Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Шпоры по КТО - файл final.doc


Шпоры по КТО
скачать (42.1 kb.)

Доступные файлы (1):

final.doc185kb.11.01.2006 00:53скачать

содержание
Загрузка...

final.doc

Реклама MarketGid:
Загрузка...
1. Факторы, влияющие на работоспособность ЭВМ

I климатические

1) изменение температ; 2) изм влажности; 3) тепловой удар; 4) изм давления; 5) налич движущихся потоков пыли, песка; 6) присутств активных веществ в атмосфере; 7) наличие солнечного облучения; 8) грибковые образования; 9) микроорганизмы, насекомые, грызуны; 10) взрывоопасная и воспламеняющаяся атмосфера; 11) дождь, брызги; 12) присутствие в атмосфере озона.

По каждому климатическому фактору существует степень жесткости. Климатическая зона – характеризуется набором климатических факторов: умеренная У (невысок влажность, невысок темпер летом, очень низк темпер зимой); холодная Хл (Арктика, Антарктика, высокогорье); тропическая влажная ТВ (тепло, много воды); тропич сухая ТС (пустыня); умеренно-холодная морская М (север России, море, прохладно); тропическая морская ТМ.

II механические: 1) вибрационные нагрузки; 2) линейное ускорение; 3) акустический удар; 4) невесомость.

III радиационные: 1) космическая радиац; 2) ядерная рад; 3) облучение фотонами, нейтронами…

Степени жесткости

Воздействие м.б. обратимым (под действием внешних факторов возникают процессы, кот исчезают с исчезновением факторов), полуобратимые, необратимые.
^ 2. Требования к конструкции ЭВМ

1) тактико-технические требования (задаются в ТЗ – быстродействие, длина слова, память и др); 2) конструкторско-технолог требования (обеспечение узлового принципа проектирования, min номенклатура изделий; min габариты и масса, защита от внешних воздействий etc); 3) эксплуатационные (простота обслуживания, самодиагностика); 4) надежностные (вероятность безотказной работы, интенсивность отказов, наработка на отказ, среднее время на восстановление, долговечность, сохраняемость); 5) экономические.
^ 3. Показатели конструкции ЭВМ

1) сложность конструкции СЭВМ=k1(k2NЭ+K3МC). Позволяет учесть колич элементов NЭ, колич соединений м/у элем (МС). k2, k3 – весовые коэф, k1 – масштабный коэф

2) число элементов NЭ= i=1oΣj=1mΣnij ­суммируем в каждом блоке, а затем по блокам

3) объем ЭВМ V=VN+VМC+VH+VУТ, =объемы акт элем + межэлемент связей + несущей конструкции + устр теплоотвода

4) коэф интеграции (использования физического объема) q=VN/V (сейчас десятые, сотые доли %)

5) общая масса (см объем, тока вместо V – m)

6) общая мощность потребления (см число элем, тока P)

7) общая площадь, занимаемая ЭВМ

8) вероятность безотказной работы
^ 4. Общие принципы конструирования ЭВМ

Компоновки ЭВМ подразделяются на три группы: однокорпусные (однокристальные), одно- и многоплатные. Причина перехода к третьему методу проектирования - превышение значений плотности компоновки, топологии и упаковки в сравнении с их допустимыми значениями, принятыми исходя из имеющихся на производстве способов технологии изготовления ПП и сборки ячеек.

1) одноуровневый (вся конструкция на 1 печ плате. "+": сокращение габаритов => увелич быстродейств, выше надежность. при выходе из строя 1 элемента менять всю конструкцию (неремонтопригодность).

2) многоуровневый

Многоплатные ЭВМ могут быть сконструированы по принципам:

1) схемно-узловой – вся электрич принцип схема делится на узлы, при этом у каждого узла есть входы и выходы (бортовые машины, настольные ЭВМ)

2) каскадно-узловой – схема делится на отдельные каскады, не имеющие четко выраженных входов-выходов?

3) функционально-узловой – применяется при разработке больших машин

4) модульный – отдельные функциональные узлы взаимосвязаны м/у собой по 1 каналу

Выбор конкретного принципа конструирования определяется назначением и сложностью принципиальной схемы ЭВМ, экономической выгоды, возможностей технологии (max размер печ платы ограничен и т.д.).

При разбиении на части появляются типовые узлы => max использование типовых элем.
^ 5. Виды конструкторской документации (КД)

КД – документы, которые в отдельности или в совокупности определяют состав и устройство изделия и содержит все необходимые данные для его разработки, изготовления, контроля, приемки, эксплуатации и ремонта.

2 вида: графическая и текстовая.

Графическая – док, в которых при помощи спец графических стандартных символов дается принцип действия, состав устройств, взаимодействие отдельных элементов, связи м/у ними. Виды: чертеж детали (чертеж изделия и данные, необх для изготовления и контроля), сборочный чертеж (чертеж сборочной единицы и дан, необх для сборки и контроля), чертеж общего вида (изобр конструкции изд, дающ представление о взаимодействии его отдельных частей и принципа работы), теоретический чертеж (геом форма изделия и координаты его основных частей), габаритный чертеж (контурное упрощенное изображение изделия с габаритными, установочными и присоединительными размерами), монтажный чертеж (контурн упрощенное изобр изделия и данные, необх для его монтажа), схема (условное графическое изображение элементов, связи м/у ними), спецификация (состав изделия).

Текстовая – содержит описание устройства, его принципа действия и эксплуатационные характеристики/параметры. Виды: ведомость спецификаций (перечень специфик, которые входят в состав изделий; входимость изделий низкого уровня в изделия более высокого ур); ведом ссылочных документов; ведом покупных изделий; ведом согласования применения изделия; ведом держателей подлинников; ведом тех предложения (перечень док, которые разрабатывались на этапе тех предложения); ведом эскизного проекта; ведомость тех проекта; пояснит записка (описание устройства и принц действия изделия, а также все обоснования, принятые при разработке); тех условия (потребительские показатели изделия и методы контроля его качества); программа и методика испытаний; расчеты (все расчеты, необх для изготовления изделия).

^ По способу изготовления КД дел: оригинал (документ, выполненный на любом носителе, позволяющий изготовить идентичные копии оригинала); подлинники (копии оригинала, снабженные подлинными подписями); дубликаты (копии подлинника; обычно у начальника); копии (копии дубликатов; с ними ведется работа).

КД дел: проектные и рабочие
^ 6. Схемная документация

Схема – документ, в кот показаны в виде условно графич изображений (УГО) или обозначений составные части изделия и связи м/у ними.

Виды схем: Электрич, Кинематическая, Гидравлическая, Пневматическая, Оптическая, комбинированная (С).

Типы: структурная (1) (основной состав изделия, структурные части, для общего ознакомления с изделием), функциональная (2) (процессы в узлах, функции узлов), принципиальная (3) (УГО, связи м/у элем, более детальное представление), соединений (монтажная) (4) (определяет марки и типы проводов, кот используются для соединения, если необход – цвет провода); подключений (5) (разъемы, марки разъемов); общая (6) (заполняется только на комплексы); расположения (7) (если есть спец требования по расположению); прочие (8); совмещенная (9).
^ 7. Методы интенсифик интеллект труда

1) метод аналогии (когда надо сохранить информацию или в корне изменить концепцию; надо изменить 2-3 параметра или использовать аналогии из другой области)

2) инверсии (против самооткручивания – пытаемся открутить, думаем, что мешает)

3) эмпатии (пытаемся вжиться в образ детали)

4) мозгового штурма

5) фантазии (рассмотрение заведомо нереальных или идеализированных решений для нахождения новых идей).


