Катодолюминесцентный индикатор - курсовая работа готовая
Приём заказов:
Круглосуточно
Москва
ул. Никольская, д. 10.
Ежедневно 8:00–20:00
Звонок бесплатный

Катодолюминесцентный индикатор

Диплом777
Email: info@diplom777.ru
Phone: +7 (800) 707-84-52
Url:
Логотип сайта компании Диплом777
Никольская 10
Москва, RU 109012
Содержание

Задание

Спроектировать технологический процесс изготовления катодо-люминисцентного индикатора ИВ-2 и ИВ-3.

1. Найти внешний вид и конструкцию прибора. Понять принцип действия прибора.

2. Составить технологическую цепочку изготовления прибора

3. Определиться со способом проведения каждой операции (технологический режим, химические среды, время обработки, температуры и т.д.)

4. Определить возможные браки на каждой операции(исправимый, неисправимый, где исправляется?)

5. Получить у преподавателя данные для материального расчета.

6. Выполнить материальные расчеты деталей и заготовок прибора.

7. Составить ведомость технического оборудования. Вид этой ведомости.

1. Внешний вид и конструкция прибора. Принцип действия

Вакуумные индикаторные люминесцентные лампы ИВ-2 и ИВ-3:

Предназначены для визуального отображения арабских цифр 0 – 9 и запятой. Состоят из десяти анодов, покрытых люминофором и расположенных в одной плоскости. Цвет свечения – зеленый. Катод – прямого накала, оксидный. Оформлена в стеклянный сверхминиатюрный баллон, индикация – через боковую поверхность.

Конструкция прибора Внешний вид ИВ -2.

Конструкция прибора Внешний вид ИВ -3.

1.1 Основные параметры

Цифры

Тип индикатора

ИВ – 2

(сегменты)

ИВ – 3

(сегменты)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Точка

3, 6, 13

4, 12

3, 10, 11, 13

6, 10, 11, 13

2, 4, 12

2, 6, 11, 13

3, 6, 10, 13

4, 10, 11

2, 3, 6, 10

2, 4, 10, 11

9

2, 3, 5, 9, 10, 13

5, 9, 11

3, 4, 10, 11, 13

3, 5, 9, 10, 12

5, 9, 12, 13

3, 5, 10, 12, 13

2, 3, 5, 10

4, 10, 11

2, 3, 5, 9, 10

3, 5, 9, 10, 12, 13

6

Подключение выводов для формирования цифр и знаков

катодолюминесцентный индикаторный лампа

1.2 Основные электрические параметры люминесцентных вакуумных индикаторов ИВ – 2 и ИВ – 3.

Тип

Индикатора

Номинальные

Uн , В

Iн , мА

Iа? , мА

Ic , мА

В, кд/м2

Вндк , кд/м2

ИВ – 2

0,85±0,15

?

0,5

3

200…500

150

ИВ – 3

0,85±0,15

50±51

0,5

3

200…500

200

Тип

Индикатора

Предельно допустимые

Ua max, B

Uaи max, B

Uс max, B

Uси max, B

Iси max, мА

Iсег max, мА

ИВ – 2

25

70

25

70

15

0,2

ИВ – 3

30

?

30

?

35

0,33

1.3 Условия эксплуатации

ИВ – 2

Вибрационные нагрузки:

диапазон частот, Гц•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••1 – 60

ускорение, м/с2 (g), не более•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••19,6 (2)

Температура окружающей среды, 0С•••••••••••••••••••• -45, +75

Отн-я влажность воздуха при Т=+25 0С, %, не более ••••••98

ИВ – 3

Вибрационные нагрузки:

диапазон частот, Гц••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••1 – 80

ускорение, м/с2 (g), не более••••••••••••••••••••••••••••••49 (5)

Температура окружающей среды, 0С•••••••••••••• -45, +70

Отн-я влажность воздуха при Т=+35 0С, %, не более ••••••98

1.4 Рекомендации по применению

ИВ – 2

Индикатор может быть использован для отображения специфических знаков, а также помехоустойчивых цифр с непривычным начертанием.

ИВ – 3

Индикатора ИВ-3А рекомендуется применять в аппаратуре, где критичным является требование снижения энергопотребления, но при этом следует помнить, что минимальная наработка индикатора в 1,5 раза меньше наработки индикатора ИВ-3.

2. Технологическая схема изготовления катодолюминесцентного индикатора ИВ – 2 и ИВ – 3

3. Способ проведения каждой операции

3.1 Изготовление анодной платы

3.1.1 Резка керамической подложки на заготовки

Алмазным резцом, метод скрайбирования (наносятся царапины, а далее по ним ломается материал). Разлом осуществляется валиком на мягкой подложке.

3.1.2 Получение сегментов и отверстий для выводов

Сегменты и отверстие для выводов осуществляется методом фрезеровки.

3.1.3 Химическая очистка

Химическая очистка керамических деталей производятся травлением 1-2% растворе HF, далее обезжиривание KOH+ПАВ, Т не более 70°С. Помывка осуществляется в H2O либо H2O2+NH3. Сушка теплым воздухом.

3.1.4 Нанесение токопроводящего покрытия

Нанесение графического покрытия (методом трафаретной печати для получения токопроводящих дорожек).

Метод заключается в продавливании пасты соответствующего состава через трафарет на подложку, когда ракель приближается к сегменту, трафарет прогибается и приходит в соприкосновение с подложкой.

3.1.5 Высушивание и выжигание пасты

Высушивания графического покрытия производиться на воздухе. Выжигание проводят в 2 этапа с целью удаления органической связки в окислительной атмосфере.

1этап: 300-400°С (разлагается органическая связка, образуется оксиды, удаляется органика).

2этап: 450-800°С ыжигание пасты, полное удаление органики).

3.1.6 Нанесение люминофорной пасты

Так как при изготовление анодной платы данного индикатора используют толстопленочную технологию, то в толстопленочных технологиях подобные пасты (покрытия) наносятся выше указанным методом трафаретной печати.

3.1.7 Высушивание люминофорной пасты

Высушивания люминофорной пасты производится в атмосфере при комнатной температуре.

