Технология электронных средств

 

 

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 

 

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение 

высшего профессионального образования 

«ПОВОЛЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» 

 
 
 
 

В. Н. ЛЕУХИН 
И. Д. БЛИНОВ 

 

 

 

ТЕХНОЛОГИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ 

 

Лабораторный практикум   

 

Под общей редакцией  В. Н. Леухина 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

 
 

Йошкар-Ола 

ПГТУ 
2014 

УДК 621.396: 621.397 
ББК  32 

Л52 

 

Рецензенты: 

профессор кафедры «Конструирование и производство микроэлектронной аппаратуры» Казанского государственного технического университета, д-р техн. наук В. Г. Саиткулов  

          

   заведующий кафедрой «Телевидение и мультимедийные системы» 
   Казанского национального исследовательского технического уни-  
   верситета им. А. Н. Туполева – КАИ д-р техн. наук О. Г. Морозов 

 
 
 
 
 

Леухин, В. Н. 

Л52       Технология электронных средств: лабораторный практикум / 

В. Н. Леухин, И. Д. Блинов; под общ. ред. В. Н. Леухина. – 
Йошкар-Ола: Поволжский государственный технологический 
университет, 2014. – 180 с. 
ISBN 978-5-8158-1288-8 

 

 Приведены теоретические сведения и методическое сопровождение 

для выполнения лабораторных работ, связанных с выбором технологического процесса  изготовления деталей, разработкой общей сборки электронных средств, осуществлением электрического монтажа, обеспечением 
функциональной характеристики резистивных изделий, разработкой технологического процесса изготовления радиоэлектронного узла с монтажом на поверхность.  

 Для студентов специальностей и направлений подготовки 210202.65, 

211000.62, 220201.65, 220400.62, изучающих дисциплины  «Технология 
электронно-вычислительных средств», «Технология производства электронных средств»,  

УДК 621.396: 621.397 
ББК 32 

            

ISBN 978-5-8158-1288-8                © Леухин В. Н., Блинов И.Д., 2014 

© Поволжский государственный 
 технологический университет, 2014 

ОГЛАВЛЕНИЕ 

 

Предисловие  ...................................................................................................... 6 
Введение ............................................................................................................. 7 

       Правила техники безопасности 
       при выполнении лабораторных работ  ............................................................. 8 
 
Л а б о р а т о р н а я  р а б о т а  № 1 
Разработка технологических процессов 
сборки и монтажа изделия .................................................................................... 9 

1.1 Теоретические сведения ............................................................................... 9 

1.1.1  Содержание и принципы проектирования  

 технологических процессов ........................................................... 9 

1.1.2  Порядок проектирования  технологических  процессов ............ 18 
1.1.3  Технологическая документация  .................................................. 20 
1.1.4  Пример разработки технологической схемы сборки  ................. 23 

1.2  Задание и порядок выполнения работы ................................................... 27 
1.3  Методика выполнения лабораторной работы  ........................................ 28 
1.4  Содержание отчѐта  ................................................................................... 29 

    Контрольные вопросы ........................................................................................ 30 
    Список литературы  .......................................................................................... 30 
 
Л а б о р а т о р н а я  р а б о т а  № 2 
Выбор технологического процесса изготовления детали 
по критерию минимума технологической себестоимости ............................. 31 
       2.1  Теоретические сведения ........................................................................... 31 

         2.1.1  Структура нормы времени ............................................................ 33 
         2.1.2  Принципы выбора оптимального варианта  
                   технологического процесса .......................................................... 36 
2.2  Порядок выполнения pаботы ................................................................... 44 
2.3 Сохранение и печать pезультатов ............................................................. 54 
2.4 Содержание отчета по лабораторной работе ........................................... 55 

      Контрольные вопросы ...................................................................................... 55 
      Список литературы  ........................................................................................ 56 
 
Л а б о р а т о р н а я  р а б о т а  № 3 
Технология  изготовления жгута  ...................................................................... 57 

3.1. Теоретические сведения ........................................................................... 57 

