Высокая надежность, устойчивость к разнообразным воздействиям, хорошая воспроизводимость параметров и низкая стоимость при массовом производстве, малые масса и габаритные размеры при требуемых электрических характеристиках. Возможность практически полной автоматизации производства, а также ряд других факторов определили быстрое развитие и широкое применение полосковой технологии и полосковых устройств в ОВЧ и СВЧ диапазонах. Переход к массовому производству и необходимость существенного сокращения цикла от разработки до выпуска изделия выявили неэффективность традиционного разделения обязанностей между разработчиком аппаратуры, конструктором и технологом, потребовали повышения уровня знаний всех участников в смежных областях. Теперь конструктор-разработчик активно участвует в выборе и расчете электрической схемы узла и его топологи, четко представляя себе назначение, принцип действия и особенности каждого элемента схемы, использует методы автоматизированного проектирования, хорошо знает все особенности технологического цикла, учитывая возможности и ограничения технологического порядка, нередко определяющие конструкцию узла, использует эти знания при конструировании, принимая во внимание особенности применения устройства и возможность его серийного производства.
Процесс создания полосковых устройств (в частности полосковых интегральных устройств) на каждом своем этапе требует комплексного подхода к решению задач. Так, радиоинженер, разрабатывающий топологию, должен хорошо знать радиоматериалы, вопросы компоновки элементов схем, технологические процессы монтажа и получения рисунка; конструктор, занимающийся компоновкой, должен свободно ориентироваться в технологии монтажа и создания рисунка, в вопросах нанесения защитных покрытий, механической обработки подложек и т.д.
Поэтому основными задачами производственной практики являются:
– изучение комплекса материалов, используемых на предприятии для изготовления различных элементов конструкции, а также технологических материалов;
- изучение способов компоновки изделий, изготавливаемых на предприятии;
- изучение технологических процессов, используемых на предприятии для изготовления корпусов, для монтажа и сборки изделий;
- изучение способов получения рисунка плат, отработанных на данном предприятии;
– ознакомление с системами автоматизированного проектирования, используемыми на данном предприятии;
– формулировка темы дипломного проекта;
– составление проекта технического задания на выполнение дипломного проекта.
Производственная практика проходила на предприятии ККБ «Искра» в конструкторском отделе №4. Данный отдел занимается разработкой устройств СВЧ и микросборок. Номенклатура разрабатываемых изделий сводится к интегральным модулям, блокам, субблокам, контактным устройствам и стендам различного назначения, входящих в состав различной аппаратуры.
В области СВЧ техники интенсификация производства, повышение его эффективности и обеспечение высокого качества выпускаемой продукции возможны лишь на базе комплексной микроминиатюризации с применением новейших интегральных микросхем, микросборок и т.п. Важнейшим фактором является комплексная автоматизация труда всех этапов производства изделий, от их создания до проверки эксплуатационных характеристик. Кроме того, использование унифицированных узлов и элементов и прогрессивных технологий, позволяют снизить погрешности изготовления и стоимость изделий.
Современные полосковые устройства очень сложны. Нередко они состоят из десятков, даже сотен отдельных функциональных узлов: делителей, мостов, фильтров, направленных ответвителей и т.д. Однако практически все многообразие функциональных узлов сводится к относительно небольшому числу простейших элементов: отрезки одиночных и связанных линий, изгибы, Х- и Т-сочленения, изломы и т.д.
Конструкции СВЧ узлов и аппаратуры развиваются в направлении комплексной миниатюризации, повышения надежности, экономичности изготовления и эксплуатации, уменьшения габаритных размеров отдельных элементов, повышения степени интеграции узлов, усложнения их функций и т.д. Внедрение технологии интегральных микросхем привело к существенному уменьшению объема СВЧ аппаратуры (в 5…10 раз) по сравнению с аналогами в волноводном и коаксиальном исполнении. В настоящее время произошло сближение конструктивного оформления СВЧ блоков на микросхемах (микросборках) с конструкциями низкочастотной аппаратуры в виде функциональных ячеек, что существенно упрощает сборку, регулировку и эксплуатацию СВЧ аппаратуры.
К полосковому СВЧ устройству предъявляются следующие основные требования:
- малые габаритные размеры;
- высококачественные электрические характеристики;
- технологичность конструкции, устойчивость электрических характеристик к климатическим и механическим воздействиям, их стабильность при длительной эксплуатации и хранении;
- удобство настройки и проверки в процессе эксплуатации, возможность ремонта или замены отдельных частей узла;
– возможность использования в устройстве серийно выпускаемых материалов и комплектующих изделий.
При создании конкретной конструкции полоскового узла необходимы подробные данные, касающиеся принципов и условий его работы и режимов использования, которые в основном содержатся в техническом задании на конструирование. Важнейшие из них:
- электрическая схема устройства и основные его характеристики;
- диапазон рабочих частот;
- проходящая мощность;
- наличие и тип навесных компонентов;
- число и тип присоединительных элементов;
- необходимость герметизации узла и конкретный вид ремонтных работ (или их отсутствие);
– желательный тип конструктивного оформления полоскового устройства (габаритные размеры и форма);
- предпочтительный технологический способ изготовления;
- предполагаемый объем серийного выпуска.
