4.1. ГПС ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОЛСТОПЛЕНОЧНЫХ МСБ

В производстве МСБ широкое распространение получила толстопленоч­ная технология. Опыт серийного производства МСБ показывает, что толсто­пленочная технология имеет ряд технических преимуществ перед полу­проводниковой и тонкопленочной, в частности, возможность использования подложек как несущих и теплопроводящих конструкций, реализация многоуровневой коммутации, обеспечение рассеивания больших мощностей. При одинаковой функциональной сложности МСБ, реализуемые средствами толстопленочной технологии, имеют меньшую трудоемкость по сравнению с тонкопленочной и тем более полупроводниковой технологией.

Работы в области автоматизации отдельных операций при изготовлении толстопленочных МСБ (автоматизированное изготовление пассивной части МСБ, лазерная подгонка элементов плат на оборудовании с ЧПУ, укладка компонентов с помощью микророботов с микропроцессорным управле­нием, высокопроизводительная групповая пайка монтажных соединений и т. д.) определили необходимый технический задел для комплексной автоматизации производства МСБ на базе ГПС.

Краткая конструкторско-технологическая характеристика толсто­пленочных МСБ как объектов изготовления в ГПС. Наиболее приемлемой конструкцией МСБ, подлежащих изготовлению в условиях ГПС, является конструкция с жестко ориентированными выводами, что обеспечивает их автоматическую установку на плату с последующим групповым оплавлением при формировании межконтактных соединений. Соединения и элементы схемы выполнены по толстопленочной технологии. Герметизация микро­сборки осуществляется полимерными порошковыми материалами. Выводы МСБ имеют шаг 2,5 мм и изготавливаются групповым методом из ленты. Для предварительной фиксации на плате выводы имеют пружинные захваты. Основные параметры конструкции толстопленочной МСБ: размер платы 60 Х48 и 30X24 мм; материал платы — керамика; количество выводов — до 21; рассеиваемая мощность — до 2 Вт,

Толстопленочную технологию обычно используют для создания МСБ, работающих до 1 ГГц и не требующих жестких допусков на геометри­ческие размеры пленочных элементов и проводников, а также для соз­дания элементов схем с большими номиналами сопротивлений и индукти-вностей. Преимуществами толстопленочной технологии МСБ является прос­тота изготовления, возможность использования более шероховатых под­ложек, а также то, что металлизация через трафареты с последующим вжиганием дешевле фотомаскирования и травления, используемых при тонкопленочной технлогии. Значительным преимуществом толстых пленок является возможность создания на их основе многослойных БГИС и МСБ для приборов сверхвысокой плотностью упаковки.

В состав типового ТП изготовления толстопленочных МСБ и ГИС входит ряд характерных технологических операций, таких как: изготовле­ние эталонных и рабочих фотошаблонов; приготовление паст (для образова­ния проводников и обкладок конденсаторов, диэлектрических слоев, резистивных элементов); изготовление подложек плат МСБ (разрезка подложек, подготовка, очистка поверхности подложек) ; трафаретная печать (нанесение пасты) и предварительная термообработка; высокотемператур­ная обработка; контроль плат и доводка номиналов пленочных элементов; сборка и монтаж компонентов и внешних выводов; функциональная настройка; герметизация; маркировка; технологические испытания; функциональный контроль; упаковка. ТП изготовления толстопленочных ГИС, БГИС, МСБ несложен, но требует тщательного подбора материалов и соблюдения последовательности операций, их режимов и параметров. Мон­таж бескорпусных активных элементов и присоединение выводов к пассив­ной части толстопленочных БГИС, МСБ осуществляется пайкой, термо­компрессионной или ультразвуковой сваркой, сваркой косвенным импульсным нагревом, расщепленным электродом [4, 6, 26]. Герметизация ГИС, МСБ осуществляется путем заливки подложки с компонентами, предварительно армированными выводами, эластичными компаундами, либо с помощью корпусов, герметизация которых проводится пайкой, сваркой, заливкой, прессовкой и др.