3.1.1 . Требования к конструкции  жгута .................................................. 58 
3.1.2 Требования к проектированию и изготовлению жгута ................. 60 
3.1.2 Этапы изготовления жгута .............................................................. 61 

                3.1.3.1  Подготовительный этап ...................................................... 64 

3.1.3.2  Расчет поперечного сечения жгута и шага вязки .............. 68 
3.1.3.3  Раскладка и вязка проводов ................................................ 71 
3.1.3.4  Контроль качества изготовления жгутов........................... 78 

3.1.3.5  Проверка проводов на качество 
разделки и лужения .......................................................................... 80 
3.1.3.6  Электрический контроль..................................................... 82 

3.1.4  Материалы, используемые при изготовлении жгутов ................ 82 

 3.2  Последовательность выполнения работы .............................................. 85 
 3.3  Содержание отчета  .................................................................................. 86 
Контрольные вопросы .................................................................................... 87 
Список литературы ........................................................................................ 88 
Приложения к лабораторной работе № 3 ................................................... 89 

 
Л а б о р а т о р н а я  р а б о т а  № 4 
Разработка технологического процесса изготовления  
радиоэлектронного  узла с монтажом на поверхность ................................... 93 
        4.1  Теоретические сведения .......................................................................... 93 

4.1.1  Разновидности конструкций радиоэлектронных узлов ............. 93 

4.1.2Компоненты для монтажа на поверхность ........................................... 95 

4.1.3  Технология поверхностного монтажа  ...................................... 100 
4.1.4  Особенности технологического оборудования  
для изготовления узлов с монтажом на поверхность ........................ 109 

4.1.4.1 Рекомендации по выбору  
технологического оборудования ............................................... 117 

4.1.5  Технологические материалы ...................................................... 120   
4.1.6  Виды технологических документов  
и правила их оформления..................................................................... 121    

4.1.6.1.  Особенности оформления  маршрутных карт ............ 125 

4.2  Порядок выполнения работы  ............................................................... 129 
4.3  Электронные ресурсы, используемые при выполнении  
лабораторной работы.................................................................................... 135 
4.4  Форма отчетности  ................................................................................. 137  

       Контрольные вопросы  .................................................................................. 137 
       Список литературы ...................................................................................... 138 
       Приложение А. Пример оформления маршрутной карты 
                                  для серийного производства .............................................. 139 
       Приложение Б. Пример оформления операционной карты  
                                 для мелкосерийного производства  ..................................... 140 
 
 

Л а б о р а т о р н а я  р а б о т а  № 5 
Исследование и оптимизация  
технологического процесса пайки ................................................................... 141 

5.1 Теоретические сведения  ........................................................................ 141 

5.1.1  Особенности технологического процесса пайки ....................... 141 
5.1.2  Используемые материалы и их выбор ........................................ 143 
5.1.3  Техника ручной пайки ................................................................. 147 
5.1.4  Методы оптимизации технологических процессов................... 149 

5.1.4.1 Метод Гаусса–Зейделя  .................................................... 150 

5.1.4.2 Метод случайного поиска ................................................ 152 
5.1.4.3  Симплексный метод ........................................................ 154 

5.2  Описание применяемого оборудования  
и особенности работы с ним ....................................................................... 156 
5.3   Порядок выполнения работы .............................................................. 156 
5.4  Содержание отчета ............................................................................... 157 
Контрольные вопросы .................................................................................. 158 
Список литературы ...................................................................................... 158 

 
Л а б о р а т о р н а я  р а б о т а  № 6 
Исследование процесса корректировки  
функциональной характеристики переменных резисторов  
электроискровым воздействием  ..................................................................... 159 

6.1 Теоретические сведения ......................................................................... 159 

6.1.1  Способы корректировки величины сопротивления 
и функциональной характеристики  
пленочных переменных резисторов ...................................................... 159 
6.1.2  Электроискровая подгонка резисторов ....................................... 167 

