Проектирование и производство электронных систем

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

Производственная практика была пройдена на предприятии ЧНИУП «ИЦТ Горизонт». Научно-исследовательское унитарное предприятие «Институт Цифрового Телевидения Горизонт» входит в состав холдинга «Горизонт» и является самостоятельным юридическим лицом.

История компании берет свое начало с 1959 г. - именно тогда на Минском радиозаводе было создано специализированное конструкторское бюро (СКБ). В 1991 году организовался Минский научно-исследовательский институт цифрового телевидения в составе ПО «Горизонт». В 2003 г. было создано Частное предприятие ИЦТ ГОРИЗОНТ в составе акционерного общества ОАО «ГОРИЗОНТ». В 2012 году был создан R&D центр в составе холдинга Горизонт. В настоящее время предприятие является одним из лидеров в области разработки и производства специальной электроники в Республике Беларусь и на постсоветском пространстве.

Основными направлениями деятельности компании являются:

· Светодиодная светотехника;

· Оборудование для кабельных сетей;

· Медицинская техника;

· Контрактная разработка бытовой и промышленной электроники.

Среди компетенций предприятия:

· cобственный аккредитованный испытательный центр;

· cовременные эффективные системы разработки и подготовки производства новых изделий;

· опытное производство, оснащенное уникальным оборудованием для быстрого изготовления прототипов деталей и опытных партий изделий;

· квалифицированные специалисты, способные решать сложные задачи по разработке и освоению конкурентоспособной продукции [1].



1. ИЗУЧЕНИЕ ОРГАНИЗАЦИОННОЙ СТРУКТУРЫ ПРЕДПРИЯТИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЫПУСКАЕМОЙ ПРОДУКЦИИ

1.1 Структура предприятия

Технологическое бюро подготовки производства

Конструкторская разработка электронной и механической части приборов. интерактивный стенд куб

Привязка конструкции к конкретному производству, создание технологических процессов и технологических карт.

Опытное производство

Включает в себя следующие участки:

- Заготовительный участок. Происходит заготовка комплектующих изделий, резка изделий, подготовка к внедрению в производство, складирование изделий.

- Сварочный участок. Происходит подготовка поверхности, обработка и непосредственно сварка в режиме (ручная или полуавтоматическая).

- Механический участок. Происходит подготовка материалов, в дальнейшем производятся токарные и фрезерные работы.

- Сборочный участок. Происходит сборка датчиков расхода, клапанов регулирования, приборов и обкатка на стенде.

- Монтажный участок. Происходит заготовка комплектующих изделий, нарезка проводов, заготовка приборов; подготовка и пайка плат; сборка разъемов и плат в корпус; производят первичную наладку и калибровку приборов.

Отдел технического контроля №41:

Включает в себя процессы по разработке технических условий, проверки соответствия конструкторской документации требованиям нормативных актов. Занимается проведением стандартизации приборов, поверкой оборудования предприятия.

Отдел снабжения

Продукция, прошедшая все выше перечисленные участки, попадает в отдел снабжения, где в дальнейшем она отпускается заказчику или потребителю. Также в отдел поступают покупные изделия(материалы, готовые узлы и пр.).

Управление по внешнеэкономическим связям

- Обеспечение реализации продукции предприятия.

- Обеспечение выполнения заданий и обязательств по поставкам продукции и товаров в соответствии с заключенными договорами и заказами-нарядами внешнеторговых организаций.

- Рационализация работы сбытовой службы предприятия, снижение затратив сбыт продукции.

Бухгалтерско-финансовый отдел

Основной управленческой задачей бухгалтерского учёта является сбор и обработка полной и достоверной информации о деятельности хозяйствующего субъекта. Такая информация используется в двух целях:

- Принятие решений на основе экономического анализа такой информации.

- Осуществление финансового контроля.

Служба по работе с персоналом и мотивации труда

Занимается управлением персоналом в организации. Управление персоналом представляет собой деятельность людей, выполняющих на предприятии или в организации функции, способствующие наиболее эффективному использованию человеческих ресурсов для достижения первичных целей предприятии (организации).