^ 8. Конструктивная иерархия элементов, узлов и устройств ЭВМ.

5 уровней:

0) микросхема (каждая серия имеет свои определенные характеристики => не рекомендуется в 1 устройстве использовать разные серии)

1) ячейка, модуль, типовые элементы замены (главные отличительные признаки: нет лицевой панели) . ТЭЗ, ИМС, БГИС (большая гибридная ИС).

2) панель, блок, субблок (есть лицевая панель, но она не имеет самостоятельного значения)

3) стойка, шкаф

4) ЭВМ, система ЭВМ (система 360 (IBM), ЕС, серия SM (СЭВ) – блочная конструкция). Жестко задается размер ТЭЗ.
^ 9. Типовые схемы геометрической компоновки конструкций ЭВМ

Геометрической компоновкой называется выбор формы, размеров, взаимного расположения типовых конструкций и способ перемещения их друг относительно друга

Основная задача – обеспечить требуемое быстродействие

Критерии: min длина линий связи; Σая длина линий связи; минимизация максимальной длины линий связи.

Оптимальным является круг/шар, однако из них неудобно компоновать, поэтому используется прямоугольный параллелепипед (хотя встречаются и шаровые конструкции).

Рисунок
^ 10. Классификация и условные обозначения микросхем, их корпуса

Классификация:

1) по функциональному назначению: логические (цифровые), линейно-импульсные, линейные.

2) по технологии изготовления: полупроводниковые, гибридные.

3) по конструктивному оформлению: корпусные с выводами, корпусные без выводов (выводы нанесены на корпус), бескорпусные.

Ряд отдельных функциональных МС, объединенных по технологии изготовления, напряж питания, вх и вых сопротивлению, уровню сигнала, конструктивному оформлению, способу крепления и монтажа, образует серию ИМС.

Обозначение состоит из 3 или 4 цифр:

1) 1 цифра - конструкторско-технологическая разновидность серии 1, 5, 6, 7 – полупроводниковые МС; 2,4,8 – гибридные; 3 – прочие.

2) 2 цифры (стар) или 3 цифры (новое) – порядковый номер разработки

Буква "К" в начале – МС широкого применения.

^ Условные обозначения ИМС. Состоит из цифрового обозначения серии, 2х букв (подгруппа и вид ИС), цифра (порядковый номер разработки в данной группе). Бескорпусные МС: перед обозначением серии буква "Б", в конце через тире – конструкционное исполнение МС.

^ Корпуса ИМС. Выполняют несколько функций, основные: защита от климатических и механических воздействий, экранирование от помех, упрощение процесса сборки МС, унификация посадочного места.

По конструкторско-технологических признакам различают: металлостеклянные (мет или стекл основ, мет крышка, контакты заливаются стеклом), мет-полимерные (подложка помещается в мет крышку и заливается компаундом), керамические (керма основание, керам крышка, соединяются запрессовкой или пайкой), мет-керам (керам основание, соед с керам крышкой сваркой или пайкой), пластмассовые (пластмассовое основание, крышка, запрессовка).

Каждый вид корпуса характеризуется размерами: габаритные, присоединительные.

Выводы: планарные (как правило прямоуг), штыревые (кругл/прямоуг).

В настоящее время применяется 5 типов корпусов (таблица).
^ 11. Выбор серии интегральных микросхем

1) определение критериев, по которым выбираем МС

1 группа – параметры серии: устойч к климатич воздействиям, устойч к механич воздействиям, устойчивость к проникающей радиации; средняя задержка на элем; статич помехоустойчивость; число типов элем серии (больше=хуже), колич номиналов напряж питания, допустимые колебания питающего напряж, технич ресурс, габарит размеры корпуса, коэф объединения по входу, коэф разветвления по выходу, степень интеграции лог функций, стоимость.

2 гр – характеристики устройства на базе этих МС: max такт частота, надежность, мощность потребления, стоимость изготовления, габариты, масса.

Из параметров отобранных серий составляют матрицу Х=||xij||, которую затем при необходимости преобразуют в матрицу Y (в матрице Y большему числовому значению параметра должно соответствовать лучшее качество серии ИС – yij=1/xij если парам чем больше, тем хуже). Далее необходимо нормировать матрицу Y, получаем A=||aij||. aij=(ymaxj-yij)/ymaxj (ymaxj - max по столбцу) (чтобы получить безразмерные величины в А).

2) ранжирование критериев – вводим bj – параметры весомости каждого параметра.

3) определяют оценочную функцию для каждой из рассматриваемых серий Qi=j=1nΣaij*bj. Серия ИС, у которой величина оценочной функции меньше, признается оптимальной.

Работа переключения А=РПОТРЕБtЗАДРЕЖКИ (Р – средн потребл мощность, t – время задержки)

Критерий добротности Q=(√UП+UП-)/A, UП – допустимое напряж помехи на полож и отр сигнале
^ 12. Виды задач, решаемые при конструировании печатных плат

1) схемотехнические (задача размещения элем по ПП (где), определение оптимального числа слоев, трассировка и т.п.)

2) радиотехнические (паразитные наводки, наведенные напряжения, расчет параметров линий связи)

3) теплотехнические (расчет теплового режима, выбор и расчет системы охлаждения)

4) конструктивные (размещение элементов на печатной плате (не где, а как), посадочные элем, способ контактирования)

5) технологические (способ изготовления, защита)
^ 13. Классификация печатных плат

1) по числу проводящих слоев – одно-, дву- и многослойные

2) по виду материала основы – стальные, керамические, органический диэлектрик;

3) по виду соединений между слоями – с металлизированными отверстиями; соединение пистонами, послойное наращивание и спекание, с открытыми контактными площадками;

4) по плотности проводников – свободные (м/у проводниками >0.5 мм), уплотненные

5) по способу изготовления ПП – хим травления (однослойные), электрохим осаждение, комбинированные (многослойные). В зависимости от метода получаются разные электр параметры.

6) по способу нанесения проводников – обработка фольгированных диэлектриков, нанесение тонких слоев спец токопроводящих паст (золото -> высокая цена).
^ 14. Керамические печатные платы, их достоинства, недостатки

+: высокий теплоотвод, повышенная плотность компоновки, повышенная помехоустойчивость

-: не очень сильная адгезия, хрупкость => размеры невелики (max 150х150).
^ 15. Металлические печатные платы, их достоинства, недостатки

Основа – сталь/алюминий/инвар (сплав на основе железа, сохран размеры при разн температурах)

+: высокая прочность, можно формовать любые изделия, отличный теплоотвод;

-: изоляционная эмаль (при высоких температурах окисляет поверхность)

^ 16. Расчет электрических параметров печатных плат

Для постоянного тока

RП=ρlП/(bПtП) b – ширина проводника, t - толщина проводника. t для фольгир диэл – 25 или 50 мк. ρ зависит от способа получения проводящего слоя (хим травление/осаждение). Получаем bП>=ρlП/(RПtП) (RП задаем)

Проводник в процессе протекания тока нагревается => необходима проверка по нагреву.

Дополнительно необходимо знать плотность тока (травление/осаждение – разная).

IMAX=γbПtП =>bП>=IMAX/γtП

Падение напряж в проводнике: UП=IRП<=[U], отсюда еще раз определяем bП (черезRП).

γρlП<=[U] – определяем lПMAX. [U] – параметр МС.