6.1.2.1  Механизмы изменения сопротивления  
резистивной  пленки, возникающие  
при электроискровой подгонке .................................................... 169 
6.1.2.2  Оборудование для электроискровой подгонки  
и принцип его работы ................................................................... 170 

6.2  Оборудование и порядок выполнения работы .................................... 174 
6.3  Измерение функциональной характеристики  
переменного резистора и ее корректировка ............................................... 174 
6.4  Содержание отчета ................................................................................ 178 

       Контрольные вопросы ................................................................................... 178 
       Список литературы  ..................................................................................... 178 
 
Заключение ............................................................................................................ 179 

 
 

ПРЕДИСЛОВИЕ 
 
Задачи лабораторного практикума – оказать помощь студентам 

в изучении особенностей разработки и реализации технологических процессов изготовления электронных средств (ЭС). Практикум предназначен для выполнения лабораторных работ студентами радиотехнического факультета, обучающихся по специальностям и направлениям: 210202.65, 211000.62 (Проектирование и 
технология электронных вычислительных средств), 220201.65, 
220400.62 (Управление и информатика в технических системах).   

Особенностью содержания данного лабораторного практикума 

является возможность изучения технологии на различных уровнях: 
микроэлектронном – при исследовании корректировки функциональной характеристики переменных резисторов; проектировании 
технологии поверхностного монтажа; изготовлении деталей; общей сборки изделия; осуществления электромонтажных работ. 

Лабораторные работы 1 и 2 могут выполняться также как со
ставная часть курсового проекта по дисциплине «Технология 
производства электронных средств» или как часть технологического раздела выпускной квалификационной работы. 

Работа над материалами лабораторного практикума между ав
торами распределилась следующим образом: предисловие, введение, лабораторные работы 1-5, общая редакция – В. Н. Леухин, 
заключение, лабораторная работа 6 – И. Д. Блинов. 

Авторы выражают признательность за активное участие в со
здании учебного стенда к шестой лабораторной работе студентам 
В. Ширгину, Д. Головунину,  В. Кочергину и благодарят за разработку специализированной программы ко второй работе 
А. Лазарева.  

С целью обеспечения сквозной подготовки специалистов тех
нического 
профиля 
схемотехнической 
и 
конструкторской 

направленности оформление настоящего лабораторного практикума выполнено в соответствии с требованиями ГОСТ 2.10595. Текстовые документы. Правила оформления. 

ВВЕДЕНИЕ 
 
Технологические процессы изготовления электронных средств 

занимают значительное место в образовательных программах для 
студентов радиотехнических специальностей. Разработка и реализация технологии изготовления является заключительным этапом проектирования ЭС, следующим за этапами схемотехнического и  конструкторского проектирования. От знания особенностей выбора вариантов технологических процессов и режимов их 
реализации во многом зависит жизнеспособность изделия, определяемая показателями качества, его конкурентоспособности. 
Углубление теоретических знаний в области технологии и закрепление практических навыков осуществляется при выполнении лабораторных работ.  

В лабораторном практикуме исследуются различные техноло
гические аспекты: 

- особенности проектирования схемы технологического про
цесса общей сборки электронного средства; 

- выбор технологического процесса изготовления детали по 

критерию технологической себестоимости; 

- исследование технологического процесса пайки с использо
ванием элементов оптимизации; 

- обеспечение функциональной характеристики резистивных 

элементов переменного типа с помощью  электроискрового воздействия; 

- изучение технологического процесса изготовления жгута; 
- контроль качества электронных сборок. 
При постановке всех лабораторных работ ставилась цель 

определения технологических параметров как расчетными методами, так и экспериментальными исследованиями и с привлечением в ряде случаев специализированных программ. 

