Технология и автоматизация производства РЭА

Введение

     В следствии многообразия видов радиоэлектронной аппаратуры,  тех-

нологических процессов ее производства и, соответственно, систем авто-

матизации производства  невозможно в одном курсе изложить все вопросы,

связанные с технологией и автоматизацией производства РЭА.  Поэтому  в

данном курсе ставится задача осветить только основные вопросы, которые

приходится решать при производстве большинства видов РЭА, дается обзор

смежных областей деятельности.

     Единого учебника или методического пособия по  данному  курсу  не

существует, поэтому вам рекомендуется список литературы, где отражают-

ся в большей или меньшей степени рассматриваемые в  курсе  вопросы.  В

списке приведены самые ранние издания книг, которыми можно пользовать-

ся при изучении курса,  хотя более поздние издания являются предпочти-

тельными, особенно это касается стандартов.

.

                                - 6 -

         1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ПРОИЗВОДСТВА РЭА И ЗАДАЧИ

                ПОВЫШЕНИЯ ЕГО ЭФФЕКТИВНОСТИ И КАЧЕСТВА

        1.1. Общая характеристика РЭА как объекта производства

                            и как системы.

     РЭА представляет собой  совокупность  элементов,  объединенных  в

сборочные  единицы и устройства и предназначенные для преобразования и

обработки электромагнитных сигналов в диапазоне  частот  колебаний  от

инфракрасных до сверхвысоких. Элементы, рассчитанные на совместную ра-

боту в РЭА,  различают  по  функциональным,  физическим,  конструктив-

но-технологическим признакам и типам связей. По конструктивно-техноло-

гическому признаку элементы РЭА делят на  дискретные  и  интегральные,

которые объединяют в сборочные единицы, выполняющие элементарные дейс-

твия (например, генератор, усилитель, счетчик).

     В зависимости от диапазона частот меняются и пассивные  элементы,

использующиеся в РЭА.  Например,  в диапазоне средних и высоких частот

используются индуктивности и емкости с  сосредоточенными  параметрами,

изготавливаемыми по любой технологии,  а в диапазоне СВЧ - с распреде-

ленными параметрами, например, двухпроводные, полосковые линии и коак-

сиальные радиаторы.

     Важным фактором,  определяющим конструктивно-технологические осо-

бенности любой РЭА, является ее конструктивное оформление и технология

изготовления. Например, конструктивное оформление в виде самостоятель-

ного устройства  или встроенного модуля,  технология сборки пайкой или

механическое соединение, что существенно сказывается на эксплуатацион-

ных и производственных характеристиках РЭА. При конструктивно-техноло-

гическом анализе РЭА большое внимание следует  уделять  ее  непосредс-

твенному  назначению  и условиям эксплуатации,  которые сказываются на

выборе технологии производства и конструктивного оформления. Например,

наличие  механических вибраций при эксплуатации требует применения бо-

лее надежных методов сборки.

     Поэтому, разнообразие  и  сложность выполняемых радиотехническими

системами (РТС) и радиотехническими комплексами (РТК) функций и  усло-

вий их эксплуатации,  состав и особенности носителей аппаратуры в зна-

чительной степени определяют требования к ее конструкции и существенно

влияют на выбор технологии изготовления элементов и сборочных единиц.

     Для разных типов объектов существуют различные требования на  ус-

ловия  размещения  аппаратуры,  весьма  различны комплексы возмущающих

воздействий,  поэтому задача технолога и  конструктора  заключается  в

том,  чтобы активно участвовать во всех этапах проектирования и созда-

ния РТК и РТС.  Объективной тенденцией  совершенствования  конструкций

РЭА является постоянный рост ее сложности ввиду расширения выполняемых

функций и повышении требований к эффективности ее работы.

     Конструктивно-технологические особенности РЭА  включают  функцио-

нально-узловой принцип конструирования,  технологичность,  минимальные

габаритно-массовые показатели,  ремонтопригодность,  защиту от внешних

воздействий, надежность (вероятность безотказной работы, среднее время

наработки на отказ,  среднее время  восстановления  работоспособности,

долговечность и т.д.).

     Сущность функционально-узлового принципа конструирования РЭА зак-

лючается в объединении функционально-законченных схем в сборочные еди-

ницы и их модульной компоновке.

     Базовые конструкции аппаратуры имеют несколько уровней модульнос-

ти, предусматривающих объединение простых модулей в более сложные:

     Модули 1 уровня  -  интегральные  микросхемы  (ИС)  и  дискретные

электрорадиоэлементы (ЭРЭ) (сопротивления, конденсаторы, транзисторы и

т.д.).

                                - 7 -

     Модули 2 уровня - типовые элементы сборки (ТЭС) или ячейки, типо-

вые элементы замены (ТЭЗ),  печатные платы (ПП), которые конструктивно

и электрически объединяют ИС и ЭРЭ.

     Модули 3 уровня - блоки (панели), которые с помощью плат и карка-

сов  объединяют  ячейки в конструктивный узел.

     Модули 4 уровня - рама (конструктивный узел - каркас рамы), кото-

рая объединяет блоки в единое целое.

     Модули 5 уровня - стойка (конструктивный узел -  каркас  стойки),

которая может объединять несколько рам в единое целое.

