Оборудование и средства технического оснащения
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
«Юго-Западный государственный университет»
Факультет естественно-научный
Кафедра нанотехнологии и инженерной физики
Направление подготовки 28.03.01 Нанотехнологии и микросистемная техника
ОТЧЕТ
о практике в ФГУП "18 ЦНИИ" МО РФ
студента 2 курса группы НМ-51б
Белова Вильгельма Петровича
Руководитель практики от Оценка
предприятия, организации,
учреждения
заместитель начальника
отдела конструирования и
изготовления печатных плат
Хорунжая Е.Ю. ___________________
подпись, дата
Руководитель практики от университета
зав. кафедры НТ Оценка
Кузько А. Е. ___________________
подпись, дата
Члены комиссии _________________ _______________
подпись, дата фамилия и. о.
_______________ ________________
подпись, дата фамилия и. о
Курск 2017
Содержание
Введение…………………………………………………………………………...………3
1.Теоретическая часть…………………………………………………………………….4
1.1 Оборудование и средства технического оснащения……..…………………..…….4
1.2 Пленочный фоторезист. Изготовление печатных плат ………………………..…..6
1.3 Фотохимические процессы………………...………………………………………..13
2. Практическая часть………………………………………………………………...…16
2.1 Расчет материала при изготовлении двухсторонних печатных плат..………..….16
2.2 Структура себестоимости……………………………………………………….…..20
Заключение…………………………………………………………………………..…...22
Список использованных источников…………………………….……………………23
Введение
Основной целью настоящей практики является получение первичных профессиональных умений и навыков.
Задачами практики в связи с указанной целью являются
1. Ознакомиться с организационной структурой отдела, техническими характеристиками выпускаемой продукции.
2. Изучить фотохимические процессы, происходящие при изготовлении двухсторонних печатных плат.
3. Выполнить расчет расхода материала и трудоемкости производства.
4. Провести критический анализ оптимальных режимов изготовления печатных плат, выявить структуру себестоимости.
5. Ознакомиться с описанием и принципами работы оборудования и технического оснащения для изготовления печатных плат.
6. Ознакомиться с методами проектирования и производства печатных плат.
Теоретическая часть
Фотохимические процессы
Фотохимия – раздел химической науки о превращениях веществ под воздействием света. Свет – это довольно узкая область в спектре электромагнитного излучения, которая простирается в пределах от далекого ультрафиолета до ближайшей инфракрасной области. По современным представлениям свет проявляет как волновые свойства, которые позволяют объяснить явления отражения, преломления, дифракции, интерференции и поляризации света, так и корпускулярные свойства, объясняющие фотоэффект, эффект Комптона, излучение черного тела. Для понимания и объяснения фотохимических процессов используют представления о корпускулярных свойствах света, когда световое излучение распространяется в пространстве дискретными порциями – квантами, или фотонами. Энергия кванта или фотона пропорциональна частоте излучения [5]:
E=h
Фотохимический метод в производстве печатных плат заключается в переносе изображения с негатива или диапозитива на светочувствительный слой, нанесённый на металлизированную поверхность заготовки и проявлении. В основе метода лежит использование фотохимических реакций [6].
