
- •В. А. Валетов, Ю. П. Кузьмин, А. А. Орлова, С. Д. Третьяков
- •Технология приборостроения
- •Оглавление
- •Введение
- •Глава 1. Отработка конструкций деталей
- •на технологичность
- •1.1. Общие понятия и определения
- •1.2. Обеспечение технологичности
- •Глава 2. Точность изготовления деталей приборов
- •и методы ее обеспечения
- •2.1. Метод пробных ходов и промеров
- •2.2. Метод автоматического получения размеров на настроенных станках
- •2.3. Систематические погрешности обработки
- •2.3.1. Погрешности, возникающие вследствие неточности, износа
- •и деформации станков
- •2.3.2. Погрешности, связанные с неточностью и износом режущего инструмента
- •2.3.3. Погрешности, обусловленные упругими деформациями технологической системы под влиянием нагрева
- •2.3.4. Погрешности теоретической схемы обработки
- •2.3.5 . Погрешности, вызываемые упругими деформациями заготовки
- •2.4. Случайные погрешности обработки
- •2.4.1. Законы рассеяния (распределения) размеров
- •2.4.2. Составляющие общего рассеяния размеров деталей
- •2.5. Суммарные погрешности изготовления деталей
- •2.6 Практическое применение законов распределения размеров
- •для анализа точности обработки
- •2.7 Технологические размерные цепи
- •Глава 3. Оптимизация характеристик поверхностного слоя изделий приборостроения
- •3.1. Микрогеометрия и ее оптимизация
- •3.2.Технологические остаточные напряжения
- •3.3. Нанесение покрытий на поверхности изделий
- •3.3.1. Современные технологии нанесения покрытий
- •3.3.1.1. Газодинамический метод
- •3.3.1.2. Импульсно плазменная технология нанесения покрытий
- •3.3.1.3. Нанесение покрытий с помощью вращающихся валков
- •3.3.1.4. Технология нанесения порошковых полимерных покрытий
- •Глава 4. Принципы и особенности базирования
- •при использовании современного оборудования
- •4.1. Классификация баз по различным признакам
- •4.2. Разновидности технологических баз
- •4.3. Назначение технологических баз
- •4.4. Принцип совмещения (единства) баз
- •4.5. Принцип постоянства баз
- •Глава 5. Современные методы проектирования техпроцессов и оформления технологической документации
- •5.1. Методы проектирования
- •5.1.1. Современные САПР ТП
- •5.1.2. Система «TechCard»
- •5.1.3. Система «T-FLEX Технология
- •5.1.4. Система «САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ»
- •5.1.5. САПР ТП TechnologiCS
- •5.1.6. Система «МАС ПТП»
- •5.1.7. Система "ТИС-Адрес"
- •5.2. Оформление технологической документации
- •Глава 6. Основы технологии сборки элементов точной механики
- •6.1. Селективная сборка или метод групповой взаимозаменяемости
- •6.2. Основной принцип адаптивно-селективной сборочной технологии
- •6.3. Определение и оптимизация границ групп допусков
- •6.4. Реализация АСС
- •Глава 7. Применение RP-технологий в производстве элементов, приборов и систем.