3.2 Изготовление катода

3.2.1 Колибровка по диаметру проволоки

В качестве колибровки по диаметру я выбрал метод Волочение. Метод заключается в том, что процесс деформации металла путем протягивания проволоки под действием внешней силы через отверстие, сечение которого меньше первоначального сечения заготовки. Проволоку нагревают, смазывают, конец заостряют для уменьшения трения и протягивают через фильеру. Колибровка обеспечивает равномерность диаметра по длине проволоки и следовательно, постоянство тока накала и температуру катода.

3.2.2 Термическая обработка проволоки

При термической обработке проволоки, применяется метод отжига в среде влажного водорода. При отжиге во влажном водороде происходят те же физико-химические процессы (удаление вакансий, рекристаллизация ), что и при отжиге в любой среде, и дополнительно протекают окислительно-восстановительные процессы на поверхности и в толще проволоки.

В отличие от других газов и паров водород имеет очень высокий коэффициент диффузии: по этому, после обработки, оставшиеся водород легко удаляется из деталей в процессе их обезгаживания при вакуумной обработке прибора.

3.2.3 Химическая обработка проволоки

Очищаемую проволоку присоединяют к катоду, которая погружена а в ванну с раствором. Для электрохимического обезжиривания обычно применяют растворы едкого калия, соды, тринатрийфосфата и ПАВ.

В основе электрохимической очистки лежат процессы электролитической диссоциации и электролиза.

В растворе кислоты и щелочи имеются положительные ионы водорода Н1+ и отрицательные ионы гидрооксида ОН1-, образовавшиеся в результате диссоциации молекул воды. Под действием электрического поля в растворе кислоты или щелочи протекает процесс электролиза. Положительные ионы водорода движутся к катоду, превращаются на нем в нейтральные молекулы и выделяются в виде пузырьков газообразного кислорода. Газообразные пузырьки водорода или кислорода механически сбивают и удаляют загрязнения или оксиды, лежащие на поверхности проволоки. Кроме того сам раствор, служащий электролитом, вступает в химические реакции с загрязнениями ( как и при обычных способах обезжиривания и травления ) и удаляет их с поверхности проволоки. Затем проволоку промывают в проточной воде и отправляют на след операции.

3.2.4 Приготовление карбонатной суспензии

Эмитирующим веществом катодов являются оксиды щелочноземельных металлов и чистый барий. Так как эти вещества обладают очень высокой химической активностью, на атмосферном воздухе они крайне неустойчивы и вступают в химическую взаимодействию с парами воды и углекислыми газом. По этому на керны катодов наносят не оксиды а суспензию карбонатов щелочноземельных металлов.

Для изготовления карбонатного покрытия применяются твердые растворы (смешанные кристаллы) карбонатов бария, стронция, и кальции.

Карбонаты стронция (SrCO3) и кальция (CaСO3) при нагревании в вакууме легко разлагаются и образуют тугоплавкие оксиды SrO и CaO, которые препятствуют спеканию оксидного слоя, повышают пористость и шероховатость, снижают коэффициент излучения и скорость испарения активного вещества катода. Это способствует повышению его рабочей температуры.

Карбонаты щелочноземельных металлов получают путем смешивания раствора азотно-кислых солей бария, стронция, кальция с раствором углекислого натрия или аммония:

{Ba, Sr Ca} (NO3)2 + Na2CO3 > v {Ba, Sr, Ca} CO3 + 2NaNO3.

При низких температурах осаждения образуются мелкие кристаллы сферической формы, а при высоких – крупные кристаллы игольчатой формы. Размер и форма кристаллов карбонатов определяет плотность или шероховатость эмиссионного покрытия. Кристаллы игольчатой формы обладают лучшими эмиссионными свойствами и образуют шероховатое покрытие. Однако повышенная шероховатость может быть причиной разрушения катодов вследствие возникновения высоких напряженностей поля на выступающих остриях покрытия. Для гладких и плотных покрытий используют мелкозернистые карбонаты со сферической структурой, дающие более плотную упаковку. Гладкие оксидные покрытия используются в малошумящих лампах, приборах СВЧ, в потенциалоскопах, высоковольтных ЭЛТ.

3.2.5 Нанесение оксидной покрытий

Так как у нас катод прямонакальный, оксидную покрытию наносим методом катафореза. Этим методом получают карбонатные покрытия высокой плотности (до 3 г/см3). В карбонатной суспензии на границе раздела карбонат – жидкая фаза ( смесь растворителей) происходит частичное растворение карбонатов и образование положительных ионов бария, стронция и кальция (Ba2+, Sr2+, Са2+). Эти ионы адсорбируются на частицах карбонатов, придают им положительный заряд и заставляют двигаться к отрицательному электроду где подключена наша керн и осаждаются на него.

Методом катафореза можно получать плотные гладкие однородные покрытия. Биндер служит не только связующим веществом но и стабилизатором катафорезной суспензии, он способствует повышению механической прочности покрытия.

В виду того, что процесс катафореза сопровождается побочным процессом электролиза, на катоде выделяется водород, в результате этого ухудшается прочность сцепления карбонатного покрытия с поверхностью керна катода. Уменьшить газовыделение можно путем импульсной подачи напряжения между катодом и анодом с кратковременной переменно полярности. Частицы карбонатов в десятки тысяч раз тяжелее отдельных ионов. При перемене на короткий промежуток времени потенциала они не изменяют направления своего движение, в то время как концентрация водорода у поверхности катода резко уменьшается. Для уменьшения интенсивности вредного процесса электролиза следует применять высокоомные суспензии, имеющие удельную электропроводность не более 10-8 Ом-1 • см-1.

3.2.6 Сушка

Нанесенную оксидную покрытию сушат в электрическом шкафу при 150 – 250оС. Во время сушки удаляется влага, легколетучие органические загрязнения, а также происходить разложение образовавшихся при осаждении бикарбонатов:

Ba(HCO3)2 -BaCO3 + H2O + CO2

Карбонаты, применяемые для изготовления плотных покрытий, дополнительно прокаливают при 480оС. Это предотвращает растрескивание покрытий в процессе вакуумной обработки катода, вызываемое структурными изменениями и усадкой непрокаленного карбоната в вакууме.