Перечисленные выше технологические операции выполняются на технологических модулях, входящих в состав ГПМ изготовления толсто-пленочных МСБ. Общим для всех ГПМ является оснащенность их унифици--рованными загрузочно-разгрузочными устройствами, в которых используют­ся блоки кассет, перемещаемых между ГПМ автоматической транспортной системой.

Для межоперационного транспортирования блоков кассет используют­ся два вида автоматических транспортных средств: подвесные автома­тические манипуляторы и напольные робокары, обеспечивающие связь между автоматическими складами и межоперационными накопителями. Накопители предназначены для межоперационного хранения изготавли­ваемых изделий, деталей и компонентов в унифицированных кассетах.

Рассмотрим состав, структуру и характеристики основных ГПМ из­готовления толстопленочных МСБ [21, 28].

ГПМ изготовления толстопленочных МСБ. Основные ГПМ изготовления толстопленочных МСБ обычно сводятся в два производственных участка: участок изготовления плат толстопленочных МСБ и участок сборки и монтажа указанных МСБ.

Участок изготовления плат толстопленочных МСБ имеет в своем составе следующие ГПМ: подготовки подложек; трафаретной печати и предварительной сушки; высокотемпературной обработки, контроля и подгонки номиналов.

В ГПМ подготов ки подложек предусмотрена автоматическая перегрузка подложек из межоперационных кассет в специальные технологические кассеты для очистки и их дальнейшее транспортирование между зонами очистки с помощью автооператоров, а также обратная перегрузка из тех­нологических кассет в межоперационные. В модулях автоматически обеспечиваются необходимые составы оабочих растворов и температурные режимы. ГПМ обеспечивает обработку подложек плат стандартного размера 60 X 48 мм и перестройки не требуют.

Особенностью ГПМ трафаретной печати и предварительной сушки (термообработки), в состав которого входят: подающий кассетный блок, печатающая головка, формирователь ряда плат, пульт управления, ИК-печь для предварительной термообработки, формирователь однорядной цепоч­ки плат, приемный кассетный блок, является многократное возвращение подложек для нанесения последующих слоев. Это вызывает необходимость частой смены для одного и того же типа платы трафаретов, раккелей и паст с соответствующей юстировкой оборудования модуля. Кроме того, ограниченная стойкость трафаретов требует выдерживать необходимый регламент их замены. Решение этой задачи осуществляется автоматически с регламентной поставкой по замене выработанной оснастки.

Для совмещения по производительности устройств трафаретной печати и сушки в случаях обработки различных типоразмеров плат в ГПМ предусмотрена программная перестройка формирователя рядов плат. Для обеспечения заданных температурных режимов обработки различных слоев плат предусматривается программная перестройка печей для вжига-нияпаст.

ГПМ контроля и подгонки номиналов резисторов выполнен программно перестраиваемым с автоматическим позиционированием плат МСБ под кон­тактирующим устройством или лучом лазера, обеспечивающим подрезку ре­зистора. Контактирующее устройство выполняется либо групповым с авто­матической сменой щупов, либо двухконтактным с автоматическим позицио­нированием щупов. Автоматические лазерные установки для подгонки резисторов обеспечивают: установку (позиционирование) подложки, наведение луча в исходную точку, включение лазера, перемещение луча относительно подложки (или наоборот), измерение номинальных размеров в процессе обработки, отключение лазера в момент достижения необходи­мой точности подгонки, переход к следующему резистору на этой под­ложке и т. д. [4, 6].

Гибкие производственные модули сборки и мон­тажа толстопленочных МСБ,входящие в состав участка.

 

В состав типовых ГПМ для сборки и монтажа толстопленочных МСБ входят: ГПМ нанесения припойной пасты; ГПМ установки и пайки ком­понентов; ГПМ ломки групповых плат на отдельные подложки; ГПМ установки выводов; ГПМ пайки выводов; ГПМ очистки МСБ; ГПМ контроля электрических параметров; ГПМ герметизации.