Испытательный отдел

Осуществляет проверку готовых изделий на соответствие конструкторской документации и техническому заданию.



1.2 Выпускаемая продукция и разработки

Предприятие является разработчиком, изготовителем и держателем патентов на различные изделия светодиодной, медицинской, промышленной и бытовой электронной техники, а также оборудования для кабельных сетей.

Наиболее успешные направления - авионика и спецтехника. Институт выполняет долгосрочный заказ для российских ВВС, поставляя системы отображения информации для самолётов поколения 4+. За рубеж уходят внушительные объёмы продукции для специальной техники. В таких заказах в полной мере реализуются технологии цифрового телевидения сложного уровня. По ряду направлений Институт занимает лидирующие позиции и на рынке РБ. Во всех белорусских вагонах установлены светодиодные светильники Института, на войсковых стрельбищах - полигонное оборудование, в автобусах - мониторы.

Ёмкость внутреннего рынка ограничена, поэтому в приоритете - потребности России, СНГ, Индии и стран Ближнего Востока. Так, в прошлом году 80% реализованной продукции и услуг пришлось на экспорт. Положительное валютное сальдо составило 4,34 миллиона долларов США (16 тыс. долларов на одного работающего).



2. АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИЙ ВЫПУСКАЕМЫХ НА ПРЕДПРИЯТИИ РЭС В СРАВНЕНИИ С АНАЛОГИЧНЫМИ СОВРЕМЕННЫМИ РАЗРАБОТКАМИ ПО КОНСТРУКТОРСКИМ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПОКАЗАТЕЛЯМ

Предприятие выпускает широкий спектр устройств. Главным критерием качества выпускаемой продукции является высокая вандало-защищённость. На данный момент очень перспективным направлением являются интерактивные сенсорные системы.

2.1 Анализ устройства «Интерактивная система "Вертикальный стенд"»

Возможности использования данного устройства:

· навигация (по городу, учреждениям)

· построение маршрута движения

· расписание транспорта

· поиск организаций и заведений по ключевыми словам

· вызов такси и экстренных служб

· информация о достопримечательностях

· онлайн-заказ экскурсий и билетов

· афиша событий с функцией бронирования

· презентационный и рекламный инструмент

· 3d карты организаций и местности.

· иные социально ориентированные и коммерческие функции

Высококонтрастный FullHD LED-дисплей

Диагональ 15", 19", 24", 32", 42", 50"

Поддержка до 40 касаний

Режим работы 24/7

Ethernet, Wifi

Windows 7/8/8.1/Linux/Android

Рабочая температура -35...+50°C

Режим работы в перчатках

Опционально: видеокамера, GSM

Характеристики для сравнения с «Вертикальным стендом»:

· Тип: напольныи?

· Монитор: 47” (ИК 10 касании?)

· Светодиодная (LED) подсветка

· Лицензионная операционная система Windows 7 Embedded

· Габариты: 2104х760х705мм.

· Толщина корпуса: 69мм

· Вес: 110кг.

· Рабочая температура 0...+40°C

Из существенных различий можно увидеть, что интерактивная система «Вертикальный стенд» поддерживает большее количество касаний, а также диапазон рабочих температур гораздо шире.

2.2 Анализ устройства «Интерактивная система “Куб”»

На предприятии «ИЦТ Горизонт» выпускается конструкция, аналогов которой не было найдено.

Возможности использования данного устройства:

* информационно-справочный центр (обработка, структурирование и транслирование больших объемов информации, включая навигацию по торговым и развлекательным центрам, 3d карты)

* обслуживающий терминал (электронная очередь, бронирование билетов, онлайн- покупки и заказ услуг и пр.)

* развлекательный и рекламный комплекс

Высококонтрастный FullHD LED-дисплей

Диагональ 24» 32» 42»

Поддержка 2, 4, 6, 10, 20 касаний

Ethernet, WiFi

Рабочая температура: indoor +5...+50°C

Outdoor -35...+50°C

Windows 7/8/8.1 /Linux/Android

Необыкновенная конструкция приятна глазу, удобна в использовании. Современный дизайн [2].



