертикали равен 44,45 мм а по горизонтали 60мм
МЭК 917 – метрический стандарт модуль приращения по вертикали и горизонтали 25мм. Для ячеек 2,5 мм
Вопрос 15
Конструктивно-технологические параметры печатных плат
Вопрос 17
Перспективы развития печатного монтажа
Перспективы развития печатного монтажа
1) Поверхностный монтаж- монтируются не в отверстие а на поверхность используются L J I выводы. А так же чип элементы у которых выводы заменены на металлизированные поверхности их размеры в 10 раз меньше размеров элементов в традиционном исполнении. Они применяются на печатных платах 4-5 класса точности.
2) Отказ от сквозных металлизированных отверстий
Отверстия имеют большие диаметры. Проходят через все слои мпп, выходят на поверхность. Мешают компоновки элементов, поэтому их оставляют во внутренних слоях мпп, наружный слой получают путем напрессовывания фольги. Для соединения наружного слоя с внутренним используют глухие металлизированные отверстия. Диаметром 0.1 – 0.2 мм и глубиной 0.15 – 0.20 мм. Их получают лазерным лучом на основе оксида углерода. Они могут располагаться в любом месте платы (под корпусом микросхемы) и не мешают компоновке элементов. Возможна 2х сторонняя установка элементов.
3) Применение диагональной трассировки.
Используется во внутренних слоях мпп. Позволяет повысить трассировочную способность платы на 25% по сравнению с традиционной. Возможна только при отсутствии сквозных металлизированных отверстий.
4) Применение послойного наращивания – формируются индивидуальные переходы со слоя на слой. Они имеют минимальные диаметры. Что обеспечивают высокую плотность печатного монтажа и независимость компановки элементов на наружных слоях.
Указанное направления позволяют изготавливать мпп с небольшим числом слоев ( не более 8) Которые обеспечивают достаточно высокую трассировочную способность.
Вопрос 18
Применение САПР в процессе разработки электронного устройства
Разработка электронного устройства при помощи САПР
При использовании системы P-CAD необходимо создать библиотеки компонентов
1) Создание УГО символов элементов Symbol Editor
1) Настройка конфигурации редакторов установить толщину линий 0,2 0,4 0,6 установить текстовые стили с высотой букв 2,5 3,5 и 5 мм сохранить настройки в виде файла с расширением SYM.
2) Создание библиотеки для хранения УГО, нарисовать уго всех элементов в соответствии с ГОСТ созданные УГО сохранить в библиотеку
3) Создание посадочных мест в Patter Editor (посадочное место совокупность контактных площядок необходимых для установки элементов на плату)
4) Настройка конфигураций редактора
А – установочный размер – 2,5 мм с шагом сетки 2,5 мм
Настройки сохранить в виде файла с расширением pat, создать стили контактных площядок
Пр. 0.6 / 1.0 прямоугольная с диаметром отверстия 0 6
Созданные стили контактных площядок сохранить
2) выполнить посадочные места
3) создать типовые компонентные модули (ТКМ) Library Manadger совокупность УГО посадочного места, информации о выводах и другой дополнительной информации о компоненте (технические условия, высота, масса, производитель и т.д.) ТКМ создаются и сохраняются в той же библиотеке что и УГО и посадочные места
4) Создание принципиальной электрической схемы редактор Sehematics
- настройка конфигурации редактора
- установить шаг сетки 2мм
- насройки сохранить в виде файла
- нарисовать схему и отредактировать её
- выполнить верификацию схемы
- создать список соединений в воде файла с расширением *.net
5) настроить конфигурацию редактора
- установить шаг сетки 2,5 мм
- сохранить в виде файла
- выгрузить список соединений в файл с расширением net
- выбрать габаритные размеры ПП по ГОСТ и нарисовать контур
- разместить посадочные места внутри контура
- задать правила проектирования в соответствии с классом точности
- выполнить троссировку проводников ручным или автоматичским собом.
- выполнить верификацию платы
- нанести конструкционные отверстия
- проставить размеры ПП (установочные и габаритные
- создать управляющие файлы ля сверлильного станка и фотоплоттера
- составить задание для печати
Вопрос 19
Производственный и технологический процессы. Типы производства. Виды технологических процессов. Технический контроль.
Производственный процесс (ПП)
Технологический процесс (ТП)
ПП – совокупность всех действий людей и орудий производства необходимых на данном предприятии для изготовления или ремонта выпускаемых изделий. Делится на:
1) основной – процессы изготовления продукции
2) вспомогательный – процессы изготовления технологической оснасти, ремонта оборудования, энергоснабжения. Цеха делятся на
а) цех изготовления ПП
б) вспомгательный (ремонтный транспортный
ТП – это часть производственного процесса по изменению и последующему определению состояния предмета труда законченная часть ТП выполняемая непрерывно на одном рабочем месте вырезание аготовок пеатной платы, сверление отверстий в заготовке
Типы производства:
Единичное производтво – малый объем выпуска одинаковых изделий повторные изготовление и ремонт не предусматриваются. Серийные изготовление или ремонт изделий с периодический повторяющимися партиями в зависимости от количества изделий в партии различают мелко, средне и крупносерийное производство.
Массовое производство – большой объем выпуска иделий непрерывно изготовляемых или ремонтируемых продолжительное время на большинстве рабочих мест выполняется одна операция.
Коэффицент закрепления операции Кз.о=О/Р где о – число технологических операции выполняемх на предприятии в течении месяца, Р – число рабочих мест.
