MET-11 (Методические указания и пример курсового по Технологии радиоэлектронных средств), страница 2

Формирование структуры автоматизированного производства обусловливает совокупность технологических операций, серийность ЭМ. Критерием выбора вида автоматизации является интегральная характеристика, включающая себестоимость и потребительские качества (максимальный интегральный доход).

Таблица 3.1.

Жесткое автоматизированное производство (ЖАП) характеризуется:

- полной синхронизацией операций, жесткий ритм конвейеров,

- индивидуальными ТП с детальной проработкой, высокой степенью дифференцирования ТП,

- однопредметными автоматическими линиями на базе специализированного оборудования, расположенного в направлении ТП,

- низкой квалификацией операторов.

Гибкое автоматизированное производство (ГАП) может использоваться для изготовления как единичных изделий, так и больший партий благодаря

- комплектованию загрузочной партии из разных видов изделий при групповых технологических процессах таких, как пайка “волной припоя” или ИК излучением, напыление проводников унифицированной структуры и толщины, химические и гальванические процессы (травление или нанесение слоев),

- сквозному циклу проектирования, когда при конструировании одновременно создаются производственные программы.

Качественные характеристики гибкого производства:

- универсальность - способность к переналадке отдельных модулей на возможно большую номенклатуру изделий. Универсальность АП достигает созданием отдельных специализированных участков с широкой номенклатурой автоматизированного оборудования.

- мобильность - минимальное время перехода с выпуска одного изделия на другой (оснастка прессования: специальная или на матрице, цифровые регуляторы: аппаратный или микропроцессорный),

- резервирование оборудования - избыточность производственных мощностей (удорожающее производство, но страхующее от выхода из строя оборудования и от неравномерности партий деталей).

Для формирования структурной схемы АП на основе анализа функциональной технологической схемы необходимо выделить законченные технологические процессы, которые могут быть реализованы одной автоматизированной линией. АЛ являются основой структурной схемы АП. Ряд функций могут выполняться автономными модулями (например, контроля). Схема дополняется местами хранения. Необходимость в местах хранения возникает в начале, конце и при прерывании технологического маршрута изготовления изделия в целом. Места хранения бывают

- недолговременными, приближенными к основному оборудованию - накопители (буферы). Они используются для хранения объектов обработки с целью поддержания ритмичности производственного процесса.

- стационарными (склады) для хранения заготовок, деталей, инструментов, тары, комплектующих.

Допускается выделение участков АП. Технологические критерии формирования участков:

1. Законченный технологический цикл (неразрывность технологической операции).

2. Однотипность технологических операций при вариантности технологических процессов и количества одинакового оборудования. (Варианты одного и того же технологического процесса позволяют выполнить разнообразные требования : 1 или 2 фотолитографии, наращивание толщины проводников, различных покрытий,

изготовление корпусов фрезерованием, штамповкой, сваркой. Дублирование оборудования позволяет выравнивать периоды разных технологических процессов для сокращения общего цикла изготовления.)

3. Комплекс однотипный вспомогательных операций по:

- очистке атмосферы помещений,

- подаче технологических сред (деионизированной воды, газов, растворов),

- формированию комплекта инструмента,

- удалению отходов производства.

На этапе синтеза структуры АП необходимо создать систему кодирования производственных элементов (Resource): складов, АЛ, автономных АМ, транспортных трасс и т.д.. Например, код может состоять из обозначения функционального назначения, номера участка и номера оборудования на участке. Обозначение трассы может включать номера участков или производственных элементов, которые она соединяет.

Таблица 3.2

1 2 3 4 5 6

Рис. 3.1. Технологическая схема изготовления гибридных интегральных схем (ИС).1- Входной контроль полупроводниковых подложек. 2 - Формирование внутренних и внешних слоев элементов интегральной схемы. 3 - Резка подложек, контроль, разбраковки ИС. 4 - Сборка и монтаж ГИС. 5 - Испытания ГИС. 6 - Упаковка ГИС.