3.3 Изготовление сетки

3.3.1 Фотохимическая штамповка

В основе метода фотохимической штамповки лежит известный метод фотолитографии, которая основана на использовании необратимых фотохимических явлений, происходящих в нанесенном на подложки слое фоторезиста при его обработке ультрафиолетовым излучением через фотошаблон.

3.3.2 Нанесение фоточувствительного слоя

В настоящее время для нанесения фоторезиста наиболее широко применяется метод центрифугирования, так как при сравнительно несложном оборудовании он позволяет создавать слои с неравномерностью толщины по площади подложки в пределах ±10%. Используем позитивный фоторезист марки ФП-9120-1. Предназначены для применения в фотолитографических процессах контактного и проекционного экспонирования в производстве интегральных схем, полупроводниковых приборов. Фоторезисты серии ФП-9120 являются аналогами по применению фоторезистов ФП-383, ФП-10, ФП-051Ку, Microposit S1813 G2. Возможен выпуск любой модификации, обеспечивающей толщину пленок от 0,5 до 3,5 мкм и окрашенных форм ФП-9120-2-К, ФП-9120-Ш. Скорость вращения 3000 об/мин, время вращения центрифуги 60 с.

3.3.3 Сушка

Операцией, завершающей формирование слоя фоторезиста, является сушка. Первоначальная сушка – отвердение пленки происходит непосредственно в процессе ее нанесения. Для окончательного удаления растворителя из слоя фоторезиста его просушивают. При этом уплотняется молекулярная структура слоя, уменьшаются внутренние напряжения, и повышается адгезия к подложке. Неполное удаление растворителя из слоя фоторезиста снижает его кислотостойкость. Для удаления растворителя подложки нагревают до температуры, примерно равной 97±3 °С в течение 40 мин. Используют конвекционную сушку.

3.3.4 Совмещения и Экспонирования

Совмещение и экспонирование являются наиболее ответственными операциями процесса фотолитографии. Точность полученного в процессе фотолитографии топологического рисунка в первую очередь определяется прецизионностью процесса совмещения. Передача изображения с фотошаблона на подложку должна выполняться с точностью до десятых долей минимального размера элемента, поэтому процессы совмещения и экспонирования проводят на одном рабочем месте одновременно на одной установке, не допуская даже малой вибрации фотошаблона и подложки. Время совмещения и экспонирования составляет 1-2 мин.

3.3.5 Проявление рисунка

Проявление заключается в удалении в зависимости от использованного типа фоторезиста экспонированных или неэкспонированных участков, в результате чего на поверхности подложек остается защитный рельеф – фоторезистивная маска требуемой конфигурации. Для проявления позитивных фоторезистов используют слабые водные и водно-глицериновые растворы щелочей: 0.6 %-ный водный раствор КОН. Время проявления 30-60 сек.

3.3.6 Задубливание

Задубливание осуществляют термическим способом. Задубливание при 120 0С в течение 20 мин.

3.3.7 Травление (Ni)

Для травление Ni-листа используем метод плазмохимического травления

3.3.8 Удаление задубленного фоточувствительного слоя

Удаление защитного рельефа можно осуществить следующими способами: механическим, химическим, термическим и плазменным. Способ удаления фоторезиста должен обеспечивать не только быстрое и качественное удаление, но и не оказывать влияния на размещенные тонкопленочные электроды. Пленка удаляется обработкой в нагретом до (60-80) °С, N-диметилформамиде или в смеси его с 5% триэтаноламином.

3.4 Изготовление плоской ножки прибора

Плоской ножной называется конструктивный элемент, через который осуществляется электрическая связь внутренних электродов прибора с элементами внешней электрической схемы.

Заготовками для штамповки плоских ножек является металлические вводы, стеклянные бусы или кольца и стеклянный штеньгель.

Плоские ножки изготовляют на стационарных прессах или полуавтоматических многопозиционных карусельных машинах. Во всех случаях заготовки загружают в матрицу пресс-формы. Стекло нагревается пламенем горелки до пластического состояния, затем его штампуют в закрытой пресс-форме, нижним формующим инструментом которой является матрица, а верхним – пуансон ( при этом матрица и пуансон синхронно вращаются вокруг своей оси).

3.5 Экранирующий электрод

3.5.1 Вырубка

Вырубка – операция получения плоских деталей отделением материала от заготовки по замкнутому контуру.

3.5.2 Пробивка

Пробивка – операция получения различных по форме и размерам отверстий.

3.6 Изготовление стеклянного баллона индикатора

3.6.1 Выдувание колбы из жидкой стекломассы

Механизированное изготовление стеклянных колб электровакуумных приборов производится путем: выдуванием колб из жидкой стекломассы на специальных высокопроизводительных колбовыдувных автоматах. Колбы, полученные этим методом подвергаются в отдельных случаях ряду дополнительных операций. Колбы этого типа должны иметь весьма точный размер по внутреннему диаметру. Это достигается их калибровкой. К колбам после операции калибровки приваривается штенгель, через, который впоследствии осуществляется откачка воздуха.

Автоматическое выдувание производится на колбовыдувном автомате ВК- 24, представляющим собой вращающеюся карусель с 24- выдувными трубками и вращающимися фирмами.

Всасывающая головка вакуумного питателя под действием вакуума отбирает каплю стекла из стекловаренной печи. Излишек стекломассы обрезается ножом и капле стекла придается форма баночки. Затем салазки вакуумного питателя перемещаются по наклонной направляющей к колбовыдувной машине. При этом всасывающая головка с набранной стекломассой- баночкой устанавливается над мундштуком- формой одной из позиций автомата. В это время воздушно- вакуумный клапан перекрывает линию вакуума и открывает доступ сжатого воздуха в наборную головку. Сжатый воздух выталкивает стекломассу – баночку из наборной головки, и она попадает в мундштук-форму. Поддув воздуха в мундштуки и вращение мундштуков и карусели способствуют формованию изделия из стекломассы и приданию ей требуемой формы

Химическая очистка стекла

С целью обезжиривания стеклянный баллон опускаем в 5%-ный водный раствор перекиси водорода (Н2О2), добавив достаточное количество аммиачного водного раствора (NH4OH), чтобы довести рН до 11.