ГПМ нанесения припойной пасты предназначен для дозированного нанесения припойной пасты на контактные площадки подложек МСБ в местах присоединения выводов компонентов. Обеспечивает выполнение следующих операций:

автоматический прием кассет с групповыми заготовками подложек МСБ от транспортного робота;

поштучная подача групповых заготовок подложек из кассет в тех­нологическое оборудование;

нанесение пасты методом трафаретной печати на подложки;

поштучная загрузка групповых заготовок подложек в кассеты;

автоматическая выдача кассет с обработанными подложками транс-пбртному роботу.

Технические характеристики ГПМ

Производительность, шт/ч......................................... 1000

Размер обрабатываемых подложек, мм . . . 60X48X0,5-2

ГПМ установки и пайки компонентов предназначен для установки на подложку МСБ в соответствии с заданной программой компонентов с жестко ориентированными выводами. Схема работы ГПМ представлена на рис. 4. 1. ГПМ обеспечивает выполнение следующих операций:

автоматический прием кассет с групповыми заготовками подложек МСБ от транспортного робота;

поштучная выдача групповых заготовок подложек МСБ из кассет в технологическое оборудование;

установка с помощью манипуляторов навесных компонентов, пода­ваемых к месту установки соответствующими питателями, закрепление выводов компонентов на припойной пасте, при этом тип компонентов и место их установки на подложке определяются заданной программой;

пайка выводов компонентов к контактным площадкам подложек МСБ методом оплавления припойной пасты, при этом нагрев подложек осуществляется терморадиационным способом постепенным повышением температуры до 250 С с последующим принудительным воздушным охлаждением до 20°С;

поштучная загрузка групповых заготовок со смонтированными под­ложками в кассеты;

автоматическая выдача кассет с подложками транспортному роботу.

Технические характеристики ГПМ

Производительность, шт/ч......................................... 6000

Габаритные размеры

групповой заготовки, мм.............................. 60x48x0,5—2

 

Рис. 4.1. ГПМ установки и пайки компонентов:

1 — устройство для разгрузки плат из кассет; 2 — манипулятор установки компонентов; 3 - устройство перегрузки плат; 4 - уст­ройство для загрузки плат в кассеты; 5 - устройство присоединения компонентов к платам; 6 - питатель компонентов; 7 - устройство для пошаговой подачи плат

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГПМ ломки плат предназначен для разделения групповой заготовки со смонтированными подложками на отдельные изделия. Схема работы ГПМ представлена на рис. 4.2.

Рис. 4.2. ГПМ ломки плат:

1.2 — механизм ломки; 3 — датчик браковочной метки; 4 - позиция разгрузки; 5 - лоток брака; б - плата МСБ; 7 — механизм поворота

ГПМ обеспечивает выполнение следующих операций: автоматический прием кассет с групповыми заготовками от транспорт­ного робота;

поштучная выдача групповых заготовок в технологическое оборудова­ние;

ломка групповых заготовок в поперечном и продольном направлениях на отдельные изделия;

разбраковка изделий по браковочной метке;

поштучная загрузка изделий в кассеты;

автоматическая выдача кассет с изделиями транспортному роботу.

Технические характеристики ГПМ

Производительность

групповых заготовок в час............................................ 500

Габаритные размеры

заготовки, мм................................................. 60X48X0,5-2

ГПМ установки выводов предназначен для вырубки из ленточной заготовки и установки на подложку МСБ внешних выводов МСБ. Схема работы ГПМ представлена на рис. 4.3.

ГПМ обеспечивает выполнение следующих операций:

автоматический прием кассет с МСБ от транспортного робота;

поштучная подача МСБ из кассет в технологическое оборудование;

 

 

Рис. 4.3. ГПМ установки выводов:

1 - штамп разрубки на кадры; 2 - механизм перемещения ленты; 3 ^ штамп обрубки рамки; 4 - штамп вырубки незадействованных выводов; 5 - катушка с лентой выводов; 6 - лента выподов; 7 - плата МСБ

вырубка незадействованных ("лишних") выводов из рамки в лен­точной заготовке;

обрубка внешней рамки ленточной заготовки;

установка выводов на подложку МСБ;

вырубка выводов (совмещенных с подложкой) из ленточной заготов­ки;

поштучная загрузка МСБ в кассету;

автоматическая выдача кассет с МСБ транспортному роботу.