3. ИЗУЧЕНИЕ ВЫБРАННОГО НА ПРЕДПРИЯТИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ РЭС

Сборка устройства осуществляется в ручную. При сборке устройства используется электроотвёртка для повышения производительности. Также при сборке используются двухсторонний скотч и водостойкий универсальный клей Done Deal "Склею Насмерть". В целом технологический процесс обладает малой производительностью, за счёт того что все сборочно-монтажные операции производятся в ручную, однако следует заметить, что на всех стадиях сборки изделие проходит тщательный визуальный контроль и при грамотных решениях о браке некачественных комплектующих в процессе сборки на выходе получается очень качественное изделие. Заменять всю ручную сборку на автоматизированную линию с роботами нецелесообразно, ведь данное устройство заказывается периодически небольшими партиями (по 10-15шт.). Это экономически не целесообразно.

3.1 Типовой ТП сборки платы

На предприятии также осуществляются ТП сборки плат. Технология изготовления по операциям:

Подготовительная

- подготовка документов и чертежей.

Комплектовочная

- скомплектовать детали и ЭРЭ согласно спецификации чертежа.

Транспортировочная

- транспортировать детали на участок сборки (тележка).

Механосборочная

- извлечь плату из тары;

- извлечь заклепки из тары;

- осуществить контроль;

- сделать отметку в сопроводительном документе;

- произвести установку заклепок;

- извлечь из тары резисторы;

- произвести установку резисторов;

- уложить плату в тару;

- установить тару на сборочный конвейер.

Монтажная

- извлечь плату из тары;

- осуществить контроль;

- произвести установку микросхем на плату;

- уложить плату в тару;

- установить тару на сборочный конвейер.

Пайка

- извлечь плату из тары;

- осуществить контроль;

- произвести пайку;

- уложить плату в тару;

- установить тару на сборочный конвейер.

Монтажная

- извлечь плату из тары;

- осуществить контроль;

- формовать выводы конденсаторов вручную;

- установить выводы в монтажное отверстие согласно СБ;

- флюсовать флюсом ФКТС и паять припоем ПОС-61;

- уложить плату в тару;

- установить тару на сборочный конвейер.

Маркировочная, контрольная

- извлечь плату из тары;

- осуществить контроль;

- установить плату на подставку;

- обезжирить место маркировки согласно чертежу спиртонефрасовой смесью 1:1;

- маркировать плату согласно СБ;

- сушить краску ЧМ по режиму: т=23±5 с, t=70…72 ч;

- снять плату с подставки;

- установить плату на приспособление контроля и произвести визуальный и электрический контроль платы;

- установить плату в корпус изделия;

- произвести маркировку готового изделия;

- уложить изделие в тару.

В данных ТП используется большое количество ручного труда, а для пайки используется свинцовый припой ПОС-61, который запрещен в ряде стран. Контроль на всех этапах осуществляется визуальный, что также негативно влияет на качество выпускаемой продукции.



4. ИЗУЧЕНИЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИХ ДОКУМЕНТОВ И ПАКЕТОВ САПР, ПРИМЕНЯЕМЫХ НА ПРЕДПРИЯТИИ ПРИ КОНСТРУКТОРСКОМ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ПРОЕКТИРОВАНИИ

4.1 Нормативная база предприятия

ЕСТД - это система государственных стандартов, устанавливающих правила оформления, выпуска и обращения технологических документов (ГОСТ 3.301-96).

Все виды технологических документов делятся на основные и вспомогательные. Основные применяются при оформлении технологических процессов. Они делятся на документы общего и специального назначения.

Документы общего назначения - описывающие технологические процессы, независимо от метода изготовления.

Документы специального назначения - применяются для оформления технологических процессов определенного вида и типа производства:

1. Маршрутная карта - ТД, в котором приводится описание последовательного изготовления изделия. При маршрутном описании в маршрутной карте приводится наименование и содержание операций в технологической последовательности изготовления изделия.

2. Карта технологического процесса - предназначена для операционного описания технологического процесса с указанием последовательного изготовления деталей, оборудования.

