Основы проектирования электронных

Вид материала

Программа

Содержание Примерный перечень ТЕМ лабораторных работ ЛИТЕРАТУРА Основная Технология электронных вычислительных средств Кафедра «Конструирование и производство приборов» Рекомендована к утверждению в качестве типовой Пояснительная записка Содержание дисциплины Раздел 2. МАТЕРИАЛЫ КОНСТРУКЦИЙ И ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ ЭВС Раздел 3. ТЕХНОЛОГИЯ ДЕТАЛЕЙ ЭВС Раздел 4. ТЕХНОЛОГИЯ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ И межблочный монтаж Раздел 6. ЗАЩИТА ОТ ВЛИЯНИЯ АГРЕССИВНОЙ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ И монтажа эвс Раздел 8. КОНТРОЛЬ И ИСПЫТАНИЯ ЭВС Раздел 9. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ И КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ Раздел 10. ОСНОВЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА Примерный перечень тем лабораторных работ Примерный перечень тем практических занятий

Подобный материал:

• В. В. Гура Теоретические основы педагогического проектирования личностно-ориентированных, 3892.12kb.
• Программа дисциплины по кафедре "Вычислительной техники" линейно-импульсные электронные, 289.53kb.
• Конспект первых лекций по дисциплине " основы автоматизированного схемотехнического, 492.96kb.
• Рабочая программа учебной дисциплины основы компьютерного проектирования рэс направление, 193.97kb.
• Направления, 72.34kb.
• Схемотехника аналоговых электронных устройств, 37.82kb.
• Программа вступительных испытаний по направлению 211000 «Конструирование и технология, 40.15kb.
• 2 Методы оптимизации в задачах концептуального проектирования и логистики, 121.95kb.
• Кафедра информационно-образовательных технологий, 339.73kb.
• Методика проектирования содержательной части электронных образовательных ресурсов для, 154.76kb.

Примерный перечень ТЕМ лабораторных работ

1. Изучение пакета описания и моделирования цифровых устройств на языке VHDL.

2. Описание и моделирование двухразрядных сумматоров и умножителей.

3. Описание и моделирование нерегулярных и регулярных логических схем.

4. Описание и моделирование конечных автоматов.

5. Описание и моделирование схемы спецпроцессора для перемножения матриц.

Примерный перечень оборудования

и компьютерных программ

1. Класс ПЭВМ.
   
2. Пакет описания и моделирования цифровых устройств на языке VHDL (PeakVHDL, ModelSim и др.).
   

ЛИТЕРАТУРА

Основная

1. Армстронг Дж.Р. Моделирование цифровых систем на языке VHDL: Пер. с англ. - М.: Мир, 1992.

2. Бибило П.Н. Основы языка VHDL. – М.: Солон-Р, 2000.

3. Бибило П.Н. Синтез логических схем с использованием языка VHDL – М.: Солон-Р, 2002.

4.  Баранов С.И., Скляров В.А. Цифровые устройства на программируемых БИС с матричной структурой. – М.: Радио и связь, 1986.

5. Соловьев В.В. Проектирование функциональных узлов цифровых систем на программируемых логических устройствах. -Мн.: ПКООО “Бестпринт”, 1996.

Дополнительная

1. IEEE Standard VHDL Language Reference Manual, IEEE Std 1076-1987.
   
2. IEEE Standard VHDL Language Reference Manual, IEEE Std 1076-1993.
   
3. Бибило П.Н. Кремниевая компиляция заказных СБИС. – Мн.: Ин-т техн. кибернетики АНБ, 1996.
   
4. Стешенко В. Б. Школа схемотехнического проектирования устройств обработки сигналов. Занятие 11. Синтезируемое подмножество VHDL // Компоненты и технологии, 2001. – N 5. – С. 72 – 75.
   

Учебно-методические разработки по лабораторным, практическим занятиям и дополнительным модулям в данной программе не приведены и указываются при составлении рабочих программ.


Утверждена

УМО вузов Республики Беларусь

по образованию в области информатики

и радиоэлектроники

« 03 » июня 2003 г.

Регистрационный № ТД - 40-64/тип.

ТЕХНОЛОГИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СРЕДСТВ

Учебная программа для высших учебных заведений

по специальностям I-40 02 02 Электронные вычислительные средства,

Т.08.02.00 Проектирование и технология электронных вычислительных средств


Согласована с Учебно-методическим управлением БГУИР

« 28 » мая 2003 г.

Составитель:

С.П. Кундас, профессор кафедры электронной техники и технологии Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники», доктор технических наук

Рецензенты:

П.П.Урбанович, заведующий кафедрой информатики и вычислительной техники Учреждения образования «Белорусский государственный технологический университет», профессор, доктор технических наук;

Кафедра «Конструирование и производство приборов» Учреждения образования «Белорусская государственная политехническая академия» (протокол № 10 от 13 июня 2000 г.)


Рекомендована к утверждению в качестве типовой:

Кафедрой электронно - вычислительных средств Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протокол № 9 от 29.05.2000 г.);

Научно-методическим советом по направлению I-40 Вычислительная техника УМО вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и радиоэлектроники (протокол № 4 от 15.01.2003 г.)


Действует до утверждения образовательного стандарта по специальности

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА


Программа «Технология электронных вычислительных средств» разработана для специальностей 1-40 02 02 Электронные вычислительные средства, Т.08.02.00 Проектирование и технология электронных вычислительных средств высших учебных заведений.

Предметом изучения дисциплины являются современные технологические процессы изготовления электронных вычислительных средств (ЭВС), а также вопросы их проектирования.

Целью изучения дисциплины является освоение основных принципов построения и проектирования технологических процессов изготовления деталей, сборочных единиц, компонентов, монтажно-сборочного производства, контроля и испытания ЭВС, приобретение практических навыков в области материаловедения, технологии деталей, технологии создания электрических и механических соединений, технологии печатных плат, монтажно-сборочного производства и технологической подготовки производства ЭВС.

В результате освоения дисциплины «Технология электронных вычислительных средств» студент должен:

иметь представление:

• о роли технологического проектирования в научно-техническом прогрессе в области вычислительной техники;
  

изучить:

• основные принципы построения технологических процессов;
  
• технологическую подготовку производства, структуру и тип производства;
  
• методику оценки технологичности конструкций;
  

- основные свойства и характеристики конструкционных материалов: металлов и сплавов, проводниковых, полупроводниковых, диэлектрических и магнитных материалов и методы их измерения, особенности применения;

- общие принципы конструирования и технологии деталей несущих конструкций ЭВС, изготавливаемых различными методами штамповки, литья, обработкой резанием, электрохимической и электромеханической обработкой;

- технологии создания механических и электрических соединений;

- базовые технологические процессы изготовления печатных плат ЭВС, применяемые типы оборудования, оснастки, материалов;

- общие принципы построения технологических процессов сборки и монтажа ТЭЗ и модулей ЭВС, а также внутриблочного и межблочного монтажа, технического контроля и испытания ЭВС;

- основы математического моделирования технологических процессов и автоматизации производства ЭВС.

знать:

- основные вопросы технологической подготовки производства;

- свойства материалов и особенности их применения в конструкциях ЭВС;

- типовые технологические процессы изготовления деталей ЭВС;

- физико-технологические основы технологических процессов сборки и монтажа, методику их проектирования и оптимизации с применением ЭВМ;

- основы компьютерного моделирования технологических процессов и автоматизации производства ЭВС;

уметь:

- разрабатывать и внедрять новые технологические процессы автоматизированного производства ЭВС с использованием промышленных роботов и микропроцессорных систем.

Дисциплина является базовой в технологической подготовке студентов специальностей «Проектирование и технология ЭВС», «Электронные вычислительные средства». Изучение дисциплины основано на использовании знаний, полученных студентами по следующим дисциплинам: "Физико-химические основы микроэлектроники и технологии", "Теоретические основы конструирования, технологии и надежности ЭВС", "Автоматизация конструкторско-технологического проектирования" и общеинженерных дисциплин.

Изучение дисциплины предусматривает систематическую самостоятельную работу над специальной технической литературой, патентной информацией, последними достижениями науки и техники, отраженными в таких отраслевых журналах как "Электронная техника", "Радиоэлектронная промышленность" и др., а также использование технических средств обучения, ЭВМ при выполнении лабораторных работ, курсовых и дипломных проектов.


СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ


Раздел 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОИЗВОДСТВА. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ПОДГОТОВКА ПРОИЗВОДСТВА


Роль технологического проектирования и производства ЭВС в научно-техническом прогрессе в области вычислительной техники. Общая характеристика технологического проектирования. Структура предприятия. Технологические службы.

Производственные и технологические процессы, их структура и организация. Единичные, типовые и групповые технологические процессы.

Технологическая подготовка производства ЭВС, ее основные задачи, положения и правила организации. ЕСТПП.

ЕСТД. Виды технологических документов. Общие правила оформления текстовых и графических ТД. Правила оформления основных надписей. Требования к оформлению документов общего и специального назначения.

Технологичность конструкций, общие сведения. Виды показателей технологичности. Методика определения частных, обобщенных и комплексного показателей технологичности. Методика оценки технологичности деталей и сборочных единиц, изготавливаемых с помощью механической и электромеханической сборки.

Методика проектирования технологических процессов. Средства технологического оснащения и их выбор.


Раздел 2. МАТЕРИАЛЫ КОНСТРУКЦИЙ И ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ ЭВС


Классификация материалов по их свойствам (металлы, диэлектрики, полупроводники), областям применения (в конструкциях, элементной базе и др.) и по методам обработки (литьем, штамповкой, прессованием др.). Применение материалов в ЭВС.

Kонструкционные, проводниковые и резистивные материалы. Механические свойства материалов: прочность, твердость, пластичность, ударная вязкость и их значение при конструировании ЭВС и выборе технологии обработки, долговечность и усталость. Методы измерения свойств. Конструкционные металлы и сплавы. Конструкционная сталь. Алюминий и его сплавы. Дюралюминий. Латунь. Бронзы. Проводниковые материалы для токоведущих и резистивных элементов ЭВС, общая характеристика свойств и применение.

Магнитные материалы: основные свойства, классификация.

Магнитомягкие материалы. Металлические магнитомягкие низкочастотные материалы. Магнитомягкие высокочастотные материалы. Магнитотвердые материалы. Магнитные материалы специального назначения. Материалы на цилиндрических магнитных доменах.

Полупроводниковые материалы. Общая характеристика свойств полупроводниковых материалов. Элементарные полупроводниковые материалы, сложные полупроводниковые соединения (органические, неорганические, кристаллические, аморфные). Применение полупровод-никовых материалов.

Диэлектрические материалы. Классификация и назначение. Пассивные и активные диэлектрики. Общая характеристика основных свойств. Термопластичные и термореактивные диэлектрики. Сравнительная характеристика, марки, применение. Пластические массы и их компоненты. Неорганические диэлектрики. Стекла, ситаллы, радиокерамика. Состав, свойства, применение.


Раздел 3. ТЕХНОЛОГИЯ ДЕТАЛЕЙ ЭВС


Технология штамповки. Виды операций штамповки: вырубка, пробивка, гибка, вытяжка. Оборудование и оснастка. Особенности конструирования деталей.

Технология литья. Типовые технологические процессы литья металлических деталей. Литье под давлением, по выплавляемым моделям, литье в кокиль и др. Характеристика применяемого оборудования и оснастки. Общие принципы конструирования прессованных и литых деталей и литьевых форм. Литье под давлением термопластических масс. Прессование деталей из металлокерамических порошков, сухое прессование керамических масс.

Обработка деталей резанием. Технология точения. Обработка отверстий. Сверление, зенкерование, развертывание. Обработка резьбовых отверстий. Нарезание резьбы плашками, метчиками. Фрезерование. Отделочные методы обработки. Характеристика оборудования и инструментов.

Электрофизические и электрохимические методы обработки. Электрохимическая и электромеханическая размерная обработка. Оборудование, оснастка, технология, применение. Лазерная и электронно-лучевая обработка. Ультразвуковые методы интенсификации технологических процессов. Ультразвуковая размерная обработка, ультразвуковая очистка. Особенности технологии, применяемого оборудования.