Технические характеристики МСБ

Производителыюсть,МСБ в час.................... 500

Габаритные размеры МСБ, мм........ . 60Х24Х'0,5-2

ГПМ пайки выводов предназначен для пайки внешних выводов МСБ к контактным площадкам подложки волновым методом. Схема работы ГПМ представлена на рис. 4.4.

 

 

 

 

Рис. 4.4. ГПМ пайки выводов МСБ:

1 — манипулятор загрузки; 2 — подача на транспортирующее устройство с поворотом на 90°; 3, 6 — волнообразователь; 4 - ванна флюса; 5 - лампы инфракрасного излучения; 7 - манипулятор выгрузки; 8 - съем с транспортирующего уст­ройства с поворотом на 90°; 9 - освобождение из транспортера; 10 - привод транспортера; 11 - сброс наисходную пози­цию; 12 — воздушные ножи для охлаждения; 13 — воздушные ножи удаления излишков припоя; 14 — волна расплавлен­ного припоя; 15 — блок пайки; 16 — воздушные ножи удаления излишков флюса; 17 — транспортер; 18 — блок флюсо­вания; 19 — сброс наисходную позицию; 20 — захват транспортера; 21 — холостая ветвь транспортера; 22 — рабочая ветвь транспортера '

 

ГПМ обеспечивает выполнение следующих операций:

автоматический прием кассет с МСБ от транспортного робота;

поштучная выдача МСБ из кассет в технологическое оборудование;

флюсование контактных площадок и выводов в местах, подлежащих пайке волновым методом, при этом излишки флюса удаляются воздушным „ножом" (струей воздуха);

подогрев подложки и испарение жидкой составляющей флюса;

пайка выводов к контактным площадкам подложки волновым методом,

при этом излишки припоя удаляются горячим воздушным „ножом";

охлаждение подложки воздушной струей до Т«20°С;

поштучная загрузка МСБ в кассеты;

автоматическая выдача кассет с МСБ транспортному роботу.

Технические характеристики ГПМ

Производительность, МСБ в час.................................. 500

Габаритные размеры изделий, мм................. 60X24X0,5—2

30X48x0,5-2 30X24x0,5-2

ГПМ очистки МСБ предназначен для удаления технологических загряз­нений, возникающих в процессе изготовления МСБ. Обеспечивает выполне­ние следующих операций:

автоматический прием кассет с МСБ от транспортного робота;

поштучная подача МСБ в технологическое оборудование (линию очистки);

удаление технологических загрязнений с поверхности МСБ путем последовательного погружения МСБ в ванны с раствором ТМС, горячей и холодной проточной водой, деионизированной водой;

удаление влаги с поверхности МСБ за счет подсушки;

поштучная загрузка МСБ в кассеты;

автоматическая выдача кассет с очищенными МСБ транспортному роботу.

Технические характеристики ГПМ

Производительность, МСБ в час.................................. 500

Габаритные размеры изделий, мм................. 60x24X0,5-2

30X48x0,5-2 30x24X0,5-2

ГПМ герметизации предназначен для нанесения на МСБ полимерного покрытия, защищающего ее от внешних воздействий. Схема работы ГПМ представлена на рис. 4.5.

ГПМ обеспечивает выполнение следующих операций:

автоматический прием кассет с МСБ от транспортного робота;

поштучная подача МСБ и загрузка их в технологические кассеты;

нагрев МСБ и погружение ее в псевдосжиженный порошок;

повторный или многократный (до 6 раз) нагрев и погружение в порошок МСБ;

 

 

Рис. 4.5. ГПМ герметизации МСБ:

1 — привод транспортера; 2 — кассета технологическая; 3 — питатель порош­ка; 4 — механизм окунанияг кассет; 5 — транспортер; 6 — привод транспорте­ра; 7 — механизм разгрузки; 8 — механизм перегрузки; 9 — вибропривод ванны; 10 — ванна окунания; 11 — механизм загрузки

отверждение покрытия при заданной температуре (в печи); разгрузка МСБ из технологической кассеты и загрузка их в транспортную кассету;

