НаИменованИе тем И Их СОДЕРЖАНИЕ

Пятый семестр

ВВЕДЕНИЕ

Развитие радиоэлектроники на современном этапе и ее роль в ускорении темпов научно-технического прогресса, повышении эффективности производства, качества и надежности ИРЭ.

Основные понятия и определения технологии, её связь с экономикой. История развития и основные проблемы технологии ИРЭ.

Предмет, задачи и структура дисциплины.

1.2.1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ

ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА

Тема 1. Конструктивно-технологические особенности изделий радио-

электроники, системный подход к технологии

Конструктивно-технологические особенности поколений ИРЭ. Состав, структура и характеристика ИРЭ как объектов производства. 

Технология ИРЭ как большая система. Иерархические уровни производства ИРЭ. Структура, функции и организация производственной и технологических систем предприятий.

Производственные и технологические процессы, их структура и элементы. Виды и типы ТП.

Тема 2. Технологические системы (ТС) и их основные характеристики

     Общая характеристика, структура и показатели эффективности ТС. Функциональные свойства ТС: надежность, качество управления, помехозащищенность, устойчивость. Влияние внешних и внутренних факторов на характеристики ТС. Управление ТС.

     Математические модели ТС производства ИРЭ. Математическое моделирование ТС, ТП, технологических операций (ТО). Статистическое и корреляционное моделирование ТС. Методы теории массового обслуживания в задачах оценки производительности и надёжности функционирования ТС.

Тема 3. Оптимизация технологических систем

     Методы и критерии оптимизации. Применение аналитических и численных методов оптимизации. Оптимизация ТП методами Гаусса – Зайделя, градиента и др. Центральный ортогональный композиционный план. Поверхности отклика функций оптимума.

     Проектирование оптимальных ТС. Определение требований к параметрам элементов, обеспечивающих заданные показатели эффективности ТС. Выбор структуры ТС по экономическим показателям. Технологическая оптимизация.

Тема 4. Технологичность конструкций радиоэлектронных систем

   Взаимосвязь конструкции изделий и технологии их производства. Структура и показатели технологичности конструкций изделий (ТКИ) по ЕСТПП. Расчет единичных и комплексных показателей ТКИ ИРЭ и ее узлов. Отработка конструкций сборочных единиц и блоков ИРЭ на технологичность. Связь ТКИ с типом производства.

Тема 5. Проектирование технологических процессов производства ИРЭ

Исходные данные и этапы разработки ТП: составление технологического маршрута, выбор оборудования, расчет и назначение режимов обработки, СТО и инструмента, проектирование производственных подразделений и др.

Экономичность и производительность ТП. Технологическая себестоимость, её структура и пути снижения. Техническая норма времени. Основные пути повышения производительности труда.

Роль сборочных и монтажных работ в технологии ИРЭ. Технические требования к сборочным работам. Проблемы снижения их трудоемкости. Технологические схемы сборки. Проектирование ТП сборки и монтажа ИРЭ.

Тема 6. Методы анализа производственных погрешностей

     Точность производства - основной показатель качества изделий. Физико-технологическая теория размерных параметров - основа научного управления точностью. Производственные погрешности, причины их возникновения, законы распределения, методы анализа.

Размерные сборочные цепи. Обеспечение заданной точности сборки. 

1.2.2. ОСНОВЫ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ. СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Тема 1. Химическая связь. Строение вещества

Типы и природа химической связи. Агрегатные состояния. Строение твердых тел. Аморфные, стеклообразные и кристаллические твердые тела. Поли- и изоморфизм. Дефекты кристаллической решетки, строение реальных материалов. Понятие микро- и макроструктуры.

Тема 2. Основы теории сплавов. Кристаллизация

     Фазы сплавов. Основные типы диаграмм состояния двойных сплавов. Фазовые превращения в сплавах. Правило фаз Гиббса, определение состава сплавов. Связь между строением сплава и его свойствами.

     Процесс кристаллизации, его характеристики и механизмы. Влияние условий кристаллизации на структуру и свойства сплавов. Вторичная кристаллизация. Дефекты роста кристаллов.

Тема 3. Классификация свойств и принципы выбора материалов

     Функциональные, технологические и потребительские свойства материалов. Принципы выбора материалов для конкретного применения по технико-экономическим критериям.

