Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Производственная технология

Министерство образования Республики Беларусь

УО «Брестский государственный технический университет»

Факультет инновационной деятельности управления и финансов

Контрольная работа №1

По курсу «Производственные технологии»

Проверил _________________

Преподаватель

Брест 2011

Содержание

Производственные и технологические процессы……………………….………3
Производственные ресурсы процесса и системы………………………………..5
Характеристика технологической системы и отрасли промышленности……...9

Производственные и технологические процессы.

1.1 Производственный и технологический процесс. Классификация.

Производственный процесс — это совокупность действий работников и орудий труда, в результате которых сырьё, материалы, полуфабрикаты и комплектующие изделия, поступающие на предприятие, превращаются в готовую продукцию или услугу в заданном количестве, качестве и ассортименте в определённые сроки. Производственный процесс состоит из основных, вспомогательных и обслуживающих процессов.

Основные процессы — это технологические процессы, в ходе которых происходят изменения геометрических форм, размеров и физико-химических свойств продукции.
Вспомогательные процессы — это процессы, которые обеспечивают бесперебойное протекание основных процессов (изготовление и ремонт инструментов и оснастки; ремонт оборудования; обеспечение всеми видами энергий (электроэнергией, теплом, паром, водой, сжатым воздухом и т. д.)).
Обслуживающие процессы — это процессы, связанные с обслуживанием как основных, так и вспомогательных процессов и не создающие продукцию (хранение, транспортировка, технический контроль и т. д.).

Таблица 1 - Классификация видов производственных процессов

Признаки классификации	Виды производственного процесса
1. Значение и роль в изготовлении продукции	Основные Вспомогательные Обслуживающие
2. Характер протекания	Простые Синтетические Аналитические
3. Стадии изготовления	Заготовительные Обрабатывающие Выпускающие (сборочные)
4. Степень непрерывности	Прерывные Непрерывные
5. Степень технической оснащенности	Ручные Частично механизированные Комплексно-механизированные Автоматизированные
6. Особенности используемого оборудования	Аппаратурные (агрегативные) Дискретные

Технологический процесс - это часть производственного процесса, направленная на качественное изменению предмета производства; представляет собой совокупность механических, физических и химических процессов - операций, изменяющих форму и размеры деталей, их свойства, внешний вид.

В зависимости от применения в производственном процессе для решения одной и той же задачи различных приёмов и оборудования различают следующие виды техпроцессов:

Единичный технологический процесс (ЕТП).
Типовой технологический процесс (ТТП).
Групповой технологический процесс (ГТП).

Для описания технологического процесса используют маршрутные и операционные карты:

Технологическая карта — документ, в котором описан: процесс обработки деталей, материалов, конструкторская документация, технологическая оснастка.
Операционная карта — перечень переходов, установок и применяемых инструментов.
Маршрутная карта — описание маршрутов движения по цеху изготовляемой детали.

Технологическая схема. Основные этапы производства и технологические операции производства ИМС.

Основополагающая идея микроэлектроники — конструктивное объединение элементов электронной схемы — приводит к тесной взаимосвязи схемотехнических, конструкторских и технологических решений при создании интегральных микросхем (ИМС). Главная задача всех этапов проектирования — это обеспечение высокой надежности ИМС. Это заключается в устойчивой работе при низких уровнях мощности (малая допустимая мощность рассеяния), в условиях сильных паразитных связей (высокая плотность упаковки) и при ограничениях по точности и стабильности параметров элементов. Потенциальная надежность ИМС оценивается с учетом возможностей выбранного структурно-топологического варианта ИМС и его технологической реализации.

Технологический процесс изготовления гибридных интегральных схем включает стадии:

Разработка чертежа топологии: выбор конструкции и расчет активных и пассивных элементов ИМС; размещение элементов на поверхности и в объеме подложки и создание рисунка разводки (коммутации) между элементами;
подготовки подложек (применяют диэлектрические подложки(ситалл) квадратной или прямоугольной формы размерами до 10 см и толщиной 0,5 ...1 мм).

- резка слитков на пластины

- шлифовка и полировка

формирования на подложках пассивных пленочных элементов и проводников (операция нанесения тонких плёнок с помощью накладных трафаретов, процесс фотолитографии либо методом трафаретной печати).
формирование матриц одинаковых структур, каждая из которых соответствует одной микросхеме
Лазерное скрайбирование
Разрезание пластин на кристаллы валиком
Контрольно-сборочный этап:

установка кристалла в корпус
монтаж дискретных компонентов
соединение контактных площадок подложек с выводами корпуса
герметизацию корпуса
маркировка
контроль и испытания.

Рисунок 1 - Обший вид обычной (а) и многослойной (б) керамических подложек с трассировкой схемы; сечение многослойной подложки (в)

2 Производственные ресурсы процесса и системы.

