CC BY
64
Министерство образования и науки РФ
Правительство Пензенской области Академия информатизации образования Академия проблем качества РФ Российская академия космонавтики им. К.Э.Циолковского Российская инженерная академия Вычислительный центр РАН им. А.А.Дородницына Институт испытаний и сертификации ВВТ ОАО «Радиотехнический институт имени академика А.Л.Минца» ОАО «УПКБ ДЕТАЛЬ», ОАО «РУБИН» ОАО «НИИФИ», ОАО «ПНИЭИ», ФГУП ФНПЦ «ПО СТАРТ», НИКИРЭТ, ЗАО «НИИФИиВТ» ОАО «ППО ЭЛЕКТРОПРИБОР», ОАО «РАДИОЗАВОД» Пензенский филиал ФГУП НТЦ «АТЛАС» ОАО «ТЕХПРОММАШ», МИЭМ НИУ ВШЭ, Евразийский Национальный университет им. Л.Н. Гумилева Сургутский институт мировой экономики и бизнеса «ПЛАНЕТА» Пензенский государственный университет
АадижУ{%шсж
ТРУДЫ
МЕЖДУНАРОДНОГО СИМПОЗИУМА
НАДЕЖНОСТЬ И КАЧЕСТВО
II то^
ПЕНЗА 2015
УДК 621.396.6:621.315.616.97:658:562 Т78
Труды Международного симпозиума «НАДЕЖНОСТЬ И КАЧЕСТВО»:
T78 в 2 т. - Пенза : ПГУ, 2015. - 2 том - 384 с.
ISBN 978-94170-818-5(т.1) ISBN 978-94170-818-8
В сборник трудов включены доклады юбилейного ХХ-го Международного симпозиума «Надежность и качество», проходившего с 25 по 31 мая 2015 г. в городе Пензе.
Рассмотрены актуальные проблемы теории и практики повышения надежности и качества; эффективности внедрения инновационных и информационных технологий в фундаментальных научных и прикладных исследованиях, образовательных и коммуникативных системах и средах, экономике и юриспруденции; методов и средств анализа и прогнозирования показателей надежности и качества приборов, устройств и систем, а также анализа непараметрических моделей и оценки остаточного ресурса изделий двойного назначения; ресурсосбережения; проектирования интеллектуальных экспертных и диагностических систем; систем управления и связи; интерактивных, телекоммуникационных сетей и сервисных систем; экологического мониторинга и контроля состояния окружающей среды и биологических объектов; исследования физико-технологических процессов в науке, технике и технологиях для повышения качества выпускаемых изделий радиопромышленности, приборостроения, аэрокосмического и топливно-энергетического комплексов, электроники и вычислительной техники и др.
Оргкомитет благодарит за поддержку в организации и проведении Международного симпозиума и издании настоящих трудов Министерство образования и науки РФ, Правительство Пензенской области, Академию проблем качества РФ, Российскую академию космонавтики им. К. Э. Циолковского, Российскую инженерную академию, Академию информатизации образования, Вычислительный центр РАН им. А. А. Дородницына, Институт испытаний и сертификации ВВТ, ОАО «Радиотехнический институт имени академика А.Л. Минца», ОАО «УПКБ ДЕТАЛЬ», ОАО «НИИФИ», ФГУП «ПНИЭИ», ОАО «РУБИН», ОАО «РАДИОЗАВОД», ОАО «ППО ЭЛЕКТРИПРИБОР», ФГУП «ПО «СТАРТ», НИКИРЭТ - филиал ФГУП «ПО «СТАРТ», Пензенский филиал ФГУП НТЦ «АТЛАС», ОАО «ТЕХПРОММАШ», МИЭМ НИУ ВШЭ, Евразийский Национальный университет им. Л.Н. Гумилева, Сургутский институт мировой экономики и бизнеса «ПЛАНЕТА»,Пензенский государственный университет.
Сборник статей зарегистрирован в Российском индексе научного цитирования (РИНЦ) с 2005 г.
Р е д а к ц и о н н а я к о л л е г и я :
Юрков Н. К. - главный редактор Трусов В. А. - ответственный секретарь Баннов В. Я. - ученый секретарь Волчихин В. И., Абрамов О. В., Авакян А. А., Дивеев А.И., Иофин А. А., Каштанов В. А., Майстер В. А., Острейковский В.А., Петров Б. М., Писарев В. Н., Роберт И. В., Романенко Ю. А., Северцев Н. А., Садыков С. С., Садыхов Г. С., Увайсов С. У.
ISBN 978-94170-818-5(т.1) ISBN 978-94170-818-8
© Оргкомитет симпозиума, 2015 © ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет», 2015
ЛИТЕРАТУРА
1. Мельберт А.А. Повышение экологической безопасности поршневых двигателей. - Новосибирск: Наука, 2003. - 170 с.