Для переменного тока

R=0.01ξ(√f)lП/(bПtП)=0.01f(f, lП, 1/bП, 1/tП, ξ), ξ зависит от соотношения сторон
^ 17. Основные правила конструирования элементов 2 и 3 уровней конструктивной иерархии

Требования: требуемая механическая прочность и жесткость; удобство в сборе, наладке, эксплуатации; возможность оперативной замены вышедших из строя элементов; min вес при выполнении требований по жесткости и прочности; max использование унифицированных деталей, их взаимозаменяемость; надежность закрепления.

Треб по дверцам: открываться не более, чем на 90°.

Треб к лицевой панели: желательно металлическая (вып функ экрана).

Спец система адресации (в шкафах, на печ плате): 1) координатный метод (каждая зона имеет адрес); 2) позиционный (присвоение адресов последовательно слева направо); 3) координатно-позиционный (задается зона, внутри зоны – позиционный метод).
^ 18. Конструкционная система ЕС ЭВМ

ЕС ЭВМ до недавнего времени были самыми массовыми машинами средней и высокой производительности. На сегодняшний день использование этих ЭВМ резко сократилось.

Технические средства ЕС ЭВМ строятся по модульному принципу, причем конструктивные параметры модулей всех уровней стандартизованы. Конструкционная система технических средств ЕС ЭВМ состоит из пяти уровней: интегральной схемы; типового элемента замены (ТЭЗ); панели, рамы, стойки.

Основу конструкции ТЭЗ составляет двухсторонняя или многослойная печатная плата (МПП) размером 150х140 мм. МПП имеет восемь печатных слоев, разделяющихся по назначению на логические, потенциальные и защитные. На плате ТЭЗ размещаются трехрядный разъем типа СНП 34-135 на 135 контактов, до 60 корпусов ИС. Все электрорадиоэлементы устанавливаются с одной стороны печатной платы. В целях защиты элементов и печатной платы от влаги ТЗЗ покрывается лаком УР-231. Общие габаритные размеры ТЭЗ 165x144x14,5 мм.
^ 19. Конструкционная система СМ ЭВМ

Конструкцию СМ ЭВМ образует четырехуровневая система: ИС - ячейка - комплектный блок - стойка (стол, подставка при настольном исполнении ЭВМ). В качестве логических элементов используются ИС ТТЛ серий К155, К131, К531, К158. Ячейки выполняются в виде вдвижных печатных плат с разъемами и электрорадиоэлементаии. В СМ ЭВМ второй очереди предпочтительными являются платы четырех размеров: Е1 - 100х160 мм, Е2 - 233,35х220 мм, ЕЗ – 233,35х160 мм, Е4 - 100х220 мм.
^ 20. Конструкционная система микроЭВМ

МикроЭВМ, вследствие своего широкого применения практически во всех сферах деятельности человека, труднее всего поддаются унификации конструкции. Они могут быть выполнены во встраиваемом исполнении, и тогда их конструкция должна отвечать требованиям управляемой ею аппаратуры, а также в виде автономного блока - в данном случае их конструкция должна отвечать общим требованиям, предъявляемым к средствам вычислительной техники. Учитывая это, создана конструкционная система микроЭВМ, состоящая из пяти уровней: ИС, плата, корпус частичный, корпус комплектный и сама ЭВМ. Распространенными размерами печатных плат являются (в соответствии со стандартом МЭК) 4U=144.5х160 (220) мм и 8U=322,3х160 (220) мм. Однако уже существуют микроЭВМ с размером 2U=55,5х100 (160) мм.
^ 21. Размеры печатных плат

Российский стандарт: max размер 470х470 мм. Шаг увеличения: до 100 мм – 2,5 мм, до 350 – 5 мм, более 350 – 10 мм.

М/ународные стандарты:

DIN. Исходя из основного размера 100х100:

Ширина: 100, 160, 220. Высота 100, 144.5, 188.9, 233.4. По ширине шаг 60 мм, по высоте 44,5 мм – 1,75 дюйма.

Предпочтительные размеры: Eurocard C 100x160, Eurocard F – 233.4x160.

Стандарт МЭК. Устанавливает размер исходя из 2х модулей: 55.5 (2U) и 100 (3U). Шаг по высоте 44,5 мм, по ширине 60 мм.
^ 22. Виды электрических соединений элементов ЭВМ, требования к их выполнению

Увеличивается количество электр соедин на единицу площади и увел сложность монтажа

Требования к эл соединениям:

1) высокая надежность; 2) требуемые значения эл параметров (R, C, L…), их стабильность; 3) min габар размеры, масса; 4) высокая ремонтопригодность; 5) нормальная работа в условиях механич и климатич воздействий; 6) помехоустойч конструктивной реализации; 7) экономичность; 8) удобство и безопасность при эксплуатац и ремонте.

Основой для разработки электр соединений явл электр монтажная схема.

Соединения: 1) разъемные; 2) неразъемные. Неразъемные: постоянные (сварка), полупостоянные (пайка, накрутка, обжимка); 3) времен (лепесток, винт).

По виду использ проводн монтаж делится: печатный, объемный.

Печатный: +: сниж трудоемк монтажно-сборочных работ, возможность автоматизации этих работ.

-: 1)только плоское располож проводников; 2)необходимость одноврем запайки всех выводов на плате -> перегрев; 3)трудоемкость проектирования; 4)низкая ремонтопригодн; 5)невысок надежн при больших размерах …

Объемн монтаж (проводной) – применяется в панелях и блоках. В основном выполняется многожильными, реже одножильн проводниками. Обычно приваривается к впрессованным в плату мет стержням. Монтаж методом накрутки – одножильный провод накручивается на мет штырь. Контактирование за счет холодного контакта. Колич витков > 7-8."-": небольш ток, высокое переходное сопротивление.

Разъемы: электр контакт за счет холодного контактирования штыря и гнезда. Требования: высокая надежн эл соединения, небольш габар и масса, разъем д. иметь элементы крепления и ключ, м.б. предусмотрены ловители. Параметры: интенс отказов (разъем и контакты), усилие сочленения, предельное число сочленений, допуст напряжение, допуст ток. Широк примен ГРПМ – разъем плоск, малогабар с гиперболоидн контакт. Наборные соединители – кроватка.

^ 23. Причины возникновения помех в ЭВМ

Помехой в выч устройстве является внутреннее или внешнее воздейств, приводящ к искажению дискретной инфы во время ее хранен, преобраз, обработки, передачи.

В совр ЭВМ увелич взаимное влияние элем, уменьшается расст м/у элем, увелич частота передачи сигн, уровень полезного сигнала снижается, а влияние помех растет -> необх вниман помехам.

Помехи в ЭВМ:

1.по характеру проявления: нарушение синхронизации; помехи в цепях связи; нестабильности в системе электропитания; импульсные помехи в сист электропит.

2.по причине наведения: электромагнитная связь; индуктивная связь; емкостная связь; гальваническая связь;

3.по пути распространения: цепи синхронизации; линии связи; эфир; цепи электропитания; цепи заземления;

4.внешние и внутренние.

U0ПОМ<UПИТ-U0MAX

U1ПОМ<U1MIN-UПИТ

Искажение сигналов

1) отражение сигнала от несогласованных нагрузок, неоднородностей в линиях связи; 2) затухание сигналов при прохождении их по цепям последовательного соединения; 3) ухудшение фронтов и задержки, обусловленное нагрузками с реактивными составляющ; 4) задержки в линиях связи, обусловленные конечной скоростью их распространения; 5) перекрестные помехи; 6) паразитная связь м/у элементами ч/з цепи питания и заземления; 7) наводки от внешних электромагн полей.

Степень влияния зависит от конструкции ЭВМ и частоты.

Для снижения паразитных наводок ограничивается допустимая длина проводников, уменьшается входное сопротивление и сопротивление связи, усиливается фронт импульса, увеличивается расстояние м/у проводниками, используются материалы с хорошими диэлектрическими свойствами.

