Конструирование, производство и эксплуатация средств вычислительной техники

1.5.2 Общая компоновка СВТ.

Иерархическая структура конструкции  СВТ. Базовые несущие конструкции (БНК), их назначение и классификация. Унификация БНК. Принципы конструирования и варианты компоновки стоек СВТ.

1.5.3 Особенности конструкций персональных  ЭВМ.

Классификация персональных ЭВМ (ПЭВМ). Модульный принцип построения ПЭВМ. Компоновка системного блока. Функциональное назначение устройств системного блока. Конструктивное исполнение «закрытых» и «открытых» ПЭВМ. Достоинства «открытых» ПЭВМ. Пассивные и активные конструкции объединительных плат. Блок электронных модулей. Корпуса системных блоков. Портативные ПЭВМ.

 

Практическое занятие.

Изучение конструкции системного блока и периферийных устройств  ПЭВМ.

Самостоятельная работа.

Подготовка к занятиям. Выполнение практической работы.

 

Тема 1.6 Защита СВТ от внешних воздействий.

 

1.6.1 Защита СВТ от воздействия  электромагнитных помех. 

Причины возникновения помех. Связи между элементами в системе. Помехи при соединении элементов «короткими» и «длинными» связями. Расчет помехоустойчивости.

1.6.2 Защита СВТ от механических  воздействий.

Виды механических воздействий  на СВТ и их нежелательные последствия. Конструктивные приемы защиты СВТ от механических перегрузок. Виды амортизаторов.

1.6.3 Защита от тепловых воздействий.

Тепловые воздействия на конструкции  ЭВТ. Источники и стоки теплоты. Теплообмен и тепловой баланс. Иерархия нагретых зон. Тепловой режим изделия. Условия нормального теплового режима отдельного элемента. Объемная и поверхностная плотности теплового потока. Проблемы отвода теплоты, пути их решения.

Виды теплообмена в конструкциях ЭВТ и их особенности. Коэффициенты теплообмена и теплопроводности. Расчет количества теплоты, отдаваемого нагретым телом.

Системы охлаждения и способы обеспечения  нормального теплового режима конструкций ЭВТ.  Выбор способа охлаждения. Естественное охлаждение. Принудительное охлаждение. Воздушные системы охлаждения.

1.6.4 Защита СВТ от воздействия  влаги. Способы герметизации.

 

Практическое занятие.

Исследование электрических параметров линий связи

Практическое занятие.

Исследование виброустойчивости  ТЭЗ и блоков электронной аппаратуры

Практическое занятие.

Исследование температурных режимов  электронных блоков при естественной конвекции и при принудительной конвекции

Самостоятельная работа.

Подготовка к занятиям. Выполнение практических работ.

 

Тема 1.7  Надежность СВТ.

 

1.7.1 Общие сведения и основные  понятия  надежности.

Значения высокой надежности для  современных СВТ. Термины и определения  надежности. Надежность – комплексное свойство объекта: безотказность, долговечность, ремонтопригодность, сохраняемость.

Понятия надежности: исправность, неисправность, работоспособность, неработоспособность, предельное состояние объекта. Общие понятия теории надежности: наработка, технический ресурс, срок службы и другие.

2. Показатели надежности.

Понятия единичного и комплексного показателя надежности. Показатели надежности: вероятность безотказной работы, средняя наработка до отказа, интенсивность отказов и другие. Исходные данные для расчета надежности. Справочные данные по интенсивности отказов электрорадиоэлементов. Влияние условий эксплуатации: электрического и теплового режимов работы электрорадиоэлементов на интенсивность отказов СВТ. Методика расчетов надежности с учетом коэффициента  нагрузки и температуры. Способы повышения надежности в процессе проектирования и производства аппаратно-программных систем.

 

Практическое занятие.

Изучение методики расчета надежности конструкций электронных узлов  и методики прогнозирования надежности интегральных микросхем. Расчет надежности СВТ.

Самостоятельная работа.

Подготовка к занятиям. Выполнение практической работы.

 

Тема 1.8  Автоматизация конструирования и проектирования СВТ.