автоматическая выдача транспортной кассеты с МСБ транспортному
роботу.                                                                                        ^{r       J}

Технические характеристики ГПМ

Производительность, МСБ в час......................... ₅₀₀

Объем кассеты, шт............................................      30

ГПМ контроля предназначен для контроля электрических параметров МСБ и их разбраковки по принципу "годен - не годен". Обеспечивает выполнение следующих операций:

автоматический прием кассет с МСБ от транспортного робота;

поштучная подача МСБ к автомату контроля;

автоматический контроль электрических параметров МСБ;

разбраковка МСБ по принципу "годен - не годен";

поштучная подача годных МСБ в кассету;

автоматическая выдача кассет с МСБ транспортному роботу.

 

Технические   характеристики ГПМ

Производительность, МСБ в час..................    150

Габаритные размеры изделий, мм.....   60X24X0,5-2

30X48XO,5-2

30X24X0,5-2

 

Структура ГПС (участка) сборки и монтажа т олстопленочных МСБ .ГПС сборки и монтажа толстопленочных МСБ состоит из набора типовых ГПМ, реализующих основные ТП сборки и монтажа указанных МСБ, АТСС, групповой СУ, объединенных материаль­ными, инструментальными, энергетическими потоками между собой.

Вариант технологической планировки ГПС сборки и монтажа толсто­пленочных МСБ приведен на рис. 4.6. Данной планировкой предусматрива­ется использование всех основных и вспомогательных элементов ГПС, кроме ГПМ герметизации, который вынесен в отдельное помещение по соображениям техники безопасности (как пожаровзрывоопасное про­изводство) .

АТСС ГПС сборки и монтажа толстопленочных МСБ предназначена для реализации внутрицехового технологического потока за счет перемещения и хранения комплектующих изделий, полуфабрикатов и тары. Все операции АТСС выполняются с помощью унифицированных групповых транспортных кассет, обеспечивающих возможность их автоматической идентификации.

Перемещение групповых кассет производится с помощью подвесных роботов-транспортировщиков, передвигающихся по монорельсу от групповых накопителей (складов) к рабочим позициям (ГПМ) и обратно, а также между ГПМ.

Робот-транспортировщик выполняет следующие функции:

опускание схвата и зажим кассеты, находящейся в устройстве за­грузки-выгрузки ГПМ или приемно-передающем устройстве;

подъем кассеты в транспортное положение;

перемещение   кассеты по монорельсу в заданную точку;

опускание кассеты и установка ее в требуемое положение;

разжим схвата и подъем его вверх (в исходное положение).

Координаты начала и конца маршрута поступают в АСУ робота от групповой СУ.

Групповые накопители представляют собой многосекционные устрой­ства, предназначенные для автоматического приема, хранения и выдачи унифицированных кассет с платами и МСБ по командам АСУ.

Передача кассет из секции накопителя на позицию захвата транспортным роботом и обратно производится приемо-передающим устройством, которое обеспечивает пространственную развязку транспортных магистра­лей цеха.

АСУ ГПС сборки и монтажа толстопленочных МСБ. АСУ ГПС - груп­повая СУ функционирует под управленцем АСУ цеха и сама управляет работой ЛСУ ГПМ.

Групповая СУ реализована на базе ЭВМ СМ. Основные ее функции следующие:

взаимодействие с АСУ (связь по физическим каналам);

 

Рис. 4.6. Вариант планировки участка ГПС сборки и монтажа МСБ:

7 - автомат кассетирования компонентов; 2 - автомат формовки и обрезки выводов; 3 - ГПС нанесения припой-ной пасты; 4 - ГПМ установки и пайки компонентов; 5 - стенд досборки; 6 - ГПМ ломки плат; 7 — ГПМ установ­ки выводов; 8 - ГПМ пайки выводов; 9 - ГПМ очистки МСБ; 10 - ГПМ контроля МСБ; 11 - стенд упаковки МСБ; 12 - приемо-персдающее устройство; 13 - робот-транспортировщик; 14 — групповой накопитель (склад); 75 — устройство загрузки-выгрузки

 

взаимодействие с ЛСУ;

формирование маршрута прохождения изделий по ГПМ и выдача со­ответствующих команд ЛСУ;

хранение   необходимых   комплектов   тестовых    программ  и  УТП;

координация взаимодействия ГПМ, включая распределение управ­ляющей информации;

контроль и учет состояния ГПМ;

контроль и учет наличия в ГПМ и групповых накопителях матери­альных ресурсов;

взаимодействие с оператором-диспетчером (через дисплейный терминал).