ПРАВИЛА  ТЕХНИКИ  БЕЗОПАСНОСТИ 

ПРИ  ВЫПОЛНЕИИ  ЛАБОРАТОРНЫХ  РАБОТ 
ПО ТЕХНОЛОГИИ ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ 

 
     Лабораторные работы по конструированию и технологии электронных средств связаны  с исследованием тепловых режимов 
различных устройств, электроискровой подгонкой резисторов. 
Опасными факторами при выполнении работ являются напряжение электрической сети, повышенная температура исследуемых 
устройств. 
      При выполнении лабораторного практикума следует соблюдать следующие правила: 

1. Каждый приступающий к работе в лаборатории 

должен ознакомиться с инструкцией по охране труда и 
расписаться в журнале по технике безопасности. 

2. Все работы в лаборатории могут производиться 

только с разрешения преподавателя, проводящего занятия, или ответственного за  лабораторию. 

3. Выполнение лабораторной работы с использова
нием стендов, реальных образцов техники и измерительных приборов производится  бригадой количеством не 
менее двух человек, один из которых является ответственным и при возникновении опасности обесточивает 
оборудование. 

4. Перед выполнением лабораторных работ каждый 

студент обязан ознакомиться с инструкцией по эксплуатации стендов и используемых приборов. 

      5.  Запрещается: 

• прикасаться к токоведущим частям стендов и приборов ру
ками и открывать их закрытые части; 

• оставлять без надзора  под напряжением приборы; 
• работать с приборами в лаборатории одному. 
6. При несчастном случае немедленно оказать пострадав
шему первую помощь и сообщить руководителю занятий. 

7. По окончании работы приборы должны быть отключены, 

рабочее место приведено в порядок. Лабораторию можно 
покинуть с разрешения преподавателя. 

Лабораторная работа №1  

Разработка технологических процессов 

сборки и монтажа изделия 

 

 
Цель работы: 

 
•изучение принципов построения технологических схем сбор
ки изделия; 

•разработка технологических схем  сборки изделия на кон
кретное устройство на основе комплекта конструкторской документации; 

•оформление последовательности сборки изделия на марш
рутных картах. 

 
1.1 Теоретические сведения 
 
1.1.1   Содержание и принципы проектирования  
           технологических процессов 
 
Технологическим процессом сборки называют совокупность 

операций, в результате которых детали, узлы и покупные изделия 
соединяются в сборочные единицы, блоки, стойки, системы и изделия. Простейшим сборочно-монтажным элементом является 
деталь – изделие, изготовленное из однородного по наименованию и марке материала без применения сборочных операций. 
Сборочная единица является более сложным сборочномонтажным элементом, состоящим из двух или более деталей 
или других сборочных единиц, соединенных разъемным или неразъемным соединением. Характерным признаком сборочной 
единицы является возможность ее сборки отдельно от других составных частей изделия. 

Общую сборку электронных средств обычно проводят в три 

этапа.  

На первом этапе (механический монтаж): 
• выполняют неразъемные соединения деталей и узлов с шас
си, основанием, рамой, платой (сварка, пайка, развальцовка, 
склеивание и т.д.); 

• устанавливают съемные крепежные элементы  (угольники, 

кронштейны, панели и т.д.); 

• выполняют разъемные соединения частей блоков; 
• закрепляют крупногабаритные элементы собственными 

креплениями (трансформаторы питания, разъемы и т.д.). 

На втором этапе (электрический монтаж): 
• выполняют заготовительные операции (подготовка прово
дов, жгутов, кабелей, выводов ЭРЭ); 

• выполняют электрические соединения (монтаж) в соответствии 

с электрической принципиальной или электромонтажной схемой; 

• ведут межблочные соединения (жгутами, плоскими кабеля
ми, шлейфами, разъемами); 

• контролируют качество монтажа. 
На третьем этапе (общая сборка изделия): 
• устанавливают элементы лицевой и задней панелей; 
• выполняют регулировочные работы;  
• устанавливают кожухи, крышки, ручки и другие внешние 

элементы конструкции; 

• контролируют качество сборки и маркируют изделие. 
Технологический процесс сборки изделия оформляется ком
плектом документации в виде маршрутных и операционных карт. 
Их разработка производится на основе технологических схем 
сборки. По технологическим схемам сборки изделия выявляют 
основные сборочные операции.  

