Российское судостроение
Компания Prysmian. Производство судовых кабелейКаталог сайтов зарубежных компанийКто есть кто
English Version Home


Минисайты предприятий
Компания ООО «СПБ Марин»

Ярославский CCЗ

"Комплексный технический сервис"

Cеверное ПКБ

ООО "Балтсудосервис"

Журнал "Морская радиоэлектроника"

Продукция компании FireSeal

Новости партнеров

ЦНИИ "Гранит": разработчик и изготовитель современных электронных модулей

Петербург в Зеркале. Осень. 2001
Владимир Никольцев
Георгий Коржавин

Эта статья - вторая в серии статей о ЦНИИ "Гранит", начатой в весеннем (2001 года) номере журнала "St.Petersburg in the mirror" и приуроченной к подготовке военно-морского салона 2003 года в "Санкт-Петербурге".

Для создания современных конкурентоспособных систем и корабельных комплексов требуется современная элементная база на уровне наборов электронных модулей. Существующий электронный рынок как в России, так и за рубежом предлагает широкий выбор такой элементной базы. Однако далеко не всегда имеющиеся наборы модулей позволяют построить новую систему. С одной стороны, аппаратура предъявляет высокие требования (по функциональности, устойчивости к внешним воздействиям, долгосрочной воспроизводимости и т. п.), что существенно ограничивает имеющийся выбор. С другой стороны, всегда остаются специфические системные требования (обслуживание специальных сигналов и интерфейсов, особые виды обработки информации и пр.), а также специальные конструкторские требования, не "покрываемые" универсальными наборами модулей, и требующие разработки и внедрения собственных системозависимых устройств.

В интересах создания необходимых собственных модулей в середине 90-х годов в ЦНИИ "Гранит" был создан Центр проектирования и моделирования и опытный производственный участок. На основе анализа предъявляемых конечной аппаратурой требований и существующего состояния рынка элементной базы были выработаны принципы технической политики разработки собственных модулей. К таким принципам относятся: ориентация на промышленные стандарты в части общей вычислительной архитектуры, внутренних и внешних интерфейсов, конструкторских решений, стендового оборудования; открытость технических решений; использование элементной базы, удовлетворяющей условиям эксплуатации конечной аппаратуры; долгосрочная поддержка воспроизводства (возможность выпуска идентичной аппаратуры в течение длительного срока эксплуатации систем); минимизация энергопотребления; обеспечение гарантированного теплосъема путем использования теплопроводящих паст, сплошных металлизированных слоев в многослойных печатных платах, кондуктивного отвода тепла на несущие конструкции при необходимости; использование специального влагозащитного покрытия.

В настоящее время Центр проектирования и моделирования обеспечивает весь цикл разработки высокотехнологичных модулей и производства опытных и малосерийных партий (за исключением производства печатных плат, изготавливаемых по кооперации сторонними организациями), а также подготовку серийного производства.

Разработка модулей осуществляется с использованием самых современных аппаратно-программных средств сквозного автоматизированного проектирования. Аппаратную основу проектного комплекса Центра составляет локальная сеть графических рабочих станций Sun Microsystems и сетевых компьютеров SunRay под общим управлением отказоустойчивого сервера на основе операционной системы Solaris. Аппаратно-программный комплекс позволяет за счет глубокого динамического моделирования и компьютерной оптимизации обеспечить требуемые технические характеристики, значительно сократить габариты электронных модулей, существенно уменьшить проектные сроки, повысить качество выпускаемых электронных модулей и приборов на из основе.

Конструирование аппаратуры, включая трассировку многослойных печатных плат, проводится в тесной кооперации с заводами-производителями. Подготовка производства осуществляется с учетом технических возможностей и технологических особенностей завода-производителя, объемов и сроков планируемого серийного производства. При необходимости проводятся совместные исследования в направлении повышения качества продукции. Вся необходимая информация о результатах конструирования и подготовки производства поступает на завод-производитель в электронном виде в согласованных форматах по электронной почте.

При производстве опытных и малосерийных партий электронной аппаратуры на опытном производственном участке широко используются современное высокопроизводительное автоматическое и автоматизированное технологическое оборудование. Для нанесения паяльной пасты применяются трафаретные принтеры. Роботизированные установки обеспечивают на основе компьютерных проектных данных, поступающих по локальной сети из конструкторского комплекса, автоматическое размещение на печатных платах с заданной точностью всех электронных компонентов без ограничений на типы используемых корпусов. Оплавление припоя осуществляется в конвейерных инфракрасных конвенционных печах при постоянном контроле температурного профиля. Контроль качества монтажа производится при помощи специальных эргономичных оптических и телевизионных комплексов, обеспечивающих при необходимости документирование и хранение видеоизображений. Специальное оборудование обеспечивает выполнение щадящих ремонтных работ. Технологические процессы производства созданы на основе общепромышленных стандартов IPC/JEDEC с учетом дополнительных требований, предъявляемых к продукции специального назначения.

Рабочие места инженеров-разработчиков, регулировщиков и программистов оснащены компьютерами и универсальными измерительными средствами последнего поколения, что обеспечивает короткие сроки регулировки аппаратуры, поиска неисправностей и разработки специализированного встроенного программного обеспечения. Единая база проектных данных содержит: описание схемотехнических и конструкторских решений, результаты отработки опытных образцов, проектную, конструкторскую, технологическую и эксплуатационную документацию с поддержкой версий, производственные данные и показатели надежности.

Жесткие принципы проводимой технической политики в части выбора используемой элементной базы, основных конструкторско-технических решений, принципов проектирования и конструирования обеспечивают высокую надежность разрабатываемой аппаратуры и возможность ее долгосрочной поддержки. Вся выпускаемая продукция на этапе технологического прогона подвергается жестким комплексным испытаниям на устойчивость к механическим и климатическим воздействиям. Работоспособность электронных модулей в тяжелых условиях эксплуатации обеспечивается помимо прочего специальной технологией влагозащитного покрытия на основе полимерных полипараксилиленовых материалов.

Особое внимание уделяется отработке технологических процессов монтажа и ремонта электронных модулей с использованием микросхем в корпусах типа BGA (Ball Grid Array). Эти корпуса имеют шариковые контакты, расположенные непосредственно под корпусом микросхемы. Такое расположение контактов обеспечивает наибольшую плотность монтажа, максимальное количество контактов на удельную площадь корпуса (до 700 контактов на корпусе размером 35х35мм), минимальные переходные емкости контактов (что обеспечивает работоспособность при более высоких тактовых частотах внешних информационных магистралей), низкий профиль установленной микросхемы, лучшую, по сравнению с другими монтируемыми на поверхность корпусами, теплопередачу между корпусом и печатной платой. Сегодня этот тип корпуса считается наиболее перспективным, большинство фирм-производителей микросхем переводит свою продукцию на корпуса BGA.

Для обеспечения отработки технологического процесса, текущего мониторинга качества и анализа отказов на производственном участке Центра используется специальная установка, позволяющая визуализировать реальные результаты пайки шариковых контактов под корпусом BGA-микросхемы.

Опыт работы Центра проектирования и моделирования показал высокую эффективность разработанных процессов сквозного проектирования и производства. Системы на основе разработанных Центром электронных модулей установлены на ряде объектов, прошли комплексные испытания и эксплуатировались в реальной боевой обстановке, показав при этом высокие функциональные и эксплуатационные характеристики.

Помимо удовлетворения собственных нужд ЦНИИ "Гранит" в разработке и производстве электронных модулей Центр в состоянии обеспечивать выполнение заказных работ. Учитывая это, а также многолетний опыт коллектива института в разработке различных корабельных систем, руководство ЦНИИ "Гранит" выступило одним из инициаторов объединения усилий петербургских предприятий-разработчиков в направлении унификации разрабатываемой элементной базы на уровне электронных модулей в интересах корабельных электронных систем и комплексов.

В результате в октябре 1997 г. рядом петербургских предприятий учреждена Санкт-Петербургская Ассоциация производителей средств вычислительной техники. Учредителями стали Центральное Конструкторское бюро морской техники "Рубин", Центральный научно-исследовательский институт "Гранит", Научно-производственное объединение "Аврора", Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор", Конструкторско-технологическое бюро "Светлана-Микроэлектроника", Акционерное общество открытого типа "Интелтех", Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор", Конструкторское бюро "Связьморпроект". Целями Ассоциации стали: координация совместных работ в области разработки и производства средств вычислительной техники, предназначенных к применению на кораблях, судах, высокоскоростном железнодорожном транспорте, в экспортных поставках и в конверсионных программах, обеспечение соответствующих поставок, унификация морских средств вычислительной техники. Координационный совет Ассоциации возглавил Генеральный конструктор и начальник ЦКБ МТ "Рубин" И.Д. Спасский.

Одним из реальных результатов деятельности Ассоциации стала совместная разработка и производство ряда специальных электронных модулей в интересах предприятий-членов Ассоциации, а также организация кооперации по монтажу высокотехнологичных модулей силами опытного производства ЦНИИ "Гранит" для предприятий-членов Ассоциации.

ЦНИИ "Гранит" намерен и в дальнейшем развивать проектные и производственные мощности Центра проектирования и моделирования, и приглашает заинтересованные организации к взаимовыгодной кооперации в области проектирования и производства современных высокотехнологичных электронных модулей.

BackTop