Для массового производства характерна узкая специализация рабочих мест. Оборудование может быть расположено по ходу ТП. Если производительность и количество рабочих мест рассчитаны таким образом что переход с одной операции на другую выполняется без задержки то ткая организация производства называется поточной. Не зависимо от типа производства различают следущие виды ТП:
Единичный – разрабатывается для изготовления или ремонта изделия одного наименования типа размера и исполнения.
Типовой – разрабатывается для групп изделий с общими конструктивными признаками
Групповой – разрабатывется для групп изделий с разными конструктивными но общими технологическими признаками
Наиболее сложные по форме принимаются за комплексную
Наиболее сложная по форме принимается за комплексную ТП разрабатывается для нее. При обработке других деталей группы если не тредуется весь комплект инструмента то ненужный пропускается
Технический контроль – составная часть тп охватывает весь тп. Предотвращяет попадание дифектных материалов и изделий на последующие этапы изготовления или ремонта.
1) входно контроль – применяют для проверки качества материалов, заготовок, комплектующих изделий, сборочных едениц поступающих на предприятие.
2) Операционный контроль для проверки деталей и сборочных едениц в процессе изготовления или ремонта. Количественных и качественных характеристик ТП.
3) Приемочный для проверки готовых изделий
Виды контроля:
сплошной применяют при высоких требованиях к качеству изделий пропуск дефектов недопустим
выборочный – применяют при большой трудоемкости контроля или при контроле связанном с разрушением
непрерывный осуществляется автоматическими и полуавтоматическими методами
периодический – применяют в условиях установившегося производства и стабильных тп.
Применяют в специальных случаях установленных стандартом предприятия показатели контроля точность измерений, достоверность, трудоемкость, стоимость.
Вопрос 20
Автоматизация производства
Основные направления:
1) Применение оборудования с числовым программным управлением. Позволяет быстро выполнять переналадку оборудования, применяется в серийном производстве
2) Применение автоматов и полу автоматов. Непереналаживаются по этому применяются только в массовом производстве
3) промышленные роботы применяются в серийном и массовом производстве
4) гибкие производственные системы применяются в серийном производстве
Оборудование с ЧПУ
Оборудование рабочие органы которого перемещаются по заданной траектории в соответствии с управляющей программой. По функциональному назначению оно делится на:
1) контурное рабочий орган перемещается по заранее заданной траектории например фрезерный станок
2) позиционное – рабочие органы перемещаются в точки с заданными координатами (сверлильный станок)
3) комбинированное применяется для обработки сложных корпусных деталей
По наличию обратной связи станки с ЧПУ делятся на:
1) с обратной связью по положению рабочего органа станка – обеспечивают высокую точность обработки.
2) Без обратной связи строится на основе шаговых двигателей – точность обработки ниже
Обрабатывающий центр это многоцелевой станок за один установ выполняется несколько технологических операций (сверление фрезирование растачивание) осществляется автоматическая смена инструментов производительность в несколько раз выше по сравнению с универсальными
Промышленные роботы – атоматическая машина стационарная или передвижная состоящая из исполнительного устройства в виде манипулятора с несколькими степенями подвижности и устройства программного управления для выполнения в производственном процессе управляющих и двигательных функций
1) универсальные – используются с различным технологическим оборудованием
2) специализированные используют для операций одного вида и определенной группы оборудования
3) специальные – для определенных операций и конкретных моделей оборудования
по характеру выполняемых функции:
1) вспомогательные (подемно-транспортные) – имеют позиционную систему управления выполнют действия типа взять перенести положить – 90% от общего числа роботов
2) технологические – имеют контурную систему управления выполняют основные технологические операции (сварку, покраску)
3) универсальные – сочетают признаки вспомогательных и технологических
По грузоподемности:
1) большой – масса груза более 60кг
2) средний – 5-60кг
3) малый – менее 5кг в особую группу выделяют роботы с массой груза менее 1кг таких 40%
По точности манипулирования:
1) обычной точности – погрешность позиционирования 0,1 – 5мм
2) прецизионные – погрешность позиционирования 5мкм операции посадки кристалла в корпус, разводка выводов, герметизация корпусов контроль и разбраковка интегральных схем
3) ультрапрецезионные – погрешность до 1мкм операция литография
По требованиям к окружающей среде:
1) для работы в вакууме
2) для работы в чистых комнатах (исключается участие человека)
3) для роботов используют привод с минимальным числом пар трения минимальным выделением продуктов износа, паров, масел остутствие зон способствующих накоплению пыли
4) обычные условия – не предьявляют требований по гермитичности газо и пыле выделениям
По типу привода:
1) гидравлически
2) пневматический
3) электромеханические
по поколениям:
1) первого поколения – управляются жесткой программой имеют ограниченные возможности по восприятию окружающей среды
2) второго поколения (адаптивные) имеют гибкую систему восприятия информации и организацию обратных связей при выполнении действий содержат сенсорные устройства в виде датчиков (литография посадка кристаллов);
3) третье поколение имеет связъ с внешней средой самообучение и синтез поведения робота во внешней среде.