При разработке маршрутной технологии необходимо руко
водствоваться следующим [1]: 

• при поточной сборке разбивка процесса на операции опреде
ляется тактом выпуска (ритмом сборки), причем время, затрачиваемое на выполнение каждой операции, должно быть равно или 
кратно ритму; 

• предшествующие операции не должны затруднять выполне
ние последующих; 

• на каждом рабочем месте должна выполняться однородная 

по характеру и технологически законченная работа; 

• после наиболее ответственных операций сборки, а также после 

регулировки или наладки предусматривают контрольные операции.  

Такт выпуска 

Тв = 60Фд / N (мин/шт), 

где  Фд – действительный фонд времени в часах за плановый период; 

  N – программа выпуска. 
Обобщенная схема последовательности сборки ЭС представ
лена на рисунке 1.1 [2]. 

 

 

   
         Рисунок 1.1  –  Типовой технологический процесс  

общей сборки и монтажа ЭС 

Сборка корпуса

Установка элементов 

лицевой и задней панели, 

разъемов и т.д.

Подготовка проводов 

и кабелей,  

Установка 
Сборка модулей

Монтаж блоков
Контроль
Регулировка, ремонт

Контроль
Испытания
Выходной 

Маркировка 

прибора (шасси, 

основания)

Технологическая схема сборки изделия является одним из ос
новных документов, составляемых при разработке технологического процесса сборки. Расчленение изделия на сборочные элементы проводят в соответствии со схемой сборочного состава, 
при разработке которой руководствуются следующими принципами: 

 
схема составляется независимо от программы выпуска  изделия на основе сборочных чертежей, спецификаций, электрической,  кинематической и других схем изделия; 

 
сборочные единицы образуются при условии независимости 
их сборки, транспортировки и контроля; 

 
минимальное число деталей, необходимое для образования 
сборочной единицы первой ступени сборки, должно быть 
равно двум; 

 
минимальное число деталей, присоединяемых к сборочной 
единице данной группы для образования сборочного элемента следующей ступени, должно быть равно единице; 

 
схема сборочного состава строится при условии образования 
наибольшего числа сборочных единиц; 

 
схема должна обладать свойством непрерывности, т.е. каждая 
последующая ступень сборки не может быть осуществлена 
без предыдущей ступени. 
Включение в схему сборочного состава технологических ука
заний (способов соединения составных частей, используемых 
материалов) превращает ее в технологическую схему сборки.  

Наиболее широко применяются схемы сборки «веерного» ти
па (рисунок 1.2а), на котором стрелками показано направление 
сборки деталей и сборочных единиц. Достоинством схемы являются ее простота и наглядность, недостатком – то, что она не отражает последовательности сборки во времени. 

 

а)                                                                             б) 

Рисунок 1.2 – Схемы сборки: 

а – «веерного» типа; б – с базовой деталью 

 
Схема сборки с базовой деталью (рисунок 1.2б) указывает 

временную последовательность сборочного процесса. При такой 
сборке необходимо выделить базовый элемент, т.е. базовую деталь или сборочную единицу, в качестве которой обычно выбирают ту, чьи поверхности будут использованы при установке в 
готовое изделие. В большинстве случаев базовой деталью служит 
плата, панель, шасси и другие элементы несущих конструкций 
изделия. Направление движения деталей и сборочных единиц на 
схеме показывается стрелками, а прямая линия, соединяющая 
базовую деталь и изделие, называется главной осью сборки. Точки пересечения осей сборки, в которые подаются детали или сборочные единицы, обозначаются как элементы сборочных операций, например: Сб. 1-1, Сб. 1-2 и т.д., а точки пересечения вспомогательной оси с главной – как Сб.1, Сб.2 и т.д. 

При построении технологической схемы сборки каждую де
таль или сборочную единицу изображают в виде прямоугольника 
(рисунок 1.3а), в котором указывают позицию детали по спецификации к сборочному чертежу (1), ее наименование (2) и обо