стихи. 1-75-12-Медведев-АВ-Конструирование-технология-производства-элек. Конструирование и технология

• Название: Конструирование и технология
• Анкор: стихи
• Дата: 27.11.2022
• Размер: 1.92 Mb.
• Имя файла: 1-75-12-Медведев-АВ-Конструирование-технология-производства-элек.doc
• Тип: Учебное пособие; #814337
• страница: 1 из 11

КОНСТРУИРОВАНИЕ



И ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ

Министерство образования и науки Российской Федерации

Тольяттинский государственный университет

Институт энергетики и электротехники

Кафедра «Промышленная электроника»

В.А. Медведев

КОНСТРУИРОВАНИЕ И ТЕХНОЛОГИЯ

ПРОИЗВОДСТВА ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ

Учебное пособие

Тольятти

Издательство ТГУ

2013

УДК 621.314.573

ББК 32.852

М42

Рецензенты:

канд. техн. наук, руководитель отдела закупок оборудования и услуг

ООО «Джейко Раша» Д.А. Яковлев;

канд. техн. наук, доцент Тольяттинского государственного университета В.П. Певчев.

М42 Медведев, В.А. Конструирование и технология производства электронных устройств : учеб. пособие / В.А. Медведев. – Тольятти : Изд-во ТГУ, 2013. – 70 с. : обл.

В учебном пособии рассмотрены факторы, определяющие конструкцию и надежность электронных устройств; особенности конструирования несущих конструкций, приборных корпусов, блоков, шкафов, средств отображения информации, печатных плат, микросборок; технология изготовления печатных плат, сборки электронных устройств, монтажа электрических объемных, контактных и оптоволоконных соединений.

Предназначено для студентов вузов, обучающихся по направлению подготовки магистра 210100.68 «Электроника и наноэлектроника» (магистерская программа «Электронные приборы и устройства»), при изучении ими дисциплины «Проектирование и технология электронной компонентной базы».

УДК 621.314.573

ББК 32.852

Рекомендовано к изданию научно-методическим советом Тольяттинского государственного университета.

© ФГБОУ ВПО «Тольяттинский государственный университет», 2013

Введение

Электронные устройства являются основой различных видов полупроводниковых преобразователей, систем автоматизации и управления, контрольно-измерительной аппаратуры, информационных и телекоммуникационных систем. Принципиальных отличий в конструктивной реализации электронных устройств различного назначения не существует, поэтому вопросы их конструирования можно рассматривать без привязки к каким-либо областям техники.

Процесс проектирования электронных устройств включает ряд последовательных этапов, одним из которых является разработка конструкции. Конструкцией электронного устройства называется пространственно ориентированная совокупность его элементов, между которыми существуют электрические, механические, магнитные, оптические и другие связи, реализованные в соответствии с принципом работы устройства. В процессе конструирования на основе технического задания, принципиальных электрических схем и другой информации разрабатываются сборочные чертежи отдельных узлов и изделия в целом, чертежи деталей, спецификации и другие технические и рабочие документы, необходимые для изготовления, эксплуатации и ремонта изделия. Конструкция электронного устройства во многом определяет надежность, удобство в эксплуатации, ремонтопригодность и себестоимость изделия.

Вопросы конструирования во многом связаны с вопросами технологии изготовления изделия. Одним из основных требований к любой конструкции является ее технологичность, то есть приспособленность к достижению минимальных затрат при изготовлении для заданных показателей качества, объема выпуска и условий конкретного производства.

Глава 1. ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ

ЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ (ЭА)

1.1. Требования и факторы, влияющие на конструкцию

На любое проектное решение всегда накладывается значительное количество требований и факторов, которые переплетаются между собой и иногда даже противоречат друг другу. Поэтому при анализе возможных вариантов технической реализации ЭА приходится, как правило, искать компромисс, при котором улучшение одних характеристик не приводит к существенному ухудшению других. Не все требования равнозначны, поэтому нужно ясно представлять, какие свойства являются приоритетными, а какие второстепенными.

Все требования к ЭА можно разделить на 4 группы: специальные, эксплуатационные, конструкторско-технологические, экономические.

1. 
   Специальные требования. Они описывают область применения, функциональное назначение и иные специфические характеристики ЭА и, в основном, удовлетворяются на более ранних этапах системотехнического и схематического проектирования. Однако ряд требований, связанных с условиями эксплуатации ЭА, приходится обеспечивать и на этапе конструирования. Особенность специальных требований в том, то они содержат набор характеристик, используемых для узкого класса технических средств: для источников питания – это выходное напряжение, мощность нагрузки, коэффициент стабилизации, коэффициент пульсаций; для усилителей – коэффициент усиления, полоса пропускания, коэффициент искажений, уровень шумов и т. д. Перечень и значения таких характеристик и методы их проверки обычно приводятся в стандартах на аппаратуру данного класса.
   