поколения роботов не сменяют друг друга а применяются там где это целесообразно
Системы управления промышленными роботами:
1) биотехнические не имеют устройств памяти требуют непрерывного участия человека в процессе управления
2) интерактивные имеют устройства памяти для автоматического выполнения отдельных действий бывают трех видов:
а) автоматизированные автоматическое управление чередуется с биотехническим
б) супервизерное – весь цикл операций выполняется автоматический но преход от одного этапа к другому выполняется по команде оператора
в) диалоговое – различные формы общения оператора и системы управления
3) автоматические бывают трех видов
А) программные – организуют движение робота по заранее рассчитанной жесткой программе;
Б) адаптивные – организуют движение робота по изменяемым программам
В) интелектные – организуют движение робото в условиях не строго организованной среды
Вопрос 21
Входной контроль в производстве печатных плат. Механическая обработка печатных плат.
Механическая обработка ПП, основные этапы:
1) входной контроль фольгированного диэлектрика. Определяются параметры:
А) при визуальном осмотре листов устанавливается наличие царапин, проколов, пузырей и других повреждений.
Б) коробление и изгиб: образец опускают в расплавленный припой выявляют трещины на поверхности и дефекты сцепления слоев
В) прочность сцепления фольги с материалом основания при отрыве и при отслаиваний
Г) штампуемость – способность материала подвергаться обработке, без образования сколов по граням отверстий и трещин в перемычках между отверстиями
Выполняют 7 пар отверстий различают 7 степеней штампуемости
Д) способность материала к сверлению – выполняют пробное сверление и определяют наличие прожигания и оплавления фольги
2) получение заготовки – заготовку отрезают с припуском по контуру на одну или несколько плат (для плат небольшого размера). Ширина технологического поля (припуска для ОПП и ДПП 10мм для МПП 30
Если заготовка предназначена для нескольких плат то в ней выполняют 2а фиксирующих отверстия на всю заготовку или для каждой платы. Фиксирующие и технологические отверстия выполняют сверлением или пробивкой
1) сверление монтажных отверстий – монтажные отверстия подлежащие металлизации получают только сверлением так как при пробивке отверстие имеет высокую шероховатость. Нельзя использовать охлаждающие и смазывающие жидкости так как их остатки препятствуют осаждеию меди в отверстиях диаметр сверления должен быть больше диаметра металлизированного отверстия на 0,1 мм т.к толщина слоя меди должна быть не менее 25 мкм и слое припое не менее 10 мкм. Сверление выполняют на сверлильных станках с ЧПУ частота вращения сверла не менее 10тыс оборотов в минуту
2) обработка по контуру выполняют только после получения печатных проводников иначе химические растворы применяющиеся в производстве ПП могут глубоко проникнуть в диэлектрик и вызвать уменьшение электрического сопротивления что позднее может привести к короткому замыканию. Используют теже методы которые применяются при вырезании заготовки:
роликовые ножницы
гилетинные ножницы
фрезерование
Вопрос 22
Получение рисунка печатных плат.
Получение рисунка ПП методом фотопечати
Фотопечать это способ получения рисунка ПП на заготовке покрытой светочувствительным слоем и экспонируемой через фотошаблон. Фотошаблон это негативное или позитивное изображение рисунка ПП в масштабе 1к1 выполненном на пленочном материале или стеклянной фотопластинке
Фоторезист это тонкая пленка органического раствора которая после экспонирования (облучения) полимеризуется и переходит в нерастворимое состояние. Требование: высокая светочувствительность, устойчивость к воздействию химических растворов, хорошая адгезия с заготовкой, высокая разрешающая способность. Число линий которые можно нанести на 1мм платы с тем же расстоянием между ними. По способу получения рисунка фоторезисты делятся на:
1) негативные
облученные участки фоторезиста после проявления остаются на заготовке, необлученные растворяются тем самым формируется рельефная поверхноть соответствующая рисунку ПП. Изготавливают на основе поливиниловового спирта или на основе каучуков имеют высокую разрешающую способность (200-400линий на мм при толщине слоя в 1мкм. Простота употребления, низкая стоимость.
Недостатки: заготовки с нанесенным фоторезистом не выдерживаю длительного хранения (3-5часа) слой задубливается.
В результате облучения и проявления на заготовке остаются не облученные участки фоторезиста. Изготавливают на основе диазасоединений имеют высокую разрешаюшую способность (400-500 линий на мм при толщине слоя в 1 мкм.
Заготовки не здубливаются при длительном хранении.
Недостатки: восокая стоимость, токсичность.
По применению фотрезисты делятся на:
А) Жидкие – малаю толщина слоя, неравномерная толщина, большая трудоемкость поцесса нанесения нельзя использовать для плат с отверстиями. Способы нанесения: окунание, погружение
Центифугированние
Б) нанесение при помощи ребристого ролика
Сухие – широко применются так как более технологичны. Состоит из 3х слоев средний слой светочувствительный, наружные слои защитные. Наносятся при помощи ламинатора
Метод фотопечати имеет высокую разрешающую спосоность позволяет получить проводники шириной до 0.1 мм ( с 1-5 класс точности)
Получение рисунка методом трафаретной печати
Сеткографичекий метод – рисунок на заготовке получают путем продавливания защитной краски через трафарет. Сетки для трафарета изготавливают из капроновох или лабсановых нитей, проволоки из не ржавеющей стали, фосфористой бронзы диаметр проволоки 35-40 размер ячейки 60-80. металлические сетки выдерживают большое число оттисков поэтому выполняются в серийном производстве но они имеют малую эластичность и склонны к окислению. Рисунок на самом трафарете получают методом фотопечати. Защитная краска должна обладать высокой стойкостью, хорошей адгезией с заготовкой, минимальным временем сушки и определенной консистенцией. По сравнению с фотопечатью метод является более дешевымно и разрешающая способностьм меньше. Позволяет получить проводники шириной до 0,3 мм.