2.1 Производственные группы ресурсов предприятия

сыръевые ресурсы

Сырьевые ресурсы представляют собой совокупность имеющихся в стране предметов труда, которые используются непосредственно для производства различной промышленной продукции.

Под сырьем (сырым материалом) понимают всякий предмет труда, на добычу или переработку которого затрачен труд и который под его воздействием претерпел определенные изменения.

К сырью обычно относят продукцию добывающей промышленности (руда, нефть, уголь, песок, щебень) и сельскохозяйственную (зерно, картофель, свекла), а к материалам – продукцию обрабатывающей промышленности (черные и цветные металлы, цемент, мука, пряжа и пр.)

сельскохозяйственное сырье, которое производится в отраслях сельского хозяйства и потребляется главным образом отраслями легкой и пищевой промышленности.
сырье минерального происхождения (минеральное сырье), т.е. сырье, получаемое из недр земли;

Используемые промышленностью полезные ископаемые принято подразделять на следующие группы: горючие ископаемые (уголь, горючие сланцы, торф, нефть, природный газ); минеральные полезные ископаемые (черные, цветные, благородные и редкие металлы); неметаллические полезные ископаемые (сырье для химической промышленности, строительные материалы, неметаллическое сырье для черной металлургии).

б) топливно-энергетические

Учитывая, что энергия является важнейшим элементом устойчивого развития любого предприятия, каждое из них стремится разработать такие способы энергоснабжения, которые наилучшим образом обеспечивали бы развитие и повышение качества изготавливаемой продукции.

В промышленности находит широкое распространение сжиженный газ, получаемый при первичной переработке нефти. На металлургических заводах в качестве попутных продуктов получают коксовый и доменный газы. Они используются здесь же на заводах для отопления печей и технологических аппаратов. Газы, получаемые путем газификации (генераторные) или путем сухой перегонки (нагрев без доступа воздуха) твердых топлив, в большинстве стран практически вытеснены природным газом, однако в настоящее время снова возрождается интерес к их производству и использованию.

Прогрессивное направление и развитие промышленности - создание безотходных производств, по технологии которых используются все элементы производственного процесса, а также энергия реакции технологических процессов для получения полезной продукции.

Получаемая извне энергия необходима лишь для запуска и резервирования, то есть безаварийной остановки технологического процесса. Так в настоящее время используются технологические процессы производства аммиака, метанола, высших спиртов и некоторых других химических продуктов, основанные на принципе энерготехнологического комбинирования с максимальным использованием выделяемой энергии при различных реакциях. В настоящее время и в ближайшей перспективе ещё будут существовать технологические процессы с материальными и энергетическими отходами.

На технологический процесс расходуется определённое количество топлива, электрической и тепловой энергии. Кроме того, сами технологические процессы протекают с выделением различных энергетических ресурсов - теплоносителей, горючих продуктов, газов и жидкостей с избыточным давлением. Количество образующихся энергетических ресурсов достаточно велико. Поэтому полезное их использование - одно из важнейших направлений экономии энергетических ресурсов.

в) земельные ресурсы

Земельные ресурсы в сельском хозяйстве, а также и в промышленности имеют главное значение. Земля является предметом и средством производства, а также ресурсом, который позволяет получать материальные блага благодаря своим специфическим особенностям. Огромные площади занимаются под строительство промышленных предприятий, под засевы различными сельскохозяйственными культурами. Земля нуждается в обработке и при рациональном и эффективном землеведении позволяет получать высокие урожаи, выращивать различные культуры и животных.

В экономической науке выделяют естественное, искусственное и экономическое плодородие почвы. Естественное плодородие (природное) сформировалось в результате почвообразовательного процесса под воздействием естественных сил природы - солнца, ветра, воды. Оно характеризуется определенными физическими, химическими и биологическими свойствами и имеет решающее значение для земледелия.

В процессе улучшения обработки почвы, развития химизации и мелиорации количество используемых питательных веществ растениями может быть увеличено. Следовательно, плодородие почвы, созданное в результате активной деятельности человека, представляет собой искусственное плодородие. Оно зависит от уровня развития производительных сил и поэтому неодинаково на различных ступенях развития общества. В сельскохозяйственном производстве искусственное плодородие обеспечивается путем проведения орошения и почвозащитных работ, известкования, внесения органических и минеральных удобрений и других мероприятий.

Прямым показателем экономического плодородия выступает урожайность культур. Для сравнения экономического плодородия почвы применяется такой показатель, как уровень плодородия. Он выражает выход продукции земледелия в расчете на единицу площади или размер продукции на единицу земли с учетом ее качества.

г) водные ресурсы

Огромные объемы воды расходуются промышленностью, сельским хозяйством, а также на коммунально-бытовые нужды.