Для снижения наводок по цепям питания используют индуктивно сглаженные конденсаторы (но если управление по питанию, то теряется частота), сокращается общая длина шины питания, Используются металлические листы в качестве экранов. Корпус ЭВМ, отдельных блоков желательно делать металл – экран.

3 вида полей => 3 вида экранов. Магнитостатические экраны используются для защиты от электромагн полей; Электростатические – от электростатическ поля – конденсатор на землю, от вихревых токов – корпус на землю.
^ 24. Связи между элементами в ЭВМ. Схемы замещения линий связи

Для сравнительно медленноработающих устройств связи выполняются в виде печатных или навесных проводников. Для быстродействующих – в виде печатных полосковых линий, витых пар. В качестве обратных проводников используются земляные шины.

Связи делятся на электрически-короткие и электрически-длинные.

Электр-длин – если время распространения сигнала > фронта импульса. Длин соединения обычно делаются в виде согласованных экранированных линий. Для них характерны задержка сигнала и уменьшение амплитуды. В основном соединения между блоками.

Большая часть линий относится к электр-коротким

Линии характеризуются эффектом отражения, ухудшения фронта импульса, появлением паразитных наводок на плоской части импульса.

Схема замещения с сосредоточ парам (РИС).

Электрические параметры линий: для коротк связей: индуктивность, емкость, сопротивление. Если несколько линий, то взаимные параметры: взаимн емкость, взаимн индуктивность, проводимость изоляции между соседними линиями.

Для “длинных” линий параметры те же, но приведенные на единицу длины (удельные парам) + волновое сопротивл.Z=√(L/C)
25. Расчет параметров электрически длинных и коротких связей в ЭВМ
^ 26. Наводки по цепям питания и методы их снижения

Паразитная наводка – не предусмотренная электрической схемой и конструкцией передача напряжения, тока или мощности от одного элемента к другому или из одной части устройства в другую. Возникают вследствие паразитных связей между элементами, кот невозможно указать на принцип электр схеме. Для снижения наводок по цепям питания используют индуктивно сглаженные конденсаторы (но если управление по питанию, то теряется частота), сокращается общая длина шины питания, Используются металлические листы в качестве экранов. Корпус ЭВМ, отдельных блоков желателен металл. – экран.

3 вида полей => 3 вида экранов. Магнитостатические экраны используются для защиты от электромагн полей; Электростатические – от электростатическ поля – конденсатор на землю, от вихревых токов – корпус на землю.
^ 27. Применение экранов для повышения помехозащищенности ЭВМ

Экранирование – локализация энергии в определенном пространстве за счет ограничения распространения ее всеми возможными способами.

Используются металлические листы в качестве экранов. Корпус ЭВМ, отдельных блоков желателен металл. – экран.

3 вида полей => 3 вида экранов. Магнитостатические экраны используются для защиты от электромагн полей; Электростатические – от электростатическ поля – конденсатор на землю. ЭМ наводит вихревые токи – необход навести их в другом месте – корпус -> на землю.
^ 28. Волоконнооптические линии связи

+: малое поперечное сечение, малая масса; большая широкополосность; высокая емкость; невосприимчивость к внешнему ЭМ помехам; не излуч ЭМ помех; отсутствует кор замык, более широкий температ диапазон.

Светодиод характеризуется парам: числовая апертура (опред эффективность использования волокна, NA=√(nC2-nO2) (коэф отраж сердцевины и оболочки). Если NA мало, то дисперсия мала (мало уширение импульса), но растут потери и наоборот); затухание света в световоде (обусловлено наличием примесей); уширение импульса; изгибы световода; min радиус изгиба световода; прочность световода.

Конструктивно: световолокно и оболочки (ацетатные…).

Оптический кабель, источник излучения и приемник излучения назыв волоконно-оптической парой (волок-опт линией связи).

Источн излуч: диоды: светодиоды (скорость передачи <=50 Гбит), лазерные диоды.

Приемник: фотодиоды: без туннельного эффекта, с туннельным эф (больше чувствит, но ниже частота).

Для передачи сигнала на большие расстояния необходимо ставить регенерирующие устройства.

Хар-ки: допустимое отношение шум/полезный сигнал, длина общей линии.

Основное требование к соединителям: выдерживать соосность.
^ 29. Теплообмен в ЭВМ. Способы переноса тепловой энергии

Большинство элементов явл температурно зависимыми. Температура влияет на надежность. Температ режим назыв нормальным, если темпер каждого отдельного элемента конструкции не превышает допустимого значения. При разработке устанавливаются допустимая рабочая температура. Теплоотвод может обеспечиваться: теплопроводностью (кондукция), конвекцией, излучением.

Кондукция – передача тепла за счет взаимодействия атомов/молекул, при этом д. обеспечиваться контакт. Конвекция – перенос энергии частицами газа или жидкости (действует в условиях силы тяжести); кроме воды у всех жидкостей при нагревании уменьшается масса. Излучение – за счет превращения тепловой энергии в лучевую.

Величина теплового потока Ф=αSΔt (S – площадь, Δt – разность температур).

Расчет ведется по 1 способу, остальные вносят погрешность.

α: для естеств воздушн и для излучение =2-10; принуд воздуш 10-150; ест жидк 200-600; принуд жидк 300-3000; испарит 500-120000.


^ 30. Способы охлаждения, используемые для стационарных и нестационарных ЭВМ

Охлажд стац ЭВМ в осн использ: теплопроводность, возд естеств, возд принудит, принудит возд охлажд с дополнить охлажд жидкостью в трубопроводах, жидкостная.

Охлажд нестац ЭВМ осущ-ся: 1)тепловыми трубами; 2)жидкостной системой; 3)испарительной системой; 4) использ-е эффекта Пельтье (пропуск-е тока по p-n переходу в разн. направл-х, в зависим-ти от этого переход охлажд-ся или нагрев-ся).

Требован-я к охлажд-й жидк-ти: 1) д/б инертной по отн-ю к материалам конструкции; 2) д-на иметь низк. диэлектрич-ю проницаемость; 3) д-на иметь низк. вязкость; 4) при использ-нии испарит-й системы темпер-ра кипения жидк д.б. ниже предельн рабоч температ ИС. В кач-ве охлажд-й жидк-ти исп-ся вода, фторорганические жидк-ти (фреоны), иногда масла, спирт.

В космосе конвекционные способы нельзя использ. В тепловых трубах исп-ся 2 физ-х эфф-та: 1) при испарении жидк-ти тепло отнимается и переносится паром; 2) капиллярный эффект; Такая труба вставл-ся в корпус прибора, в левой части вода испар-ся, а в правой – оседает в фильтре.
^ 31. Расчет систем охлаждения теплопроводностью

Ф=-λS(dt/dx) – закон Фурье. λ – коэф теплопроводности. Плоскость (стенка) Q=(λ/b)S(tСТ1 tСТ2)=(tСТ1 tСТ2)/RСТ=разность потенциалов/тепл сопротивл. RT=b/λS. Выделяет тепло источник, поглощает сток.

tСТ1=tСТ2+Q(RСТ1+RСТ2+RСТ3) – несколько стенок последоват стоят.

^ 32. Расчет систем естественного и принудительного воздушного охлаждения

Естеств возд: 1) эффективность зависит от площади поперечного сечения; 2) коэф теплоотдачи зависит от плотности воздуха (плотнее воздух – эффективнее).

Важно правильно расположить элементы: нельзя располагать горизонтально; лучше, если есть в корпусе отверстия.