     Модули 6 уровня - устройства.

     На практике  при конструировании РЭА могут использоваться различ-

ные наборы уровней модульности.  Например, в телевизоре имеются модули

1, 2, и 6 уровней.

               1.2. Основные  направления развития РЭА

     Основными направлениями  развития  РЭА является микроминиатюриза-

ция,  повышение степени интеграции и комплексный подход к  разработке.

Микроминиатюризация - это микромодульная компоновка элементов с приме-

нением интегральной и функциональной  микроэлектроники.  При  микромо-

дульной компоновке элементов осуществляют микроминиатюризацию дискрет-

ных  ЭРЭ и сборку их в виде плоских или пространственных (этажерочных)

модулей. В основе интегральной микроэлектроники лежит использование ИС

и больших интегральных схем (БИС),  применение групповых методов изго-

товления,  машинных методов проектирования ТП, изготовления и контроля

изделий.

     Функциональная микроэлектроника  основана на непосредственном ис-

пользовании физических явлений, происходящих в твердом теле или вакуу-

ме (магнитные, плазменные и т.д.). Элементы создают, используя среды с

распределенными параметрами. Основной задачей здесь является получение

сред с заданными свойствами.

     Трудоемкость производства  сборочных единиц РЭА может быть предс-

тавлена в таком соотношении:  механообработка - 8-15 %, сборка - 15-20

%, электрический монтаж - 40-60 %, наладка - 20-25 %.

     Следовательно, основными  конструктивно-технологическими задачами

производства РЭА являются:  разработка ИС на уровне ячеек и  сборочных

единиц и совершенствование технологии их изготовления, повышение плот-

ности компоновки навесных элементов на ПП и плотности печатного монта-

жа;  совершенствование методов электрических соединений модулей 1, 2 и

3,  4 уровней,  развитие автоматизированных и автоматических  методов,

средств наладки и регулировки аппаратуры сложных РТС,  создание гибких

производственных производств (ГАП).

     В технологии производства РЭА используются процессы, свойственные

машино- и приборостроению: литье, холодная штамповка, механическая об-

работка, гальванические и лакокрасочные покрытия.

             1.3. Структура производства РЭА, особенности

           иерархических уровней производства РЭА, их роль

                      и место в производстве РЭА

          1.3.1. Организационная структура "типового" предприятия

     В соответствии с Законом "О предприятии и предпринимательской де-

ятельности" определено только, что на предприятии должен быть директор

и главный бухгалтер, а остальная организационная структура предприятия

является  его внутренним делом и не регламентируется.  Однако,  это не

освобождает руководство предприятия от ответственности  за  выполнение

всех традиционных функций:  охрану труда, технику безопасности, выпуск

                                - 8 -

продукции заданного качества и т.д.  Поэтому  большинство  предприятий

имеют приблизительно одинаковую структуру управления, хотя и со специ-

фическими особенностями,  определяемыми технологией и  объемом  произ-

водства, родом деятельности, местоположением и т.д.. Типовую структуру

производства РЭА,  как и любого другого производства машино- и  прибо-

ростроения, можно представить в виде рис. 1.

     Приведенная структура предприятия естественно не является  полной

и  исчерпывающей.  В  ней  не представлены жилищно-коммунальные службы

(жилые дома, общежития, стадионы, дома культуры, библиотеки, медпункты

или поликлиники, детские сады и ясли, столовые, столы заказов и т.д.),

характерные для многих предприятий РФ.  Кроме того, могут быть выделе-

ны в самостоятельные подразделения склады сырьевых материалов, комплек-

тующих изделий,  оснастки и инструмента, измерительных приборов, гото-

вой продукции; цеха по изготовлению тары и упаковке продукции; магази-

ны и т.д.  Предприятия могут иметь свои учебные заведения (школы, ПТУ,

филиалы ВУЗов и техникумов).

     Далее мы остановимся подробнее на некоторых из представленных  на

схеме подразделений.

             1.3.2. Задачи производственных подразделений

     Структура и количество производственных подразделений на предпри-

ятии  целиком  определяются  количеством,  номенклатурой и технологией

производства выпускаемых изделий.  Для предприятий,  выпускающих  РЭА,

принято деление цехов на заготовительные, механообработки и сборочные.

Как уже отмечалось могут быть еще тарные и  упаковочные.  При  больших

объемах  производства цеха могут объединяться в производственные комп-

лексы и (или) делиться на участки, бригады. Производственные подразде-

ления  могут работать в односменном и многосменном режиме,  существуют

непрерывные производства.

     В любом  случае за каждым производственным подразделением закреп-

ляется определенная номенклатура продукции (заготовок,  полуфабрикатов

и  т.д.)  и  определенный набор технологических операций,  которые оно

должно выполнять в соответствии с принятой на предприятии  технологией

производства.  Поэтому основной задачей каждого производственного под-

разделения является выпуск продукции заданного качества в заданных ко-

личествах.

     Для выполнения этой главной задачи  требуется  выполнение  целого

комплекса задач, таких как:

     1. Поддержание трудовой и производственной дисциплины.

     2. Поддержание в рабочем состоянии технологического оборудования,

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12