ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЦЕСУ ВИРОБНИЦТВА

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЦЕСУ

ВИРОБНИЦТВА

2.1. Структура виробничого процесу

2.2. Типи виробництва

2.3. Види технологічних процесів. Комплексна деталь у групових технологічних процесах

2.4. Конструкторсько-технологічні особливості виготовлення електронної апаратури

2.1. Виробничий процес у сучасному машино- та приладобуванні – це комплекс заходів, спрямованих на виготовлення продукції.

• Технологія – це система знань про закономірність перетворення матеріалів та е нергії в готові вироби.

• Виріб – це конструктивна єдність деталей, що має властивості відмінні від властиво стей де талей.

• Деталь – це найпростіший конструкторський елемент електронної апаратури.

• Зборочна одиниця – це елемент конструкції електронної апаратури, який складається принаймні з двох деталей.

• Етап технологічного процесу – це група операцій, що виконується послідовно, і які мають ознаки технологічної спільності.

• Операцією називають частину технологічного про цесу, в якому фізико-хімічні властивості предмету праці змінюються на одному технологічному обладнанні без зміни бази його закріплення. Операція – це основний елемент технологічного процесу. Для неї розробляється технологічна, облікова, конструкторська та інша документація.

• Перехід – це частина технологічної операції, що виконується без зміни технологічного об лад нання.

Виробничий процес

Основний техпроцес Неосновний техпроцес

Етап N

Етап N-1

Етап 1

Складські операції

Транспортні операції

Фасовочні

Операція M

Операція M-1

Операція 1

Перехід 1

Перехід k

• В основному технологічному процесі відбувається зміна геометричних розмірів, фізико-хімічних властиво стей предметів праці. Технологічні процеси відбуваються на основному технологічному обладнанні(верстати, технологічні установки, печі тощо).

• Крім основного технологічного процесу у виробництві використовують неосновні технологічні процеси, які відбуваються на допоміжному обладнанні. Неосновні процеси не спричиняють зміни фізико-хімічних властивостей предметів праці. До неосновних технологічних процесів відносяться транспортні, складські тощо.

2.2. Побудова технологічного процесу та ступінь його деталізації визначається

типом виробництва.

• Для одиничного типу виробництва характерна універсальність робочих місць (немає жорсткого закріплення операцій за робочими місцями), невеликий об’єм випуску продукції, відсутність регулярності виготовлення виробів.

• Серійне виробництво характеризується широкою спеціалізацією робочих місць, виготовлення виробів відбувається партіями, що періодично повторюються. На одному робочому місці здійснюються декілька операцій. В залежності від кількості виробів в партії розрізняють: дрібносерійне, середньосерійне та крупносерійне виробництво.

• Масове виробництво характеризується значними об’ємами випуску продукції, чіткою періодизацією виготовлення виробів, вузькою спеціалізацією робочих місць. Як правило, на одному робочому місці виконується одна технологічна операція. Виготовлення виробів відбувається безперервно протягом тривалого часу.

Кількісною характеристикою типу виробництва є коефіцієнт закріплення операцій:

• Kз.о.= O/N, де О – кількість операцій , N – кількість робочих місць

У відповідності зі стандартами

• Кз.о.=1 для масового виробництва

• Кз.о.<10 для крупносерійного виробництва

• Кз.о. = 10…20 для середньосерійного виробництва

• Кз.о. = 20…40 для дрібносерійного виробництва

• Кз.о. >40 для одиничного виробництва

2.3. Види технологічних процесів

• Сучасне виробництво електронної апаратури пов’язане з високим

ступенем автоматизації. Для такого виробництва розробляють

технологічні процеси, які є найбільш ефективними з точки зору

досягнення найвищих показників якості при мінімальних витратах.

Розробку технологічного процесу проводять, враховуючи:

• аналіз вихідних даних

• порядок технологічних онерацій

• послідовність виконання переходів

• стан технологічного обладнання

• розрахунки технологічних операцій, продуктивності та економічної

ефективності процесу виробництва

• оптимізацію

Розробка технологічного процесу проводиться по трьом напрямкам, де кожен напрямок визначає вид технологічного процесу.

• По I напрямку розробляють одиничні технологічні процеси по виготовленню кожної окремо взятої деталі, при цьому тип виробництва не має значення.

• По II напрямку здійснюють розробку типових або уніфікованих технологічних процесів, яка ведеться для кількох технологічно подібних деталей.

• По III напрямку розробляють групові технологічні процеси для виготовлення груп ви робів з різними конструктивними, але спільними технологічними ознаками.

Групова технологія була розроблена в 50-х роках професором Митрофановим С.П.

Метод групової технології передбачає:• утворення груп деталей з циклом

обробки чи складання, який починається і закінчується на одному і тому ж типі технічного обладнання

• утворення груп деталей, які мають спільний технологічний процес на різнотипному технологічному обладнанні.

Nдет Операції Коментарі

12345678910

1→2→3→6→5→101→2→4→5→6→8→5→101→2→4→5→8→5→101→2→3→6→8→5→101→2→3→4→8→5→101→2→4→7→8→9→5→101→7→8→9→5→101→2→4 →7→8→9→5→101→2→4→9→5→101→2→3→4→9→5→10

1 – ливарне виробництво2 – зачищення3 – свердління4 – фрезерування5 – контроль6 – шліфування7 – зварювання8 – гальванічне покриття9 – складання10 – пакування

48 переходів (→) 54 одиниці обладнання

1 2

2

2

2

3

3

3

4

4

4

5

6

6

7

8

5

5

9

5

10

48 переходів 21 одиниця технологічного обладнання

Приклад реалізації групової технології – виготовлення КСДІ (кремнієві структури з діелектричною ізоляцією).

