Технология производства электронных средств: организационно-методическое обеспечение курсового проектирования по дисциплине

Введение 
 

1 

Министерство образования и науки Российской Федерации 
 
Сибирский федеральный университет 
 
 
 
 
 
 

 В. И. Томилин, Н. П. Томилина, Н. А. Алексеева  

ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА  

ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ 

 
Организационно-методическое обеспечение                  
курсового проектирования по дисциплине                    
 
 

Рекомендовано УМО вузов РФ по образованию          
в области радиотехники, электроники, биомедицинской техники и автоматизации в качестве учебного 
пособия для студентов высших учебных заведений, 
обучающихся по специальности «Проектирование        
и технология радиоэлектронных средств», 02.06.2011  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Красноярск 
СФУ 
2012 

Введение 
 

2 

УДК 658.5(075.8) (07) 
ББК 32.844.1.я73 
        Т73 
 
 
 
Р е ц е н з е н т ы: В. К. Мазуренко, главный технолог СКТБ «Наука»; 
А. М.  Токмин, проф. кафедры МиТкМ ПИ СФУ   
 
 
 
 
 
Томилин, В. И. 
Т73          Технология производства электронных средств : организационно-методическое обеспечение курсового проектирования 
по дисциплине : учеб. пособие / В. И. Томилин, Н. П. Томилина, 
Н. А. Алексеева.  – Красноярск : Сиб. федер. ун-т, 2012. – 120 с. 
ISBN 978-5-7638-2512-1  
 
Пособие состоит из разделов, посвященных вопросам курсового проектирования технологических процессов изготовления, сборки и монтажа электронных устройств различного назначения. Особое внимание уделено  технологии 
изготовления печатных плат в зависимости от конструктивных требований, 
класса точности, условий эксплуатации и других факторов. Разработаны рекомендации по выбору современного оборудования, обеспечивающего выпуск 
конкурентоспособной продукции. Подробно проанализированы вопросы разработки технологической документации в соответствии со стандартами ЕСТД. 
Приведены 50 вариантов заданий на курсовое проектирование по основным технологическим этапам изготовления ЭС. 
Предназначено для студентов укрупненной группы  210000  «Электронная 
техника, радиотехника и связь»,  соответствует требованиям ФГОС ВПО по направлениям подготовки 21100.62(68) «Конструирование и технология электронных средств», 210100.62(68) «Электроника и наноэлектроника», 222900.62(68) 
«Нанотехнология и микросистемная техника» и рекомендуется для студентов 
электронных, радиотехнических и радиофизических специальностей вузов, аспирантов и инженеров.  
 
УДК 658.5(075.8) (07) 
ББК 32.844.1.я73 
 
ISBN 978-5-7638-2512-1 
© Сибирский федеральный  
                                                                                                        университет, 2012 
 

Введение 
 

3 

ВВЕДЕНИЕ 
 
 
Учебное пособие в первую очередь предназначено для студентов, обучающихся по направлению подготовки  211000 «Конструирование и технология электронных средств» в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом высшего 
профессионального образования (ФГОС ВПО). Описаны необходимые сведения об организации курсового проектирования, содержании 
и особенностях выполнения всех частей проекта (работы), а также 
правила оформления пояснительной записки, конструкторских, технологических и других документов. 
 Его основное назначение – это  систематизация, углубление и 
закрепление теоретических знаний, полученных в процессе обучения, 
развитие умения и навыков практической работы и самостоятельного  
проектирования технологических процессов создания современных 
электронных средств,  
Важными сторонами курсового проектирования является комплексное (системное) решение схемотехнических, конструкторскотехнологических, экономических и других вопросов в их взаимосвязи, а также изучение основной нормативно-технической документации, регламентирующей производственный процесс. 
Учебное пособие представляет собой  часть учебно-методического 
комплекса дисциплины, завершающей конструкторско-технологический 
цикл подготовки. В нем приведены основные сведения по технологической подготовке производства, разработке технологической документации, расчёту, анализу и методам повышения технологичности 
конструкции РЭС, по разработке и внедрению в производство высокопроизводительных технологических процессов изготовления, сборки, монтажа, настройки, регулировки, контроля и испытания РЭС. 
Для облегчения работы приведен список наиболее употребительных терминов и определений, а все необходимые данные представлены в виде таблиц в прил. Б. 