Вода используется в производстве на различные нужды. Большая часть воды (70—90%) расходуется для охлаждения полупродуктов или продуктов производства, а также силовых агрегатов, при этом она не получает специфических загрязнений, а только нагревается, хотя могут быть случаи попадания охлаждаемого продукта в воду через неплотности в теплообменных аппаратах. Вода используется для транспортирования механических (минеральных и органических) примесей, для очистки, промывки готовой продукции; при этом она загрязняется продуктами, с которыми соприкасается (например, при обогащении руды, угля, переработке нефти, промывке газов и т. д.).

2.2 Основные и вспомогательные материалы, применяемые при производстве ИМС.

Основным материалом при изготовлении ИМС является подложка, для изготовления которой используют аморфные, силикатные, борсиликатные, кварцевые стекла, ситаллы, фотоситаллы, керамика.

Исходный материал, поступает на предприятие в виде кристаллических слитков, которые разрезают на множество тонких пластин (толщиной около 150 мкм).

Создание микросхем начинается с подготовки подложек.

Основные требования к подложкам: хорошие механические и диэлектрические свойства, согласование по температурному коэффициенту расширения с другими материалами, а также высокая чистота поверхности.

Наиболее распространены прямоугольные подложки с размерами: 6 X 15, 8 X 12, 11X11, 10 X 16, 12 X 12, 12 X 16, 12 X 20, 24 X 30, 48 X 60 мм, при этом отклонения номинального размера составляет не более 0,3мм.

Подложка для толстопленочных ИС должна быть теплостойкой, чтобы выдержать обжиг при температурах в сотни градусов, когда происходит оплавление и закрепление материалов, из которых изготавливаются элементы ИС. Чтобы уменьшить паразитную емкость между элементами, выбираются материалы с небольшой диэлектрической проницаемостью.

Керамические подложки должны изготавливаться из вакуум-плотного материала. Цвет керамики должен быть белым. Не допускается присутствие на поверхности плат: цветовых и радужных пятен, трещин, сквозных пор, угловых сколов > 0,1 мм, сколов по кромкам > 0,1 мм, царапин, раковин более S > 0,1 мм² и площадью не более 0,5 мм² суммарной, инородных включений, органических и неорганических загрязнений.

При формировании плёнок SiO₂ применяется термическое окисление при 1000 ^oC.

Для создания гладкой поверхности подложка покрывается глазурью, изготовленной на основе оксида висмута и свинцово-боросиликатного стекла.

Для формирования элементов (резисторов, конденсаторов,транзисторов) необходимо травление кремния в плавиковой кислоте либо концентрированных щелочах

Широкое применение керамических материалов объясняется их высокими механическими, электрическими и термическими свойствами.

Металлизация заключается в напылении в вакууме тонкой пленки алюминия на определенные области поверхности пластины для получения необходимых соединений между различными элементами микросхемы.

2.3 Техническая база и оборудование, применяемое при производстве ИМС.

При производстве ИМС следует отметить такой производственный фактор, как материально-техническая база.

В микроэлектронике применяются высокоточное современное оборудование, которое позволяет получить необходимое качество готовой продукции, надёжность, долговечность в заданных условиях без отклонения параметров от нормы.

К механической обработке можно отнести следующие операции:

- Резка кремниевого слитка, при помощи дисков с внутренней режущей кромкой (станок Алмаз-6М [5], который позволяет производить резку при скорости подачи 6-20 мм/мин и скорость вращения диска 1000-2500 об/мин)

- Шлифовка производится на станке СДШ-150 позволяющем обрабатывать 30

пластин диаметром 100 мм одновременно

- Полировку производят на оборудовании типа Ю1МЗ.105.004 позволяющем

одновременно отполировать 32 пластины диаметром 100 мм

Линия с ЧПУ осуществляет процесс фотолитографии, разрешающая способность данного оборудования может выполнить 200 и более линий на миллиметр, что позволяет формировать элементы для ИМС размером в 2 мкм

При лазерном скрайбировании используют энергию мощного сфокусированного (до 25 мкм) лазерного луча, что позволяет в несколько раз повысить скорость резания по сравнению с механическим скрайбированием.

Вспомогательные операции (установка и ориентация пластин, перефокусировка, установка режимов автоматизированы, что обеспечивает высокую точность и скорость производства.

3. Характеристика технологической системы и отрасли промышленности.

3.1 Технологическая система. Классификация. Закономерности и пути развития.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СИСТЕМА — совокупность функционально взаимосвязанных средств технологического оснащения, предметов производства и исполнителей для выполнения в регламентированных условиях производства заданных технологических процессов или операций. К предметам производства относят: материал, заготовку, полуфабрикат и изделие, находящиеся в соответствии с выполняемым технологическим процессом в стадии хранения, транспортирования, формообразования, обработки, сборки, ремонта, контроля и испытаний. К регламентированным условиям производства относят: регулярность поступления предметов производства, параметры энергоснабжения, окружающей среды и др.

