Расчет и проектирование электронно-оптической аппаратуры
В промышленно-развитых странах широко используют нетрадиционные для машиностроения и приборостроения технологические процессы, основанные на воздействии высокоэнергетичных частиц и электромагнитных полей на обрабатываемый материал. Особенность такого воздействия заключается в том, что, применяя в качестве инструмента электронные, ионные, атомарные и молекулярные пучки, газоразрядную плазму, рентгеновские и оптические лучи, а также электрические и магнитные поля, можно выполнять обработку разнообразных изделий с размерами порядка микрометра и даже нескольких нанометров. Реализующее такие технологические процессы оборудование отличается высочайшими показателями плавности и точности перемещения исполнительных механизмов, безотказностью и долговечностью их работы, причем часто в экстремальных условиях сверхвысокого вакуума, повышенных температур и отсутствия смазочного материала. Использование в качестве технологической среды очищенных инертных и химически активных газов, высокого и сверхвысокого вакуума, а также атмосферы чистых производственных помещений гарантирует бездефектность и однородность обрабатываемых материалов, воспроизводимость параметров и высокое качество изделий, производственную и экологическую безопасность. Возможность вести обработку на уровне атомарных и молекулярных слоев позволяет дозированно изменять свойства приповерхностных слоев, проводить сверхточные измерения геометрических размеров, структуры, состава и свойств материалов, полуфабрикатов и готовых изделий. Контроль режимов обработки электронными, ионными и другими пучками, возможность их регулирования непосредственно во время проведения операции позволяют быстро оптимизировать параметры технологического процесса и осуществлять его автоматизацию.
Электронная техника является основой создания и развития информационных технологий и вычислительной техники, на которых базируются системы автоматизированного проектирования, измерения и диагностики параметров технологических процессов и оборудования, микропроцессорные системы автоматического управления и т.д.
В электронном машиностроении необходимость в системах автоматического управления вызвана как физическими ограничениями человека по чувствительности, быстроте принятия решения и другим показателям, так и все более возрастающей необходимостью исключения его из непосредственного контакта с обрабатываемыми изделиями, так как он является источником дополнительных дефектов.
Таким образом, электронное машиностроение - это область науки и техники, занимающаяся изучением физических явлений, исследованием и разработкой технологических процессов, оборудования и систем управления для производства электровакуумных и полупроводниковых приборов, интегральных микросхем, печатных плат, радиокомпонентов и других изделий электронной техники.
"Отраслевая" принадлежность данного раздела машиностроения связана со специфичностью методов технологического воздействия на обрабатываемые изделия и соответствующего оборудования. Например, детали кинескопа или микросхемы нельзя изготовить с помощью токарного или фрезерного станка, для этого нужны более "тонкий" инструмент и более "чистое" оборудование, например, вакуумное. С другой стороны, чтобы изготовить технологическое оборудование для электронного машиностроения, нужны практически такие же материалы и методы обработки, как и в традиционном машиностроении
Электронное машиностроение как отрасль промышленности - это концентрация научно-исследовательских учреждений, имеющих опытное производство, и серийных заводов с собственными конструкторскими бюро, ведущих разнообразную деятельность исследование и создание источников электронных, ионных, атомарных и молекулярных пучков, станков, агрегатов и автоматических линий для шлифования полупроводниковых материалов, ковки деталей электровакуумных приборов, литья стекла и керамики, сварки корпусов интегральных микросхем, сборки печатных плат и т.д.
В.1 Предмет и содержание курса
Характерной чертой электронной промышленности является комплексность развития. Это значит, что в рамках электронной промышленности можно выделить две категории предприятий, существенно отличных по характеру процессов производства и степени их автоматизации:
1. Предприятия по выпуску ИЭТ. Это предприятия по выпуску электровакуумных приборов (ЭВП), полупроводниковых приборов (ПП), интегральных микросхем (ИМС) и материалов для них.
2. Предприятия электронного машиностроения. Эти предприятия выпускают технологическое оборудование и технологическую оснастку для предприятий 1-й группы.
Дело в том, что электронная промышленность в силу специфичности своей продукции и технологических процессов ее изготовления лишь в малой степени может использовать оборудование, выпускаемое другими отраслями: станкостроением, химическим машиностроением, электротехнической промышленностью и т.п. Поэтому, в отрасли организовано собственное производство специального технологического оборудования и инструмента. В условиях разнообразной номенклатуры и частой сменяемости изделий, создание в рамках отрасли собственной базы по производству специального технологического оборудования и технологической оснастки, позволяет в короткие сроки разрабатывать и осваивать выпуск новых изделий электронной техники (ИЭТ).
Необходимость создания оборудования для производства ИЭТ и их испытаний, предопределило появление нового направления в машиностроении – электронного машиностроения. Для электронной промышленности, еще совсем недавно, выпускалось такое огромное количество технологического оборудования, что одному человеку вряд ли целесообразно, да и, наверное, невозможно хорошо в нем разобраться, тем более до уровня конструктора. Поэтому, круг Вашей, профессиональной деятельности Госкомтрудом (есть такая организация) заужен до специальности “электрофизические методы обработки” т.е. Мы с Вами должны научиться проектировать электрофизическое оборудование для нужд электронной промышленности. В электронном приборостроении широко используются такие прогрессивные технологические процессы как электронно-лучевая, лазерная обработка и сварка, электроискровая обработка, электронная и ионная литография, молекулярная эпитаксия, ионная имплантация и многое другое.
Целью преподавания дисциплины расчет и проектирование электронноптической аппаратуры (РиПЭОА) является подготовка инженера-конструктора, специализирующегося в области создания электрофизического оборудования для электронной промышленности. РиПЭОА – это одна из специальных дисциплин завершающих Ваше обучение в университете. Изучение дисциплины должно дать студенту определенный комплекс знаний и навыков проектно-конструкторской работы. По окончании изучения дисциплины студент должен знать методику проектирования и расчета оборудования для реализации электрофизических методов обработки (ЭФМО).
Для того, чтобы изучить данный курс студент должен иметь хорошие знания по следующим учебным дисциплинам:
· Прикладная механика.
· Технология электронного машиностроения.
· Метрология и стандартизация.
· Технология и оборудование ЭФМО.
· САПР.
· Материаловедение.
· Технология конструкционных материалов.
· Инженерная графика.
· Вакуумная техника.
· Системы автоматического управления.
· Технология ИЭТ.
Изучение дисциплины рассчитано на 126 часов аудиторных занятий (9,10 семестры): из них 96 часов – лекционные занятия, 48 часов – практические занятия. Во время изучения дисциплины студенты выполняют курсовой проект и по окончании семестров сдают экзамен и зачет.
Дата добавления: 2016-12-16; просмотров: 1983;