ЛСУ выполняются на базе модифицированного устройства управления "Сфера-36". Основные функции ЛСУ:

взаимодействие с групповой СУ;

взаимодействие с оператором;

управление исполнением технологических и транспортных операций (внутри ГПМ), включая загрузку-выгрузку подложек;

контроль и диагностика состояния ГПМ;

хранение УТП;

отработка аварийных ситуаций в ГПМ.

Производственная схема и основные функции ГПС(цеха) изготовления толстопленочныхМСБ. Производственная схема ГПС изготовления толстопленочных МСБ при­ведена на рис. 4.7. Она содержит 12 ГПМ различного функционального назначения, два склада, 10 подвесных транспортеров, два робокара. Конструкторская и проектная компоновка ГПС изготовления толсто­пленочных МСБ предусматривает выделение двух производственных участков, а также (в пределах участков) разделение рабочих зон и зон обслуживания технологических модулей; минимальные транспортные потоки изготавливаемых изделий, материалов, комплектующих, энерго­носителей и т. д. ; максимально возможное территориальное объединение однотипного оборудования.

Указанная схема ГПС обеспечивает:

выполнение в автоматическом цикле необходимых технологических операций с учетом гарантированного поддержания режимов и програм­мную перестройку в зависимости от типоразмеров, функционального назначения и сборочного состава МСБ;

манипулирование заготовками (подложками, компонентами и собран­ными МСБ) в части их подачи, позиционирования, зажима и передачи на последующие операции;

накопление заготовок перед и между операциями в кассетах (блоках кассет);

подвод, позиционирование, зажим и смену инструментов (трафареты, ракели, вакуумные захваты, контактирующие головки);

поставку материалов (коммутационные и припойные пасты, полимер­ные материалы для герметизации, рабочие жидкости) ;

энергоснабжение (инертный газ, сжатьй воздух, вакуум); транспорти­рование заготовок, материалов и готовых изделий между ГПМ, накопите­лями и складами;

 

Рис. 4.7. Производственная схема ГПС изготовления толстопленочных МСБ:

1 — модуль подготовки подложек; 2 — модуль трафаретной печати и предварительной сушки; 3 — модуль высокотемпера­турной обработки; 4 — модуль контроля и подгонки номиналов; 5 — модуль нанесения припойной пасты; 6 - модуль сбор­ки и монтажа компонентов и внешних выводов; 7 — модуль функциональной настройки; 8 — модуль герметизации; 9 — модуль маркировки; 10 — модуль технологических испытаний; 11 — модуль функционального контроля; 22 — модуль упаковки; 13 — автоматизированный склад; 14 — подвесной транс-манипулятор; 15 — робокарт; 16 — робот манипулятор напольный; I — машинный зал ГПС; II — участок изготовления плат МСБ; III - участок сборки и монтажа МСБ

 

 

 

управление техническими средствами (переработка, передача, накопле­ние информации, относящейся к типоразмерам МСБ и технологическим режимам их обработки);

организационное управление (переработка, передача и накопление информации, относящейся к согласованию в пространстве и времени заготовок, инструментов, материалов и программ управления техни­ческими средствами);

контроль подложек, коммутационных плат, собранных МСБ - сравне-* ние физических характеристик с их заданными значениями;

переналадку рабочих органов технологических модулей;

диагностику работоспособности ГПМ, транспортных средств — , обнаружение и сигнализацию о неполадках.

Интегрированная система управления ГПС (цеха) изготовления тол-стопленочных МСБ построена на основе интеграции АСУП, САПР и СУ ГПС (рис. 4.8).