Ф=f(…)SΔt (все коэф в f взаимосвязаны). Для расчета используют номограммы. Зависит:

1) объем конструкции V=LBH; 2) коэф формы блока (более плоская конструкция лучше) КФ=Н/√V; 3) коэф заполнения (какую часть объема заним акт элементы).

Принудит возд: то же, но воздух движется принудительно. Отводится Q=CPWΔt (СР – коэф теплоемкости по объему/массе, W – объем/масса). Из этой формулы получаем W (для принудит охлажд больше), и по этому значению выбираем вентилятор по справочнику.

(РИС)
33. Жидкостно-воздушные системы охлаждения ЭВМ
^ 34. Жидкостные системы охлаждения ЭВМ

Керамические/металлич платы вставляются в спец разъемы. В отверстиях циркулирует жидкость. Охлаждается за счет теплопроводности (РИС).
^ 35. Структурная надежность ЭВМ

Структурная надежн ЭВМ – это ее результир надежн при известной структурн схеме и известн надежн всех элем-тов, составл структурн схему. При этом под элем-тами поним-ся как выполняющие опред-е функции и включ-е в общую электр цепь (ИС, резисторы, диоды), так и элем-ты вспомог-е, не входящие в структ-ю схему ЭВМ (контакты, печ плата…). Соединен-я элем-тов бывают последоват-е и паралл-е. Кажд элем обладает парам-ми: p(t) и q(t) – вер безотказн работы и вероятн отказа. Элементы соединен в структ-ю схему последов-но, если его отказ одного элем приводит к отказу всей схемы:

P(t)=i=1nПpi(t), pi(t)=1-qi(t). Q(t)=1-P(t).

Элем-ты соединены паралл-но, если его отказ не приводит к отказу всей схемы, но отказ всех аналогичных элем приводит к отказу.

Q(t)=i=1nПqi(t) - вероятность отказа, qi(t)=1-pi(t). P(t)=1-Q(t) - вероятность безотказной работы. pi(t)=et.
^

При смешанном соед-нии элем-тов примен-ся соотв-е формулы для послед-го и паралл-го соединений.



36. Расчет надежности работы ЭВМ с учетом условий эксплуатации

На ЭВМ все время действ-т внеш. воздействия, изменяющие работу ЭВМ.

pi(t)=et,  - интенсивность потока отказов, зависит от внешн воздействий. =0K1K2…KN

Кажд коэфф К отвечает за определ параметр. 0 – значение в лабораторных условиях. К примерно известны из опыта эксплуатации.

K=НРАБНОМ (рабочий параметр/номинальный параметр).

Для расчета надежн использ обобщенный поправочный коэфф: К=20 – обычн наземн стационарн усл-я экспл-ции, К=40 – корабль, К=60 – поезд, К=500 – ракета.
^ 37. Методы повышения надежности ЭВМ

Обычно в ТЗ задается PТЗ(t).

Существуют информационные (избыточность) и аппаратные методы. Аппаратные: 1)использ более надежн методы монтажа; 2)использование более надежн элемем (причем часто достат заменить наимен надежн элем); 3)облегч условий работы (использов элемет на более высокие номиналы, снижение внеш-х возд-й, снижение тепловых режимов); 4)резервирование (крайний случай) – полное и поэлементное (не обязат резервир все элементы). Резерв м.б. горячий (обе цепи все время работают, однако элементы умирают обычно сразу по несколько) и холодный (требуется устройство включения, которое тоже понижает надежн).
^ 38. Особенности конструирования нестационарных ЭВМ

Условия работы нестационарных ЭВМ: весь набор внешних факторов (мех, климат, м.б. радиац); требуются min габариты, масса; требуются высокие параметры.

Наибольшее влияние оказывают механические факторы, самым важным является вибрация. Кроме того на нестац ЭВМ действуют линейные ускорения, пониженное давление и разгерметизация, изм температ, влага, песок, пыль и т.д.

Характер воздействия определяется зонами расположения оборудования (например, для самолетов – оборудование может располагаться далеко от двигателя (вибрац нагрузки немного меньше), рядом с двиг и т.д.). Для снижения вибрац нагрузок применяются демпферы (гасители вибрации) (РИС)
39. Методы защиты нестационарных ЭВМ от механических нагрузок
^ 40. Методы увеличения плотности компоновки ЭВМ

Коэфф-т полезного использ-я физ объема совр-х ЭВМ сост-т 0,01%. Способы: 1) размещение нескольких микроэлектрон-х элем-в на поверхн-ти 1 кристалла; 2) использ бескорпусных ИС и полупроводниковых приборов для получения БГИС – на 1 подложке располагается несколько кристаллов; 3) использ-е спец-х методов конструир-я, позволяющих увеличить плотн-ть размещ-я эл-тов. Использ-ся в основном метод 3-х мерной компоновки – на ПП эл-ты размещ-ся на неск-х слоях. Такая машина не ремонтопригодна и есть проблемы с охлажд-м.
^ 41. Рычажные передаточные механизмы, применяемые в ЭВМ

Относятся: синусные, тангенсные (в передат функции есть sin, tg); двойной тангенсный; кривошипно-ползунные (прямолин<->вращательное движ; ДВС); кулисные (для изменения параметров вращательного движения), шарнирные, поводковые.

(РИС)
^ 42. Фрикционные механизмы, применяемые в ЭВМ

Механизмы, в которых для передачи движения используются силы трения, называются фрикционными. Такие механизмы удобно применять в тех случаях, когда требуется плавно регулировать скорость выходного звена. Фрикционные механизмы бывают с постоянным и переменным передаточным отношением. Достоинство – простота, плавность и бесшумность работы (для постоянного отнош).

РИС

К ним относятся механизмы, в которых используются гибкие звенья типа ремней, канатов, нитей.
^ 43. Передачи с гибкой связью, применяемые в ЭВМ

Передачи с гибкими звеньями: цепные, без крепления конца гибкого звена, с креплением…
44. Винтовые механизмы, применяемые в ЭВМ

Винтовой механизм имеет три составных элемента: корпус, винт и ползун. Возможные функции механизма таковы: 1) обеспечивать медленную подачу с постоянной скоростью; в этом случае скорость вращения ходового винта задается изменением передаточного отношения зубчатой передачи; 2) зажимать и отпускать деталь; 3) удерживать рабочий узел в желаемом положении, обеспечивая возможность регулировки и фиксации при настройке на определенное изделие; 4) обеспечивать медленное перемещение с преодолением большого сопротивления в разнообразных силовых механизмах.
^ 45. Кулачковые механизмы, применяемые в ЭВМ

Плоские (с качающимся щупом, с поступательно-движущимся щупом) и пространственные (см плоские). Кулачковым механизмом называется механизм, в состав которого входит кулачок, т.е. звено с переменной кривизной рабочей поверхности. Выходное звено кулачкового механизма называется толкателем или колебателем. Кулачок с выходным звеном образует высшую, кинематическую пару. Посредством кулачкового механизма можно осуществить движение по заданному закону, причем синтез таких механизмов относительно несложен.

РИС
^ 46. Мальтийские механизмы, применяемые в ЭВМ

является кривошипно-кулисным механизмом прерывистого движения. Служит для 1) равном вращение преобр в возвр-поступ с опред паузами; 2) колебат->вращат.

РИС

Храповые механизмы – устройства прерывистого действия, допускающие вращение оси только в одном направлении и исключающие вращение этой же оси в другом направлении . Он состоит из храпового колеса и собачки, которая обычно прижимается к колесу пружиной.
^ 47. Зубчатые механизмы, применяемые в ЭВМ

Зубчатые: винтовые, рейка-шестерня, сектор-шестерня, колесо-шестерня. Зубчатым называется механизм, в состав которого входят зубчатые колеса, т.е. звенья с периодически чередующимися выступами (зубьями) и впадинами.