Если на баллоне есть металлические налеты, то обрабатываем в растворе муравьиной кислоты, пероксида водорода и аммиака в соотношении (1:1:1)

После обезжиривания деталь промываем в дистиллированной воде, затем можем промыть в ацетоне для более быстрого высыхания.

3.7 Сборка

Все детали лампы отправляются на сборку, после чего происходит заварка ножки с колбой.

Анод, катод, экран крепятся на слюдяном изоляторе с помощью ушек. Газопоглотитель крепится на наружной стороне экрана, методом точечной сварки. Внутренняя арматура и выводы также крепятся с помощью точечной сварки и проволоки.

3.8 Заварка

Заваркой называется операция окончательной оболочки ЭВП перед ее вакуумной обработкой. Заварка ножки – операция герметичного соединения сборочной ножки с колбой. После заварки образуется оболочка электровакуумного прибора, внутри которой находится арматура. В нашем случае используем заварку газовым пламенем. Сначала размягчим стекло ножки и колбы в месте заварки. Колбу обогреваем мягким газовым пламенем, затем жестким огнем газовоздушных или газокислородных горелок. Под действием собственной массы и сил поверхностного натяжения размягченный шов в течение секунд принимает требуемую форму. Качество и форма шва сильно зависит от направления и интенсивности пламени горелки. В процессе заварки жесткое газокислородные пламя должно быть направленно по касательной к окружности ножки, тогда уменьшается вероятность перегрева и окисления деталей арматуры прибора и предотвращается проникновение внутрь прибора водяных паров, образующихся при сгорании газа. Детали арматуры не должны соприкасаться с газовым пламенем.

3.9 ВТО

Вакуумная обработка прибора служит для создания в приборе высокого вакуума, обеспечения условий, исключающих ухудшение вакуума в процессе хранения и эксплуатации прибора, и придания катоду способности эмитировать электроны. На первом этапе вакуумной обработки происходит откачка атмосферного воздуха из объема прибора и из вакуумной системы. На втором этапе вакуумной обработки происходит обезгаживание оболочки, покрытий и арматуры прибора. На третьем этапе вакуумной обработки продолжается удаление газов и паров из деталей и объема прибора, снижается суммарное давление остаточных газов в приборе.

3.10 Тренировка прибора

Тренировкой называется заключительная технологическая операция изготовления прибора, когда между электродами подают напряжения, обеспечивающие улучшение и стабилизацию параметров, повышение надежности и долговечности прибора.

Тренировка обычно состоит из нескольких этапов. Первый этап – стабилизация параметров и характеристик прибора. Катод нагревают до температуры на 10 – 20% выше рабочей температуры, а на электроды прибора подаются экспериментально подобранные положительные относительно катода потенциалы. При этом происходит интенсивный отбор с катода, вызывающий электронную бомбардировку электродов прибора и их обезгаживание; диссоциацию и ионизацию молекул остаточных газов быстролетящими электронами.

Процесс превращения нейтральных молекул остаточных газов в ионы и диссоциированные атомы с последующим поглощением их газопоглотителем, сопровождающийся улучшением вакуума в приборе, называется жестчением остаточных газов. Жестчение остаточных газов приводит к повышению вакуума в приборе практически на один два порядка.

Иногда применяют этап – активный прогон приборов при подаче на электроды предельно допустимых рабочих напряжений. Это позволяет провести окончательную стабилизацию параметров и характеристик приборов и отбраковать потенциально ненадежные приборы.

4. Расчет материального баланса

Анодная плата

Название операции

Приход

Ок.брак

Исп.брак

Уход

Примечание

%

шт

%

шт

1

Резка керамической подложки на заготовку

918

2

18

900

2

Получение сегментов и отверс-й для выводов

900

900

3

Химическая очистка

900

1

9

900

3

4

Нанесение токопровод. Покрытий

900

1,5

14

900

3

5

Высушивание и взжигание пасты

900

900

6

Нанесение люминофорной пасты

900

1,5

14

900

3

7

Высуш-е люминофор-й пасты

900

900

Катод

Название операции

Приход

Ок.брак

Исп.брак

Уход

Примечание

%

шт

%

шт

1

Химическая обработка проволоки

909

0,5

4

905

2

Термическая обработка проволоки

905

905

3

Колибровка по диаметру проволоки

905

905

4

Приготовление карбонатной суспензии

905

905

5

Нанесение покрытий

905

0,5

5

900

6

Сушка

900

900

Сетка

Название операции

Приход

Ок.брак

Исп.брак

Уход

Примечание

%

шт

%

шт

1

Химическая обработка поверхности Ni листа

909

0,5

5

909

1

2

Нанесение фоторезиста

909

0,5

5

909

8

3

Сушка

909

909

4

Экспонирования

909

909

5

Проявление

909

0,5

5

909

8

6

Задубливание

909

909

7

Травление (Ni)

909

1

9

900

8

Удаление задубл. фоторезиста

900

900

9

Обрезка на нужные размеры

900

900

Плоская ножка

Название операции

Приход

Ок.брак

Исп.брак

Уход

Примечание

%

шт

%

шт

1

Хим.очистка коваровых выводов

900

900

2

Черновое окисление в смеси кислот

900

900

3

Отжиг во влажном H2

900

900

4

Образование плоской тарелочки

900

900

5

Впаивание вводов стекло

900

900

Экранирующий электрод

Название операции

Приход

Ок.брак

Исп.брак

Уход

Примечание

%

шт

%

шт

1

Резка металлического листа на заготовки

900

900

2

Пробивка

900

900

3

Вырубка

900

900

4

Очистка поверхности

900

900

Колба

Название операции

Приход

Ок.брак

Исп.брак

Уход

Примечание

%

шт

%

шт

1

Выдувание колб из жидкой стекломассы

900

900

2

Хим.очистка стекла

900

900

Сборка

Название операции

Приход

Ок.брак

Исп.брак

Уход

Примечание

%

шт

%

шт

1

Сборка 1 и 2-ой узел

900

900

Заварка

Название операции

Приход

Ок.брак

Исп.брак

Уход

Примечание

%

шт

%

шт

1

Наполнение колбы инертным газом

900

900

2

Предварит. подогрев ножки и колбы

900

900

3

Сварка

900

900

4

Отжиг и контр.зав.оболочки

900

900

ВТО

Название операции

Приход

Ок.брак

Исп.брак

Уход

Примечание

%

шт

%

шт

1

Откачка газов и паров из объема

900

900

2

Обезгаж.обол.