 

Рис. 4.8. Интегрированная система управления ГПС изготовления толстопленочных МСБ:

ППП — пакет прикладных программ; ПО — программное обеспечение; СХТП — схемотехническое проектирование; КП — конструкторское проек­тирование; КТЕ — конструкторско-технологическая единица; ТПр - техноло­гическое проектирование; ФШ — фотошаблоны; БД — база данных

Работа всех элементов системы управления производством МСБ коор­динируется как единое целое многоуровневой системой управления, обес­печивающей быструю перенастройку технологии с минимальным вмеша­тельством человека при смене объектов производства.

 

Для получения максимальной эффективности ГПС изготовления толсто­пленочных МСБ должна обеспечивать мобильную, через иерархическую систему структуру ЭВМ, перестройку всех звеньев системы в отношении графиков работы, технологических маршрутов и операционных режимов без остановки производственного цикла; предусматривать сбалансирован­ность уровней автоматизации всех звеньев производственной системы, соответствующей заданному времени перестройки в каждом звене; позволять управлять процессами и контролировать их с точки зрения обеспечения минимальных межоперационных потерь времени, исключать межоперационное перемещение бракованных деталей. Кроме того, для эффективности решений необходимо обеспечение возможности автоном­ного функционирования звеньев системы и в первую очередь техни­ческих, технологических и производственных модулей, обеспечение обновления оборудования, модернизации производства без существенной перестройки всей системы в целом.

САПР для ГПС предназначена для схемотехнического (функциональ­ного) проектирования электронных схем МСБ, конструкторского проектирования МСБ, проектирования фотошаблонов (ФШ), технологи­ческой подготовки производства МСБ.

Выходным продуктом системы является комплект конструкторской документации и комплект технологических документов (маршрутный и операционный технологические процессы) изготовления плат и сборки МСБ, а также программное обеспечение технологического оборудования. Возможны два режима работы: пакетный и интерактивное взаимодействие. Пакетный режим является наиболее выгодным при большом непрерывно пополняющемся потоке проектно-конструкторских задач и требует наименьших трудовых затрат. Режим интерактивного взаимодействия АРМ с ЕС ЭВМ наиболее выгоден для оперативного выполнения задач САПР, при этом на АРМ в диалоговом режиме выполняются следующие операции:

подготовка и корректировка входных данных;

управление процессом решения задачи;

отображение,    анализ,    редактирование    графической    информации;

отображение и вывод результатов решения задачи.

Выполнение перечисленных операций на АРМ решает проблему "быстрого реагирования" на появление ошибок, некорректностей во входных данных, проблему оперативности модификации задания по результатам пробных решений задачи и проблему быстрого и удобного редактирования результатов решения задачи.

На верхнем уровне (ЭВМ высокой производительности, например, ЭВМ ЕС 1060) выполняются проектные операции, требующие больших вычислительных ресурсов (трансляция входных данных и формирование частной базы данных, расчет схем и элементов схемы, размещение элементов и расчет тепловых режимов, трассировка проводников и синтез конструкторских документов, синтез контрольных тестов и структуры маршрута технологического процесса сборки (микросборки) .формируются базы данных (схемотехническая, конструкторская и технологическая)

 

 

 

 системы и база проектов — комплектов технической документации    на

изготовление микросборок.

Комплекс программных и информационных средств позволяет вы­полнять весь цикл проектирования комплектов технической документации иа изготовление МСБ. При проектировании МСБ результаты проектирова­ния  схемотехнического  этапа передаются  через общую базу данных на    следующий этап — проектирование конструкции устройства;  результаты этапа  конструирования  передаются  через  общую  базу  данных на этап , технологической подготовки производства МСБ. В результате на выходе в   базу проектов  записывается   комплект  технической  документации для |  производства изделия.

          Пакеты прикладных программ (ППП) конструирования формируют на

   выходе информацию о следующих документах: сборочном чертеже МСБ; чертеже платы;

ФШ слоев;

перечне элементов схемы; ведомости покупных изделий; спецификации;

таблице материалов для изготовления резисторов; таблице тепловых режимов элементов МСБ.