Зубчатое колесо с меньшим диам – шестерня, триб, трибка; с большим – колесо.

Материал – металл (при больших усилиях)/ полимеры.

Требования: плавность хода (использование опред профиля зуба – эвольвента (стандарт), циклоида).

Характеристики: модуль m, d=m*z (z – число зубьев) (зубч колеса с одинак модулями явл взаимозаменяем; циклоидные колеса изгот в паре). min число зубьев

Если оси ||, то зубч, если пересек, то получ червячный механизм. Вращательное движ м передаваться только с червяка на колесо (самоторможение зубчатых колес).
^ 48. Неразъемные соединения, применяемые в ЭВМ

(неподвижные) – соединения, которые нельзя разобрать без разрушения соединяемой детали или разъемного элемента. Осуществляется за счет сил физико-хим взаимодействия (сварка, пайка, склеивание) или мех средств (клепка, запрессовка, развальцовка, гибка, заформовка).

Сварка – наиболее используемая в условиях массового производства (дешевое соединение, дорогое оборудование): элетромеханическая (контактная), электрическая (дуговая), газовая (ацетиленокислородная), аргонодуговая (для сварки легкоокисляемых материалов), ультразвуковая (для пластмасс), холодная сварка давлением, пайка.

Пайка – нет коробления, дешевле, но плохо работает в условиях вибрации: холодная (мягкий припой), горячая.

Склеивание. Промышленные клеи: карбинольный (клеит все, кроме меди; прочный, но не водостоек); смоляные (эпоксидный, "Момент"; ниже прочность, но практически универсален).

Заклепочные соединения (был самым массовым до массового внедрения сварки)

Соединение цапфами или лапками.

Опрессовка (заформовка) – мет элемент помещается в пластмассу до ее формирования (помещается в форму, затем заливается пластмассой).

Запрессовка (соединение с гарантированным натягом) – размер вала > диаметра отверстия. Способы: прессовый (кувалда); нагреть отверстие, охладить вал (более прочное).
^ 49. Разъемные соединения, применяемые в ЭВМ

1) резьбовые. +: просты, не нужно сложных инструментов, простота, удобство, стандартизованы => малая стоимость. -: разрушения в углах резьбы, самоотвинчивание (особенно при вибрации => гроверы, контргайки, можно разбить резьбу, залить лаком, спец шайбы, винт просверливается и пломбируется). Винты, болты, шайбы. По резьбе: по форме резьбы (трапецеидальная, круглая, упорная, метрическая (треугольная)); по количеству заходов (1 нитка резьбы, несколько заходов); по направлению (правая (обычно), левая (обычно применяется при самооткручивании)); по шагу резьбы.

2) соединения штифтовые (рисунки).

3) шлицевые (насаживается на вал, на валу и насаживаемой детали зубья; на металлическом валу делаются зубья, затем с силой насаживается пластмассовая деталь)

4) шпоночные (паз в валу и насаживаемой детали и вставляется шпонка; используется, когда нагрузка невелика, иначе – шлицевые)

5) штыковое (высверливается паз в отверстии, завинчивается, затем поворачивается и оно фиксируется – то же, как вешают часы/картины)
^ 50. Опоры валов и осей периферийных устройств ЭВМ

Подвижные соединения: передают возвратно-поступательное и прямолинейное (направляющие) и вращательное (валы, оси, опоры (подшипники)) движение.

Ось, в отличие от вала, не передает крутящий момент.

Вал: ступенчатый (ступень фиксирует насаженную деталь), гладкий, полый (нагрузка в центре min, поэтому можно центр убрать), гибкий. Валы м рассчитывать на прочность, на жесткость.

Опоры валов и осей. Требования: min трение, min погрешность при передаче вращательного момента, экономичность, простота.

Классификация: вид взаимодействия тел между собой: трения скольжения, трения качения, специальные.

^ Трения скольжения – не м передавать большую скорость. На кернах (используются камни); жидкие, газовые опоры (разделяются трущиеся поверхности).

Трения качения – наиболее распространенные. Миниатюрные, совмещенные (нет внутреннего кольца – просто набиваются шарики).

Подшипники: радиальные (восприятие нагрузок перпендикулярных к оси вала), упорные (нагрузок, направленных вдоль оси вала), радиально-упорные (комбинир нагрузок).

Классы точности – 5 шт: 0 (самый низкий), 6 (в HDD), 5, 4, 2 (самый высокий).

Способы уменьшения трения: 1) (для скольжения) эффект сверхнизкого трения (вакуум, облучение, матер со слоистой структурой); 2) если сталь + медь + смазка-глицерин = жидкое трение.

^ Спец опоры: магнитные, электрооптические, криогенные (используют эффект сверхпроводимости), ртутные, трения упругости (на нитках), Роламайт (в подш качения с края и в центре скорость разная => есть проскальзывание. В Роламайт добавлена гибкая лента => проскальз нет).

^ 51. Системы допусков и квалитеты

Взаимозаменяемость – свойство независимо изготовленных с заданной точностью деталей образовывать без дополнительной пригонки сборочные единицы, а последние – изделия. Взаимозам – геом (детали соотв др другу по размерам) и функциональная (соотв не только по размерам, но и по характеристикам). Размеры деталей получаются из нескольких принципов – количество размеров ограничено. Стандарт определяет рекомендуемые размеры. φn=n√10. n=5 (ряд R5), 10 (R10), 20 (R20), 40 (R40). Для соединеняемых деталей выбираем 1 номинальный размер. Далее задаем отклонение (+,-) - верхние и нижние отклонения размеров. Разница м/у ними назыв допуском. Для разных деталей затраты на допуски м.б. разными. Величина допуска зависит от размера. IT=ai I – допуск, a – точность (квалитет точности), i – характеризует размер. Все размеры делятся на 4 диапазона <1мм, 1-500, 500-3150, 3150-10000. Например, для 1-500 19 квалитетов – 0.1, 0, 1 .. 17 (0.1 – высшая точноть). i тоже нормируется, зависит от размера – для каждого диапазона своя формула.

Расположение относительно номинального размера задается основным отклонением (отклонение, ближайшее к нулевой линии). Все, что относ к отверстию, обозначается заглавной буквой, к валу – маленьк. Основные отклонения обозн буквами лат алфавита (28 шт, не использ o, w, l, q – появ двойные обозначения za, zb, zc, cd, ef, fg). Н часто называют основным отклонением. Для Н основное отклон =0. Ø7H8 – отверстие на основн отклонении, 8 квалитет точности.
^ 52. Виды посадок и их применение

Посадка – сочленение двух деталей. Ø10 H8/f7 (дробь горизонтально пишется) – отверстие является основным отклонением, вал чуть ниже номинала => соединение с зазором).

Существ рекомендованные посадки.

Сущ 2 независимых группы: 1) в качестве постоянного размера принимается размер отверстия (т.е. разные посадки – меняется размер вала); 2) -//- размер вала. На практике 1 сис используется чаще, т.к. для получения разных отверстий требуется много разных сверл, а для получ разных валов – только резец.

Где H (h) – наверху, в такой системе и делали детали, т.е. H наверху => в системе отверстии, h наверху => в системе вала (разные посадки за счет изменения отверстий).