- •Предисловие
- •7.1 Основные технологии быстрого получения прототипов изделий
- •7.1.1 Стереолитография
- •7.1.2. Технологии с использованием тепловых процессов
- •7.1.2.1. Технология SLS
- •7.1.2.2 LOM - технология
- •7.1.2.3 FDM - технология
- •7.1.3 Трехмерная печать (3D Printers)
- •7.1.3.1. Genisys (Stratasys)
- •7.1.3.2. Z 402 (Z Corporation)
- •7.1.3.3. Actua 2100 (3D Systems)
- •7.1.4 Практическое применение RP - технологий
- •7.1.4.1. QuickCast. Литье по выжигаемым стереолитографическим моделям
- •7.1.4.2 Литье в эластичные силиконовые формы в вакууме
- •7.1.4.3. Промежуточная оснастка
- •7.1.4.4 RP - технологии с использованием листовых материалов
- •7.2 Проектирование и изготовление - единый процесс создания изделий
- •7.2.1 Предисловие
- •7.2.2. Проектирование изделия - изготовление изделия - быстрое усовершенствование изделия
- •7.2.3. Последовательность создания изделия
- •7.2.4. Критические факторы успеха и стратегии конкуренции
- •7.2.5 Ключевой фактор - время
- •7.2.6 Одновременное проектирование - конкурентоспособное проектирование
- •7.2.6.1 Классические ступени проектирования изделий
- •7.2.6.2. Требования к новым методам проектирования изделий
- •7.2.6.3. Принцип одновременности инженеринга
- •7.2.7. Модели
- •7.2.7.1. Классификация моделей
- •7.2.7.2. Влияние моделей на ускорение процесса проектирования изделий
- •7.2.7.3. Мотивация через модели
- •7.2.8. Создание моделей с помощью RP - технологий, как элемент одновременного инженеринга
- •7.2.8.1. RP - модели как гарантия обязательной базы данных
- •7.2.8.2. Определения: быстрое прототипирование, быстрое изготовление, быстрое производство
- •7.2.8.3. Взаимосвязь RP - моделей и фаз проектирования изделий
- •Глава 8.Основы технологии изготовления и сборки элементов радиоэлектронной аппаратуры
- •8.1. Электронные и микроэлектронные элементы
- •8.1.1 Типы полупроводниковых структур
- •Рис. 8.1. Схема классификации полупроводниковых структур
- •Немагнитные полупроводниковые структуры в свою очередь делятся на элементы, химические соединения, твердые растворы.
- •8.1.1.1. Кремний и его применение
- •8.1.2. Дискретные электрорадиоэлементы
- •8.1.2.1 Резисторы
- •8.1.2.2. Конденсаторы
- •8.1.2.3. Катушки индуктивности
- •8.1.2.4. Трансформаторы
- •8.1.2.5. Диоды
- •8.1.2.5.1. Светодиоды
- •8.1.2.6. Транзисторы
- •8.1.2.6.1. Пластиковые транзисторы
- •8.1.3. Технология изготовления тонкопленочных интегральных микросхем
- •8.1.3.1. Классификация и назначение интегральных микросхем
- •Рис. 8.33. Современная интегральная микросхема
- •8.1.3.1.1. Классификация интегральных микросхем
- •По степени интеграции. Названия микросхем в зависимости от степени интеграции (в скобках указано количество элементов для цифровых схем):
- •По технологии изготовления.
- •По виду обрабатываемого сигнала
- •Аналоговые (входные и выходные сигналы изменяются по закону непрерывной функции в диапазоне от положительного до отрицательного напряжения питания)
- •8.1.3.1.2 Назначение интегральных микросхем
- •8.1.3.2. Материалы для изготовления тонкопленочных и толстопленочных интегральных схем
- •8.1.3.2.1.Напыление частицами
- •8.1.3.2.2. Физико-химические способы получения пленочных покрытий
- •8.1.4. Технология изготовления полупроводниковых интегральных микросхем
- •8.1.4.1.1. Подготовка поверхности
- •8.1.4.1.2. Нанесение фотослоя
- •8.1.4.1.3. Совмещение и экспонирование
- •8.1.4.1.4. Проявление
- •8.1.4.1.5.Травление
- •8.1.5 Электрический монтаж кристаллов интегральных микросхем на коммутационных платах
- •8.1.5.1. Проволочный монтаж
- •8.1.5.2. Ленточный монтаж
- •8.1.5.3. Монтаж с помощью жестких объемных выводов