Под печатной платой понимают соединения из изоляционного основания и металлических слоев, которое служит для электромонтажа элементов и узлов, соединения их в электрическую цепь для передачи электрических сигналов, а также их механического закрепления. Печатная плата с установленными на ней ЭРЭ представляет собой печатный узел. Система электрических соединений в виде участков металлического покрытия, используемая вместо объемных проводников называется печатным монтажом. Проводники, лежащие в одной плоскости, называются печатным рисунком. Основой печатных плат является диэлектрик с высокой химической и термической стойкостью, минимальной деформацией и фотопоглощением (до 0,5). Удельное сопротивление не менее 1010 Ом. В качестве диэлектрика печатных плат широко используются стеклотекстолит. Стеклотекстолит фольгированный получают склеиванием стеклотекстолита и медной фольги на гидравлических прессах. Фотохимический метод заключается в переносе изображения с негатива или диапозитива на светочувствительный слой, нанесённый на металлизированную поверхность заготовки и проявлении. В основе метода лежит использование фотохимических реакций. При поглощении света происходит разложение превращения полимеров в светочувствительном слое, типа деструкции, структурирования и образования разветвлённых систем. Спектр солнечного света содержит 5 – 7 % ультрафиолетовых лучей и не разрушает полимеров. Для фотолитографических процессов используются искусственные источники света. Перенос рисунка печатных проводников на фольгированный диэлектрик осуществляется с помощью фоторезистов. Фоторезисты образуют устойчивый к травлению слой толщиной 10 – 30 мкм. Фоторезисты – это светочувствительные (фото) и устойчивые к воздействию (резисты) агрессивных факторов: нагревание, химическое травление композиции. Негативные фоторезисты под действием актиничного излучения (вызывающего активизацию фоторезиста) в результате фотополимеризации и задубливания перестают растворяться и остаются на поверхности подложки. Позитивные фоторезисты передают рисунок фотошаблона, т.к. экспонированные участки разрушаются и вымываются. При работе с негативными фоторезистами негатив. Проекционное экспонирование света позволяет исключить дифракционные явления, контакт фотошаблона с заготовкой и увеличивает его срок службы, процесс автоматизирован [7]. Плата, изготовленная с помощью фотолитографии, представлена на рисунке 5.
Рисунок 5
Подготовка поверхности печатной платы является важной операцией, от которой зависит адгезия наносимых впоследствии слоёв. Поверхность фольги подвергается механической обработке смесью маршалита с полировальной известью и промывается. Затем химическая под- готовка поверхности заключается в обезжиривании в горячем щелочном растворе (сода, + ПАВ) или в органических растворителях (спирт, ацетон), подтравливают в растворе хромового ангидрида или персульфата аммония и промывка водой. Сушка осуществляется при 80 – 100 0 С в течении 10 минут. В специальном очистителе на основе и ПАВ платы одновременно обезжириваются и частично подтравливаются. Отверстия после сверления подвергаются гидроабразивной обработке для удаления заусенец и насоса эпоксидной смолы с помощью пистолетов – распылителей водной суспензии карбида бора или электрокорунда. Для снятия окислов применяется вращающиеся щетки или круги из нетканого нейлона насыщенные абразивным материалом с одновременной подачей воды. Контроль чистоты производится по полноте смачивания фольги водой. Поверхность диэлектрика для химического осаждения меди подвергают механической обработке – пескоструйной или гидроабразивной с порошком , затем платы промывают тёплой водой с протиркой щётками. Для получения микро-шероховатостей (для лучшей адгезии слоя меди) и повышения скорости связывания (увеличение функциональных групп) производится химическое модификация - обработка в растворах +, содержащих и концентрированной . Поверхностный слой диэлектрика частично разрушается с присоединением – и – групп. Затем платы промывают, нейтрализуют и снова промывают.
Практическая часть
Структура себестоимости
При расчете структуры себестоимости необходимо учитывать затраты на оборудование, на электроэнергию, заработная плата рабочим, расходы по обслуживанию и управлению производством. В таблице 5 приведен краткий расчет наиболее общих затрат:
Таблица 5 Общие затраты
| № | Наименование | Затраты | Единицы измерения |
| Основная заработная плата производственным рабочим | Руб. | ||
| дополнительную заработную плату | 174067,92 | Руб. | |
| общий фонд заработной платы | 2108155,92 | Руб. | |
| среднемесячная заработная плата | Руб. | ||
| отчисления | Руб. | ||
| Общепроизводственные расходы | 1160452,8 | Руб. | |
| Общехозяйственные расходы | 1740679,2 | Руб. | |
| Коммерческие расходы | Руб. | ||
| себестоимость материалов | Руб. | ||
| Транспортно - заготовительные расходы | Руб. | ||
| НДС | 2174023,8 | Руб. | |
| ИТОГО | Руб. | ||
| цена изделия отпускная | 14252160,00 | Руб. | |
| базовая цена изделия | 9662328,00 | Руб. |
Рассчитаем цену материала, количество которого было рассчитано в предыдущей главе. Рассчитаем цену эксплуатации фоторезиста. Ширина бобины составляет 300 мм. Цена за один погонный метр составляет 130,0 руб. В нашем случае требуется 0,360 погонных метров:
1) 0,180*2=0,360 м.
