Реферат циклу підручників «Основи виробництва електронних апаратів», «Технологія міжз’єднань електронної апаратури»



Скачати 107.01 Kb.
Дата конвертації18.03.2016
Розмір107.01 Kb.


РЕФЕРАТ
циклу підручників «Основи виробництва електронних апаратів», «Технологія міжз’єднань електронної апаратури», «Введення в мікросистемну техніку та нанотехнології»,

авторів Невлюдова І.Ш., Палагіна В.А.


Метою роботи є підготовка спеціалістів європейського рівня у галузі виробництва та інтелектуальних технологій у радіоелектронному приладобудуванні шляхом створення циклу підручників, які освітлюють сучасні технічні рішення виробництва електронних компонентів високого ступеня інтеграції, мікроелектромеханічних систем та нанотехнологій, а також організаційні форми забезпечення якості, точності, продуктивності та надійності технологічних процесів виробництва.

Вітчизняних аналогів підручників циклу немає, це перші підручники виробничо-технологічного напряму підготовки спеціалістів для радіоелектронного приладобудування.



Короткий зміст підручників циклу

У підручнику «Основи виробництва електронних апаратів» викладені положення організації виробництва електронних апаратів. Розглянуто зв'язок конструкцій електронних апаратів (ЕА) та особливості їх виробництва, зокрема в умовах автоматизованого та роботизованого виробництва, гнучких та інтегрованих виробництв. Наведені основні види робіт з технічної підготовки виробництва. Розглянуті основні положення та методи розрахунку точності, моделювання та оптимізації технологічних процесів (ТП). Наведено технологічні процеси складання, монтажу, регулювання і контролю.

Підручник містить дев’ять розділів, які узагальнюють сучасні досягнення у технології та організації виробництва електронних апаратів.

У першому розділі аналізуються конструктивно-технологічні особливості сучасних електронних апаратів, структура виробничого та технологічного процесів, організаційних форм виробництва, в тому числі гнучких інтегрованих виробництв та систем управління якістю продукції.

У другому розділі розглянута організація технічної підготовки виробництва електронних апаратів; етапи проведення науково-дослідних робіт, конструкторської та технологічної підготовки виробництва, а також автоматизація систем технологічної підготовки виробництва.

Розділ третій присвячено статистичним та ймовірнісним методам аналізу точності виробництва, побудові точнісних діаграм, аналізу виробничих похибок.

У розділі четвертому розглянуті математичні моделі, моделювання та оптимізація технологічних процесів за допомогою дисперсійного, регресійного та кореляційного методів аналізу, планування експериментів.

У п’ятому розділі виробництво електронних апаратів розглянуто як система. Тому спочатку подано загальну характеристику, структуру та особливості організації технологічних систем (ТС), а надалі аналіз надійності ТС за параметрами точності та продуктивності праці. Розглянуто різні методи оцінки надійності ТС: розрахункові, дослідно-розрахункові, експертні та інш.; наведено необхідні розрахункові співвідношення, які дозволяють визначити параметри технологічних систем.

У шостому розділі викладено основи організації складально-монтажних робіт, включаючи операції механічного складання (роз'ємні та нероз'ємні з'єднання), електромонтажні роботи.

Сьомий розділ містить теоретичні та організаційні основи регулювальних та контрольно-випробувальних процесів, включаючи організацію робочих місць. У ньому викладено особливості автоматизації регулювання ЕА та наведено схеми автоматизованих систем регулювання ЕА різного призначення, розглянуто організацію технічного контролю ЕА та їх випробувань.

Восьмий розділ присвячено автоматизації та механізації виробництва ЕА, а також визначено шляхи вирішення конкретних задач, зокрема, наведено особливості розробки керуючих технологічних програм для автоматизованого технологічного обладнання, розглянуті передумови організації гнучких автоматизованих ліній та ділянок. Наведено схеми використання роботів та робототехнічних систем, а також представлено ієрархію рівнів планування інтегрованих виробничих систем та керування ними, розглянуто принципи раціонального поєднання гнучкості та продуктивності робототехнічних комплексів (РТК), а також наведено оцінки економічної ефективності гнучких виробничих систем (ГВС).