- •8.1.5.4. Микросварка
- •8.1.5.5. Изготовление системы объемных выводов
- •8.2.1. Основные характеристики печатных плат
- •8.2.1.1. Материалы, используемые для изготовления печатных плат
- •8.2.1.2. Точность печатных плат
- •8.2.1.3. Отверстия печатных плат
- •8.2.1.4. Толщина печатных плат
- •8.2.2. Типы печатных плат
- •8.2.2.1. Односторонние печатные платы
- •8.2.2.2. Двухсторонние печатные платы
- •8.2.2.3. Многослойные печатные платы
- •8.2.2.4. Гибкие печатные платы
- •8.2.2.5. Рельефные печатные платы
- •8.2.2.5.1. Технологии изготовления рельефных печатных плат
- •8.2.3. Технологические процессы изготовления печатных плат
- •8.2.3.1. Основные методы изготовления печатных плат
- •8.2.3.2. Аддитивная технология
- •8.2.3.3. Комбинированный позитивный метод
- •8.2.3.4. Тентинг-метод
- •8.2.3.5. Струйная печать как способ изготовления электронных плат
- •8.2.3.6. Технологии настоящего и будущего
- •8.2.4. Сборка и монтаж печатных плат
- •8.2.5. Методы контроля печатных плат
- •8.2.5.1. Система контроля качества печатных плат Aplite 3
- •Рис. 8.67. Интерфейс Системы Aplite 3
- •8.2.5.2. Электрический контроль печатных плат
- •8.3. Современное оборудование для изготовления радиоэлектронной аппаратуры
- •9.1. Основные понятия
- •9.2. Материалы для нанотехнологий
- •9.2.1. Фуллерены
- •9.2.2. Нанотрубки
- •9.2.3. Ультрадисперсные наноматериалы
- •9.3. Оборудование для нанотехнологий
- •9.4. Развитие нанотехнологий
- •9.4.1. Новейшие достижения
- •9.4.2. Перспективы развития
- •9.4.3. Проблемы и опасности
- •Литература
- •КАФЕДРА ТЕХНОЛОГИИ ПРИБОРОСТРОЕНИЯ
-металлизация; -порошковая технология.
Диаметр переходных металлизированных отверстий на поверхности диэлектрического основания не превышает ширины проводника. При этом контактные площадки вокруг переходных отверстий отсутствуют. Это обеспечивает возможность установки переходов в шаге трассировки (в соседних дискретах трассировки) без всяких ограничений. Обычно трассировка РПП проводится в строго ортогональной системе, что означает проведение горизонтальных проводников на одном проводящем слое, а вертикальных проводников - на другом. Это обеспечивает большие трассировочные возможности, чем при других системах, но при этом появляется большое число переходов. Однако для РПП, в отличие от любых других, переходы повышают, а не понижают надежность платы.
Основным параметром конструкции РПП, определяющим другие ее параметры, является минимальный шаг трассировки. Здесь существенно использование переменного шага трассировки. Первоначально это диктовалось применяемым технологическим оборудованием, обеспечивавшим перемещение с дискретностью 10 мкм. В дальнейшем обнаружилось, что это повышает трассировочные возможности за счет симметричного прохождения трасс через большинство монтажных точек. Кроме того, переменный шаг позволяет повысить технологичность путем смещения центров переходных отверстий от краев монтажных точек.
8.2.3. Технологические процессы изготовления печатных плат
8.2.3.1. Основные методы изготовления печатных плат
Методы изготовления ПП определяют возможности реализации техникоэкономических показателей устройств.
Существует большое количество разнообразных методов изготовления ПП, и группируют их следующим образом:
-субтрактивный (subtratio, латин.) - с удалением (обычно травлением) фольги с фольгированного диэлектрика;
-аддитивный (additio) - с добавлением (нанесением) проводников на поверхность нефольгированного диэлектрика;
-полуаддитивный, сочетающий преимущества первых двух; -комбинированный.
Краткая характеристика наиболее используемых методов дана в таблице
8.6.
271
Таблица 8.6.