2) 0,360*130=46,8 руб.
Следовательно, цена использования фоторезиста при изготовлении двухсторонней печатной платы составляет 46,8 руб.
Заключение
В процессе прохождения практики ознакомились с организацией охраны труда, системой менеджмента и качества. Изучена организационная структура отдела, функциональные обязанности отдела конструирования и изготовления печатных плат.
Так же были получены знания о средствах технического оснащения и технологическом, вспомогательном и лабораторном оборудовании предприятия по производству изделий и плат.
Изучили нормативные документы по проектированию и изготовлению печатных плат. Они представлены ГОСТами, отраслевыми стандартами и стандартами предприятия. Были решены следующие задачи: структурные особенности производства двухсторонних печатных плат, различные способы изготовления, фотохимические процессы производства плат. Из всего многообразия методов, познакомились с базовым комбинированным методом изготовления печатных плат.
Проведен анализ отечественных и зарубежных литературных источников о методах фотолитографии для изготовления двухсторонних печатных плат.
Итогом работы стал расчет материалов для изготовления двухсторонних печатных плат, определение структуры себестоимости и трудоемкости производства.
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
«Юго-Западный государственный университет»
Факультет естественно-научный
Кафедра нанотехнологии и инженерной физики
Направление подготовки 28.03.01 Нанотехнологии и микросистемная техника
ОТЧЕТ
о практике в ФГУП "18 ЦНИИ" МО РФ
студента 2 курса группы НМ-51б
Белова Вильгельма Петровича
Руководитель практики от Оценка
предприятия, организации,
учреждения
заместитель начальника
отдела конструирования и
изготовления печатных плат
Хорунжая Е.Ю. ___________________
подпись, дата
Руководитель практики от университета
зав. кафедры НТ Оценка
Кузько А. Е. ___________________
подпись, дата
Члены комиссии _________________ _______________
подпись, дата фамилия и. о.
_______________ ________________
подпись, дата фамилия и. о
Курск 2017
Содержание
Введение…………………………………………………………………………...………3
1.Теоретическая часть…………………………………………………………………….4
1.1 Оборудование и средства технического оснащения……..…………………..…….4
1.2 Пленочный фоторезист. Изготовление печатных плат ………………………..…..6
1.3 Фотохимические процессы………………...………………………………………..13
2. Практическая часть………………………………………………………………...…16
2.1 Расчет материала при изготовлении двухсторонних печатных плат..………..….16
2.2 Структура себестоимости……………………………………………………….…..20
Заключение…………………………………………………………………………..…...22
Список использованных источников…………………………….……………………23
Введение
Основной целью настоящей практики является получение первичных профессиональных умений и навыков.
Задачами практики в связи с указанной целью являются
1. Ознакомиться с организационной структурой отдела, техническими характеристиками выпускаемой продукции.
2. Изучить фотохимические процессы, происходящие при изготовлении двухсторонних печатных плат.
3. Выполнить расчет расхода материала и трудоемкости производства.
4. Провести критический анализ оптимальных режимов изготовления печатных плат, выявить структуру себестоимости.
5. Ознакомиться с описанием и принципами работы оборудования и технического оснащения для изготовления печатных плат.
6. Ознакомиться с методами проектирования и производства печатных плат.