Вопрос 23
Химические и гальванические процессы в производстве печатных плат.
Химические и гальванические процессы в производстве печатных плат предназначены для металлизации монтажных отверстий и для защиты рисунка ПП при травлении
I типовой технологический процесс химической и гальванической металлизации
1) подготовка поверхности – выполняютя операции:
А) промывка;
Б) подтравливание диэлектрика в отверстие серной кислотой и втористым водородом
В) промывка в проточной
2) Сенсибилизация – повышение чувствительности меди выполняется в растворе двухлористого олова, саляной кислоты и металлического олова в ечении 5-7 минут с последующей промывкой в дестилированной воде на поверхности образуется пленка ионов 2х хлористого олова которые станут восстановителем для палладия на следующем этапе
3) активация – выполняется в растворе 2х хлористого палладия и омиака в течении 5-7 минут на поверхности образуется пленка атомов палладия которые станут центрами кристаллизации для меди на следующем этапе
4) химическое меднение – выполняется в растворе солей меди никеля и других веществ в течении 15-20 минут в результате на поверхности образуется пленка меди толщиной от 0,25 – 0,5 мкм, для повышения производительности используют покачивание плат, ультразвук
5) предварительное гальваническое меднение применяют для увеличения слоя до 5-8 мкм выполняют в гальванических ваннах, применяют серно-кислый борфтористоводородный и другие электролиты
6) окончательное гальваническое меднение применяют для увеличения слоя меди до 25 мкм
7) гальваническое осаждение сплава олово-свинец получают покрытие толщиной 10-20мкм наносят для защиты рисунка при травлении и для обеспечения качественной пайки возможно применение специальных покрытий (золото, палладий) толщиной 2-5мкм
II типовой технологический процесс, травление – это химический процесс при котором участки медной фольги не защищенный резистом удаляются с поверхности заготовки а участки защищенные резистом остаются и формируют рисунок ПП. В качестве резиста используют: фоторезист, защитную краску, сплав олово-свинец, благородные металлы. ТТП включает следующие этапы:
1) подготовка поверхности (очистка/промывка)
2) травление выбор травящего раствора выполняется в зависимости от вида резиста. Если используют олово свинец или благородные металлы то в качестве травителя примняют растворы на основе хлорной меди, они имеют низкую стоимость, просты в приготовлении, легко удаляются после травления если применяют защитную краску то используют железо-медный хлоридный раствор. Выполняются в ваннах плата закрепляется над травителем или раствором, ротер вращаясь набрызгивает раствор на поверхность платы. Недостаток: малая производительность.
Б) струйное травление – раствор распыляется на поверхность платы. Достоинства: высокая производительность. Недостатки боковое подтравливание проводников.
Для его уменьшения следует использовать
Очистка – промывка в горячей проточной воде
Удаление остатков резиста
Выполняют в щелочных растворах для снятиязащитной краски используют щетки
Вопрос 24
Типовые технологические процессы производства печатных плат.
Типовые технологические процессы изготовления печатных плат:
1) субтрактивные (Subtractio) проводящий рисунок получается при избирательном удалении фольги с материала основания в результате травления
2) адитивные (addition) проводящий рисунок получается при избирательном осаждении меди на нефольгированный материал основания
3) полу аддитивные проводящий рисунок получается при предварительном нанесении тонкого слоя меди на нефольгированный материал основания с последующим удалением его с пробельных мест путем травления
Химический метод – является субтрактивным включает этапы
Входной контроль фольгированного диэлектрика
Получение заготовок
Получение заготовок
Подготовка поверхности фольгированного диэлектрика выполняется для повышения атгезии резиста с поверхностью загоовки выполняется механическая очиска (щетками) и химическая очистка в щелочном растворе с последующей промывкой
Получение рисунка
Удаление остатков резиста
Получение мантажных отврстий тк отверстия не подлежат металлизации можно получать пробивкой или сверлением
Обработка по контуру
Маркировка
Консервация
Достоинства: сравнительная простота технологического процесса, равномерная тольщина проводников, высока электропроводностьпроводников , высокая прочность сцепления проводника с материалом основания процесс изготовления 25мин недостатки: неметализированные отверстия
Применение: опп с неметализированными отвестиями
Комбинированный позитивный метод
Является субтрактивным основные этапы:
1) входной контроль фольгированного диэлектрика
2) нарезка заготовок
3) получение базовых отверстий
4) получение монтажных отверстий (так как отверстия подлежат металлизации
5) химическая металлизация
6) предварительная гальваническая металлизация
7) подготовка поверхности
7) получение рисунка ПП
8) окончательная гальваническая металлизация
1) удалеие остатков резиста
2) травление меди
3) оплавление защитного покрытия олово свинец нагревают до температуры плавления припоя олово-свинец расплавляется при этом изменяется структура покрытия
4) обработка по контуру
5) маркировка
6) консервация
7) упаковка
достоинства метода
металлизированное монтажное отверстие длительный технологический процесс, неравномерная тольщина проводников и их электропроводность неравномернопрочное сцепление проводника с материалом основания, длительное время химических воздействий на плату боковое подтравливание проводников, неоправданно большой расход меди/фольги