У дев'ятому розділі запропоновано задачі з розв'язаннями, які дозволять більш ефективно засвоїти викладений матеріал.

Підручник «Технологія міжз’єднань електронної апаратури» написано як результат науково-технічного співробітництва викладачів Норт Хемптонського технічного коледжу (Пенсільванія, США) та Харківського національного університету радіоелектроніки.

В даному підручнику розглянуті питання аналізу, оцінки параметрів, конструктивно-технологічних рішень ліній зв’язку різних рівнів ієрархії складання радіоелектронної апаратури: у напівпровідникових кристалах, гібридних мікросхемах, вузлах на друкованих платах. Переважаюча частина (розділи 3-8) присвячена якостям та технологіям виготовлення конструктивно-технологічних структур BGA/CSP. Особлива увага приділена способам зменшення довжини міжз’єднань і ліній зв’язку за рахунок використання багатошарових комутаційних плат і структур з кульковими та стовпчиковими матричними виводами (BGA/CSP).

Викладення матеріалу побудовано в наступній послідовності:


  • розгляд електричних параметрів ліній зв’язку;

  • конструктивно-технологічні рішення багатошарових комутаційних плат сучасної РЕА та МЕА;

  • переваги та конструктивно-технологічні рішення структур BGA і CSP з кульковими та стовпчиковими матричними виводами;

  • складання вузлів з використанням компонентів з перевернутими кристалами на монтажній основі;

  • заходи із забезпечення якості та надійності виробів;

  • типові види виробничого браку;

  • обладнання для виробництва та контролю якості;

  • оцінка надійності конструктивних елементів структур;

  • принципи автоматизації проектування багатошарової розводки.

Така послідовність забезпечує поступове входження в проблеми отримання ліній зв’язку апаратури.

Технологічні процеси описані з необхідною деталізацією, у багатьох випадках описи супроводжуються кольоровими ілюстраціями, підкреслені особливості виконання окремих операцій, наведено технологічне обладнання різного рівня автоматизації (та продуктивності), а також контрольна та дослідницька апаратура для забезпечення якості виробів, що виготовляються. Приділена необхідна увага вимогам вакуумної гігієни на виробництві та організаційним заходам при роботі з прецезійною елементною базою.

У підручнику приведений значний матеріал по встановленню критеріїв придатності виробів та видам дефектів, що зустрічаються на виробництві. Подібного матеріалу у вітчизняних технічних публікаціях не зустрічалось.

Таким чином, в цілому підручник розглядає ряд взаємозв’язаних питань, що сприяють чіткому розумінню конструктивно-технологічних заходів та засобів забезпечення якості та надійності фліп-чипів компонентів та методів їх монтажу на комутаційні плати.

Цікавим є розділ по технології ремонту вузлів з BGA/CSP структурами, оцінки затрат на ремонт.

Підручник «Введення в мікросистемну техніку та нанотехнології» розглядає новий напрям створення електронної компонентної бази приладів та систем, з інтеграцією в одному мікрочипі елементів мікромеханіки, мікроелектроніки, оптики, акустики, та інших шляхом їх виготовлення по єдиному технологічному процесі груповими методами, що забезпечує покращення фізико – хімічних параметрів, надійності апаратів та зменшення габаритно – масових характеристик і вартості на 2 – 3 порядки при масовому виробництві. Це перший в Україні підручник напряму мікросистемної техніки, яка разом з нанотехнологіями вважається у світі черговим науково – технічним проривом у техніці 21 століття.