Тема 4. Механические и триботехнические свойства

     Механические свойства материалов в условиях статического, динамического и циклического нагружения. Механические испытания.

     Триботехнические свойства материалов (износостойкость, прирабатываемость, коэффициент трения).

Тема 5. Электрофизические и тепловые свойства

Электрофизические свойства материалов. Металлы, полупроводники, диэлектрики. Активные диэлектрики, сверхпроводники.

Теплофизические (теплоемкость, теплопроводность, тепловое расширение) свойства, коррозионная стойкость материалов.

Тема 6. Магнитные и технологические свойства

Магнитные свойства материалов. Диа-, пара-, ферро-, ферримагнетики. Функциональные характеристики магнетиков.

Технологические свойства (обрабатываемость, свариваемость, паяемость и др.), технологические испытания.

1.2.3. КОНСТРУКЦИОННЫЕ И ЭЛЕКТРОРАДИОТЕХНИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

Тема 1. Конструкционные материалы на основе железа

   Диаграмма состояния сплавов системы Fe-C. Физико-химические основы термообработки сталей. Классификация и маркировка сталей и чугунов. Углеродистые, легированные, инструментальные стали и твердые сплавы.

Тема 2. Сплавы цветных металлов и композиты

Конструкционные материалы на основе алюминия, меди, титана, магния и др. Благородные металлы и их применение. Композиционные и порошковые материалы.

  Тема 3. Неметаллические конструкционные материалы

     Полимеры, классификация и основные физико-химические свойства. Однокомпонентные и многокомпонентные (композиционные) пластмассы.  

Неорганические конструкционные материалы: классификация, свойства, применение. Керамика: установочная, огнеупорная, теплоизоляционная, металлокерамические узлы и вакуумные вводы. Стекло и стекломатериалы. Композиты на неметаллической матрице.

Тема 4. Электрорадиотехнические материалы

Классификация проводниковых материалов. Материалы высокой проводимости, резистивные материалы, припои и флюсы. Проводниковые материалы с особыми физико-химическими свойствами.

     Классификация и функциональные характеристики сильномагнитных материалов. Магнитно-мягкие и магнитно-твердые материалы. Магнитные материалы специализированного назначения (для записи информации, термомагнитные, магнитострикционные, СВЧ-диапазона и др.).

     Основные свойства, классификация и применение полупроводников. Элементарные полупроводники (Si, Ge) и структуры на их основе. Полупроводниковые соединения типа А³В⁵, А²В⁶, А⁴В⁴  и твердые растворы на их основе.

     Классификация диэлектрических материалов. Диэлектрические газы и жидкости, полимеры и композиционные пластмассы, компаунды и лаки, слоистые пластики, стекла и ситаллы, монокристаллические и керамические диэлектрики, материалы подложек. Активные диэлектрики.

1.2.4. ПРОИЗВОДСТВО ДЕТАЛЕЙ КОНСТРУКТИВНОЙ БАЗЫ ИРЭ

Тема 1. Литейные процессы. Термическая и химико-термическая

обработки

Общая характеристика методов изготовления деталей. 

Литейные процессы, классификация методов, общие положения. Технологические требования к отливкам, оснастка, оборудование. Основные методы литья (в землю, кокиль, по выплавляемым моделям, под давлением и др.).

Термическая и химико-термическая обработка: закалка, отжиг, отпуск, цементация, азотирование и т.д.

Тема 2. Изготовление деталей давлением

Обработка металлов давлением, общие положения. Прокатка , волочение, ковка, выдавливание, объемная штамповка. Изготовление деталей методом холодной листовой штамповки. Классификация и основные технико-экономические характеристики разделительных и формообразующих операций. Расчет и назначение режимов обработки, раскрой. Оснастка и оборудование.

Тема 3. Обработка резанием

Обработка деталей резанием, общие положения. Явления в зоне обработки, режимы резания. Токарная обработка, сверление, зенкерование, развертывание, растачивание, протягивание и др. Нарезание резьбы. Фрезерование. Отделочные методы обработки резанием: шлифование, полирование, притирка и др.

Тема 4. Изготовление деталей из пластмасс и спеченных материалов

     Виды пластмасс. Методы изготовления изделий из пластмасс: обычное прессование, литьевое прессование, литье под давлением, экструзия, формование. Изготовление деталей из керамики и металлокерамических порошков.

Тема 5. Электрофизические и электрохимические методы обработки

Классификация и область применения методов.

Методы, основанные на химическом действии электрического тока.

Методы, основанные на тепловом действии тока: электроэрозионная, светолучевая (лазерная), плазменная, электронно- и ионно-лучевая обработки.

Методы, основанные на импульсном механическом воздействии электромагнитных полей. Ультразвуковая, электрогидравлическая и магнитно-импульсная обработки. Комбинированные методы обработки.

Шестой семестр

1.2.5. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗДЕЛИЙ ИНТЕГРАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ

Тема 1. Конструктивно-технологические особенности изделий интегральной электроники

     Направления микроминиатюризации ИРЭ. Основные понятия микро-, опто- и функциональной электроники. Классификация изделий интегральной электроники по конструкторско-технологическим признакам. Базовые элементы полупроводниковых приборов и микросхем. Конструктивное исполнение транзисторных, диодных, конденсаторных и резисторных структур

Тема 2. Материалы, технологические среды, базовые операции планарной

технологии

Получение сверхчистых структурно совершенных полупроводниковых материалов. Технологические среды, используемые в производстве изделий интегральной электроники. Источники дефектности изделий. Планарная технология, сущность и основные операции.

Тема 3. Планарная технология: операции удаления и нанесения материала

     Механическая обработка подложек. Физико-химические основы очистки и травления поверхности. «Мокрые» (химические) и "сухие" (плазмохимическое, ионное, ионно-химическое, ионно-плазменное травление) методы.

Назначение и физико-химические основы нанесения пленок и слоев в производстве ИЭТ. Гомо- и гетероэпитаксия. Получение диэлектрических пленок окислением и напылением в вакууме. Технология нанесения толстых пленок. Физико-химические основы и технология получения металлических и диэлектрических пленок термическим и электронно-лучевым испарением, катодным, ионно-лучевым, ионно-плазменным и магнетронным распылением.

Тема 4. Планарная технология: формирование конфигурации элементов

 и областей с различными электрофизическими свойствами

     Формирование конфигурации и топологического рисунка элементов ИЭТ. Классификация методов. Фотолитография. Масочные методы формирования конфигурации элементов. Комбинированные методы. Методы субмикронной литографии. Изготовление шаблонов.

Физико-химические основы легирования полупроводников. Классификация методов и технология диффузионного и ионного легирования.

Тема 5. Планарная технология: операции сборки, герметизации

и контроля

     Контроль свойств материалов после операций и параметров кристаллов на пластине на функционирование.

     Методы разделения пластин и подложек. Виды корпусов ИЭТ. Технология сборки и монтажа. Защита кристаллов микросхем от дестабилизирующих факторов и герметизация ИЭТ. Испытания ИЭТ

Тема 6. ТП изготовления типовых изделий интегральной электроники

Типовые ТП изготовления ИС на планарно-эпитаксиальных биполярных и полевых транзисторах.

Базовые ТП изготовления полупроводниковых лазеров, излучательных диодов, фотоприемников, усилителей и др.

Типовой ТП изготовления изделия функциональной электроники (на примере фильтра на поверхностно-акустических волнах).

Тема 7. Изготовление радиоэлементов (ЭРЭ) и электровакуумных приборов

Классификация, конструктивно-технологические особенности и ТП производства основных групп дискретных ЭРЭ (резисторы, конденсаторы, индуктивности, коммутационные устройства и др.).

Физические основы функционирования, назначение, классификация и технология изготовления электронно-вакуумных приборов (усилительные и генераторные лампы, фотоумножители, средства отображения информации и др.).

Тема 8. Технология волоконно-оптических и запоминающих устройств

Элементы волоконно-оптических линий связи (ВОЛС). Технология изготовления оптических кабелей, коммутаторов, усилительных устройств, оптических дисков и других элементов волоконной оптики.

Технологические процессы изготовления запоминающих устройств (ЗУ). Применяемые материалы. Технология матриц оперативных ЗУ на кольцевых ферритах и тонких магнитных плёнках, полупостоянных и постоянных ЗУ на оптических и магнитных дисках, магнитных барабанах, магнитных головок.

1.2.6. ТЕХНОЛОГИЯ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ СИСТЕМ

Тема 1. Технология механических соединений

Физико-технологические основы формирования механических соединений. Классификация и технические показатели методов создания разъёмных и неразъёмных соединений.