В отдельных случаях для получения соединений с большими зазорами используют комбинированные посадки - посадки, образованные полями допусков отверстий из системы вала и полями допусков валов из системы отверстия
^ 53. Измерение размеров деталей

В условия массового производства размеры не измеряют, а контролируют. Для контроля валов (любая охватываемая деталь): скобы; для контроля отверстий: пробка (вал с 2 разными размерами по концам). Для их изготовления требуется высокая точность.

Пробка: min диаметр должен войти в отверстие, а max не должен – тогда отверстие нормальное. Аналогично для скобы.
54. Методы решения размерных цепей
55. Задачи, решаемые при расчете размерных цепей
56. Способы решения обратной задачи при решении размерных цепей
^ 57. Особенности производства ЭВМ

-Широкое исп-е стандартн-х и нормализованных элементов.

-Высокая трудоемкость монтажа.

-Высокий уровень автоматизации и мех-ии тех-их процессов (внедрение стандартных эл-тов, технологичность конструкций, внедрение типовых и групповых технологических процессов).

-Большая номенклатура, большой объем операций контроля и их трудоемкость:

а) ручной контроль; б) неразрушающий в) активный.

-Содержание и порядок проектирования тех процессов.
^ 58. Типы производств при производстве ЭВМ

Производство:

-единичное (мелкое);

-серийное (партия выпускается определенное время, период повтора);

-массовое (одна операция на место);

-поточное – характеризуется ритмом и тактом выпуска. Такт выпуска – t ч/з котор-й выпускается готовое изделие. Ритм – кол-во изделий в единицу времени.

Кзоп/РМ , Кзо – коэффициент закрепления операции; Оп - количество операций; РМ – количество рабочих мест.

Кзо=20-40 –мелкое производство; Кзо=10-20 – среднесерийное производство; Кзо=1-10 – крупносерийное производство.
^ 59. Порядок проектирования ТП

Любой технический процесс должен обеспечить:

-выполнение всех требований, указ-е в чертежах и ТУ.

-экономичность.

-производительность.

Исходными данными для изготовления тех-ого процесса является чертеж; спецификация, ТУ, р-р произв. задания, руководящие материалы для разработке тех-о процесса.

Три вида ТП:

-единичный – одно наименование;

-групповой;

-типовой.

Для ТП необходимо:

-анализ исх-ых данных и выбор аналог. д-щего единичного, группового или типового ТП.

-выбор заготовки и способа ее заключения.

-определение сод-я операции выбор технолог. баз.
^ 60. Виды контроля при производстве ЭВМ

-вх-ой контроль;

-контроль в процессе изгот-я;

-прием-й контроль.

-контроль: – сплошной (все) на неустаявш-ся про-ве

  • выборочный (определенное количество);

  • непрерывный проверка тех-го процесса;

  • летучий;

  • переодический;


^ 61. Технологическая документация

ЕСТД – единая система технологической документации.

Документация:

-карта эскизов;

-инструкция технолог.

-карта маршрутная;

-карта технологического процесса;

-карта операционная;

-карта группового (типового) ТП;

-карта групповой (типовой) ТО;

-комплектовочная карта;

-карта технико-нормировочная;

-карта наладки;

-ведомость технолог-их маршрутов;

-ведомость детали груп.- типов ТП.
^ 62. Организация и управление технологической подготовкой производства

Организация технологического производства – представляет собой совокупность мероприятий обеспеч-их готовность к производству данного вида изделий.

ЕСТПП – ед-я система технологической подготовки производства.

Основные задачи:

-определится с технолог-ой конструкцией изделия;

-разработка тех-ого процесса;

-обеспечение ср-в для обеспечения пр-ва (приспособления, оснастка).

^ 63. Технологичность конструкции элементов и деталей ЭВМ

Под технологичностью понимается совокупность св-в конструкций изделия определяющих его приспособленность к достижению оптимальных затрат при производстве, эксплуатации, ремонте, для заданных показателей качества, объемомв производства, объема работ.

Оценка:

-количественно;

-качественно;

-трудоемкость изготовления;

-технологичность себестоимости;

-баз. показателям.
^ 64. Структура нормы времени

Норма времени регламентирует время для выполнения объема работ в определенных условиях.

Вкл-ет в себя:

-Штучное время – Тш= Тосновнвспомог+ Тосблужперерывовосновнвспомог –Т оперативное)

-Подготовительно-заключительное время - необходимо для подготовки производства (уборка рабочего места, подготовка рабочего места).

Штучно-калькуляционное время Тшкшпз/n.

Себестоимость = стоимость мат-ых затрат + косвенные затраты + з/п
65. Выбор варианта ТП
^ 66. Механическая обработка печатных плат

ПП – наз-ся материал основания вырезанный по размеры содержащий необходимые отверстия и по меньшей мере один проводящий рисунок.

Мех-ая обработка ПП – основные этапы:

1)Вх-ой контроль материала (размеры, состояние поверхности, способность материала к мех-ой обработке);

2)Получение заготовки (припуски 10 мм для однослойных ПП, 30 для многослойных) Режут роликовыми ножницами.

3)Сверление монтажных отверстий. Отверстие на 0,1 мм больше заданного для метализации (25 микрон - Cu, 25 микрон – припой).

Требования – гладкие без заусенцев, расслаивания, вмятин.

4)Обработка по контору;

5)Получение рисунка ПП.
^ 67. Получение рисунка печатных плат

1. Фотопечать – нанос-ся фоторезист, облучают, оставш-ся слой удал.; 2. Трафаретная печать – ч/з трафарет продавливают пасту, затем травят;

Фоторезисты негативные изгот-ся на основе поливинилового спирта (срок хран-я – 5ч.).

Позитивные изгот-ся на основе диазосоед-й – выше разрешающие св-ва, но ядовиты. Трафаретный способ дешевле, но разр-я спос-ть ниже (толщ-на пров-ка 0,3м). Пасты исполз-е при трафаретной печати: 1) Проводящие (мелкодисперсный порошок металла со связующими); 2) Резистивные (тоже, что и провод-е, т-ко % состав др.); 3) Диэлектрические (стекло с керамическим наполнителем); 4) Лудящие (низкотемпер-й припой + орган-е связующее).

Требования к пасте: Высокая вязкость, Высокая текучесть. Тиксатропность – Под давлен-м вязкие матер-лы станов-ся текучими (для этого добавл. телефторатная кислота).
^ 68. Химические и гальванические процессы изготовления печатных плат

Этапы:

1)Подготовка поверхности;

2)Сенсибилизация – повышение чувствительности к меди

3)Активация;

4)Хим-е гальван-е меднение;

5)Гальван-е осаждение припоя (олово-свинец);

6)Травление – хим-й процесс, котором участки которые не защищены удаляются. Вкл. в себя: предварит-я отчистка, травление Ме, очистка после травления, удаление фоторезиста (хлорная медь, смесь хлорного Fe и меди)
^ 69. Типовые технологические процессы изготовления печатных плат

Делят на субтрактиный, аддитивный и полуаддитивные.

Субтрактиный – заключается в избирательном удалении фольги путем травления

Аддитивный – осаждение слоя на нефальгиров-й материал

Полуаддитивные – предварит-ое нанесение тонкого проводящего слоя с последующим удалением лишнего.

В соот-и со стандартами конструиров-е след-ет производить след-и методами:

1)Химическим для однослойных ПП (на фольгу – позитивный рисунок и удал-е ненужного)

2)Комб.-позитивн. – для двухслойных ПП (для 2-х строн-й ПП с Ме отверстиями на 2-х сторонах фальгированного диэлектрика)

3)Метод метализации для многослойных ПП (для многослойной ПП).
^ 70. Типовые технологические процессы сборки и монтажа печатных плат

Пайка:

-низкой t>450C (олово-свинец, висмут, кадмий)

-высокой t<450C.