Технология механических соединений, общая характеристика. Разьемные и неразьмные соединения. Винтовые соединения. Штифтовые, шлицевые, заклепочные соединения. Конструкторско-технологические требования, особенности технологии. Технологические особенности склеивания. Виды клеев. Технология конструкционной пайки. Припои. Флюсы. Конструкционная сварка. Конструктивно-технологические особенности. Методы сварки. Применяемое оборудование, оснастка, материалы.

Технология создания электрических соединений. Классификация методов выполнения и технические требования. Пайка, физико-химические основы. Флюсы, припои. Технология индивидуальной пайки. Технологические процессы групповой пайки. Метод пайки погружением. Пайка волной припоя. Характеристика применяемого оборудования. Сварка. Физико-химические основы. Методы выполнения монтажных соединений. Технология, оборудование, оснастка. Накрутка. Требования к конструктивным элементам, технология. Соединение проводящими клеями.


Раздел 4. ТЕХНОЛОГИЯ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ


Технология изготовления печатных плат (ПП): ДПП, МПП. Виды печатных плат. Конструкторско-технологические требования. Классификация методов изготовления. Конструкционные материалы. Типовые технологические процессы изготовления ДПП и МПП. Фотохимический метод, комбинированный позитивный метод, негативный метод. Полуаддитивная и аддитивная технология. Контроль электрических параметров.


Раздел 5. ТЕХНОЛОГИЯ СБОРКИ И МОНТАЖА ЭЛЕКТРОННЫХ МОДУЛЕЙ НА ПЕЧАТНЫХ ПЛАТАХ. ВНУТРИБЛОЧНЫЙ

И МЕЖБЛОЧНЫЙ МОНТАЖ


Входной контроль комплектующих. Подготовка комплектующих к монтажу (формовка выводов, обрезка, упаковка). Сборка и монтаж компонентов со штыревыми выводами на ПП.

Технология поверхностного монтажа. Конструктивно-технологические требования. Корпуса интегральных микросхем (ИМС) и электро-радиоэлементов (ЭРЭ). Характеристика вариантов реализации ПМ. Операции нанесения адгезива, припойной пайки, установки компонентов, пайки, контроля и ремонта. Характеристика применяемого оборудования, оснастки и материалов.

Технология проводного монтажа. Микропроводной и стежковый монтаж. Тканые устройства коммутации. Жгутовый монтаж. Монтаж плоскими кабелями. Конструктивно-технологические требования. Технология.


Раздел 6. ЗАЩИТА ОТ ВЛИЯНИЯ АГРЕССИВНОЙ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ


Способы защиты от агрессивной внешней среды деталей и несущих конструкций ЭВС. Классификация покрытий. Химические, химико-термические и гальванические покрытия. Технология гальванических покрытий: цинкование, никелирование, хромирование и др. Оборудование, оснастка, выбор покрытий. Лакокрасочные покрытия. Виды покрытий и их выбор. Технология и оборудование.

Способы защиты модулей и блоков от влияния внешней агрессивной среды. Применяемые материалы. Лакирование. Технология обволакивания, пропитки, заливки, опрессовки, герметизация вакуум–плотными корпусами.


Раздел 7. ОСОБЕННОСТИ ОРГАНИЗАЦИИ ПРОЦЕССОВ СБОРКИ

И МОНТАЖА ЭВС


Структура и принципы построения технологических процессов общей сборки и монтажа. Технологические схемы сборки. Особенности проектирования технологических процессов сборки и монтажа. Проекти-рование участка сборки. Планировка, выбор и расположение оборудования и рабочих мест, расчет основных параметров.


Раздел 8. КОНТРОЛЬ И ИСПЫТАНИЯ ЭВС


Технологический контроль ЭВС. Виды контроля, задачи, организация. Виды испытаний ЭВС, особенности методик, применяемого оборудования.

Раздел 9. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ И КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ


Технологические процессы производства ЭВС как объект моделирования и оптимизации. Особенности и задачи анализа производства. Формализация описания процессов производства. Основные понятия, структура и требования, предъявляемые к математическим моделям технологических систем. Общая характеристика методов построения математических моделей. Методы имитационного моделирования производства ЭВС. Методика построения компьютерных моделей. Характеристика современных программных средств, применяемых для моделирования технологических процессов.