 

1.8.1 Основы построения САПР.

Системы автоматизированного проектирования (САПР). Понятия, определения, термины. Значение внедрения САПР. Требования к построению САПР. Классификация  САПР: техническое, математическое, программное, лингвистическое, информационное. Уровни САПР.  САПР радиоэлектронной аппаратуры. Автоматизированное рабочее место (АРМ). Назначение и состав АРМ.

1.8.2. Автоматизация конструкторского  проектирования изделий СВТ.

Принципы моделирования конструкции с помощью ЭВТ. Синтез структуры, анализ характеристик в различных режимах, синтез топологии, верификация топологии, выпуск конструкторской документации. Классификация CAD/CAM-систем. Обзор современных отечественных и зарубежных систем.

Системы проектирования электрических  схем. Пакеты прикладных программ для  проектирования структурных, цифровых, аналоговых и смешанных схем. Системы  проектирования печатных плат. Система сквозного проектирования радиоэлектронной аппаратуры. Компьютерные чертежно-графические системы для разработки конструкторской и технологической документации аппаратно-программных систем.

 

Практическое занятие.

Компьютерное моделирование схемы  электрической структурной.

Практическое занятие.

Конструирование печатной платы с помощью пакета Р-САD.

Самостоятельная работа.

Подготовка к занятиям. Выполнение практических работ. Подготовка  к зачетам.

 

Раздел 2. Производство СВТ

Тема 2.1 Общие сведения о производственном процессе

 

2.1.1 Основные вопросы производства  ЭВМ.

Понятия о производственном процессе. Основные и вспомогательные производственные процессы. Типы производства. Структура предприятия электронного приборостроения. Технологическая и предметная специализация цехов. Функции отдела главного технолога. Роль технолога в производственном процессе.

2.1.2 Общие сведения о технологическом  процессе.

Понятия о технологическом процессе (ТП). Составные части технологического процесса: операция, установка, позиция, переход, прием. Типовой ТП. Преимущества внедренных типовых ТП в производство. Групповые и единичные ТП. Общие характеристики ТП: унификация, типизация, концентрация и дифференциация, механизация и автоматизация.

2.1.3 Технологическая подготовка  производства.

Понятие технологической подготовки производства (ТПП). Единая система технологической подготовки производства (ЕСТПП). Основные задачи ТПП.

Обработка конструкции изделия  на технологичность. Пути повышения  производственной технологичности элементов ЭВМ.

Разработка технологических  процессов (ТП). Исходная информация для разработки ТП. Этапы разработки ТП. Технико-экономическое обоснование выбранного варианта ТП. Вопросы  автоматизации проектирования ТП.

 

Практическое занятие.

Технико-экономическое обоснование  варианта технологического процесса.

 

2.1.4 Точность ТП.

Производственные погрешности: систематические, случайные. Статистический метод расчета точности ТП. Сбор и обработка статистических данных, их практическое отображение. Закон нормального распределения случайных величин (закон Гаусса).

 

 

Практическое занятие.

Расчет точности технологического процесса.

 

2.1.5. Технологическая документация (ТД).

Назначение государственных стандартов Единой системой технологической документации (ЕСТД). Основная и вспомогательная ТД. Основная ТД общего и специального назначения. Содержание, правила составления и применение ТД: маршрутной карты, операционной карты, комплектовочной карты и др.

 

Практическое занятие.

Изучение видов и оформление технологической документации.

 

Самостоятельная работа.

Подготовка к занятиям. Выполнение практических работ.

Тема 2.2 Общие технологические процессы

 

2.2.1 Методы очистки материалов  и изделий.

Технология подготовки поверхности  перед нанесением покрытий. Механические способы обработки поверхности: галтовка, крацовка, шлифование и др. Химическая подготовка поверхности: обезжиривание, травление, декапирование. Электрохимическая очистка. Ультразвуковая очистка.

2.2.2 Технология покрытий.

Виды покрытий и их назначение. Технология и оборудование для получения  химических покрытий. Оксидирование, анодирование, фосфатирование.

Технология и оборудование гальванических покрытий: меднение, никелирование, серебрение, золочение и др.