Теоретическая часть
Оборудование и средства технического оснащения
Производственная практика проходила в ФГУП "18 ЦНИИ" Министерства Обороны Российской Федерации в отделе проектирования и изготовления печатных плат. Структура отдела: Сектор изготовления печатных плат, сектор проектирования печатных плат, технологическая группа. Характеристика выпускаемой продукции: односторонние печатные платы, двухсторонние, многослойные (до 10-12 слоев) печатные платы (4-5 класса точности).
Печатная плата — пластина из диэлектрика, на поверхности и/или в объёме которой сформированы электропроводящие цепи электронной схемы. Печатная плата предназначена для электрического и механического соединения различных электронных компонентов. Электронные компоненты на печатной плате соединяются своими выводами с элементами проводящего рисунка обычно пайкой [16]. Печатный монтаж — способ монтажа, при котором электрическое соединение элементов электронного узла, включая экраны, выполнено с помощью печатных проводников. Печатная схема — схема, полученная путем печати и включающая печатные элементы, проводящий рисунок .или их комбинацию, образованные в предварительной конструкции или подсоединенные к поверхности общего основания [1].
Оборудование должно выбираться исходя из поставленной задачи, понимания особенностей технологического процесса и знания современных решений, предлагаемых производителями оборудования, а результатом выбора должен стать комплект технологического оборудования или отдельные его единицы, позволяющие выполнять операции, контролировать качество и управлять технологическим процессом [3].
Наиболее общими показателями уровня сложности печатных плат являются ширина проводников и зазоров, диаметр отверстий межслойных переходов. Тенденция развития печатных плат характеризуется уменьшением ширины проводников и зазоров, увеличением количества сквозных и межслойных переходов за счет уменьшения их размеров и использования поверхностных контактных площадок для присоединения выводов современных электронных компонентов [3].
Основными факторами, влияющими на результат фотохимического процесса, являются: тип установки экспонирования и проявления; точность изготовления фотошаблонов; точность совмещения; чистота помещений и их климатические условия; [3].
Необходимый комплект оборудования для изготовления двухсторонних печатных плат представлен в таблице 1.
Таблица 1 Комплект оборудования.
| № | Название | Количество | Цена |
| Фрезеры | 2-4 | 2,2 тыс. $; | |
| Пресс вакуумный | 750,52 тыс. Руб | ||
| Гальваническая установка для металлизации | 9,5 тыс. $; | ||
| Фотоплоттер | 100 тыс. $; | ||
| Сушильный шкаф | 3,5 тыс. $; | ||
| Система водяного охлаждения | 1,8 тыс. $; | ||
| Аксессуары для оборудования | 10-20 | около 3 тыс. $. |
Для достижения высокого технического уровня сложности печатных плат недостаточно укомплектовать производство прецизионным оборудованием, обязательным становится дополнительное инженерное обеспечение условий производства - создание гермозон с атмосферой, контролируемой по запыленности, температуре, влажности и избыточному давлению [3].
На многих предприятиях используются фотоплоттеры. Фотоплоттер - это электромеханическая оптическая машина, которая обнаруживает скрытое изображение на среде, обычно высококонтрастной монохроматической (черно-белой) фотографической пленке, используя источник света под компьютерным управлением. Как только этап экспозиции завершен, носитель обрабатывается в кинопроцессоре с использованием раствора проявителя, а также фиксирует, промывает и сушит. Можно создать практически любой образ с помощью фотоплоттера. Фотопластины используются в основном для производства печатных плат. Другие области применения включают химическое фрезерование и специализированную графику. Использование фотоплоттера - это первый шаг изготовления фотолитографических масок для печатных плат. В индустрии печатных плат эти маски называются фотопластинами и обычно ограничены характеристиками 20 мкм или более. Интегральные схемы выполнены аналогичным образом с использованием фотомасок с размерами субмикрометра; Фотомаски традиционно изготавливаются фоторезистивным фотоплоттером. Изображение фотоплоттера представлено на рисунке 1 [14].
Рисунок 1 Фотоплоттер.
Элементы печатной платы — проводники, контактные площадки, экраны, вырезы на экранах, зазоры, отверстия, маркировка и т. д [1].