вн.покрытия ме детали внутренней арматуры и газопогл.

900

900

3

Активировка или сенсибил.

катода

900

900

4

Герметизация прибора

900

900

5

Отпой штенгеля

900

900

Тренировка

Название операции

Приход

Ок.брак

Исп.брак

Уход

Примечание

%

шт

%

шт

1

Тренировка прибора

900

900

5. Расчет материального баланса деталей

Анодная плата

Проверка:

N0= Nсм+У Ni•вi

918 = 900 + 18 = 918

= 0,985 • 0,985 • 0,98 = 0,95 %

Катод

Сетка

6. Ведомость потребного технологического оборудования

Операция

Вид, марка, тип оборуд.

Произв-сть или норма выработки

Сменная программа,

шт./см

Расч. кол-во оборуд.

Принятое кол-во оборуд.

Кисп

Резка подложек на заготовки

Полностью автоматическая установка скрайбирования и разделения DM-8150

64 шт./ч

900

1,76

2

0,88

Получение сегментов и отверстий для выводов

Многоцелевой вертикально-фрезерный обрабатывающий центр с ЧПУ YONGDA-3020

900

Очистка подложек/ химическая обработка проволоки/химическая очистка стеклянных колб

Установка химической обработки «Лада-1»

200 шт/ч

3605

2,25

3

0,75

Калибровка проволоки по диаметру

Машина тонкого волочения PRO20D/22D/24D

Выдувание колбы

Нанесение фоторезиста/

проявление

SEMI AUTO SPIN-5000A

150 шт./ч

1818

1,51

2

0,76

Сушка/

задубливание

Установка сушки и задубливания УСЗФ-153А

40 шт./ч

20 шт./ч

1818

3

6

9

0,95

Совмещение и экспонир-е

MDA-80FA

100 шт./ч

909

1,14

2

0,57

Травление Ni

Платформа Vision RIE

120 шт./ч

900

0,94

1

0,94

Удаление фоторезиста

МВУ ТМ ПЛАЗМА 04

80 шт./ч

900

1,41

2

0,7

Нанесение токопроводящих дорожек/люминофорного покрытия

Установка трафаретной печати AurelС900

2600 шт./ч

1800

0,09

1

0,09

Вжигание

Конвейерная печь вжиганияBTUTFFII

818 шт./ч

900

0,14

1

0,14

Сборка

Монтажный стол WB 811 ESD

20 шт./ч

900

5,63

6

0,94

Заварка

Установка заварки приборов полуавтоматическая И4.022.0083

12 шт/ч

900

9,38

10

0,94

ВТО

Пост откачной высоковакуумный «Пост-2»

2 шт./ч

900

56,25

57

0,99

7. Список используемого оборудования

7.1 Полностью автоматическая установка скрайбирования и разделения DM-8150

Внешний вид:

Назначение: Установка предназначена для скрайбирования и разделения различных подложек (пластины, керамика, чувствительные компоненты и т.д.) и обладает высокой точностью, производительностью и повторяемостью. Установка проста в использовании и обслуживании.

Технические характеристики:

Высокая производительность:

– скорость перемещения по X-Y до 250 мм/сек.,

– производительность до 8 пластин в час,

Особенности процесса:

– контроль усилия резки,

– линейные двигатели с энкодорами,

– отсутствие сколов на поверхности при обработке III-IV материалов,

– гранитное основание,

– запатентованный режущий инструмент,

– макс. размер пластин до 12” ,

– моторизованный фокус и увеличение,

– промышленный ПК, монитор, сенсорная панель,

– дружественный интерфейс пользователя,

– 3D трекбол управления,

– простота программирования,

Режимы процесса:

– непрерывное скрайбирование,

– прерывистое,

– скрайбирование по кромке и др.,

Материалы:

– материалы III-IV группы,

– кремниевые пластины,

– керамика,

– стекло,

Технические требования:

– электропитание 220 В, 50-60 Гц,

– вакуум 0,7 бар, 12 л/мин.,

– пневмопитание 6 бар, 25 л/мин.,

– габаритные размеры 1200х1200х1560 мм,

– вес 700 кг

Сменная производительность: 64 пластины

7.2 Многоцелевой вертикально-фрезерный обрабатывающий центр с ЧПУ YONGDA-3020

Внешний вид:

Назначение: Многоцелевой вертикально-фрезерный станок с ЧПУ является обрабатывающим центром. Благодаря наличию ЧПУ может обрабатывать такие материалы, как мрамор, гранит, керамика, стекло, даже сталь.

Технические характеристики:

Технические данные

YD-3020

Ход по оси X (мм)

1000

Ход по оси Y (мм)

960

Ход по оси Z (мм)

150

Мощность электродвигателя (кВт)

11

Скорость вращения резца шпинделя (об/мин)

1-10000

Тип автоматической смены инструмента

ISO-40

Инструментальный склад (шт)

10R+10R

Вакуумный насос (мі/ч)

50

Мак.рабочая толщина

300

Автоматическая система централизованной смазки

Смазка

Нажатие кнопки с электронным маховиком

EHDW-BA6S-IM

Потребление воды (л/мин)

40

Давление воздуха (Бар)

8

Общая мощность (кВт)

13

Размеры (м)

5.2Ч3.2Ч2.7

Вес (кг)

4,000

7.3 Установка химической обработки «Лада-1»

Внешний вид:

Назначение: Установка предназначена для химической обработки.

Особенности: Автоматическая дозированная подача реактивов в ванны из блока химической подготовки растворов.

Групповая кассетная обработка пластин.

Химическая очистка и промывка пластин в автоматическом режиме.

Управление технологическим процессом от ЭВМ.

Контроль текущего состояния задаваемых технологических параметров.

Конструктивные материалы установки обеспечивают работу в помещениях класса 10.