Технологические режимы гальванических покрытий, методы повышения качества покрытий. Лакокрасочные покрытия. Способы нанесения лакокрасочных покрытий, их преимущества и недостатки.

2.2.3 Изготовление деталей методом  холодной штамповки.

Достоинства метода холодной штамповки. Применяемые материалы. Виды операций холодной штамповки: вырубка, пробивка, разрезка и др. Особенности операций гибки и вытяжки. Виды штампов: последовательного и совмещенного действия, многооперационные. Технологическое оборудование, применяемое для штамповки.

Порошковая металлургия. Исходные материалы. Получение порошков, Технологические режимы спекания. 

2.2.4 Технология пластмассовых деталей.

Технологические свойства применяемых  пластмасс, их проявление при изготовлении деталей и в эксплуатации. Технология и оборудование для подготовки исходного материала.

Изготовление деталей из термореактивных материалов.

Прямое прессование. Литьевое прессование. Режимы прессования. Виды брака изделий и его предупреждение.

Изготовление деталей из термопластических  пластмасс. Литье под давлением, метод экструзии, формирование. Режимы прессования. Особенности прессования изделий с металлическими деталями. Опрессовка. Виды брака изделий и его предупреждение.

Конструкция прессформ. Расчет размеров с учетом усадки материала. Технологические требования к конструкции пластмассовых изделий. Оборудование для изготовления изделий из термореактивных и термопластичных материалов. Автоматизация процессов прессования.

 

 

Самостоятельная работа.

Подготовка к занятиям. Выполнение курсовых проектов.

Тема 2.3 Специальные технологические процессы

 

2.3.1 Технология изготовления печатных плат.

Конструктивно-технологические варианты изготовления печатных плат.

Требования к точности рисунка  печатной схемы. Требования к оригиналу  и их изготовлению вычерчиванием, использованием аппликаций, липкой лентой, вырезанием. 

Изготовление фотошаблонов. Автоматизация изготовления фотооригиналов, фотошаблонов, Выходной контроль качества фольгированных диэлетриков.

Технология получения проводящего  рисунка. Нанесение рисунка фотоспособом, с помощью трафаретов.

Технико-экономическое сравнение этих способов. Применение жидких и пленочных фоторезисторов, их сравнительные характеристики. Применяемое оборудование. Технологические  режимы.

Технология травления проводящего  рисунка, режим травления и применяемое  оборудование. Сравнительные характеристики травильных растворов.

Технология металлизации отверстий. Химическая металлизация. Гальваническое покрытие. Применяемые растворы.

Применяемое оборудование, автоматические линии металлизации.

Аддитивный и полуаддитивный способы  изготовления проводящего рисунка.

Технология и оборудование для  механической обработки печатных плат. Особенности штамповки, вырубки и обработки контура печатной платы. Сверление отверстий, автоматизация процесса сверления. Технология нанесения защитных масок, лаков, надписей и обозначений. Технология изготовления односторонних печатных плат. Технология изготовления  двухсторонних печатных плат металлизированными отверстиями комбинированными позитивным, негативным и др. методами. Технология и изготовление  многослойных печатных плат методами сквозной металлизации, попарного прессования, с открытыми контактными площадками. Применяемое оборудование, инструменты и режимы прессования многослойных печатных плат.

 

Практическое занятие.

Разработка технологического процесса изготовления двухсторонней печатной платы. 

Практическое занятие.

Ознакомление с оборудованием  и автоматическими линиями изготовления печатных плат (экскурсия на предприятие).

 

2.3.2 Технология изготовления интегральных  микросхем (ИМС).

Технологические вопросы микроминиатюризации устройств ЭВМ.

Технология изготовления тонкопленочных ИМС. методы нанесения тонких пленок. Физико-химические основы термовакуумного, катодного ионоплазменного, магнетронного  методов напыления. Процесс фотолитографии. Технологические особенности толстопленочных ИМС. Состав проводниковых, резистивных и диэлектрических паст. Трафаретная печать. Виды трафаретов. Технологические режимы вжигания паст в керамическую подложку. Методы подгонки номиналов резисторов.