1. Техническое задание. График, этапы, последовательность и правила выполнения курсового проекта 
 

4 

1.  ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ, ГРАФИК,  
ЭТАПЫ, ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ И  ПРАВИЛА   
ВЫПОЛНЕНИЯ   КУРСОВОГО  ПРОЕКТА 
 
 
В соответствии с требованиями ФГОС ВПО курсовой проект по 
дисциплине  «Технология производства электронных средств» должен представлять собой законченную технологическую разработку, 
связанную с решением актуальных задач, определяемых особенностями подготовки по  направлениям  21100.62(68) «Конструирование 
и технология электронных средств»,  210100.62(68) «Электроника и 
наноэлектроника», 222900.62(68) «Нанотехнология и микросистемная 
техника». Это может быть  разработка технологического процесса 
производства  радиоэлектронного (электронно-вычислительного) устройства, практически любого назначения и достаточной сложности, а 
также средств технологического оснащения. 
 
 
1.1. Общие сведения и рекомендации  
 
 Для выполнения курсового проекта в течение первых двух недель после начала учебного семестра каждый студент получает индивидуальное задание, утвержденное заведующим кафедрой. Задание 
представляется в форме  типового бланка. Пример задания дан в прил. А.   
В задании на курсовой проект (работу) указывают фамилию, 
имя и отчество студента, тему проекта (работы), срок выполнения,  
данные о руководителях и консультантах. 
Задание на курсовой проект включает в себя: исходные данные 
к проекту (схема электрическая принципиальная, топологический 
чертеж печатной платы, серийность, условия эксплуатации и т. п.); 
содержание расчетно-пояснительной записки; перечень графического 
материала и технологической документации, подлежащие разработке 
(в перечне графического материала указывают обязательные виды и 
общий объём чертежей, количество и обязательные виды плакатов, а 
также общий объём графического материала,  согласованный с руководителем); перечень необходимой нормативно-технической документации и рекомендуемой литературы. Варианты индивидуальных 
заданий приведены в прил. Б (табл. Б1). 

1. Техническое задание. График, этапы, последовательность и правила выполнения курсового проекта 
 

5 

 Студент, заканчивая  очередной  этап работы (согласно графику 
выполнения курсового проекта), представляет готовый материал преподавателю для проверки правильности  полученных промежуточных 
результатов  и направления хода дальнейших работ по выданному заданию на проектирование. 
По завершению необходимых расчетов студенты составляют 
технологическую документацию, оформляют графическую часть работы и пояснительную записку, содержащую необходимые расчеты и 
пояснения. При оформлении документации  особое внимание должно 
быть уделено соблюдению требований стандартов,  регламентируемых ЕСКТД,  полноте,  правильности и аккуратности оформления.  
Окончательно оформленную пояснительную записку и  графический материал предоставляют руководителю проекта для проверки. 
Целью проверки  является  окончательный контроль правильности 
выполнения курсового проекта,  оформления пояснительной записки 
и подготовленности студента к защите курсового проекта. 
 Заключительный этап  работы –  проводятся подготовка доклада и  защита курсовой работы перед комиссией.  Доклад может сопровождаться демонстрацией  материала в виде электронной презентации. Для доклада студенту  отводится  5–7 мин,  в связи с чем необходимо тщательно продумать его содержание. В докладе в сжатой и 
четкой форме следует сформулировать  задачу,  основное содержание 
курсовой  работы,  иллюстрируя принципиальные  положения  графическим  материалом. 

2. Анализ технического задания 
 

6 

2. АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ 
 
Выполнение курсового проекта рекомендуется начинать с тщательного анализа технического задания (ТЗ). В пояснительной записке целесообразно раздел «Анализ технического задания» разбить на 
подразделы, например, такие, как  анализ условий эксплуатации; анализ требований к технологичности (при анализе требований к технологичности конструкции учитывают заданный объём производства, 
технологические особенности базового предприятия, возможность 
размещения заказов на других предприятиях и т. п.); анализ конструктивных дополнительных или иных требований, если они есть.  В результате должны быть сформулированы ограничения на применяемые 
технологические процессы, рассмотрены возможности использования 
прогрессивных технологических процессов, технологические ограничения на конструкции деталей и сборочных единиц. 
Анализ рекомендуется проводить в определенной последовательности, представленной далее. В целях единообразия и однозначности понимания все рекомендации приведены в повелительной форме.  
 
 
2.1. Назначение, область применения,  
объект установки 
 
Проанализировать  исходные данные  задания на печатный узел 
(ПУ) и, используя данные табл. Б2,  определить:  
– назначение изделия, в состав которого входит печатный узел; 
– область применения; 
 – объект установки.  
Ниже эти параметры используются при выборе вариантов размещения электрорадиокомпонентов (ЭРК), материалов печатных плат 
(ПП)  и методов их изготовления. 
 