Станина установки выполнена из полипропилена, ванны и проточные части, контактирующие с реагентами и деионизованной водой, выполнены из тефлона, нагреватель имеет кварцевый корте.

Состав установки: Технологический модуль изменяемой конфигурации, содержащий ванны для химической очистки, стоп-ванну, ванны финишной промывки.

Блок питания нагревателей химических ванн.

Панель управления.

Технические характеристики:

Количество одновременно обрабатываемых пластин, шт

50

Диапазон регулирования температуры реагентов в химической ванне, оС

((50-160)±2

Время быстрого слива из стоп – ванны, с

менее 5

Мощность нагревателей в химических ваннах,кВт

1,8

Потребляемая мощность,кВ

не более 6

Сеть переменного тока

380/220В,50Гц

Длительность 1 цикла обработки: 15 мин

Производительность: 200 шт/ч

Сменная производительность: 1600 шт

7.4 Машина тонкого волочения PRO20D/22D/24D

Внешний вид:

Назначение: обработка металлов давлением, при которой изделия (заготовки) круглого или фасонного профиля (поперечного сечения) протягиваются через отверстие, сечение которого меньше сечения заготовки. В результате поперечные размеры изделия уменьшаются, а длина увеличивается.

Основные технические параметры:

Модель машины

20D

22D

24D

Входящий диаметр, мм

0,15-0,4

0,6-1,2

0,5-1,0

Диаметр на выходе, мм

0,05-0,12

0,1-1,2

0,08-1,0

Скорость линии, м/мин

2000

2000

2000

Максимальное количество фильер, шт

20

22

24

Коэффициент проскальзывания, %

10,5

15

13

Коэффициент проскальзывания чистового бандажного ролика, %

6

8

8

Бандажные ролики

с керамическим напылением

с керамическим напылением

с керамическим напылением

Диаметр бандажных роликов, мм

120

159

194

Корпус

литой чугун

литой чугун

литой чугун

Основной двигатель

3,7 кВт Трехфазный индукторный двигатель

11кВт Трехфазный индукторный двигатель

11кВт Трехфазный индукторный двигатель

Двигатель намотки

2,2кВт Трехфазный индукторный двигатель

3,7 кВт Трехфазный индукторный двигатель

3,7 кВт Трехфазный индукторный двигатель

Система контроля

ПИД

ПИД

ПИД

инвертор

двойной инвертор

двойной инвертор

двойной инвертор

Тип передачи

плоский ремень

плоский ремень

плоский ремень

Приводной блок

плоский ремень + привод синхронизации

плоский ремень + привод синхронизации

плоский ремень + привод синхронизации

Контроллер натяжения

пневмоцилиндр

пневмоцилиндр

пневмоцилиндр

Система смазки

распылением

распылением

Диаметры катушек, мм

250

300

300

Масса катушки с проводом

30

50-60

50-60

Тип загрузки и разгрузки катушек

с валом

с валом

с валом

Питание, В

380

380

380

Тормоза

магнитные

магнитные

магнитные

Габариты машины, мм

1900*1350*1750

2050*1600*1900

2050*1600*1900

Вес машины, кг

1900

1900

1900

7.5 Установка заварки приборов полуавтоматическая И4.022.0083

Внешний вид:

Назначение: Предназначена для заварки анодного и катодного торцевых узлов с баллоном и тарелочкой капилляра излучателей HE-NEлазеров огнями газокислородных горелок.

Технические характеристики:

Производительность

10-12 заварок/ч

Размеры обрабатываемых изделий, мм:

длина

230 – 500

диаметр

23 – 30

Наибольшее время отжига

10мин

Применяемая энергетика

~380/220 В, газ, кислород, азот, сжатый воздух

Потребляемая мощность

5 кВт

Габаритные размеры

1600x870x2120 мм

Масса

700 кг

7.6 Полуавтоматическая напольная установка SEMI AUTO SPIN -5000A, Midas System Co., Korea

Внешний вид:

Назначение: полуавтоматическая напольная установка SEMI AUTO SPIN -5000A предназначена для нанесения/ проявления фоторезиста.

Технические характеристики:

Параметр

Значение

Размер подложки, мм

50,100,150,200

Количество обрабатываемых пластин, шт./ч

до 150

Скорость вращения, об/мин

до 4000

Управление:

20 рецептов х 20 шагов (цифровое программирование)

Мотор/ корпус:

АС сервомотор/ нержавеющая сталь

Вакуумный прижим:

Анодированный алюминий (точная полировка)

Электропитание:

220 В, 20 А

Сменная производительность: 1200 шт

7.7 Установка сушки и задубливания УСЗФ-153A, НИИ полупроводникового машиностроения, Россия

Внешний вид:

Назначение: сушка резиста на шаблонных подложках после операции нанесения фоторезиста и задубливания резиста после операции проявления

Особенности оборудования:

1. Обработка подложек по принципу «из кассеты в кассету»;

2. Индивидуальная сушка и задубливание резиста на шаблонных подложках на “горячей плите”;

3. Выгрузка подложек из кассеты, перенос в камеру, сушка (задубливание) и загрузка обработанных подложек в приемную кассету осуществляется автоматически по заданной программе, перед загрузкой в приемную кассету подложка охлаждается газообразным азотом;

4. Многоуровневая система управления установкой позволяет проводить непрерывный мониторинг технологических параметров и осуществлять диагностику механизмов и систем;

5. Информация о режимах обработки (время, Т ° С) отображается на экране дисплея;

6. Возможно исполнение установки в упрощенном ручном варианте;

7. Установка соответствует требованиям эксплуатации в помещениях класса Р(10)100 («чистое помещение» класса 5 ИСО по ГОСТ Р ИСО 14644-1-2000).

Технические характеристики:

Параметр

Значение

Размер обрабатываемых шаблонных подложек, мм

50, 100, 150, 200 мм

Количество подложек в кассете, шт.