Резьбовые соединения, конструкции и технология. Расчет усилий затяжки и методы стопорения. Штампосборочные операции. Соединение методами накрутки и обжимки.

Тема 2. ТП сварки, пайки и склеивания

     Конструкционная пайка и сварка, физико-технологические основы. Конструкции соединений, классификация и характеристики основных методов.

     Физико-технологические основы склеивания. Конструкции соединений, классификация методов, их технические характеристики. Клеи, проводящие клеи.

Тема 3. Технология электрических соединений

Классификация и основные характеристики методов формирования электрических соединений.

Физико-технологические основы монтажной пайки и сварки. Припои, флюсы, пасты. Основные методы пайки и сварки. Активация процессов энергией механических и электромагнитных колебаний (ультразвук, ВЧ-колебания, инфракрасное и лазерное излучение). Контроль и испытание паяных соединений. Оборудование, оснастка и инструмент для пайки и сварки.

Тема 4. Технология печатных и коммутационных плат

Технические требования, предъявляемые к печатным платам (ПП) и их конструктивно-технологические характеристики.

Классификация методов изготовления ПП. Материалы ПП. Основные характеристики ТП печатного, стежкового и тканого монтажа.

Типовые ТП изготовления печатных и коммутационных плат различными методами. Комбинированный, полуаддитивный и аддитивный методы изготовления двусторонних ПП. Технология многослойных ПП.

Инструмент, оснастка и оборудование для производства печатных и коммутационных плат. Контроль качества и надежность плат.

Тема 5. Технология намоточных изделий

Классификация обмоток по конструктивно-технологическим признакам. Расчет обмоток. Материалы проводов и каркасов. Типовые ТП намотки. Оборудование, оснастка, контроль параметров намоточных изделий. Производственные погрешности обмоток и технологическое обеспечение их качества.

Тема 6. Сборка и монтаж функционально законченных узлов ИРЭ

Технологические схемы сборки. Методы обеспечения точности сборки (взаимозаменяемость, подгонка, регулировка и др.).

Входной контроль и подготовка выводов ЭРЭ к монтажу. Методы установки и фиксации ЭРЭ и ИС на плате. Групповые методы пайки.

Методы механического крепления микрокомпонентов и микроплат. Технология группового монтажа. Поверхностный монтаж.

Сборка несущих конструкций. Технология внутриблочного монтажа. Общая сборка и монтаж ИРЭ. Контроль качества сборочно-монтажных работ.

Тема 7. Герметизация блоков ИРЭ

Классификация методов герметизации и их технические характеристики. Физико-технологические основы процессов пропитки, заливки, обволакивания. Материалы для герметизации и их технологические свойства. Методы получения герметичных соединений. Испытания и контроль герметизации.

Тема 8. Контроль, настройка и регулировка ИРЭ

Классификация и назначение контроля. Выбор мест контроля в структуре ТП. Глубина, точность и достоверность контроля. Контроль качества ИРЭ по обобщённым параметрам. Особенности контроля монтажно-сборочных работ.

     Техническая диагностика и ее назначение. Методы поиска неисправностей. Методика составления диагностических тестов.

     Организация регулировочных работ. Методы пассивной, активной, плавной, дискретной регулировки параметров.

Технологический прогон. Классификация и назначение основных видов испытаний.

Тема 9. Комплексная автоматизация проектирования и производства ИРЭ

Основные понятия и определения. Пути комплексной автоматизации. Производительность труда и себестоимость продукции – основные критерии эффективности автоматизации.

Автоматизированная система ТПП (АСТПП). Техническое, алгоритмическое, информационное и организационное обеспечение АСТПП.

Организация работ по обеспечению ТКИ. Оценка технологичности ИРЭ в автоматизированных производствах.

Организация проектирования ТП и ТС. Нормативно-технические документы на проектирование. Технологическая документация. САПР ТП. Проектирование СТО и средств механизации и автоматизации.

Классификация и виды технологического оборудования для производства ИРЭ. Автоматические линии. Планировка и расчет линий сборки и сборочных конвейеров. Роботизированные технологические комплексы (РТК). Классификация и основные характеристики промышленных роботов. Гибкие производственные системы (ГПС). Классификация, построение и функционирование автоматизированных систем управления ТП (АСУТП).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Перспективы развития производственных технологий изделий радиоэлектроники на современном этапе.