Для изготовления различных элементов СВЧ устройств на данном предприятии используются различные материалы. Выбор того или иного материала зависит от условий эксплуатации всего устройства, от факторов, воздействующих на узел, в состав которого входит тот или иной элемент. Так, например, диэлектрические основания полосковых плат изготавливаются в виде листов или пластин с размерами 24x30…500х500 мм и толщиной 0,5…6 мм.
В качестве органической основы используются неполярные полимеры: фторопласт, полиэтилен, полифениленоксид, полипропилен, полистирол, стирол и их сополимеры. Диэлектрические материалы на органической основе подвергают армированию, наполнению, плакированию и другим видам модификации для направленного изменения физико-технических параметров.
Ненаполненные, наполненные, армированные, плакированные органические материалы используются как фольгированные, так и нефольгированные. Наполнение органических диэлектриков производится мелкодисперсным порошком из радиочастотной керамики; армирование – стекловолокном, стеклотканью; плакирование – листами легких сплавов, имеющих хорошую электропроводность.
Из диэлектрических материалов на неорганической подложке используют ситалловые стекла, керамику чистых окислов и корундовую керамику (поликор, сапфирит, ситаллы, 22ХС, ВГ-IV). Из органических материалов: ненаполненные – САМ‑3, ФФ‑4, ПВП‑М; наполненные – ПТ, СТ, СА‑3, 8Ф, АПЛ, ФЛАН.; армированные – ФАФ‑4, ФАФ‑4СКЛ, СФ‑1–35, СФ‑2Н‑50, СФР‑230.
Проводники и экраны полосковой линии, как правило, выполняют из металлов с малым удельным сопротивлением, обеспечивающим минимальные потери (из меди, серебра, латуни, алюминиевых сплавов). Внешние токопроводящие пластины полосковых линий выполняют преимущественно из алюминиевых сплавов, латуни, металлизированных пластин из керамики или пластмассы.
Для металлизации диэлектриков используется листовая фольга толщиной 25±2; 35±3 и 50±5 мкм и электролитическая медь, осажденная на диэлектрик толщиной 15..70 мкм.
Для изготовления элементов (деталей) корпусов полоскового узла применяются материалы: титановый сплав ВТ1–0, ВТ5–1; сплав 29НК (ковар); алюминиевый сплав марок Д16, В95, АЛ2, АЛ9; латунь Л63; пресс-материалы АГ‑4В, ДСВ2‑Р‑2М. Предпочтительно для деталей корпусов использовать материалы, характеристики которых приведены в табл. 1 (ОСТ 4ГО.010.224–22). В технически обоснованных случаях допускается применять другие конструкционные материалы.
Таблица 1 – Материалы и их основные характеристики
| Материал | гост | Плотность, кг/мМО3 | ТКЛР приt=2<H200 °C, o€-i.10-6 | Теплопроводность, Вт/м-°С |
| Сплав ВТ1–0 | ГОСТ 19807–74 | 4,50 | 9 | 15,4 |
| Сплав ВТ5–1 | 4,42 | 8,3–8,9 | 8,8–18,4 | |
| Сплав 47НД | ГОСТ 10994–74 | 8,40 | 9,2–10,1 | - |
| Сплав 29НК | 8,20 | 4,6–5,5 | - | |
| Сплав Д16 | ГОСТ 4784–74 | 2,78 | 22,0 | 117,0–192,3 |
| Сплав В95 | 2,85 | 23,0 | 158,0 | |
| Сплав АМц | 2,73 | 23,0 | 154,6–179,8 | |
| Латунь Л63 | ГОСТ 15527–70 | 8,43 | 20,6 | 108,6 |
| Сплав АЛ‑2 | ГОСТ 2685–75 | 2,65 | 21,1–23,3 | 167,0–175,0 |
| Сплав АЛ‑9 | 2,66 | 23,0–24,5 | 150,0–167,0 | |
| Медь Ml, МЗ | ГОСТ 859–78 | 8,90 | 17,4 | 392,9 |
| Материал прессовочныйдев | ГОСТ 17478–72 | 1,70 | 9–12 | 0,33 |
С целью обеспечения нормальных режимов работы узлов при конструировании корпусов и их элементов выбирают материалы с ТКЛР, близким к ТКЛР материалов микрополосковых плат.
Наиболее предпочтительными для непосредственного соединения пайкой являются сочетания материалов подложек и деталей корпусов, приведенных в табл. 2
Выбор марки припоя проводят по ОСТ 4Г0.033.200
Таблица 2 – Предпочтительные сочетания материалов корпуса и подложек
| Материал подложки | Материал детали корпуса |
| Поликор | Титановый сплав Материал ДСВ |
| Керамика ВК94–1 | |
| Ситалл | Сплав 47НД |
| Материал ДСВ |
Для предотвращения затекания припоя и флюса во внутреннюю поверхность корпуса при герметизации полоскового узла предусматривается прокладка, выполненная из резины ИРП‑1341.