2. Кочегаров И.И. Алгоритм выявления латентных технологических дефектов печатных плат методом оптического контроля / Кочегаров И.И., Ханин И.В., Лысенко А.В., Юрков Н.К., Алмаметов В.Б. // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. 2013. № 3 (27). С. 105.
3. Мельберт А.А. Перспективы применения СВС-каталитических фильтров для очистки отработавших газов автомобилей / А.А. Мельберт, А.Л. Новоселов // Вестник АлтГТУ им. И.И. Ползунова. - №2. -1999. - С. 157-158.
4. К ВОПРОСУ РЕАЛИЗАЦИИ МЕТОДА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ВЫБОРА СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ / Горячев Н.В., Кочегаров И.И., Юрков Н.К. // Алгоритмы, методы и системы обработки данных. 2013. № 3 (25). С. 16-20.
5. Мельберт А.А. Эффективность СВС-каталитических блоков в нейтрализаторах для дизелей / А.А. Мельберт, А.А. Новоселов // Вестник АлтГТУ им. ИИ. Ползунова. - №2. - 1999. -С.156.
6. Северцев, Н.А. К вопросу об утрате работоспособности систем / Н.А. Северцев, А.В. Бецков, А.М. Самокутяев // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2013. Т. 2. С. 268-270.
7. Критерии и показатели безопасности / Дедков В.К., Северцев Н.А., Петухов Г.Б., Тихон Н.К. // Вопросы теории безопасности и устойчивости систем. 1999. № 1. С. 33-54.
8. Северцев, Н.А. Минимизация обобщенного риска угроз безопасности / Н.А. Северцев // Вопросы теории безопасности и устойчивости систем. 2005. № 7. С. 3-10.
9. Универсальные оценки безопасности. Монография / Дивеев А.И., Северцев Н.А. // Москва, 2005.
УДК 378.147
Володин1 П.Н., Бекниязов2 Н.А., Танатов2 М.К.
гФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет», Пенза, Россия
2Военный институт Сил воздушной обороны Республики Казахстан им. Т.Я. Бегельдинова, Актобе, Казахстан
УСТАНОВКА ЭКСПОНИРОВАНИЯ ФОТОРЕЗИСТА НА ОСНОВЕ УФ СВЕТОДИОДНОЙ МАТРИЦЫ
В настоящее время разработка и производство любых электронных устройств невозможна без использования печатных плат (ПП). Надежность и качество будущих устройств зависит не только от свойств электрорадиоэлеменентов и качественной сборки всего устройства, но и от самой ПП. Недаром специалисты в области компьютерной техники называют основную плату любого компьютера Motherboard, т.е. материнской платой.
Степень интеграции электрорадиоэлеменентов на ПП, количество ее слоев, минимальное расстояние между проводниками, их ширина - все это зависит от технологии с помощью которой была изготовлена ПП [1]. Наиболее широкое применение получила технология получения ПП с использованием фоторезиста. Для переноса рисунка на фоторезист применяют фотошаблоны на пленочной основе (фотопленки), а при особых требованиях к точности - стеклянные фотошаблоны. Качество изготовления рисунка печатных плат зависит от качества фоторезиста и фотошаблонов, а также от точности воспроизведения всех режимов экспонирования. Существующие установки экспонирования фоторезиста (рис. 1) очень дороги [2], поэтому их применение в учебных лабораториях осложнено. Разработанная нами установка отличается от аналогов низкой стоимостью.
В качестве источников света использованы па-рортутные лампы, которые работают в ультрафиолетовой области (300-450 нм). Благодаря вакуумному насосу создается равномерный контакт между фотошаблоном и платой. Установка оборудована мощными охлаждающими вентиляторами. Когда процесс экспонирования закончен, подача вакуума прекращается (1). На рисунке 1 (внизу) показано устройство экспонирования фоторезиста на УФ лампах, разработанное на кафедре «КиПРА» ФГБОУ ВПО «ПГУ». В этом устройстве использованы две энергосберегающие УФ лампы ЕЬи10 Т8 1811 913 (длинна волны 350 - 380 нм) , что позволило обеспечить экономный режим работы устройства, но наложило ограничения на габаритные размеры.
Применение УФ светодиодной матрицы вместо УФ ламп позволит снять ограничения в габаритных размерах, при сохранении экономного режима работы устройства. Кроме того, срок жизни ламп мал, засветка по всей длине лампы не одинаковая. Для проявления экспонированные подложки подвергают воздействию специальных проявляющих растворов в течение приблизительно двухминутного погружения или опрыскивания. Проявители растворяют засвеченные или не засвеченные слои в зависимости от типа фоторезиста (негативный или
позитивный). Подготовленная заранее плата, с ламинированным на ней фоторезистом помещается в установку экспонирования (рис. 2). Затем кнопками на передней панели установки устанавливается время экспонирования и интенсивность работы компрессора.