1. Підготовка монокристалічного кремнію кристалографічної орієнтації (100) до анізотропного травлення

Si-mono

SiO2 SiO2 SiO2

2. Анізотропне травлення

Si-mono

SiO2 SiO2 SiO2

3. Окислення поверхні

Si-mono

SiO2

4. Осадження полікремнію

Si-mono

SiO2

Si-poly

5. Шліфування поверхні монокремнію, відкриття „кишень”, травлення

Si-mono

SiO2Si-poly

Si-monoSi-mono

6. Полірування поверхні, окислення

Si-mono

SiO2Si-poly

Si-mono Si-mono

SiO2

7. Відкриття вікон в окислі під дифузію

Si-mono

SiO2Si-poly

8. Формування p-n переходів

Si-poly Si-mono

9. Формування міжз’єднань

Si-mono

SiO2Si-poly

Al

Комплексна деталь у групових технологічних процесах

• При побудові технологічних процесів в умовах групової технології використовується комплексна деталь, яка конструктивно поєднує в собі всі елементи, що підлягають обробці. Комплексна деталь з достатньою точністю визначає маршрут групової операції.

• Якщо серед заготовок не можна визначити комплексну деталь, її створюють штучно.

Приклад: комплексна деталь у техпроцесі обробки поверхонь.

RR

R

2.4. Конструкторсько-технологічні особливості виготовлення електронної апаратури

• різноманітність засобів і методів обробки матеріалів,

• використання широкої номенклатури матеріалів та деталей,

• конструкторську ієрархію ЕА, • залежність технологічного процесу

виготовлення ЕА від місця в конструкторській ієрархії та умов експлуатації.

Різноманітність засобів і методів обробки матеріалу включають технологічні процеси, характерні для машинобудування,

приладобудування, мікроелектроніки тощо. До них належать

технологічні процеси :

– структуроутворення – створення неоднорідності електропровідності (наприклад, потенційні бар’єри для активних і пасивних елементів мікросхеми, захисні електроізолюючі та електропровідні плівки, епітаксія, дифузія, іонна імплантація, фотолітографія і т. і.)

– формоутворення – обробка заготовок для надання їм певної форми (різка, штампування, шліфування тощо).

– зборки та монтажу – складання, підгонка, пайка, монтажне зварювання та інше.

• Номенклатура матеріалів включає метали, діелектрики (сегнетоелектрики, п’єзоелектрики, ізоляційні матеріали), магнітоматеріали (ферити), напівпровідникові матеріали. Номенклатура матеріалів може досягати сотень одиниць, номенклатура деталей – тисяч та десятків тисяч одиниць.

Конструкторська ієрархія ЕА.

• У відповідності зі стандартом в ЕА використовують п’ять модульних рівнів.

• Весь прилад будується на базі конструктивно завершених модулів шляхом їх функціонального об’єднання.

• Кожному модульному рівню відповідає типова конструкція.

• На I модульному рівні знаходяться ІМС та електронні компоненти (R, C, транзистори)

• На II модульному рівні знаходяться елементи I рівня конструктивно об’єднані на друкованій платі, яка є несучою конструкцією для елементів I рівня

• На III модульному рівні друковані плати об’єднуються в панелі разом з елементами установки, кріплення та електричного міжз’єдання, утворю ють наступну ступінь функціональності. На цьому рівні вирішується питання електричної безпеки панелі

• На IV рівні – рама, зварний каркас з вікнами для розміщення панелей і систем теплового забезпечення функціонування рам

• На V рівні – стійка, в якій розміщуються рами і додаткові пристрої, що забезпечують безпечну експлуатацію електронного виробу в цілому (захист від навколишніх впливів).

• В сучасних ЕОЗ реалізовуються не обов’язково всі 5 ієрархічних рівнів, але принцип ієрархії дотримується обов’язково.

• Ієрархічна побудова ЕА дозволяє:– Локалізувати небезпечні або вразливі частини ЕА і

забезпечити їм необхідні умови функціонування– Підвищити стійкість до зовнішніх завад (корпуси,

перегородки)– Підвищити ремонтноздатність та ресурси роботи ЕА

в цілому– Вести паралельне конструювання, проектування,

виготовлення окремих вузлів ЕА– Ввести часткову модернізацію окремих вузлів ЕА.

• Ієрархічний принцип побудови розширює функціональні можливості ЕА та здешевлює виробництво. Недоліки: збільшення габаритів, маси.

Залежність технологічного процесу виготовлення ЕА від місця в конструкторській ієрархії та умов експлуатації.

• Умови експлуатації суттєво впливають на технологічні можливості ЕА (підсилювач у складі ВІС, підсилювач на друкований платі, антений підсилювач). В залежності від умов експлуатації розроблена та використовується єдина конструкторська база, комплект універсальних типових конструкцій УТК.

• Призначення:• УТК1 – для стаціонарних ЕОС• УТК2 – для стаціонарних і рухомих ЕОС• УТК3 – для ЕОС на рухомих об’єктах, які працюють

в жорстких техно логічних умовах експлуатації.