Уч.1 Уч.3

1 ( Л -1-1) 4 (S-1-1) ТС1 5 (Л-2-1 ) 4 (S-2-1) ТС4

Р-1-2 Р-2-4

2 (М-1-1) 3 (Л-1-2) 6 (Л-2-2)

У ч.3 Уч.4

ТС2

7 (Л-3-1) 8 (М-3-1) Р-1-4 10 (М-4-1) 11 (Л-4-1) 13 (Л-4-3)

9 (М-3-2) 4 (S-3-1-) ТС3 4 (S-4-1) 12 (Л-4-2) 14 (Л-4-4)

Р-3-4

Рис. 3.2. Структурная схема автоматизированного производства ГИС.

1 - Склад полуфабрикатов и комплектующих. 2 - Модуль входного контроля.

3 - ГАЛ комплектования и затаривания . 4 - Накопитель. 5 - ГАЛ формирования слоев. 6 - ГАЛ фотолитографии. 7 - ГАЛ сверлильно- токарно- фрезерной обработки. 8 - ГАМ штамповки. 9 - ГАМ ножевой разрезки. 10 - ГАЛ резки, контроля и разбраковки. 11 - ГАЛ сборки и монтажа ГИС. 12 - ГАЛ сборки многоплатных устройств. 13 - ГАЛ испытаний.

14 - ГАЛ упаковки и маркировки. ТС - самоходное транспортное средство. Участки: 1 - комплектования, 2 - формирования внутренних и внешних слоев элементов ИС, 3 - механической обработки, 4 - сборки и монтажа.

В разделе 3.1 поясняется выбор типа производства. Коротко описывается структура АП. Текст поясняется структурной схемой АП и таблицей производственных элементов (Resource Sheet). Должно быть показано, что рассмотренное АП способно изготовить ЭМ.

§ 5. Синтез системы управления автоматизированной линии.

В разделе 3.2 одну из автоматизированных линий АП необходимо рассмотреть более подробно:

1) проанализировав совокупность переходов рассматриваемой части технологического процесса, выбрать основное оборудование и вид АЛ: сосредоточенный (обрабатывающий центр) или распределенный (автоматизированные модули, объединенные конвейером), для распределенной АЛ необходимо обеспечить ритмичность работы АЛ (предусмотреть выравнивание такта),

2) подобрать транспортное и контрольное оборудование,

3) синтезировать АСУ.

Для выравнивания такта в пределах АЛ применяется:

- синхронизация начала операций на каждом из модулей (аппаратная и программная),

- увеличение числа однотипного оборудования длительных операций,

- промежуточные склады - накопители,

- матричная или комбинированная организация АЛ.

Транспортное оборудование включает загрузочные и разгрузочные роботы, конвейер (с оснасткой для транспортировки ЭМ), питатели для подачи комплектующих деталей и ЭРЭ. Контрольное оборудование может быть встроено в АМ (пояснить, каким образом) или представлять собой отдельный АМ.

По функциональному назначению подбираются датчики. В пояснительной записке отметить физический принцип функционирования датчика, например, фотоэлектрический, магнитный, и пояснить критерии выбора. Подобрать вычислительные устройства, управляющие различными производственными элементами.

Синтез автоматизированной линии иллюстрируется эскизом компоновки выбранного оборудования АЛ с указание марки, основных данных и фото. Размеры и расположение элементов АЛ на эскизе компоновки оборудования должно быть таким, чтобы можно было выбрать типы транспортных и загрузочных роботов, конвейера.

ТР1 1 Н1 3 4 5 6

Р1 2 Р2

Р3 Н2

Рис. 4.1. Компоновка гибкой автоматизированной линии формирования слоев. 1 - Шлюз с транспортным столом. 2 - Конвейер. 3 - Установка очистки. 4 - Установка диффузии АГС ( в составе 2-х диффузионных печей, газораспределительного устройства, манипуляторов загрузки печей).

5 - Установка осаждения (“Изотрон”). 6 - Установка окисления (“Термокоп”).

Н - Накопитель. РТ - роботрейлер (транспортный робот) Р - Робот (загрузки/ разгрузки) - обозначены рабочие зоны роботов.