2. 
   Эксплуатационные требования.Эти требования относятся к удобству использования ЭА по назначению, надежности, безопасности и экономичности. Их можно сформулировать следующим образом.
   

1. Техническое изделие должно быть простым и эргономичным в использовании. Эргономические требования разделяют на следующие группы:

1. 
   антропометрические – соответствие форме, размерам и распределению массы тела человека;
   
2. 
   физиологические – соответствие силовым, скоростным, энергетическим возможностям человека и его органам чувств; 3) психологические – соответствие возможностям человека воспринимать и перерабатывать информацию и формировать сигналы управления;
   

4) гигиенические – освещенность, температура, влажность и другие факторы, характеризующие комфортность работы оператора.

2. 
   Изделие должно иметь заданный уровень надежности в реальных условиях эксплуатации с учетом комплексного влияния внешних факторов.
   
3. 
   Случайное неправильное обращение с изделием не должно выводить его из строя. Если какое-либо неправильное действие по отношению к изделию возможно, то рано или поздно такая ошибка обслуживающего персонала случится. Примерные защитные меры следующие: защита ЭА от коротких замыканий на выходе; исключение неправильного подключения кабелей путем применения для различных цепей не стыкующихся друг с другом типов электрических соединителей; поясняющие надписи и другая маркировка на корпусе ЭА; защита от неправильной полярности питающего напряжения.
   
4. 
   Для ремонтопригодной ЭА должна быть обеспечена удобная сборка и разборка, легкий доступ к узлам, требующим периодического технического обслуживания.
   
5. 
   Изделие должно быть безопасным в обращении. Необходимо предусмотреть меры, исключающие либо сводящие к минимуму возможность несчастных случаев.
   
6. 
   Изделие должно быть экологически безопасным.
   
7. 
   Изделие должно иметь минимальные эксплуатационные расходы, связанные с энергопотреблением, охлаждением, заменой быстроизнашивающихся частей, пополнением расходных материалов.
   

III. Конструктивно-технологические требования. Эти требования относятся к ускорению процесса проектирования и повышению технологичности конструкции ЭА.

1. 
   Изделие должно иметь максимально простую конструкцию, при которой обеспечиваются заданные технические характеристики.
   
2. 
   Масса и габаритные размеры изделия должны быть минимальными, что снижает расходы на материалы, изготовление, упаковку, транспортирование, хранение.
   
3. 
   Следует выбирать материалы, обеспечивающие оптимальное сочетание физических и механических свойств, коррозионной стойкости, технологичности при обработке.
   
4. 
   Целесообразно использовать модульный (блочный) принцип построения ЭА.
   
5. 
   Необходимо обеспечивать взаимозаменяемость однотипных узлов и деталей ЭА.
   
6. 
   Следует сокращать номенклатуру применяемых материалов и деталей.
   
7. 
   Целесообразно использовать в новых разработках детали и узлы от ранее выпускаемых изделий (конструктивная преемственность).
   
8. 
   Максимально использовать готовые стандартизованные и нормализованные изделия. Хороший эффект дает применение готовых корпусов и несущих конструкций.
   
9. 
   Обеспечить максимальную технологичность сборочных и электромонтажных работ, минимальное количество подгоночных и регулировочных операций.
   
10. 
    При разработке обязательно учитывать имеющиеся в распоряжении технологическое оборудование и объем выпуска изделия.
    

IV. Экономические требования. Одним из важных критериев эффективности нового технического решения являются затраты на его реализацию, под которыми понимаются не только финансовые расходы, но и время разработки, количество привлекаемых исполнителей, организационные ресурсы.

В организационном плане для сокращения сроков работ целесообразно поручать сторонним организациям, имеющим соответствующий опыт, разработку отдельных частей сложного оборудования. Не следует применять компоненты со значительно более высокими характеристиками, чем это необходимо. Необходимо помнить, что в стоимость изделия входят затраты на подготовку производства: разработку техпроцессов, конструирование и изготовление технологической оснастки, приобретение недостающего оборудования, обучение персонала. Поэтому подготовка производства изделий с высокой конструктивной преемственностью будет дешевле и потребует меньших сроков.

В каждом конкретном случае экономическая оптимальность решения зависит от многих факторов, среди которых одним из важнейших является объем выпуска изделия.

Экономическая сторона не всегда играет главную роль. Например, в военной технике, системах жизнеобеспечения и других видах специальной аппаратуры при решении противоречия «цена – качество» приоритет отдается достижению максимальной надежности и эксплуатационной эффективности изделия.