Электрохимический метод является полуадитивным включает те же этапы что и комбинированный позитивный метод но при этом используется нефольгированный материал основания или стеклотекстолит с толщиной фольги 5мкм
Достоинства: металлизированное монтажное отверстие, уменьшается неоправданный расход уменьшается боковое подтравливание проводников
Длительный технологический процесс, неравномерная толщина и электропроводность проводников прочность сцепления прободника с материалом основания, велико время химических воздейсвий, применяется для изготовления двухслойных пп
4-5 класс точности
Метод металлизации сквозных отверстий является субтрактивным:
1) входной контроль фольгированного диэлектрика
2) подготовка поверхности внутренних слоев
3) получение рисунка внутренних слоев
4) травление меди во внутренних слоях
5) удаление остатков резиста во внутренних слоях
6) получение базовых отверстий
7) подготовка поверхности перед прессованием
8) очистка поверхности
9) сбор заготовок в пакет перекладывая их прокладочной стеклотканью которая на 50% состоит их эпоксидной смолы
10) совмещение заготовок выполняют по базовым отверстиям
11) рисование платы выполняется в два цикла:
1) при температуре 120-130 градусов давление 5 атмосфер в течении 15-20 минут
2) температура 150-160 градусов давление 40-60 атмосфер время определяетя из расчета 10 минут на каждый миллиметр толщины платы максимальное давление нужно прикладывать в момент когда смола находится в состоянии геля
9) получение монтажных отверстий (тлько сверлением)
10) химическое меднение наружных слоев
11) предварительное гальваническое меднение
12) подготовка поверхности наружных слоев
13) получение рисунка наружных слоев
14) окончательное гальваническое меднение наружных слоев
15) нанесение защитного покрытия олово-свинец
16) удаление остатков резиста
17) травление меди
18) оплавление покрытия олово-свинец
19) обработка по контуру
20) маркировака
21) консервция
22) упаковка
достоинства: металлизированные отверстия, высокая плотность печатного монтажа
недостатки: сложный технологический процесс, возможно отслаивание слоев, высокая трудоемкость и стоимость класс точности 1-3
метод металлизации сквозных отверстий отверстий с вутренними переходами
отличается наличием дополнительных этапов связанных со сверлением и металлизацией внутренних переходных отверстий
метод попарного соединения слоев является разновидностью метода металлизации сквозных отверстий
метод последовательного соединения слоев
соединение слоев происходит только в тех местах где это необходимо, нет сквозных металлизированных ответстий мешающих компановке элементов
длитльный тех процесс высокая трудоемкость и стоимость
применяется для многослойных пп не имеет ограничений по классу точности
Вопрос 25
Нарушение технологического процесса фольгирования, дефкт фольги
Нарушение технологического процесса металлизации отверстий
Плохая подготовка поверхности
Нарушение технологического процесса подготовки КП и проводников
Нарушение ТП подготовки покрытия
Нарушение ТП подготовки покрытия
Нарушение ТП подготовки отверстий
Нарушение ТП подготовки поверхности
Нарушение ТП подготовки КП
Нарушение ТП подготовки проводников
Нарушение ТП металлизации отверстий
Нарушение ТП металлизации отверстий
Нарушение ТП металлизации отверстий
Нарушение ТП травления
Дефект материала
Нарушение ТП фотолитографии
Нарушение ТП лужения
Дефект материала
Нарушение ТП пайки
Нарушение ТП
Из-за не предварительного нагрева, в горячих ваннах
Нарушение ТП подготовки поверхности, не соответствие температуры
Нарушение ТП штампования
Нарушение ТП экспонирования
Нарушение ТП фотопечати
Нарушение ТП фотопечати
Нарушение ТП прессования
Дефект материала
Нарушение ТП штамповки
Нарушение ТП сверления
Нарушение ТП подготовки поверхности
Нарушение ТП сверления
Нарушение ТП химического меднения
Нарушение ТП фотопечати
Нарушение ТП меднения
Нарушение ТП гальванического осаждения покрытия
Нарушение ТП сверления
Нарушение ТП протравливания
Нарушение ТП удаления остатков фоторезиста
Нарушение ТП фрезерования
Нарушение ТП защитного покрытия
Вопрос 26
Пайка, групповые методы пайки
Пайка – процесс образования неразъемного соединения с межатомными связями путем нагрева соединяемых деталей до температуры плавления припоя. Смачивания их поверхности, затекание припоя в зазор с последующей его кристаллизацией.
Монтажная пайка должна быть бездифузионной то есть не должно происходить изменение физико-химических свойств соединяемых деталей. В зависимости от температуры плавления припоя пайка бывает:
1) низкотемпературная (менее 450 градусов) например: олово-свинец, висмут, кадмий
2) Высокотемпературная (свыше 450 градусов) медъ, цинк, серебро.
Требование к припою:
1) смачивание поверхности характеризуется углом смачивания
а) абсолютное смачивание
б) Хорошее смачивание
в) частичное смачивание
г) отсутствие смачивания
Стандартную лужоную медную проволоку припаивают к образцу выполняют срез и определяют угол f
2) Растекаемость характеризуется коэффицентом растекания Кр=Sнагр/S0 до нагревания/после нагревания
3) Способность затекать в узкие зазоры измеряют высоту подема расплавленного припоя между двумя параллельными пластинами или двумя скрученными проволоками.
Подготовка поверхности соединяемых деталей заключается в удалении загрязнения оксидных и жировых пленок шероховатость должна представлять собой сеть пересекающихся каналов
Подготовленную поверхность подвергают флюсованию для удаления оксидных пленок. Флюсы делятся на:
1) кислотные (активные) например хлористый цинк и флюсы на его основе при монтажной пайке не используют так как требуется удаление остатков флюса.
2) Без кислотные (канифоль и флюсы на её основе) применяется при монтажной пайке так как не требуется удаление остатков флюса.
3) Антикоррозионные на основе соединений фосфорной кислоты не вызывают коррозии черных металлов.
4) Активированные на основе канифоли с добавлением активизаторов применяются для сплавов плохоподдающихся пайке
После флюсования выполняют лужение – наносят тонкий слой расплавленного припоя на соединяемые детали:
1) паяльником;
2) погружением в расплавленный припой;
3) гальваническим способом.
Групповые методы пайки
Одновременно выполняется большое число монтажных соединений применяют способы:
1) пайка погружением в расплавленный припой
2) пайка волной пипоя
3) пайка в печи
Основные этапы групповой пайки:
1) подготовка поверхности – зачистка эластичными кругами с абразивным порошком или металлическими считками, обезжиривание, обдув воздухом
2) защита участков платы неподлежащих пайке на плату наклеивают бумажную маску с окнами в местах пайки или наносят защитную краску через сетчатый трафарет
3) Нанесение флюса и подогрев платы для уменьшения теплового удара при погружении в расплавленный припой
4) Нанесение расплавленного припоя
А) погружение
Плату с установленными элементами когружают в припой на половину толщины на 4-11 секунд температура припоя 240-250 градусов
Достоинства: лол а их нет, а не показалось групповая пайка
Недостатки: плата опускается плашмя оксидная пленка попадет на места пайки, коробление платы необходимо поддерживать определенный уровень припоя в ванне (с высокой точностью)
Применение: применяется для плат небольшого размера до 150 мм.
Чтобы исключить попадание оксидных пленок на контактные площядки применяют кассеты специальной конструкции (со створками) применяют опрокидывание плат
Б) волной припоя
Привращении вала образуется волна по гребню которой перемещяется плата с установленными элементами.
Достоинства: оксиднаю пленка не попадает на места пайки, отсутствует коробление платы нет необходимости поддерживать постоянный уровень припоя в ванне
Разновидностью этого метода является каскадная пайка
Каскад состоит из 3х гребней расположенных под небольшим углом
Припой подается на верхнюю ступень каскада по гребню перемещяется плата с установленными элементами
5) удаление маски
плату погружают на 0.8-0.9 толщины в горячую воду температура 90 градусов и выдерживают 2-3 минут, снимают маску, обдувают горячим воздухом
6) удаление флюса в смеси бензина и спирта.
Пайка в печи
Припой наносят в виде паяльной пасты
Припой наносят при помощи специального оборудования рабочий орган которого перемещается в точке с заданными координатами и наносят определенное количество пасты можно наносить пасту при помощи трафарета который изготавливают из листового материала (латунь, нержавеющая сталь толщиной 0,2-0,3 мм рисунок на самом портрете получают методом фотопечати паста разравнивается по трафарету ракелем трафарет убирают на контактных площядках остаются отпечатки пасты. Затем устанавливают элементы (тяжелые закрепляют)
Легкие элементы менее 0,1грамма удерживаются на плате за счет адгезии паяльной пасты затем плата подвергается кратковременному нагреву в печах или конвеерных установках где её нагревают до температуры плавления припоя. Элементы которые нельзя подвергать нагреву паяются отдельно вручную. По сравнению с волной припоя плотность компановки элемента выше.
Вопрос 27
Электрофизические и электрохимические методы размерной обработки.
Электрофизические (Э.) и электрохимические методы обработки (э. м. о.), общее название методов обработки конструкционных материалов непосредственно электрическим током, электролизом и их сочетанием с механическим воздействием. В Э. и э. м. о. включают также методы ультразвуковые, плазменные и ряд других методов. С разработкой и внедрением в производство этих методов сделан принципиально новый шаг в технологии обработки материалов — электрическая энергия из вспомогательного средства при механической обработке (осуществление движения заготовки, инструмента) стала рабочим агентом. Всё более широкое использование Э. и э. м. о. в промышленности обусловлено их высокой производительностью, возможностью выполнять технологические операции, недоступные механическим методам обработки. Э. и э. м. о. весьма разнообразны и условно их можно разделить на электрофизические (электроэрозионные, электромеханические, лучевые), электрохимические и комбинированные.
Электрофизические методы обработки:
- Электроэрозионная обработка основана на вырывании частиц материала с поверхности импульсом электрического разряда. Если задано напряжение (расстояние) между электродами, погруженными в жидкий диэлектрик, то при их сближении (увеличении напряжения) происходит пробой диэлектрика — возникает электрический разряд, в канале которого образуется плазма с высокой температурой.
- Электромеханическая обработка объединяет методы, совмещающие одновременное механическое и электрическое воздействие на обрабатываемый материал в зоне обработки. К ним же относят методы, основанные на использовании некоторых физических явлений (например, гидравлический удар, ультразвук и др.).
- Лучевая обработка. К лучевым методам обработки относится обработка материалов электронным пучком и световыми лучами.
К электрофизическим методам обработки относится также плазменная обработка и ультразвуковая обработка
Электрохимические методы обработки:
- Поверхностная электрохимическая обработка (Суть метода состоит в том, что под действием электрического тока в электролите происходит растворение материала анода (анодное растворение), причём быстрее всего растворяются выступающие части поверхности, что приводит к её выравниванию. При этом материал снимается со всей поверхности, в отличие от механического полирования, где снимаются только наиболее выступающие части.)
- Размерная электрохимическая обработка (Анодно-гидравлическая обработка и анодно-механическая обработка).
Вопрос 28
Защитные покрытия
1) Паяльная маска — наносится на поверхность платы для защиты проводников от случайного замыкания и грязи, а также для защиты стеклотекстолита от термоударов при пайке. Маска не несет другой функциональной нагрузки и не может служить защитой от влаги, плесени, пробоя и т. д. (за исключением случаев применения специальных видов масок).
2) Отслаиваемая маска — наносится на заданные участки платы, которые надо временно защитить, например, от пайки. В дальнейшем ее легко удалить, так как она представляет собой резиноподобный компаунд и просто отслаивается.
3) Акриловые покрытия - состоят из раствора термопластического акрилового полимера, растворенного в смеси органических растворителей. Как таковое, покрытие затвердевает при высыхании растворителей, и полимеризации не происходит. Это означает, что акриловые покрытия могут размягчаться при высоких температурах, но их можно легко удалить при помощи растворителя, когда требуется выполнить ремонт платы.
4) Эпоксидные покрытия - бывают очень твердые, зачастую непрозрачные, они обладают отличной водостойкостью и большим химическим сопротивлением. Как правило, они поставляются как двух-компонентные системы, что делает их более сложными в использовании, чем остальные покрытия. Природа полимеризации этого типа покрытий придает им хорошие механические свойства и сопротивление абразивному износу. Полимеризовавшиеся покрытия очень трудно удалить с платы, и поэтому ее ремонт представляет большую проблему.
5) Уретановые покрытия - обладают свойствами, сходными с эпоксидными, и их сопротивление истиранию еще лучше, чем у эпоксидных покрытий. Как и в случае с эпоксидными покрытиями, их положительными качествами является твердость и стойкость к действию растворителей и разъедающих химических веществ, но как и в случае с эпоксидными покрытиями, их удаление с плат для ремонта представляется трудным делом.
6) Силиконовые материалы - составляют большое семейство различных материалов с широким диапазоном различающихся характеристик и свойств. Обычные силиконовые покрытия варьируются от твердых износоустойчивых материалов до мягких эластомерных покрытий, которые позволяют снизить до минимума уровень напряжения на платы и установленные на них компоненты. Все силиконовые покрытия характеризуются очень хорошими температурными характеристиками по сравнению с остальными типами покрытий.
Вопрос 29
. Защита ЭРЭ и устройств от воздействия внешней среды.
Консервация (длительная, общая, местная), герметизация, пропитка и заливка защитными жидкостями
Вопрос 30
Экология производства ЭВМ
Источники загрязнений:
1) гальванические цеха - участки травления. Выделяются вредные вещества в виде пыли тонкодисперсного тумана, паров, газов. Выделяются: фтористыйводород, хлорисный водород, серная кислота, оксид хрома, оксид азона, гидрооксид натрия.
2) Цеха механической обработки. Вредные вещества в виде пыли, стружки, туманов масел и эмульсий при обработке стеклотекстолита выделяется пыль 20-120граммов в час на еденицу оборудования
3) участки пайки и лужения. Вредные вещества в виде токсичных газов оксид углерода, фтористый водород, выделяются аерозоли свинец и его соединения
4) окрасочные цеха – выделяются вещества виде растворителей при обезжиривании поверхности
виды загрязнений:
сточные воды очистка от твердых частиц осуществляется методами: процеживание, отстаивание, фильтрование
оборотные системы водоснабжения отдельных цехов и участков
двухступенчатую очистку – сточные воды предварительно очищяют в локальных очистных сооружениях, окончательную очитку на общезаводских сооружениях
твердые отходы – обработка выполняется в местах их образования. Выполняются операции:
1) сортировка
2) разделака (удаление не металлических включений)
3) механическая обработка
переработку выполняют на специальных полигонах
выбросы (газ, пары, аэрозоли) существуют обязательные нормы ПДК вредных веществ в воздухе рабочих помещений для их соблюдения применяют меры:
а) приточно вытяжная вентиляция. Удаляется возух из мест вредных выделении и подается свежий.
Б) местные отсосы: вытяжной шкаф внутри которго устанавливается оборудование, вытяжной колпак (зонд) над оборудованием, решетки, бортовой отсос на уровне верхнего края оборудования
В) фильтры: сухие, мокрые, электрические, туманно-уловители
Энергетические выбросы:
А) шум (транспорт, оборудование, вентиляторы, трансформаторы, здания и сооружения) на частотах 2-5гц и уровне шума 100дцб возникает головная боль, при 125дцб вибрация грудной клетки при 15-20гц (инфразвук) возникает страх и нарушение вестибулярного аппарата
Б) вибрация (технологическое оборудование, рельсовый транспорт) вибрация по грунту передается на расстояние о 50м
В) электромагнитные поля (радиолокационные станции, ЛЭП, термические цеха) заряд накапливается на предметах вызывает нарушение сердечно сосудистой, дыхательной и нервной системы
Г) Тепло перед сбросом в атмосферу используют систему охлаждения
Д) излучеие (ионизирующие, ультрафиолетовые, инфракрасные , лазерные, световые) применяют экраны
Основные мер по защите окружающей среды
1)полный переход к безотходным и малоотходным технологиям и производствам.