|
Метод изготовления |
Достоинства |
Недостатки |
|
|
|
|
|
Химический |
Высокая |
Низкая плотность, |
|
(позитивный и |
производительность, |
использование |
Субтрактивные |
негативный) |
автоматизация, низкая |
фольгированных |
|
себестоимость |
материалов, |
|
|
|
||
|
|
|
экологические |
|
|
|
проблемы |
|
Механическое |
Не создает |
Высокая |
|
формирование зазоров |
экологических проблем |
себестоимость, низкая |
|
(оконтуривание) |
|
производительность |
|
|
|
|
|
Лазерное |
Высокая |
Дорогое оборудование |
|
гравирование |
производительность |
|
|
Фотоадцитивный - с |
Использование |
Длительность |
|
толстослойным |
нефольгированных |
толстослойного |
|
химическим |
материалов, высокое |
химического |
|
меднением |
разрешение |
меднения, плохая |
|
|
|
электрическая |
|
|
|
изоляция |
|
|
|
|
|
Аддитивный с |
Изоляция платы |
Длительность |
|
использованием |
защищена |
толстослойного |
|
фоторезиста |
фоторезистом, |
химического |
Аддитивные |
|
использование |
меднения, |
|
нефольгированных |
необходимость в |
|
|
|
||
|
|
материалов |
фоторезисте |
|
|
|
|
|
Нанесение |
|
Низкая проводимость |
|
токопроводящих |
|
и разрешающая |
|
красок или |
|
способность |
|
металлонаполненных |
Использование |
|
|
паст |
нефольгированных |
|
|
|
|
|
|
|
материалов, не создает |
|
|
Штамповка |
экологических проблем |
|
|
(впрессовывание |
|
|
|
проводников в |
|
|
|
подложку) |
|
|
|
|
|
|
272

Полуаддитивные
Комбинированные
|
Метод переноса - |
|
Использование |
|
|
|
|
||
|
ПАФОС (полностью |
|
нефольгированных |
|
|
аддитивное |
|
материалов, высокая |
|
|
|
разрешающая |
|
|
|
формирование |
|
способность, точность, |
|
|
отдельных слоев) |
|
сопротивлениеизоляции, |
|
|
|
|
возможность |
|
|
|
|
формирования |
|
|
|
|
проводниковтребуемой |
|
|
|
|
толщины |
|
|
Классический |
|
Исиользование |
Недостаточная адгезия |
|
полуаддитивный |
|
нефольгированных |
металлизации к |
|
метод |
|
материалов, получение |
диэлектрической |
|
|
|
тонких проводников |
подложке |
|
|
|
|
|
|
Аддитивный с |
|
Высокое разрешение, |
Стоимость |
|
дифференциалъным |
|
меньшие расходы за |
электрохимических |
|
травлением |
|
счет отсутствия |
операций, сложность |
|
|
|
нанесения и удаления |
управления |
|
|
|
резиста |
дифференциальным |
|
|
|
|
травлением |
|
Рельефные платы |
|
В диэлектрическое основание углублены |
|
|
|
|
медные проводники и сквозные |
|
|
|
|
металлизированные отверстий |
|
|
Комбинированный |
|
Сложности технологического характера при |
|
|
негативный |
|
изготовлении, низкое качество изоляции и |
|
|
|
|
металлизированных отверстий |
|
|
|
|
|
|
|
Комбинированный |
|
Высокое разрешение, |
Подтравливание |
|
позитивный |
|
хорошая надежность |
проводников, высокая |
|
|
|
изоляции, хорошая |
стоимость |
|
|
|
адгезия |
|
|
|
|
|
|
|
Тентинг - метод |
|
Меньшая стоимость по |
Меньшая |
|
|
|
сравнению с |
разрешающая и |
|
|
|
предыдущим, |
трассировочная |
|
|
|
экологичность |
способность |
|
|
|
|
|
8.2.3.2. Аддитивная технология
В таблице 8.7 приведены основные технологические операции аддитивной технологии изготовления ПП.
273

|
Таблица8.7. |
|
Эскиз |
Технологическая операция |
|
|
Осаждение меди на поверхность носителя |
|
|
|
|
|
Нанесение фоторезиста |
|
|
|
|
|
Экспонирование |
|
|
|
|
|
Проявление |
|
|
|
|
|
Осаждение никеля |
|
|
|
|
|
Осаждение меди в окна фоторезиста |
|
|
|
|
|
Снятие фоторезиста |
|
|
|
|
|
Набор пакета носителей |
|
|
|
|
|
Прессование пакета |
|
|
|
|
|
Механическое удаление носителей |
|
|
|
|
|
Травление тонкого медного слоя |
|
|
|
|
8.2.3.3. Комбинированный позитивный метод
Комбинированный позитивный метод включает в себя следующие этапы:
1Изготовление фотошаблонов и подготовка информации; а) Подготовка информации;
-Разработка принципиальной схемы;
-Трассировка;
-Доработка файлов.
274