Управление выполняется пятью кнопками, из них три - это изменение/установка времени засветки, остальные - включение компрессора и запуск таймера. При запуске таймера включаются и компрессор и подсветка, но компрессор можно принудительно включить в режиме ожидания чтобы подготовить плату с шаблоном к засветке. Для выведена отдельная кнопка "воздух" для управления компрессором. В режиме ожидания кнопками плюс/минус выбираются сохраненные установки.
Запуск таймера происходит по нажатию кнопки "пуск". При этом включается компрессор и засветка, на индикаторе происходит обратный отчет и мигает децимальная точка между минутами и секундами. После окончания экспонирования фоторезиста, засветка и компрессор выключаются, на экране загорается надпись "OFF" и звучит прерывистый сигнал высокочастотного динамика до тех пор, пока повторно не нажмется кнопка "пуск", после чего таймер опять переходит в режим ожидания, показывая значение выбранной выдержки.
К преимуществам схемы можно отнести хорошую надежность, малое количество комплектующих деталей, ремонтопригодность и простоту управления таймером. Из недостатков работы таймера следует отметить погрешность в 1,5-2 секунды при выдержке в 10 минут, но существенно влиять на процесс экспонирования это не будет.
Конструкция основана на модульной структуре, модули соединяются между собой при помощи плоских шлейфов. Замена отдельного модуля не вызывает затруднений, это позволяет использовать составные его части в других устройствах, быстро изменить назначение и функционал исходного устройства, способствует улучшению ремонтопригодности в результате чего повышается надёжность устройства в целом.
Центральным модулем является плата, содержащая микроконтроллер ATmega8L, с заложенным в него функционалом в виде специального файла прошивки. Микроконтроллер осуществляет управление аналоговой схемой розжига ламп и компрессора, считывает состояния кнопок, выводит информацию на светодиодный цифровой индикатор KEM-32 61AR. По краям платы расположены выводы для подключения шлейфов.
Контроллер индикатора
1
Кнопочный орган управления
Схема питания УФ диодной матрицы
УФ диодная матрица
Источник дторичного питания
Рисунок 2 - Структурная схема установки экспонирования
лл
лл
*
л
*
*
■л
л
л
л
л
л
л
л
л
л
V
Л
л
л
л
л
Л
л
л
л
л
л
л
л
Л
л
л
Л
Л
Л
Л
Л
Л
л
л
Л
Л
л
л
л
л
л
л
л
л
л л
л
л
л
л
л
V'
№
л
л
лл
л
л
л
л
л
л
л
л
л
л
л
л
л
л
л
л
л
л
л
л
л
л
л
л
л
л
л
л
л
л
л
л
л
л
лл
л
л
л
л
л
л
л
л
л
л
л
л
л
л
л
л
л
Л
-р-1- ,гг..т-г-Гг'г"«г-1-г---г- 1-г-"1—П—|—I—г—.—|—г-г—1 —|—^ —Г-Г'Т ■" —1—1
в ч я иг ю А? к т ¡и я? ч& № иг ни ьв да 1я да да да т лч
Рисунок 3 - Плата печатная УФ светодиодной матрицы
Питание УФ светодиодов будет линейным, матрица светодиодов разбита будет на 156 линеек, каждая линейка состоит из 3х светодиодов с то-коограничительным резистором, общие питание матрицы 12В (рис. 3). Блок питания использоваться будет на 35Вт, модель РБ35-12.
Для экспонирования фоторезиста не обходимо воздействовать на него ультрафиолетовым излуче-
нием с длинной волны 330-470нм. В продаже для этих целей имеются специальные ультрафиолетовые диоды 2000 mcd
Разработанная установка будет полезна как для проведения экспонирования фоторезиста, так и для экспонирования паяльной маски, отличается от аналогов малым энергопотреблением и габаритами.
ЛИТЕРАТУРА
1. Затылкин, А. В. Исследование влияния деформационной составляющей внешнего вибрационного воздействия на надёжность радиоэлектронных средств / А. В. Затылкин, Д. А. Голушко, Д. А. Рындин // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2013. Т. 2. С. 42-43.
2. Затылкин, А. В Алгоритмическое и программное обеспечение расчета параметров статически неопределимых систем амортизации РЭС / А. В. Затылкин, Г. В. Таньков, И. И. Кочегаров // Надежность и качество сложных систем. 2013. № 4. С. 33-40.
3. Структурное обнаружение и различение вырывов проводящего рисунка печатных плат / А. В. Григорьев, Н. К. Юрков, А. В. Затылкин, Е. А. Данилова, А. Л. Држевецкий // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. 2013. № 4 (28). С. 97-108.
4. Затылкин, А.В. Система управления проектными исследованиями радиотехнических устройств / А.
B. Затылкин / автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук / Вычислительный центр им. А.А. Дородницына Российской академии наук. Москва, 2012.
5. Затылкин, А. В. Управление исследованиями моделей радиотехнических устройств на этапе проектирования / А. В. Затылкин, А. Г. Леонов, Н. К. Юрков // Прикаспийский журнал: управление и высокие технологии. 2012. № 1. С. 138-142.
6. Трусов В.А. Проектирование одновибратора без перезапуска на программируемой логической интегральной схеме / Трусов В.А., Кочегаров И.И., Горячев Н.В. // Молодой ученый. 2015. № 4 (84).
C. 276-278.
8. Затылкин, А. В Модели и методики управления интеллектуальными компьютерными обучающими системами / А. В. Затылкин // автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук / Пензенский государственный университет. Пенза, 2009.
9. Затылкин, А. В. Опыт применения технологии ERM в разработке интеллектуальных средств обучения / А. В. Затылкин, В. П. Буц, Н. К. Юрков Известия Южного федерального университета. Технические науки. 2011. № 5 (118). С. 218-223.
10. Затылкин, А. В. Модели и методики управления интеллектуальными компьютерными обучающими системами / А. В. Затылкин // диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Пензенский государственный университет. Пенза, 2009.
11. Кочегаров И.И. Компьютерный комплекс исследования основных функций микроконтроллеров / Кочегаров И.И., Трусов В.А. // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2006. Т. 1. С. 192-194.
12. Затылкин, А. В. Система управления проектными исследованиями радиотехнических устройств / А. В. Затылкин // диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Вычислительный центр им. А.А. Дородницына Российской академии наук. Москва, 2012.
13. Затылкин, А. В. Методика исследования радиоэлектронных средств опытно-теоретическим методом на ранних этапах проектирования / А. В. Затылкин, Д. А. Голушко, А. В. Лысенко // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета им. академика С.П. Королёва (национального исследовательского университета). 2012. № 7 (38). С. 91-96.
14. Володин, П. Н. Установка для экспонирования фоторезиста на печатных платах в условиях учебной лаборатории / П. Н. Володин, А. В. Затылкин // Современные наукоемкие технологии. 2014. № 5-1. С. 34-35.
15. Затылкин, А. В. Дискретная модель процесса распространения импульса смещения в упругом стержне постоянного сечения при торцевом ударе / А. В. Затылкин, Г. В. Таньков, Д. В. Ольхов // Вестник Пензенского государственного университета. 2013. № 4. С. 79-85.
16. Северцев, Н.А. К вопросу об утрате работоспособности систем / Н.А. Северцев, А.В. Бецков, А.М. Самокутяев // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2013. Т. 2. С. 268-270.
17. Универсальные оценки безопасности. Монография / Дивеев А.И., Северцев Н.А. // Москва, 2005.
18. Северцев, Н.А. Минимизация обобщенного риска угроз безопасности / Н.А. Северцев // Вопросы теории безопасности и устойчивости систем. 2005. № 7. С. 3-10.
19. Критерии и показатели безопасности / Дедков В.К., Северцев Н.А., Петухов Г.Б., Тихон Н.К. // Вопросы теории безопасности и устойчивости систем. 1999. № 1. С. 33-54.
УДК 681.7.068
Кашаганова Г.Б., Касимов А.О.
Казахский национальный технический университет имени К.И. Сатпаева, Алматы, Казахстан ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВОЛОКОННЫХ БРЭГГОВСКИХ РЕШЕТОК
Волоконные брэгговские решетки (ВБР) имеют большие перспективы использования в телекоммуникационных системах. Применение ВБР определяется их уникальными спектральными свойствами, полностью волоконным исполнением, малыми вносимыми потерями. Разработанные к настоящему времени технологии создания ВБР позволяют использовать их в промышленности и технике. Прежде всего ВБР используются в качестве спектрально-селективных элементов в системах волоконно-оптической связи [1], в различных типах волоконных лазеров и усилителей [2], а также в системах измерения физических величин [3].
Приведем краткий обзор областей их применения:
1 ВБР являются необходимым компонентом для построения волоконно- оптических систем связи со спектральным разделением каналов (DWDM):
близкое расположение оптических каналов в DWDM системах (Д 0.8 нм, при ДГ = 100 ГГц) требует уменьшения ширины линии излучения лазерных источников. Этого добиваются, используя лазеры с распределенными Брэгговскими отражателями или лазеры с распределенной обратной связью. В последнем случае ВБР используется в качестве фильтра в петле обратной связи, что позволяет получить ширину линии излучения ~ 0.1 нм;
ВБР используются в качестве устройств разделения и объединения оптических каналов;