20

Диапазон задания температуры сушки и задубливания, ° С

60 ч 200

Диапазон времени обработки, с

10 ч 999

Равномерность распределения температуры на плите, ° С

± 1

Точность поддержания температуры на “горячей плите”, ° С

± 0,5

Мощность потребляемая установкой, кВт

2

Сеть переменного тока, В

220

Частота, Гц

50

Габаритные размеры установки (LxBxH), мм

1200х870х1130

Расчет производительности:

Время обработки одной партии:

Сушка 30 мин

Производительность сушки: 40 шт./ч

Сменная производительность сушки: 320 деталей

Задубливание 60 мин

Производительность задубливания: 20 шт./ч

Сменная производительность задубливания: 160 деталей

7.8 Установка совмещения и экспонирования MDA-80FA, Midas System Co., Korea

Внешний вид:

Назначение: установка предназначена для совмещения фотошаблона и экспонирования фоторезиста в процессе фотолитографии.

Технические характеристики:

Параметр

Значение

Мощность лампы

УФ источник света с мощностью 500 Вт с контролем интенсивности и мощности излучения.

Разрешение

менее 2 микрон, жесткий контакт

Однородность пучка

< 3%

Размер однородного пучка излучения

6,25 х 6,25 дюймов

Интенсивность излучения при длине волны 365 нм

Максимальная 15-20 мВт/см2(i-line),

Максимальная 20-30 мВт/см2(g-, h-, и i-line)

Регулируемое время экспонирования

0,1 to 999,9 сек с шагом 100 мс

Точность совмещения

1 микрон

Регулировка при совмещении (зазор)

от 20 до 200 мкм.

Точности при предварительном совмещении

50 мкм

Автоматическое совмещение

Наличие

Ручное совмещение

Наличие

Оптическое зрение

Микроскоп двойного поля (увеличение регулируется), CCD камера, монитор

Моторизованный столик и совмещение

Столик с моторизацией по осям X,Y,Z Theta

Модуль совмещения с возможностью перемещения по осям х,у,z (по z ± 5 мм) и по углу и (± 5°)

Выравнивание

Компенсация ошибки клина

автоматическое определение края – датчик давления)

Методы экспонирования

Мягкий контакт, экспонирование с микрозазором (регулируемое 20 – 200 мкм с помощью системы на базе ПО) , жесткий контакт

Размер пластин

150 мм, 200 мм.

Производительность

100 пластин в час.

Электропитание

220 В, 30 А, 1 фаза.

Монитор

17 дюймов с точскрином

Сменная производительность: 800 шт

7.9 Установка плазмохимического травления Vision RIE, Advanced Vacuum, Sweden

Внешний вид:

Назначение: платформа позволяет проводить травление следующих материалов:

· AlGaN/GaN, AlGaAs/GaAs, InGaAlP, InAlAs, InGaAsP

· GaAs, GaSb, GaN, InSb, InP, Deep GaP, ZnSe

· Ta2O5, Al2O3, Bi2Te3, ITO, LiNbO3, PZT, GST, PbSe, SiC

· Al, Au, Cr, Cu, Mo, Ni, Nb, NiCr, Pt, Ta, Ti

· BCB, Diamond, Polyimide, PMMA, PDMS, PR

· Si (cryo etch, HBr etch, C4F8-SF6 etch)

· и других (по запросу).

Платформа Vision выполнена на базе современной концепции построения технологического оборудования. В системе широко используются интерфейсы DeviceNet и EtherNet, система управления реализована на базе промышленного контроллера (PLC). Панель контроля позволяет управлять установкой по нажатию одной кнопки для ранее заложенных процессов: загрузка/выгрузка пластины, старт/стоп процесса, очистка камеры, откачка камеры и других. Четырехцветная сигнальная башня служит для мониторинга статуса установки в производственном помещении.

Технические характеристики:

Параметр

Значение

Температура процесса

+5..+40С

Другие варианты по запросу

Вакуумная камера

Прогреваемая

Тип прижима

Механический с гелиевым охлаждением. Электростатический по запросу

Вакуумный насос

ТМН 450 л/с + фор-насос 100 м3/час

Другие насосы по запросу

Генератор

RIE 600Вт, 13.56МГц

Количество газовых линий

До 10

Загрузка образцов

30х50,20х100,15х150,10х200 мм, возможность работы с осколками

Производительность

120 шт./ч

Тип EPD

Оптический спектрометр OES, оптический интерферометр OEI или лазерный интерферометр LEI

Габариты установки

730Ч930Ч1172 (2147) мм (газовый шкаф на каркасе)

Сменная производительность: 960 деталей

7.10 Малогабаритная установка плазмохимической очистки, удаления фоторезиста и стерилизации МВУ ТМ ПЛАЗМА 04, ОАО НИИ ТМ, Россия

Внешний вид:

Назначение: удаление фоторезиста и очистка от оргнических примесей на пластинах, а также стерилизация медицинских, в том числе термолабильных инструментов и материалов.

Технические характеристики:

Параметр

Значение

Размер обрабатываемых шаблонных подложек, мм

100,200

Количество подложек в кассете, шт.

20

Рабочие газы:

Кислород, азот

Диапазон рабочих давлений, Па

10-500

Потребляемая мощность:

4,5 кВт

Площадь одной установки:

2,5м2

Система откачки:

форвакуумная

Система управления:

микропроцессорная

Расчет производительности:

Продолжительность одного цикла обработки: 15 минут

Количество циклов в час: 4 цикла

Производительность: 20*4=80 шт./ч

За 8-ми часовую смену: 640 шт

7.11 Установка трафаретной печати Aurel C900, Italy

Внешний вид:

Назначение: Установка трафаретной печати модели Aurel C900 – высокоточный и надежный полуавтоматический принтер, который не требует повторных регулировок в процессе работы. Модель создана специально для производства толстопленочных гибридных схем и работы с сырой LTCC/HTCC керамикой. Система машинного зрения позволяет использовать в качестве реперной точки любую деталь заготовки (например, отверстие) для обеспечения привязки слоя металлизации к геометрии каждого изделия.

Особенности оборудования:

1. Цифровой контроль скорости и давления, раздельные индикаторы давления левой и правой стороны ракеля для более точной регулировки

2. Автоматический выдвижной стол, возможность установки сменных рабочих столов (универсальных или заказных)

3. Большая зона печати

4. Рабочий стол с точной настройкой по X-Y Тета для точного расположения подложек.

5. Фиксация подложек с использованием вакуума.