Классификация технологических систем:

иерархические уровни технологических систем:

технологический процесс;
производственное подразделение;
предприятие;
отрасль промышленности;

уровни автоматизации:

механизированные системы;
автоматизированные;
автоматические;

уровни специализации:

специальная технологическая система (система, предназначенная для изготовления или ремонта изделия одного наименования и типоразмера);
специализированная (предназначенная для изготовления или ремонта группы изделии);
универсальная система (обеспечивающая изготовление изделий с различными конструктивными и технологическими признаками)

Для систем технологических процессов характерны три направления развития:

1. Революционное - необходимым и достаточным условием развития является усовершенствование хотя бы одного из рабочих элементов системы. Достигается применением новых технологий или совершенствованием рабочего хода. Это приводит к увеличению производительности всей системы. Более предпочтителен революционный путь развития для параллельных технологических систем.

2. Эволюционное - необходимым и достаточным условием такого развития является усовершенствование вспомогательных действий как внутри элементов системы так и за их пределами. Например, сокращение расстояния между элементами последовательной системы приводит к снижению трудозатрат (приближение заводов к источникам сырья, выбор поставщиков сырья и т.д.).

Рационалистическое развитие предполагает замену живого труда на труд машин. Например, в параллельной системе технологических процессов для налаживания обмена производственным опытом могут использоваться компьютеры, позволяющие накапливать, обрабатывать, сохранять, передавать информацию. Такие компьютерные центры позволяют организовать обучение и подготовку кадров.

3. Квазиэвристическое или псевдореволюционное - развитие связанное с усовершенствованием связей или пропорций между элементами системы. Например, если существует диспропорция в соотношении отдельных составляющих народного хозяйства (или предприятия), то капитальные вложения, которые обеспечат наибольшее приближение к пропорциональному оптимуму, дадут не только наивысший эффект, но и вызовут рост уровня технологии.

3.2 Отрасль промышленности. Классификация. Отраслевая структура производственного и технологического процесса.

Отрасль промышленности – совокупность самостоятельных предприятий, цехов, производств характеризующихся единством назначения вырабатываемой продукции, общностью технологического процесса, однородностью перерабатываемого сырья.

Традиционно флагманом экономического роста Беларуси является промышленность. Это важнейший сектор экономики республики, на долю которого приходится практически треть валового внутреннего продукта.

Разнообразие производимой и реализуемой промышленной продукции определяет профиль внешней торговли страны (около 90% в общем объеме экспорта) и обеспечивает большую часть валютных поступлений.

Промышленность Беларуси включает более 100 отраслей. В республике функционирует свыше 20 тыс. промышленных предприятий и производств. Ведущей отраслью национальной экономики является машиностроительная и металлообрабатывающая промышленность.

Основные признаки классификации отраслей:

1) экономическое назначение продукции

- отрасли, изготавливающие средства производства продукции, предназначенные для использования в сфере материального производства в качестве средств и предметов труда;

- производственные предметы потребления – для потребления, непосредственно населением и отраслями непроизводственной сферы.

2) по характеру воздействия на предмет труда:

- добывающая отрасль;

- обрабатывающая отрасль.

3) по функциональному назначению:

- отрасли, производящие промежуточную продукцию;

- отрасли, производящие конечную продукцию.

4) другие признаки классификации:

- структура издержек производства;

- характер технологического процесса;

- возможность круглогодовой работы;

- общность типов производств.

Электронная промышленность – наукоемкое производство.

Электронная промышленность включает 3 научно-производственных объединения и ряд отдельных предприятий. Изделия электронных предприятий нашли применение практически во всех отраслях народного хозяйства: в системе информатики, теле-радиотехнике, кино- и фототехнике, промышленной электронике, сложной бытовой технике. Постоянно расширяется номенклатура и технический уровень электронной элементной базы. Ведется конверсия предприятий, на которых внедряются различные новые технически сложные изделия. По программе "Импортозамещение" налажен выпуск продукции, ранее ввозимой в Беларусь. Осваиваются новые образцы медицинской техники: приборы контроля и диагностики, инкубаторы для новорожденных, искусственный клапан сердца.

Научно-производственное объединение "Интеграл" (Минск) выпускает более 1,5 тыс. типов интегральных микросхем (ИМС), более 400 типов полупроводниковых приборов, 40 типов жидкокристаллических индикаторов и панелей, более 150 видов товаров народного потребления, 60 наименований спецтехнологического оборудования. Система управления качеством ОАО «ИНТЕГРАЛ» - это многоуровневая, технологически ориентированная система управления всеми фазами жизненного цикла изделий: от маркетинговых исследований сегментов рынка и разработки новых изделий до отгрузки продукции и фирменного послепродажного обслуживания.