Используя эту информацию и технологическую базу системы (ти­повые технологические 'процессы и операции, технологическое оборудо­вание, материалы, оснастку, нормативы и конструктивно-технологические ограничения сборки МСБ), ППП технологического проектирования в  диалоговом режиме, проектируют типовые или индивидуальные маршрут­ные и операционные технологические процессы изготовления плат и сборки МСБ, дополняя конструкторскую документацию комплектом технологи­ческих документов: ведомостью технологических документов, маршрутной картой, операционной картой, ведомостью материалов, ведомостью оснаще­ния.

Все   пакеты   ППП   систем   объединены  общим лингвистическим и '   информационным обеспечением и общей операционной системой проекти­рования. Кроме того, каждый ППП систем представляет собой структурно ,    законченную функциональную единицу и может применяться автономноСистемы позволяют    автоматизировать    основные    проектно-расчетные, конструкторские и технологические задачи процесса создания МСБ, на ₍   выходе систем создается машинообразная информация для изготовления изделия,   информация,   готовая   для   передачи   в   автоматизированное '   производство без вмешательства человека и без проведения длительных и ненадежных ручных операций.

Задача передачи информации для изготовления изделий из проекти-рования в автоматизированное производство решается созданием интегри­рованных систем АСУП/САПР/СУ ГПС. К техническим проблемам создания таких развитых систем проектирования и управления производством следует отнести разработку стандартизованного сопряжения между тех­нологией автоматизированного проектирования и автоматизированным производством. Для объединения систем целесообразнее использовать концепцию операционных слоев - прием надлежащего структурирования без данных систем АСУП, САПР и СУ ГПС. Комплект документации изготовления поступает на программный интерфейс связи САПР ГПС, являющийся принадлежностью СУ ГПС, которая, в свою очередь, является многоуровневой системой управления производством.

Как правило, СУ ГПС представляется в трех уровнях общей иерар­хической структуры, отражающей основные процессы управления, реа­лизуемые в ГПС: локальный (уровень!), групповой (уровень II),общий (уровень III) . Система управления уровня I обеспечицает управление нижнего уровня: СТО, КИА, загрузочно-разгрузочные устройства, робото-технические и транспортно-складские средства; система управления уровень II образуется совокупностью систем управления уровня I, система управления уровень III представляет собой СУ ГПС.

Технической базой для систем управления ГПС являются ЭВМ типа СМ4 и микро-ЭВМ или микропроцессорные устройства.

Получив надлежащее расслоение, информация в виде управляющих программ запоминается в базе данных СУ ГПС. Управляющие программы -это компактная и конкретная информация для ГПС изготовления эта­лонных и рабочих ФШ, ГПС изготовления плат, ГПС сборки и монтажа, а также для модулей ГПС транспортирования и складирования материаль­ных средств и готовой продукции.

Управление технологическим процессом предполагает разработку всей последовательности этапов изготовления МСБ от начала до конца, причем программа управления производством задает и определяет состоя­ние деталей МСБ на каждом станке или участке производства. Рассмотрен­ная концепция связи САПР с СУ ГПС позволяет создавать производства не только на основе безлюдной ?ехнологии, но и без конструкторской и тех­нологической документации сопровождения, что предотвращает внесение ошибок в проект на стадии оформления документации сопровождения. Как видно из рис. 4.8, в приведенной структуре легко органи­зовать простую автоматическую и функционально надежную связь с АСУП, которой доступен выход САПР и выход СУ ГПС, т. е. в любой момент времени можно получить сведения о загрузке ГПС, о завершенном производстве и о состоянии незавершенного производства.

Задачи АСУП при включении системы в ГПС не изменяются и в традиционном представлении остаются следующими: обеспечение сбора, переработки, хранения и транспортирования информации; организация контроля за соблюдением рабочих графиков функционирования основного и вспомогательного производственного оборудования, транспортных и складских средств, КИА и т.д. Однако совершенно принципиальное значе­ние приобретает синхронизация (или временное согласование) всех процессов переработки информации в интегрированной системе АСУП/САПР/СУ ГПС.