3. Операционная карта - это документ, предназначенный для описания технологических операций, с указанием последовательного выполнения переходов, информации о технологической оснастке и трудозатратах.

К вспомогательным относятся документы, содержащие дополнительную информацию, необходимую при разработке и практической реализации технологических процессов.

Основные стандарты, используемые на предприятии:

- СТБ 1022-96 “Изделия машиностроения. Сборочные единицы. Общие технические условия”;

- СТБ 1014-95 “Изделия машиностроения. Детали. Общие технические условия”;

- ГОСТ 28388-89 “Документы на магнитных носителях данных. Порядок выполнения и обращения”;

- ГОСТ 2.004-92 “ЕСКД. Общие требования по выполнению конструкторских и технологических документов на печатающих и графических устройствах вывода ЭВМ”;

- ГОСТ 2.123-87 “ЕСКД. Комплектность КД на печатные платы при автоматизированном проектировании”.

Также используются следующие стандарты:

- ГОСТ 2.417-83 “Печатные платы. Правила выполнения чертежей”;

- ГОСТ 2.109-79 “Требования к чертежам деталей и сборочных единиц”;

- ГОСТ 23751-86 “Печатные платы. Основные параметры конструкции”;

- ГОСТ 4.010.022-85 “Платы печатные. Методы конструирования” и другие.

4.2 САПР для разработки КД

Основными программными средствами, используемыми на предприятии, являются пакеты САПР: AutoCAD, CreoElements/Pro, Altium Designer, PCAD. Также в ближайшем будущем планируется полный переход с PCAD на Altium Designer.

AutoCAD. Самая популярная 2-х и 3-х мерная система автоматизированного проектирования и черчения. Данная система настолько универсальна, что используется повсеместно. Знание AutoCAD является первостепенным требованием для определения профпригодности проектировщика. Первоначально AutoCAD создавалась как система автоматизированного проектирования, предназначенная для двухмерных чертежей. Разработка этой системы ведется с 1982 года. За это время были созданы тысячи дополнений и специализированные решения от сторонних фирм и самой компании Autodesk. На данный момент в мире насчитывается около 6 млн пользователей AutoCAD. Ранние версии AutoCAD оперировали элементарными объектами, такими как круги, линии, дуги и др., из которых составлялись более сложные объекты. Однако на современном этапе программа включает в себя полный набор средств, обеспечивающих комплексное трёхмерное моделирование, в том числе работу с произвольными формами, создание и редактирование 3D-моделей тел и поверхностей, улучшенную 3D-навигацию и эффективные средства выпуска рабочей документации. Начиная с версии 2010, в AutoCAD реализована поддержка параметрического черчения, то есть возможность налагать на объект геометрические или размерные зависимости. Это гарантирует, что при внесении любых изменений в проект, определённые параметры и ранее установленные между объектами связи сохраняются.

Ниже описаны некоторые функциональные возможности современной версии:

· Инструменты работы с произвольными формами позволяют создавать и анализировать сложные трехмерные объекты. Их формирование и изменение осуществляются простым перетаскиванием поверхностей, граней и вершин;

· Трехмерная печать. Можно создавать физические макеты проектов через специализированные службы 3D-печати или персональный 3D-принтер;

· Использование динамических блоков позволяет создавать повторяющиеся элементы с изменяемыми параметрами без необходимости перечерчивать их заново или работать с библиотекой элементов;

· Функция масштабирования аннотативных объектов на видовых экранах или в пространстве модели;

· Запись операций позволяет формировать последовательности команд даже без опыта программирования. Записываемые операции, команды и значения ввода регистрируются и отображаются в отдельном окне в дереве операций. После остановки записи можно сохранить команды и значения в файле макроса операций с целью последующего воспроизведения. При коллективной работе макросы могут быть доступны всем;

· Диспетчер подшивок организует листы чертежей, упрощает публикацию, автоматически создает виды, передает данные из подшивок в основные надписи и штемпели и выполняет задания таким образом, чтобы вся нужная информация была в одном месте;

· Инструменты упрощенной трехмерной навигации: «видовой куб» позволяет переключаться между стандартными и изометрическими видами -- как предварительно заданными, так и из выбранной пользователем точки; «штурвал» объединяет в одном интерфейсе несколько различных инструментов навигации и предоставляет быстрый доступ к командам вращения по орбите, панорамирования, центрирования и зумирования;

· Инструмент «аниматор движения» предоставляет доступ к именованным видам, сохраненным в текущем чертеже и организованным в категории анимированных последовательностей. Его можно применять как при создании презентации проекта (анимированные ролики), так и для навигации.