 
2.2. Условия эксплуатации 
 
Проанализировать условия эксплуатации, учитывая группу жесткости по ГОСТ 23752−79 (см. табл. Б3), указанную в ТЗ, и определить: 

2. Анализ технического задания 
 

7 

– требования, предъявляемые к электронной аппаратуре (ЭА)  
данной  группы  (см. табл. Б4); 
– категорию климатического исполнения изделия (см. табл. Б5); 
– дестабилизирующие факторы, влияющие на ЭА данной группы; 
– деградационные  процессы в ПП, происходящие в результате 
воздействия дестабилизирующих факторов; 
– способы защиты ПП от этого влияния (см. табл. Б6). 
 
 
2.3. Анализ элементной базы 
 
 Проанализировать элементную базу, входящую в ПУ, и определить: 
– тип  ЭРК (корпусные со штыревыми или планарными выводами, безкорпусные, поверхностно-монтируемые компоненты (ПМК), 
безвыводные или с шариковыми выводами); 
– количество выводов ЭРК и диаметры выводов; 
– установочные площади компонентов (справочные или расчетные данные); 
– допустимые условия эксплуатации;  
– проконтролировать по чертежу форму контактных площадок  (КП) на соответствие элементной базе (определяется геометрией 
вывода);  
– заполнить табл. Б7. 

3. Анализ конструкции ПП 
 

8 

3. АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИИ  ПП 
 
 
3.1. Уровень модульности конструкции 
 
Определить, для какого уровня модульности конструкции проектируется и изготавливается ПП. Согласно ГОСТу уровни модульности конструкции подразделяют таким образом:  
–  микросборка – нулевой уровень; 
–  ячейка – первый уровень; 
–  объединительная плата – второй уровень.  
 
 
3.2. Степень сложности ПУ 
 
Определить степень сложности ПУ, подсчитав количество активных ЭРК и микросхем: 
– малая сложность – (10–20) активных ЭРК и (8–12) микросхем;  
– средняя сложность – до 50 активных ЭРЭ и более 50 микросхем; 
– высокая сложность – до 100 активных ЭРК, более 50 микросхем, большие интегральные схемы (БИС); 
– весьма высокая сложность – свыше 100 активных ЭРК, более 
50 микросхем, БИС и сверхбольшие интегральные схемы (СБИС).  
 
 
3.3. Класс точности ПП 
 
Определить класс точности ПП. Для этого 
– измерить ширину гарантийного пояска b; 
– измерить ширину самого узкого проводника t ; 
– измерить минимальный диаметр отверстия 
min
d
; 
– рассчитать  относительную толщину ПП J  по формуле 

                                 
min
d
J
H

,                                             (3.1) 

где H – толщина ПП с учетом фольги.   

3. Анализ конструкции ПП 
 

9 

Используя полученные результаты, по табл. Б8 определить 
класс точности  проектируемой печатной платы. 
 
 
3.4. Выбор материала основания ПП 
 
Используя полученные данные и сведения, приведенные в                
табл. (Б9–Б12), выбрать материал основания ПП. 

3.5. Габаритные размеры ПП 
 
 1.  Суммируя установочные площади ЭРК,  рассчитать  площадь  печатной платы  по выражению (3.2) 

p
з
/
i
S
S
К

,                                         (3.2) 

где 
p
S – расчетная площадь ПП;  
iS  – установочная площадь i-го ЭРК;         

з
К –  коэффициент заполнения ПП  (для бытовой аппаратуры  0,7). 
 2. Предполагая длину и ширину монтажной зоны L одинаковыми, по выражению (3.3) определить размеры ПП 

  
p
L
S

,                                               (3.3) 

где L  – длина или ширина монтажной зоны.   
 Монтажная зона, предназначенная для установки однотипных 
микросхем, определяется не только их установочными площадями, но 
и шагом установки ЭРК, что необходимо учесть при их наличии при 
расчете.    
3. Определить ширину краевого поля. При этом необходимо, 
чтобы  
– расстояние от центра крепежного отверстия до края ПП не было менее пяти 5 мм; 
– ширина краевого поля для компонентов со штыревыми выводами по оси Х была равна пяти мм, а для планарных – двум с 
половиной мм; 
– ширина краевого поля по оси Y зависила от типа соединителя          
(см. табл. Б13), наличия контрольных гнезд, лицевой панели  и находилась в пределах  (2,5–12,5) мм.