Раздел 10. ОСНОВЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА


Уровни и этапы автоматизации. Автоматизированные системы технологической подготовки производства. Структура, функции и состав. Гибкие автоматизированные производства. Автоматизированное оборудование, РТК, ГАП. Концепция компъютерных интегрированных производств (СIM). Перспективы развития технологии ЭВС.


ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

1. Исследование характеристик магнитомягких материалов при термической обработке.
   
2. Исследование и разработка технологического процесса штамповки.
   
3. Исследование процесса электроэрозионной обработки с применением метода планирования эксперимента.
   
4. Исследование методов электромонтажной пайки.
   
5. Исследование технологического процесса изготовления печатных плат.
   
6. Исследование технологического процесса склеивания.
   
7. Исследование процесса подготовки ЭРЭ с осевыми выводами к монтажу.
   
8. Исследование точности сборки электронного блока методом планирования эксперимента.
   
9. Моделирование процесса плазменного нанесения покрытий.
   

ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ


1. Нормирование технологических операций с применением автоматизированных методов.

2. Формирование технологического кода деталей и сборочных единиц, оценка технологичности конструкций с применением автоматизированных методов ЭВС.

3. Разработка и оформление технологической документации с применением автоматизированных методов.
   
4. Расчет режимов изготовления деталей с применением ПЭВМ.
   
5. Разработка технологических схем сборки.
   
6. Проектирование участка сборки и монтажа с выбором технологического оборудования.
   
7. Анализ статистических погрешностей технологических процессов.
   
8. Моделирование ТП с помощью регрессионного анализа.
   

ЛИТЕРАТУРА


ОСНОВНАЯ

1. Технология производства ЭВМ/ А.П.Достанко, М.И.Пикуль, А.А.Хмыль: Учеб.-Мн.: Выш. шк. 1994.-347с.
   
2. Ушаков Н.Н. Технология производства ЭВМ: Учеб. для студ. вузов по спец. "Вычислит. машины, комплексы и сети".- 3-е изд., перераб. и доп.-М.:Высш.шк., 1991.-416с.
   

1. Технология и автоматизация производства радиоэлектронной аппаратуры: Учеб. для вузов/ И.П.Бушминский, О.Ш.Дутов, А.П.Достанко и др.-М.: Радио и связь, 1989.-642с.
   

3. Ланин В.Л., Емельянов В.А., Хмыль А.А. Проектирование и оптимизация технологических процессов производства электронной аппаратуры. - Мн.: БГУИР, 1998.-196 с.
   

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ

1. Кундас С.П., Боженков В.В., Шахлевич Г.М. Методические указания к курсовому и дипломному проектированию "Разработка и оформление технологической документации РЭС и ЭВС". В 2ч. -Мн: МРТИ, 1991.
   
2. Кундас С.П., Ланин В.Л., Ануфриев Л.П. Моделирование технологических процессов производства РЭС и ЭВС.- Мн.:БГУИР, 2000.-156 с.
   
3. Монтаж микроэлектронной аппаратуры/ Г.Я.Гуськов, Г.А.Блинов, А.А.Газаров.- М.:Радио и связь, 1986.-176 с.
   
4. Методические указания к курсовому проектированию по курсу "Технология ЭВС и автоматизация производства" /С.П.Кундас, П.Л.Федорчук, В.Г.Зархин и др.-Мн.:МРТИ, 1993.-72с
   
5. Гибкие производственные системы сборки / П.И.Алексеев, А.Г.Герасимов, Э.П.Давыденко и др.-Л.:Машиностроение,1989.-349 с.
   
6. Емельянов В.А.,Ланин В.Л.,Хмыль А.А. Технология электрических соединений в производстве электронной аппаратуры. - Мн.: Бестпринт,1977. -113 с.
   
7. Саковец С.И., Хмыль А.А., Емельянов В.А. Методическое пособие по курсовому и дипломному пректированию "Оценка технологичности изделия".- Мн.:БГУИР, 1994.- 108с.
   
8. Технология поверхностного монтажа /С.П.Кундас, А.П., Достанко, Л.П.Ануфриев и др. - Минск: Армита, 2000.- 350 с.