Интерфейс пользователя поддерживает возможность настройки под потребности конкретной отрасли. Изменяются установки по умолчанию для различных функциональных возможностей AutoCAD, включая шаблоны чертежей, содержимое инструментальных палитр, рабочее пространство, фильтры Autodesk Seek, партнёров в Autodesk Developer Network, портал Online Experience и Центр подписки [3].

CreoElements/Pro. Данный продукт является системой автоматизированного 2D/3D -- проектирования тяжелого класса, если отталкиваться от общепринятой иерархии уровней всех САПР-программ.

Первоначально вышеуказанная CAD-система компании PTC носила названиеPro/Engineer Wildfire, однако в 2010 году была переименована корпорацией в CreoElements/Pro. В переводе с латыни “creo” означает “создавать”, однако компания PTCзамыслила ренейминг продукта отнюдь не для получения названия, которое наиболее точно будет отражать его сущность.

С этого момента имя Creo Elements/Pro стала носить программа, являющаяся совокупностью совместимых между собой приложений и модулей от компании PTC, предназначенных для работы и решения специальных задач самых разных структурных подразделений машиностроительного предприятия, будь то конструктора, технологи, расчетчики и другие.

Благодаря наличию различных подключаемых модулей в программе ее настройка очень гибкая и легко находит подход к специфике предприятия, позволяя организовать параллельно проектирование изделия и подготовку производства к изготовлению.Pro/Engineer занял место одного из базовых модулей пакета Creo Elements/Pro.

Стоит отметить, что программа обладает полной ассоциативностью. Иными словами, любое изменение, внесенное на любом этапе проектирования в электронную документацию создаваемого проекта, автоматически отслеживается во всех возможных его областях, которые могут быть каким-либо образом связанными с этим изменением.

Это не только облегчает проектирование в целом, но и в совокупности с гибкой системой взаимосвязей и привязок играет ключевую роль при так называемом нисходящем проектировании, которым можно смело пользоваться в Pro/E.

Например, на этапе проектирования узла или сборочной единицы мы можем создать сборку, состоящую из одних лишь взаимосвязей, а затем, транслируя интерфейсы сборки в модели входящих деталей, создать геометрию на их основе, после чего эти детали автоматически встраиваются в сборку.

Pro/Engineer является одним из первопроходцев в области трехмерного параметрического моделирования и в своей работе основан на иерархической параметризации, что подразумевает под собой наличие “дерева построения”, а геометрия создаваемого объекта при этом состоит из фичеров -- простейших геометрических элементов, соотносящихся друг с другом, и операций, совершаемых над ними.

По своему принципу функционирования при построении трехмерных моделей Pro/Engineer априори схож с большинством современных САПР-приложений, однако отличается более глубокой проработкой функционала и широким диапазоном возможных параметров настройки при построении каждого элемента геометрии.

Особую роль это играет при работе со сложными поверхностями профилированных деталей в совокупности с мощным аналитическим модулем, позволяющим производить любые замеры и анализы при построениях геометрии. «Глобальной» отрицательной особенностью Pro/E можно назвать визуально сложный и далеко не всегда понятный пользователю интерфейс, который у многих ассоциируется почему-то с кассетным плеером или пленочной видеокамерой. Это касается не только внешнего вида, но и множества различных панелей, возникающих в процессе диалога пользователя с программой.

Pro/Engineer позволяет создавать полностью взаимосвязанные с моделями плоские чертежи, при этом, практически все данные переносится в чертеж из модели. При любой правке модели эти изменения автоматически вносятся и в чертеж. Стоит отметить, что специфика оформления чертежей заточена под западную систему стандартов. В результате этого зачастую приходится использовать различные «хитрости» и неочевидные методы для выполнения чертежей по отечественной ЕСКД.