2) Разработка нового оборудования с меньшим уровнем выбросов примесей и отходов
3) экологическая экспертиза всех видов производств и продуктов
4) замена токсичных отходов на нетоксичные
5) замена неутилизируеых отходов на утилизированные
6) применение дополнительных мер по защите окр среды
Аппараты очистки газовых выброов, сточных вод, глушители шума, виброизоляторы оборудования, экраны для защиты от электромагнитных полей
1) рациональное размещение источников загрязнения
вынесение предприятий из крпных городов
оптимальное расположение предприятий с учетом топографии местности и розы вееров
установление санитарнозащитных зон вокруг предприятия
рациональная планировка городской застройки обеспечение экологических условий для человека и растений
Вопрос 31
Аппаратно-программные системы на базе ПЭВМ
Состав - состоит из 2-х частей: Аппаратной и Программной. Аппаратная часть представляет собой платы видео-аудио ввода с аппаратным сжатием входящего потока. Платы предназначены для подключения к системе входящих сигналов от аналоговых устройств. Использование Аппаратной части комплекса для подключения аналоговых устройств и программной части для цифровых устройств.
Внутреннее устройство: АЦП (ЦАП) + процессор + блок оперативной памяти.
……………
32. Конфигурирование аппаратно-программной системы
33. Методы модернизации и оптимизации аппаратно-программной системы
Вопрос 34
Техническое обслуживание, контроль и диагностика СВТ
Техническое обслуживание (сервис) не зависимо от принятой системы ТО может организовываться с использованием известных методов ТО.
Метод технического обслуживания (ремонта) СВТ определяется совокупностью организационных мероприятий и комплексом технологических операций по техническому обслуживанию (ремонту).
Методы технического обслуживания (ремонта) подразделяются по признаку организации на:
- фирменный;
- автономный;
- специализированный;
- комбинированный.
Фирменный метод заключается в обеспечении работоспособного состояния СВТ предприятием-изготовителем, проводящим работы по техническому обслуживанию и ремонту СВТ собственного производства.
Автономный метод заключается в поддержании работоспособного состояния СВТ в период эксплуатации, при котором техническое обслуживание и ремонт СВТ пользователь выполняет своими силами.
Специализированный метод заключается в обеспечении работоспособного состояния СВТ предприятием сервиса, проводящим работы по техническому обслуживанию и ремонту СВТ.
Комбинированный метод заключается в обеспечении работоспособного состояния СВТ пользователем совместно с предприятием сервиса, либо с предприятием-изготовителем и сводится к распределению между ними работ по техническому обслуживанию и ремонту СВТ.
В зависимости от метода, положенного в основу контроля СВТ, различают два основных вида контроля:
- программный;
- аппаратурный.
Каждый из них может использоваться как в оперативном режиме, т. е. в процессе работы СВТ, так и в режиме профилактических проверок, причем контроль может быть автоматическим или с привлечением оператора.
Программный контроль СВТ основан на использовании специальных программ, контролирующих работу СВТ. Он подразделяется на
- программно-логический
- тестовый.
Программно-логический контроль основан на том, что в основную рабочую программу вводятся дополнительные операции, при выполнении которых получается избыточная информация, необходимая для обнаружения и
исправления ошибок.
Тестовый контроль предназначен для проверки правильности работы СВТ или ее отдельных устройств с помощью специальных программ—тестов.
Диагностика:
- Аппаратные средства
- Программные.
Программно-аппаратные комплексы (ПАК)
ПАК можно подразделяются на:
- Платы мониторинга системы
- ПАК проверки материнской платы
- Специализированные ПАК
- ПАК проверки отдельных элементов системы
- ПАК проверки НЖМД
Вопрос 35
. Виды неисправностей СВТ и способы их устранения
Все неисправностей, которые по тем или иным причинам возникают в
ПК или сказываются на его работе, вызываются ошибками которые, можно классифицировать по следующим основным видам:
- ошибки в программах;
- ошибочные действия оператора;
- ошибки в устройствах хранения и передачи информации;
- ошибки в оборудовании:
- ошибки в логическом оборудовании,
- ошибки в системе контроля,
- неисправности в системах питания и охлаждения.
Перед поиском и устранением неисправностей необходимо выполнить ряд действий, которые позволят локализовать источник ошибки.
1. Выключить компьютер и все подключенные устройства. Отключить все внешние устройства, кроме клавиатуры и монитора.
2. Проверить качество подключения компьютера к сети.
3. Проверить правильность подключения клавиатуры и монитора. Включить монитор и установите регуляторы яркости и контрастности в положение 2/3 от максимального. В некоторых мониторах эти параметры устанавливаются с помощью кнопок и экранного меню. Описание действий по настройке монитора можно найти в его документации.
4. Если компьютер загружается с жесткого диска, то проверьте, чтобы в дисководе не было дискеты. Можете поместить в дисковод заведомо работающую загрузочную дискету или дискету с диагностической программой.
5. Включите компьютер. Посмотрите на вентиляторы блока питания, процессора и других элементов (если они существуют); также обратите внимание на индикаторы передней панели. Если вентиляторы не вращаются, а индикатор питания не светится, то, скорее всего, проблема в блоке питания или системной плате.
6. Проследите процесс самотестирования при включении питания (POST). При отсутствии проблем система издаст одиночный звуковой сигнал и начнет загрузку. Коды нефатальных ошибок будут отображаться на экране монитора. При появлении фатальных ошибок система будет издавать звуковой сигнал. Коды и звуковые сигналы определяются используемой BIOS.
7. Дождитесь успешного запуска операционной системы
Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 306; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!