У підручнику розглянуті:

- техніко-економічні переваги МЕМС та НТ у порівнянні з існуючою технікою;

- конструктивно-технологічні рішення різних МЕМС та МОЕМС;

- групи матеріалів, що використовуються в МЕМС та НТ;

- основні види сенсорів, реалізованих та перспективних для МЕМС НТ діапазону;

- математичні моделі ряду чутливих елементів МЕМС;

- можливості САПР виробів МЕМС, розроблених закордонними фірмами;

- ідеологію розробки МЕМС – пристроїв;

- перспективи використання МЕМС та МОЕМС в робототехніці;

- методика вибору найкращого варіанту технологічного процесу та керування дискретними технологічними процесами.;

- науково-дослідницькі пристрої та методи досліджень виробів та елементів мікро- та нанодіапазонів;

- організація робіт в області МЕМС та НТ закордоном.

У підручнику наведена розроблена авторами класифікація технологій мікросистемної техніки та нанотехнології, визначені основні мікромеханічні деталі та вузли МЕМС.

Підкреслено, що основою переходу до технологій МЕМС є використання напівпровідникової технології КМОП – структур для виготовлення електронних схем та механічних пристроїв.

Особливостями застосування цих технологій до МЕМС є необхідність отримання 3D – структур. Тому використовується так звана поверхнева технологія, що являє собою сукупність двомірних послідовних шарів, що наносяться для отримання тривимірних структур. Удосконалення напівпровідникових процесів за рахунок використання потужних джерел рентгенівського випромінення (синхротронів) дозволило отримувати об’ємні структури в полімерних матеріалах, зокрема фоторезистах ПММА, що слугують матрицею або формою для лиття мікродеталей складної форми (технології LJ GA).

Перелічені технологічні процеси провідних зарубіжних фірм для отримання механічних вузлів різної складності (аж до п’ятирівневих).

У підручнику представлені матеріали по МЕМС пристроям, що вже довели свою техніко-економічну ефективність (зниження масово габаритних характеристик та вартості на 2-3 порядки), а також перспективним напрямам створення МЕМС – виробів у галузях, що не зайняті закордонними фірмами – гігантами.

Технології МЕМС та НТ розглядаються у взаємозв’язку, який допомагає взаємному розвитку (синергетичний ефект). Так, мікроманіпулятори є інструментом, що використовується в НТ (кантилевери, міліпеде, позіціонери та інш.).

Описані квантово-механічні ефекти, що виникають при переході до нанодіапазону розмірів елементів, особливості процесів «знизу - вверх» які характерні для нанотехнології, а також проблеми та особливості складальних процесів в НТ, основним з яких є: самоорганізація, самореплікація, самовідновлення, саморозпізнання. В роботі достатньо глибоко та детально описані етапи створення нових виробів.

В цілому підручник дає цілісне уявлення про технології та перспективні напрямки мікросистемної техніки та нанотехнологій, заповнює прогалину у вітчизняній технічній літературі за даною тематикою та може бути корисним як на начальному етапі освоєння технологій, так і при вирішенні питань підвищення ефективності діючих виробництв, визначенні конструктивно-технологічних рішень МЕМС та галузях ефективного застосування.



Наукова новизна підручників полягає у синтезі, доповненні, поєднанні сучасних і перспективних технологій радіоелектронного приладобудування, систем і компонентів високого рівня інтеграції з матричними кульковими виводами та мікросистемної техніки з організаційними формами забезпечення якості, точності, продуктивності та надійності технологічних процесів.

Мікросистемна техніка об’єднує у складі компонентів деталі та вузли різної фізичної природи: мікромеханічні, мікроелектронні, акустичні, оптичні та інші, що забезпечує значне покращення електрофізичних характеристик та надійності і зменшення габаритно-масових характеристик та вартості виготовлення виробів. Мікросистемна техніка та нанотехнології, які доповнюють одна другу, вважаються у світі прогресивними, проривними технологіями першої половини 21 століття, вивчення яких є нагальною необхідністю при підготовці спеціалістів – виробників європейського рівня.