6. Все перемещения производятся по линейным шаровым направляющим, обеспечивая высокую точность.

7. Высокоточная головка печати с микрометрической настройкой верхнего и нижнего положения останова.

8. Модуль заполнения переходных отверстий методом прососа

9. Универсальный вакуумный рабочий стол из пористой стали

10. Встроенные вакуумные насосы для сильного и слабого вакуума

11. Возможность дооснащения до полностью автоматического варианта машинного зрения с системой совмещения.

Технические характеристики:

Параметр

Значение

Максимальная зона печати

350 х 400 мм

Максимальный размер подложки

450 х 450 мм

Максимальная производительность

200шт./час

Стандартный размер рамки

540 х 540 мм,

Воспроизводимость позиционирования

± 0.01 мм

Параллельность ракеля и трафарета

± 0.02 на 100 мм

Диапазон подстроек по X, Y

± 25 мм

Регулировка высоты трафарета по Z

± 10 мм

Регулировка по углу поворота

± 5°

Ход ракеля

программируемый, 50…400 мм

Скорость ракеля

программируемая, 0…250 мм/с

Давление ракеля

программируемое, 0…20 кг

Питание

220 В / 50 Гц, 3А

Сжатый воздух

6 Бар, 150 л/мин

Производительность: 2600 (30*11 мм) шт./ч

Сменная: 20800 (30*11 мм) шт

7.12 Конвейерная печь вжигания BTU TFF II, BTU, USA

Внешний вид:

Назначение: Печь серии FastFire применяется при производстве толстоплёночных ГИС, пассивных компонентов, прецизионных резисторов, клемм и многих других изделий. Печи серии FastFire являются энергосберегающими, поскольку рабочая зона приспособлена к быстрому разогреву и остыванию.

Печи этой серии обеспечивают отличное распределение потоков газа внутри рабочей зоны, что способствует скорейшему выводу связующих веществ (например, при вжигании толстых плёнок), а также оборудованы прецизионной системой задатчика температуры. В добавок к стандартной конфигурации (для работы в среде обычной атмосферы) FastFire может поставляться в исполнении для азотной среды (вжигания в инертной среде).

Технические характеристики:

Параметр

Значение

Параметр

FF II 9 inch

Максимальная температура процесса

1050 0С

Равномерность температуры

1-2 0С

Среда процесса

Воздух, азот, кислород

Скорость конвейера

25…1560 мм/мин

Ширина конвейера

230 мм

Количество зон нагрева

от 7

Охлаждаемая зона

от 610 мм

Габаритные размеры

от 5800 мм

Расчет производительности:

Скорость процесса: 150 мм/мин

Производительность: 9000 мм/ч или 818 шт./ч

За 8-ми часовую смену: 6544 деталей

7.13 Монажный стол Treston WB 811 ESD, Finland

Внешний вид:

Назначение: антистатические монтажные столы серии WB были разработаны для применения на сборочном производстве. Регулировка по высоте с помощью торцевого ключа, электромотора или убираемой ручки позволяют оператору работать как сидя, так и стоя, причем большая глубина столешницы и широкий выбор аксессуаров обеспечивают хороший доступ к ним.

Особенности оборудования:

1. Габаритные размеры стола, мм: 800х1073

2. Ручная регулировка высоты столешницы

3. Высота столешницы может регулироваться в пределах от 700 до 1200 мм.

4. Подъем столешницы от самого низкого до самого высокого положения с помощью электромотора занимает всего 19 секунд.

5. С помощью регулируемых по высоте ножек стол серии WB может быть устойчивым даже на неровном полу.

6. Во всех случаях система регулировки выполнена из фиксируемых алюминиевых профилей, формирующих прочный, жесткий каркас.

7. Стальные части каркаса имеют эпоксидно- порошковое покрытие светло-серого цвета (RAL 7035).

8. Столешница толщиной 25 мм ламинирована износостойким покрытием.

9. Допустимая статическая нагрузка 200 – 250 кг.

Расчет производительности:

Время на сборку 1 прибора: 5 мин

Производительность: 20шт/ч

Сменная производительность: 160 изделий

7.14 Пост откачной высоковакуумный «Пост-2», ЗАО НПП «НИТИ-Наука», Россия

Внешний вид:

Назначение: предназначена для обезгаживания, вакууммирования и герметизации электровакуумных приборов.

Особенности оборудования: откачка приборов производится безмасляными средствами откачки. При обезгаживании и вакууммировании приборов обеспечивается отсутствие паров масла и др. органических загрязнений в системе откачки.

Технические характеристики:

Параметр

Значение

Предельный вакуум, Па

1.33·10-7

Время достижения предельного вакуума, ч

не более 24

Натекание атмосферы, Вт

не более 6·10-10

Температура нагрева печей, °С

до 300

Точность поддержания температуры, °С

±5

Средства откачки

Цеолитовые и магниторазрядный

насосы

Количество рабочих камер, шт

2

Рабочий объем печей, мм

диаметр

130

высота

180

Максимальная потребляемая электрическая мощность, кВА

не более 6

Расчет производительности:

Время одного цикла: 60 минут

Производительность: 2 шт./ч

Сменная производительность: 16 изделий

Кирилл Кузнецов
Кирилл Кузнецов
Окончил факультет вычислительных систем ТУСУР. По специальности работаю три года. В свободное время занимаюсь репетиторством, беру на дополнительные занятия школьников, а также сотрудничаю с компанией «Диплом777». Беру работы по радиоэлектронике и связям цифровых приборов.
Поделиться курсовой работой:
Поделиться в telegram
Поделиться в whatsapp
Поделиться в skype
Поделиться в vk
Поделиться в odnoklassniki
Поделиться в facebook
Поделиться в twitter
Похожие статьи
Раздаточный материал для дипломной работы образец

Когда студент выходит на защиту перед экзаменационной комиссией, ему требуется подготовить все необходимые материалы, которые могут повысить шансы на получение высокого балла. Один из таких

Читать полностью ➜
Задание на дипломную работу образец заполнения

Дипломная — это своеобразная заключительная работа, которая демонстрирует все приобретенные студентом знания во время обучения в определенном вузе. В зависимости от специализации к исследовательским работам

Читать полностью ➜