Pro/Engineer хорошо оптимизирован: его системные требования зависят от подключенных модулей и сложности выполняемой задачи. Например, простейшие детали можно комфортно создавать даже на устаревшем оборудовании, тем более, что Pro/E может работать на операционных системах любой разрядности. Также, Pro/E обладает гибкой системой упрощенных представлений, позволяющий работать с гигантскими сборками без потерь производительности.

Таким образом, можно сказать, что Pro/Engineer как самостоятельно, так и в пакете Creo Elements/Pro, широко применяется как в различных производственных объединениях, так и частными лицами в индивидуальной деятельности [4].

Altium Designer -- комплексная система автоматизированного проектирования (САПР) радиоэлектронных средств, разработанная австралийской компанией Altium. Ранее эта же фирма разрабатывала САПР P-CAD, который приобрёл необычайную популярность среди российских разработчиков печатных плат. В 2008 году фирма Altium заявила о прекращении поставки программных пакетов P-CAD, и предложила разработчикам использовать программу Altium Designer, которая появилась в 2000 году и изначально имела название Protel. В 2006 был проведён ребрендинг программного продукта и он получил текущее название, последняя версия которого называется Altium Designer 16. Сегодня Altium Designer -- это система, позволяющая реализовывать проекты электронных средств на уровне схемы или программного кода с последующей передачей информации проектировщику ПЛИС или печатной платы. Отличительной особенностью программы является проектная структура и сквозная целостность ведения разработки на разных уровнях проектирования. Иными словами изменения в разработке на уровне платы могут мгновенно быть переданы на уровень ПЛИС или схемы и так же обратно. Так же в качестве приоритетного направления разработчиков данной программы стоит отметить интеграцию ECAD и MCAD систем. Теперь разработка печатной платы возможна в трёхмерном виде с двунаправленной передачей информации в механические САПР (Solid Works, Pro/ENGINEER, NX и др.)

Данный пакет состоит из двух продуктов, базирующихся на единой интегрированной платформе DXP, возможность работы с тем или иным из них зависит от типа приобретённой лицензии:

· Altium Designer Custom Board Front-End Design -- Проектирование ПЛИС, схемотехническое проектирование и моделирование.

· Altium Designer Custom Board Implementation -- Проектирование печатных плат и ПЛИС.

В состав программного комплекса Altium Designer входит весь необходимый инструментарий для разработки, редактирования и отладки проектов на базе электрических схем и ПЛИС. Редактор схем позволяет вводить многоиерархические и многоканальные схемы любой сложности, а также проводить смешанное цифро-аналоговое моделирование. Библиотеки программы содержат более 90 тысяч готовых компонентов, у многих из которых имеются модели посадочных мест, SPICE и IBIS-модели, а также трёхмерные модели. Любую из вышеперечисленных моделей можно создать внутренними средствами программы.

Редактор печатных плат Altium Designer содержит мощные средства интерактивного размещения компонентов и трассировки проводников, которые совместно с интуитивной и полностью визуализированной системой установки правил проектирования максимально упрощают процесс разработки электроники. Инструменты трассировки учитывают все требования, предъявляемые современными технологиями разработок, например, при трассировке дифференциальных пар или высокочастотных участков плат. В состав программы входит автоматический трассировщик Situs, в котором используются наиболее прогрессивные алгоритмы трассировки печатных проводников. Принципиальным отличием последней версии Altium Designer является поддержка двунаправленной работы с механическими деталями и моделями компонентов в формате STEP, которые могут быть импортированы/экспортированы из механических САПР.

Работа над всеми частями проекта ведётся в единой управляющей оболочке Design Explorer, что позволяет разработчику контролировать целостность проекта на всех этапах проектирования. Таким образом, изменения, внесённые на любом этапе разработки, автоматически передаются на все связанные стадии проекта. В дополнение к мощным средствам разработки, Altium Designer имеет широкие возможности импорта и экспорта сторонних систем проектирования и поддерживает практически все стандартные форматы выходных файлов (Gerber, ODB++, DXF и т. д.). Полностью поддерживаются все наработки в виде схем, плат и библиотек, разработанные в последних версиях P-CAD [5].