Розвиток організаційних форм виробництва радіоелектронних пристроїв, автоматизація, перехід до комп’ютеризованих та інтелектуальних технологій потребує широкого використання засобів обчислювальної техніки та мікромініатюрних інформаційно-керуючих систем, математичних методів моделювання та оптимізації технологічних процесів, забезпечення показників якості, точності, продуктивності та надійності як технологічних процесів та систем так і продукції цих виробництв.

Автори циклу підручників протягом тривалого часу виконують роботи за держбюджетними темами та господарчими договорами, зокрема у напрямку мікросистемної техніки, створення науково-технічної кооперації ряду наукових установ та виробничих підприємств.

У підручниках використані технічні рішення провідних підприємств та науково-технічних установ України та закордонних підприємств. На власні розробки пристроїв для контролю електричних параметрів багатошарових комутаційних плат, товсто- та тонко плівкових плат, електронних компонентів з матричними кульковими виводами отримані патенти України:

Патент на винахід № 82405. МПК 2009 G01P 3/34, G01S 07/00;

Патент № 95190 від 11.07.2011 р. МПК Н05К 3/40 бюл. №3;

Патент № 97538 реєстраційний номер UA 97538 С2 від 27.02.2012 р., бюл. № 4;

Патент України № 98539 МПК Н05К 3/40, опубл. 25.05.2012,
бюл. № 10.

Практична значність полягає у створенні теоретичної та практичної бази для підготовки бакалаврів, спеціалістів, магістрів та фахівців вищої кваліфікації технологів – виробників для радіоелектронного приладобудування:


  • створені перші вітчизняні підручники, які розглядають сучасні та перспективні напрями виробництва радіоелектронних приладів;

  • відкрита підготовка спеціалістів та магістрів за новою спеціальністю «Інтелектуальні технологій мікросистемної радіоелектронної апаратури»;

  • створена спільна науково – навчально - виробнича база Харківського національного університету радіоелектроніки та підприємства «Хартрон – Енерго» для їх підготовки;

  • виконані спільні наукові розробки з Науково – дослідним технологічним інститутом приладобудування, конструкторським бюро «Полісвіт» ДНВО «Об’єднання Комунар» м. Харків, та Львівським інститутом прикладних проблем математики та механіки ім. Підстригача;

  • всі книжки циклу використовується провідними університетами України:

Національним університетом «Львівська політехніка»;

Одеським національним політехнічним університетом;

Національним технічним університетом України "Київський політехнічний інститут"

Одеською національною академією зв'язку ім. О.С. Попова;

Запорізьким національним університетом;

Вінницьким національним технічним університетом;

Кременчуцьким національним університетом ім. М. Остроградського;

Харківським національним аерокосмічним університетом «ХАІ»


ім. М.Є. Жуковського та інш.;

  • підручники втілюють багаторічний досвід, здобутий авторами у промисловості та співдружності з видатними вченими, науково-дослідними технологічними інститутами України, в міжнародній співпраці з
    Норт-Хемптонським технічним коледжем (штат Пенсильванія, США).

За тематикою роботи циклу підручників опубліковано 369 наукових праць, з яких:

  • монографій – 6;

  • дисертація на здобуття вченого ступеня доктора технічних наук – 2;

  • дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних
    наук – 24;

  • патенти та винаходи – 11;

  • статей у наукових журналах – 309, з них опубліковано за
    кордоном – 14;

  • тез доповідей на наукових конференціях - 57;

Підручники об’єднані в єдиний цикл бо послідовно вирішують завдання технологічної підготовки спеціалістів шляхом освоєння матеріалів теоретичного та практичного дослідження показників виробництва, вирішення задач по вдосконаленню ефективності технології, проектування технологічних процесів та систем для нових типів електронних апаратів.

Загальна кількість реферованих публікацій (SCOPUS та інш.) – 14, загальна кількість посилань – 8, h – індекс – 2,5.


База даних захищена авторським правом ©refs.in.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка