Тема работы:

Блок управления установкой для изготовления тонкопленочных резисторов

• Номер работы:
  413020
• Раздел:
  Дипломные работы   →   Электротехника
• Год сдачи:
  22.03.2011
• Стоимость:
  3500 руб.
• Количество страниц:
  97 стр.
• Содержание:
  Введение 5
  1. Теоретическая часть 7
  1.1. Роль тонкопленочной технологии в производстве интегральных схем 7
  1.2. Факторы, влияющие на свойства тонких пленок 9
  1.3. Тонкопленочные резисторы 10
  1.4. Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи 12
  1.4.1. Общие принципы и характеристики аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразований 12
  1.4.2. Цифро-аналоговые преобразователи 17
  2. Разработка блока управления устройством подгонки пара метров резисторов 23
  2.1. Техническое задание 23
  2.3. Функциональная схема 24
  2.4. О возможности использования ПК в управлении процессом подгонки 26
  2.5. Проектирование принципиальной схемы. 28
  Выбор элементной базы 28
  2.6. Расчёт блока питания 32
  2.6.1. Расчет параметрического стабилизатора 32
  2.6.2. Стабилизатор на микросхеме КР142ЕН12А 33
  2.6.3. Сглаживающий фильтр 34
  2.6.4. Расчет выпрямителя 35
  2.6.5. Расчет трансформатора 35
  2.6.6. Расчет защиты 37
  2.7. Устройство опорного напряжения 40
  2.8. Устройство сравнения 41
  2.9. Измеритель сопротивления 42
  2.10. АЦП и ЦАП 43
  2.11. Блок управления схемой 45
  2.12. Расчёт надёжности 46
  2.13. Расчёт надёжности устройства с использованием ПК 50
  3. Конструкторская часть 55
  3.1. Конструкция корпуса 55
  3.2. Конструкция платы блока управления и платы стабилизаторов 58
  3.3. Применяемые материалы и покрытия 59
  4. Охрана труда и безопасность жизнедеятельности 62
  4.1. Анализ опасных и вредных факторов, возникающих при работе за персональным компьютером 62
  4.1.1. Обеспечение требований эргономики и технической эстетики 62
  Планировка помещения, размещение оборудования 62
  4.1.2. Эргономические решения по организации рабочего места 64
  оператора УКЭПУ 64
  4.1.3. Обеспечение оптимальных параметров воздуха зон 67
  4.1.4. Нормирование шума 71
  4.1.5. Электробезопасность 71
  4.1.6. Пожароопасность 72
  4.2. Разработка мер безопасности 73
  4.2.1. Обеспечение требований эргономики и технической эстетики 73
  4.2.2. Защита от шума 75
  4.2.3. Обеспечение электробезопасности 75
  4.2.4. Защита от статического электричества 76
  4.2.5. Обеспечение пожаробезопасности 77
  4.2.6. Обеспечение режимов труда и отдыха 78
  4.3. Экологическая оценка разрабатываемого устройства и разработка мероприятий, снижающих вредное воздействие на природу 79
  4.3.1. Общие мероприятия по охране окружающей среды на объекте экономики 79
  4.3.2. Анализ методов сбора, переработки и утилизации отходов при использовании установки для электрического контроля 81
  Извлечение вторичного алюминия и алюминиевых сплавов 83
  4.5. Выводы 86
  5. Организационно-экономическая часть 88
  5.1. Планирование технической подготовки производства 88
  5.2. Расчет себестоимости и цена проектного варианта 89
  5.2.1. Затраты на основные и вспомогательные материалы 89
  5.2.2. Затраты на комплектующие изделия 89
  5.2.3. Расчет заработной платы монтажников, занятых сборкой УКЭПУ 90
  5.2.4. Расчет сметы затрат на установку УКЭПУ 90
  5.2.5. Расчет общей сметы затрат (себестоимости) на проектирование и сборку УКЭПУ 91
  5.3. Опредиление экономического эффекта и других технико-экономических покозателей УКЭПУ 91
  5.3.1. Расчет экономической эффективности проектируемого УКЭПУ 91
  5.4. Выводы 94
  Заключение 95
  Литература 96
  
  
• Выдержка из работы:
  Введение:
  Зарождение и развитие микроэлектроники как нового научно-технического направления, обеспечивающего создание сложной радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), непосредственно связаны с кризисной ситуацией, возникшей в начале 60-х годов, когда традиционные методы изготовления РЭА из дискретных элементов путем их последовательной сборки не могли обеспечить требуемую надежность, экономичность, энергоемкость время изготовления и приемлемые габариты РЭА.
  Несмотря на малый срок своего существования, взаимосвязь микроэлектроники с другими областями науки и техники обеспечила необычайно высокие темпы развития этой отрасли и существенно сократила время для промышленной реализации новых идей. Этому способствовало также возникновение своеобразных обратных связей между разработкой интегральных схем, являющихся базой автоматизации производства и управления, и использованием этих разработок для автоматизации самого процесса проектирования, производства и испытаний интегральных схем (ИС).
  В настоящее время ИС широко используются в автоматизированных системах различных технологических процессов. Также средства радиотехники и электроники все шире внедряются в решение многих производственных задач: управление технологическим процессом одна из таких задач.
  Современные методы изготовления тонкопленочных резисторов интегральных микросхем не обеспечивают желательной воспроизводимости и точности номиналов. Величина технологической погрешности для тонкопленочных резисторов достигает 1020%. С целью получения претензионных элементов для измерительной аппаратуры используют специальные технологические операции подгонки, такие как лазерная подгонка и двухэлектродный электроискровой метод удаления определенной части резистивного материала. Однако эффективность этих методов невелика, так как первый из них трудоемок и дорог, а второй не обеспечивает точность подгонки (в результате частого прогорания одной из контактных площадок). Существует еще один метод подгонки, основанный на удалении части резистивного материала резистора свободным высокочастотным факельным разрядом.
  Применение высокочастотного факельного разряда позволяет без изменения временной и температурной стабильности и других характеристик производить точную подгонку элементов.
  Целью данной работы является разработать схемы блок-управления робототехнического комплекса для подгонки параметров резисторов.
  Глава 5:
  Обычно при проектировании новых изделий оценивается их технический уровень. Технический уровень показывает соответствие проектируемого прибора по техническо-экономическим показателям лучшим образом аналогичного вида отечественной и зарубежной аппаратуры. Однако в данном случае устройство подгонки параметров не имеет «базового» варианта. В промышленности имеются устройства, выполняющие подобную функцию, но из-за низкого быстродействия, точности для выполнения данной работы они применяться не будут.
  Разработанное устройство позволяет подгонять тонколенточные резисторыс повышенной точностью, быстродействием аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразования сигнала. Поэтому, для определения целеобразности внедрения разрабатываемого устройства необходимо оценить экономическую эффективность разработки.
  Основными показателями экономической эффективности являются стоимостные показатели. К числу стоимостных показателей эффективности вариантов конструкции РЭА относятся:
  - капитальное вложение;
  - годовая экономия от снижения себестоимости;
  - срок окупаемости капитальных вложений;
  - годовой экономический эффект.
  В общем виде об экономической эффективности РЭА можно судить по совокупности затрат на ее проектирование, изготовление и эксплуатацию.
  Спр + Сиз2 + Сэкспл = MIN
  Затраты на проектирование в нашем случае – это затраты на ОКР. Эксплуатационные затраты – это затраты на заработную плату оператора и электроэнергию, потребляемую устройством. Себестоимость определяет затраты на изготовление.
  В данном устройстве применяется простая конструкция, типовой корпус, дешевые материалы и покупные изделия, устройство имеет высокую степень унификации. Все эти показатели снижают Сизг. Устройство подгонки параметров резисторов разработки на современной базе аналоговых, цифровых, аналого-цифровых и цифро-аналоговых интегральных микросхемах. Устройство обладает высокими техническими характеристиками.
  Заключение:
  Настоящий дипломный проект посвящён разработке схемы блок-управления робототехнического комплекса для управления подгонки параметров резисторов. Эта тема до сих пор является актуальной, поскольку современные методы изготовления тонкопленочных резисторов интегральных микросхем не обеспечивают желательной воспроизводимости и точности номиналов.
  В теоретической части дипломного проекта проведен литературный обзор, рассмотрены современные тонкопленочные резисторы и их роль в производстве интегральных схем, а также факторы, влияющие на свойства тонких плёнок. Также в этой части вкратце описывается, что такое АЦП и АЦП, их принципы работы и их назначение в современной технике и разрабатываемом РТК.
  В практической части представлена функциональная схема блока управления устройством подгонки пара метров и рассмотрены основные узлы этой установки.
  Проведены основные расчёты и представлены электрические схемы основных узлов РТК.
  Мною также проведён расчёт надёжности проектируемого РТК.
  Четвёртая часть дипломного проекта посвящена безопасности жизнедеятельности. Здесь проведён анализ опасных и вредных факторов при эксплуатации разрабатываемого РТК. Основными из которых являются поражения электрическим током и пожароопасность. В этой части также представлены меры безопасности для устранения указанных факторов, а также представлены эргономические решения по организации рабочего места оператора проектируемого РТК, планировка помещения для данной установки, приведены основные мероприятия по обеспечению микроклимата в помещении и освещённости, а также предложения для понижения шума.
  Последняя часть диплома посвящена организационно-экономическому анализу затрат на проектирование РТК, а также рассмотрена экономическая эффективность рассматриваемого робототехнического комплекса при его эксплуатации в современной отрасли машиностроения.