Системы AutoCAD, PCAD, Altium Designer позволяют выполнять следующие операции:

- создание УГО элементов и корпусов;

- графический ввод схемы электрической принципиальной и конструктивов плат проектируемого устройства;

- одно- и двустороннее размещение элементов с планарными и штыревыми выводами;

- ручную и автоматическую трассировку печатных проводников произвольной ширины;

- автоматический контроль принципиальной схемы и печатной платы на соответствие конструкторско-технологическим ограничениям;

- выпуск чертежей и технологической документации.

САПР Creo Elements/Pro позволяет создавать твердотельные трехмерные модели, а также генерировать конструкторскую и технологическую документацию в соответствии с ЕСКД и ЕСТД. Creo Elements/Pro дает возможность создавать прессформы для литья из пластмасс, проектировать литейную оснастку для всех видов литья металлов.

Программы семейства САМ служат связующим звеном между программами CAD (системами автоматизированного проектирования) и программами САМ (системами автоматизированного изготовления). В программы семейства САМ загружаются ПП, разработанные с помощью Altium Designer/P-CAD, для их просмотра, редактирования и доработки перед изготовлением фотошаблонов и для создания управляющих файлов для фотоплоттеров и станков с ЧПУ.

Разработка модуля начинается с составления ТЗ, в котором оговариваются требования, предъявляемые к модулю. Затем при помощи пакетов САПР PCAD/Altium Designer разрабатывается плата, с учетом требований ТЗ и ГОСТов. Полученный pcb.-файл обрабатывается с помощью пакета САМ, и получают управляющие программы для лазерного генератора и сверлильного станка, а также полученные файлы транслируется в AutoCAD, где происходит доработка чертежей, в соответствии с ЕСКД для выполнения конструкторской документации. Затем КД проходит технологический и нормотехнический контроль, передается в опытное производство, где начинается ее изготовление. Для разработки твердотельных трёхмерных конструкций используется Creo Elements/Pro.



5. МОДЕРНИЗАЦИЯ КОНСТРУКЦИИ ИЛИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ РЭС С РАЗРАБОТКОЙ КОНСТРУКТОРСКОЙ ИЛИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ НА ОСНОВАНИИ ВЫБРАННЫХ НОВАТОРСКИХ ИДЕЙ И ЛИЧНЫХ ПРЕДЛОЖЕНИЙ

В ходе производственной практики была поставлена задача - найти бессвинцовый припой для замены свинцового ПОС61, который обеспечит достаточную механическую прочность паяного соединения. Проблема заключается во вредности свинца, при его испарении в процессе пайки.

В Европе и США с недавних времён, а точнее с июля 2006 года директивой RoHS принят запрет на использование свинец-содержащих припоев в производстве электроники. Под запрет также попали такие химические элементы, как кадмий, ртуть, шестивалентный хром и некоторые другие. Их содержание в электронных компонентах строго нормировано.

Существует 5 основных групп бессвинцовых припоев:

I. SnCu Медьсодержащие эвтектические припои изначально создавались для пайки печатных плат волной припоя. Недостатком этого типа является высокая температура расплавления и худшие механические свойства по сравнению с другими бессвинцовыми припоями.

II. SnAg Серебросодержащие припои используются в качестве бессвинцовых припоев уже много лет. Они имеют хорошие механические свойства и лучше паяются чем медьсодержащие припои. Эти припои также являются эвтектическими, температура расплавления 221°С. Сравнительные тесты пайки таким типом припоя и обычным свинецсодержащим припоем показывают значительное преимущество бессвинцового припоя по надежности пайки.

III. SnAgCu Сплав олова серебра и меди является трехкомпонентным эвтектическим припоем. Он использовался задолго до появления серебросодержащего припоя. Преимущество такого типа заключается в более низкой температуре расплавления (217°С). Соотношение компонентов в таком припое является по сей день предметом постоянных дискуссий. Припой с составом 95,5%Sn+3,8%Ag+0,7Cu рекомендован для Brite-Euram project (European Research in Advanced Materials). Этот проект показал, что такой тип припоя обладает лучшей надежностью и спаиваемостью чем серебро- и медьсодержащие безсвинцовые припои. Добавление сурьмы (0,5%Sb) позволило приспособить этот тип припоя для пайки волной. Этот тип припоя используется в промышленности наряду с серебросодержащим. Предпочтение тому или иному типу отдается исходя из экономических соображений и оборудования производства.

IV. SnAgBi (Cu) (Ge). Низкая температура плавления такого сплава сильно повышает надежность пайки. Температура расплавления такого типа припоя в различных сочетаниях соотношений металлов колеблется в диапазоне 200-210°С. Компания Matsushita подтвердила, что этот тип припоев обладает лучшей спаиваемостью среди бессвинцовых припоев. Добавление Cu и/или Ge улучшает прочность паяного соединения, а также смачиваемость спаиваемых поверхностей припоем. Значительная тенденция такого типа припоев образовывать припойные перемычки по сравнению с другими бессвинцовыми припоями может быть уменьшена добавлением других примесей.

V. SnZnBi Этот тип припоев имеет температуру расплавления близкую к эвтектическим свинецсодержащим припоям, однако наличие Zn приводит ко многим проблемам связанным с их химической активностью:

1. Малое время хранения припойной пасты

2. Необходимость использования активных флюсов

3. Чрезмерное шлакование и оксидирование

4. Потенциальные проблемы коррозии при сборке

Использование такого типа припоев рекомендуется для пайки в среде защитного газа.

Наличие в сплаве серебра улучшает механические свойства пайки. Тестами доказано, что припои на основе серебра делают пайку более прочной, чем аналогичные свинец-содержащие припои. Рекомендованы серебросодержащие припои для применения в профессиональной промышленной технике и системах связи [6].

На примере использования данного бессвинцового припоя будет предложена КД на кабель звука. При пайке разъёма к проводу очень важную роль играет прочность соединения, т.к. провод часто будет подвергаться резкому растяжению. Серебро-содержащий бессвинцовый припой Sn96,5/Ag3,5 с t_пл=221°С обеспечит заданные требования.

В ходе практики были разработаны сборочный чертёж и спецификация на кабель звука. КД разработана в программе AutoCAD и представлена в приложении Б.



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе прохождения практики были применены, полученные в университете, и приобретены разносторонние знания в области проектирования и производства РЭС. Непосредственно, на примере опытного производства, были изучены все этапы проектирования и производства РЭУ. В процессе работы стало понятно, почему и каким образом, взаимодействуют отделы различных тематик работы, оценили их взаимосвязанность и цельность.

На этапе конструкторского проектирования были применены знания в САПР AutoCAD, которые позволяют оформлять сборочные чертежи.

Принимал участия в собирании таких устройств как: датчики удара и ЖК-мониторы.

В процессе общения с инженерами и научными работниками ознакомился с терминологией проектирования и производства, которая присутствует в каждой отдельной области производства, оценена сложность структуры предприятия в целом.

Была предложена идея по замене припоя ПОС61 на бессвинцовый припой, которая может быть воплощена в производстве.



СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

[1] Об институте [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://rdbce.by/ob-institute/

[2] Интерактивные сенсорные системы каталог [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://rdbce.by/katalog-produkczii/interaktivnyie-sensornyie-sistemyi/

[3] AutoCAD [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://seniga.ru/index.php/sapr/ssapr/63-autocad.html

[4] Знакомство с ProEngineer. Достоинства и недостатки [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://sapr-journal.ru/uroki-creo-proengineer/znakomstvo-s-proengineer-dostoinstva-i-nedostatki/

[5] Altium Designer [Электронный ресурс] - Режим доступа:

https://ru.wikipedia.org/wiki/Altium_Designer

[6] Отличие бессвинцовой технологии от стандартного процесса [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/publ/_compel/pb-free.htm

Размещено на Allbest.ru

...