Групповые методы пайки:

^ 1)пайка с погружением группой.

До пайки с погружением группой:

-очистка

-защита от пайки – краска (маска); бум, лента

-покрытие флюсом и подогрев;

-погружение платы в припой;

-вкл-е вибратора ( в сл-е погружения в припой);

-время погружения зависит от температуры.

Недостатки:

-коробление платы;

-Быстрое окисление расплавленного припоя

^ 2)Пайка волной припоя:

-меньший нагрев плат

-меньшее коробление;

-чистая (не окисленная волна припоя).

Сварка:

-термокомпрессионная с косв. импульсным нагревом

-с расщипл. Электроном.
^ 71. Технология изготовления тонкопленочных ИС

Тонкоплен ИМС – ИМС, все элементы и межсоед-я кот-й выполнены на одной общей подложке в виде пленок из резистивных, диэлектрич, проводящих и др-х материалов толщиной от неск-х сотых до десятых долей мк. "+": возм-ть получения резисторов и конденсаторов с широким диапазоном парам при высокой точности; высок темпер стабильность; возможн автоматизации процесса напыления. "-": нельзя получить активные элементы на используемых соврем подложках или их высокая стоимость; сравнит высокая стоимость оборудования; работа в условиях глубокого вакуума.

^ Элем-ты тонкопл-х ИМС: Резисторы в виде полосок, у кот l>>d (материал – сплавы мет, рений, тантал, хром, вольфрам и тд); Конденсаторы (полоски, в виде "слоеного пирожка"; диэлектр прослойка – SiO2, прокладки – Al); Соединит проводники (проводящ пленка; требования – низк сопротивление, коррозийная стойкость, хорош адгезия).

Удовл всем требованиям не существует => используют двухслойные: 1) материал с хорош адгезией (но высок сопротивл) и 2) матер с низк сопротивлен, хорошей пайкой.

Материалы для получ ИС: керамика, стекло, ситал, фотоситал. Верхний слой для очистки выбивается ионной бомбардировкой.

^ Методы контроля толщины пленки: 1) резистивный – измерение сопротивления полученной пленки (точность <=5%); 2) микровзвешивание (5-10%); 3) радиочастотный – по частоте колебания определяется масса; 4) оптический (интерференционный).

^ 72. Методы получения тонких пленок ИС

1) Термическое напыление или испарение в вакууме – если материал доводят до кипения, атомы вылетают, в вакууме летят прямолинейно, осаждаются на подложке

2) Метод ионного распыления – создается разность потенциалов, поверхность бомбардируется ионами, атомы вылетают и осаждаются.

+: высокая скорость атомов -> высокая адгезия, лучше, чем у 1); можно поле настроить по-разному в разных областях -> регуляция толщины слоя -> возможность получения более равномерных пленок; нет перегрева вакуум камеры; малая инерционность процесса; возможность получения групповых методов обработки; высокая эффективность использования материала пленки; высокая точность.

^ Этапы тех процесса:

1) составление топологии схемы – опред-ся размещ-е эл-тов, происх-т трасс-ка => размер подложки; 2) изгот-е оригинала ИМС – вычерчивание ИМС; 3) изгот-е фотошаблона нужного размера; 4) изгот-ся маски – в каких местах д-но произв-ся напыление; 5) напыление эл-тов схемы. Примен-ся методы: однооперац-й – маска перемещ-ся по разн. подложкам. Многооперац-й – устанавливаются все маски и под них по очереди перемещ-ся подл-ки.
^ 73. Технология изготовления толстопленочных ИС

Толстоплен ИМС – ИМС, в кот резисторы, конденсаторы, контактные площадки и межсоединения изготовлены путем последовательного нанесения на подложку различных по составу паст с последующим их вжиганием, толщ 5-25 мкм.

+: более экономичное при небольших объемах производства; более надежны; толщина больше =>больше рассеив-я мощн-ть. -: 1)сложность получения четких рисунков эл-тов; 2)высокая стоимость некоторых паст; 3)наличие опер-ции вжигания. Подложка - высокоглиноземная керамика; оксид бериллия (теплопроводн выше, но мех характеристики хуже, ядовит).

Пасты наносят при помощи трафаретов. Пасты: 1)проводящие (мелкодисперсный порошок металла + связующие); 2)резистивные (тоже, но % металла ниже); 3)диэлектрические (стекло с керамическим наполнителем + связующ); 4)лудящие (низкотемпер припой + органич связующее).

^ Требования к пасте: высокая вязкость, высокая текучесть. Тиксотропность – текучесть и вязкость зависят от давления (для этого добавл телефторатную кислоту).

^ Этапы технолог-го процесса: 1)подгот пасты (постоян перемешивание); 2)подгот подложки (обезжирив); 3)трафаретная печать; 4)сушка и вжигание (удаление временных связующих); 5)подгонка резисторов; 6)монтаж дискретных элем; 7)присоедин выводов; 8)герметизация, испытание.
^ 74. Материал толстопленочных ИС

Подложка - высокоглиноземная керамика (-: сравнительно невысокая теплопроводность); оксид бериллия (теплопроводн выше в 9 раз, но мех характеристики хуже, ядовит).

Пасты: 1)проводящие (мелкодисперсный порошок металла + связующие); 2)резистивные (тоже, но % металла ниже); 3)диэлектрические (стекло с керамическим наполнителем + связующ); 4)лудящие (низкотемпер припой + органич связующее).

^ Требования к пасте: высокая вязкость, высокая текучесть. Тиксотропность – текучесть и вязкость зависят от давления (для этого добавл телефторатную кислоту).
^ 75. Технология изготовления полупроводниковых ИС

Эффект при объеме > 50000/месяц. Все эл-ты выполнены в объеме кристалла (на поверхности печ платы). Использ-е материалы: кремний, арсенид галлия (больше быстрод-е, меньше мощн рассеяния). Кремний д/б монокристалл-м с высокой степ-ю очистки. Методы очистки: 1) зонный; 2) бестигельной плавки – кристалл доводится до температ плавления, примеси отделяются; 3) метод Чохральского – кристалл выращивается после нескольких расплавлений и наращиваний (примеси остаютсяся в растворе). Монокристалл распилив-ся на пластины толщ-й 200 – 600 мкм.

^ Этапы технолог-го процесса: 1) оксидирование – защита пов-ти; 2) фотолитография – наносится позитивный фоторезист (получ-е топологи схемы); 3) диффузия - на рисунок переносятся легирующие примеси; 4) эпитаксия – наращивание слоев; 5) ионное легирование или имплантация – загоняются атомы примеси в объем кристалла бомбардировкой.
Конструирование – процесс выбора и отражения в тех документации структуры, размеров, формы, материалов и внутренних связей проектируемых устройств

Итог конструирования – разработка рабочей документации

Исходные данные для процесса проектирования:

1) принципиальная электрическая схема

2) тех задание

3) объект установки

4) производство (предприятие-изготовитель)

ВМ делятся: 1) стационарные (отапливаемые/неотапл/на открытом воздухе) ; 2) транспортируемые (автотранспорт/гусеничный транс/жд транспорт/морской); 3) бортовые (самолеты, косм ракеты, беспилотные/пилотир корабли).

По стандарту ВМ делятся на 7 групп:

1) стационарные ЭВМ и системы, раб в отапливаемых наземных и подземных помещениях;

2)
Задача. Известна над-ть системы, над-ти всех элем-тов, кол-во полного резерва, дана схема в виде паралл-но соединенных последовательных цепей элементов.




Скачать файл (42.1 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru