UP-2-2 (Уч. пособие к лаб. раб. по ОКТРЭС), страница 3

Рис. 2.6

Геометрические размеры ФЯ в основном определяются количеством и размером МСБ. В промышленности наибольшее применение получили МСБ размером 20х30 и 24х60 мм, соответствующие требованием максимального использования площади подложки и процента выхода годных МСБ при их изготовлении.

Унификация базовой конфигурации ФЯ привела к двум возможным вариантам. В первом варианте на рамке размещаются четыре МСБ размером 24х30 мм либо две МСБ размером 24х60 мм; во втором варианте на рамке размещаются восемь МСБ размером 24х30 мм или четыре МСБ размером 24х60. Для элементов рамки применяются следующие геометрические размеры: окна рамки 34х65 мм, ширина рёбер внешних 3 мм, внутренних 2мм, ширина окна между внутренним краем ребра и планкой - 6мм; ширина планки 21 мм, толщина планки – 0,5 мм. Высота ФЯ с учётом толщины планки, МСБ и зазоров между печатной платой и компонентами МСБ во избежание соударений элементов соседних ФЯ при вибрации принимается равной 8 мм (рис. 2.6 б).

Для расчёта внутреннего объёма компоновочной схемы блока используются следующие соотношения:

A = a + 6 мм; B = b + 25 мм; H = h_пя + 15 мм ,

где А,В,Н - соответственно ширина, длинна и высота блока; а, b - ширина, длина функциональной ячейки; h_пя - высота пакета ячеек , h_пя = h_я·m (h_я - высота ФЯ; m - количество ФЯ в блоке).

Методика расчета геометрических размеров РЭС на корпусных и бескорпусных МСБ реализована на персональном компьютере.

Для получения сравнительной оценки уровня надёжности по внезапным отказам воспользуемся ориентировочным методом расчета. За показатель надёжности блока примем вероятность безотказной работы

Р(t)=e^{- yt},

где, y- интенсивность отказов устройства; y = _I ; t - время работы блока (для расчётов принять t=1000 ч) ; _i -интенсивность отказов элементов .

На основании данных , приведённых в справочниках по надёжности,

_ис = 5·10^-7 1/ч _соед = 0.1·10^-8 1/ч

_кп = 8·10^-9 1/ч _кк = 1.5·10^-9 1/ч

( _ис , _соед , _соед , _кк - интенсивности отказов ИС (кристалла), соединения, пластмассового, металлокерамического корпуса ИС соответственно). Интенсивность отказов ФЯ рассчитывается по формуле

_я = _ис + _соед + _к .

При расчете _соед учитываются все паянные (сварные) соединения: присоединения выводов кристалла к выводам корпуса, выводов корпуса к контактным площадкам ПП, выводов разъёма к контактным площадкам, выводов кристалла к контактным площадкам подложки. Надёжность блока рассчитывается по формуле

Р_бл(t) = е ^{- бл*t}

_бл = N_я* _я+ '_соед

'_соед = N_соед* _соед

где N_соед - количество паянных соединений в блоке.

Содержание работы

1. Ознакомление с краткими сведениями по конструированию и компоновочным схемам блоков МЭА. Анализ выданного варианта задания.

2. Подбор необходимых справочных данных для выбора оптимальной конструкции блока.

3. Расчёт конструктивных параметров вариантов компоновочных схем блоков МЭА.

4. Сравнительный анализ вариантов компоновки по комплексному показателю качества.

5. Разработка эскизов конструкции оптимальных вариантов ФЯ на корпусных и бескорпусных МСБ.

6. Выводы по работе.

Порядок проведения работы

1. Получить задание у преподавателя. В исходных данных содержится следующая информация: количество ИС в блоке; тип корпуса ИС; среднее количество задействованных выводов в корпусе ИС; тип электрического соединителя или количество выходных контактов; вид элементов контроля; относительная стоимость конструкции на корпусных ИС и бескорпусных МСБ; материальные параметры конструкции для сравнения вариантов (из множества количественных показателей разрабатываемой конструкции для выбора оптимального варианта использовать следующие: масса, объём, площадь поверхности, надёжность). Для МСБ используются два типоразмера подложек : 24х30 мм, 24х60 мм.

2. Подготовить протокол отчета и занести исходные данные в табл.1.

3. По справочным данным (см. приложения) для заданного варианта определить величины параметров и занести их в табл. 2 протокола отчета.

4. Вести в ПК исходные данные, рассчитать геометрические размеры ФЯ и блоков и занести результаты расчётов для корпусных ИС и бескорпусных МСБ в табл. 3 протокола отчета.

5. Рассчитать надёжность блоков по каждому варианту. Результаты занести в табл. 1.2.

6. По полученным результатам рассчитать значения комплексного показателя качества конструкции для каждого варианта.

7. Провести анализ полученных результатов.

8. Оформить отчёт и подготовить его к защите.

Примечание. С разрешения преподавателя для пунктов 5 и 6 можно воспользоваться результатами расчета ПК.

Содержание отчёта.

1. Вариант задания и исходные данные для расчётов.

2. Результат расчётов конструктивных параметров на ПК.

3. Сборочные чертежи и спецификация оптимальных вариантов ФЯ на корпусных и бескорпусных ИС и МСБ с указанием основных размеров.

4. Расчёт комплексного показателя качества конструкции для заданных вариантов.

5. Расчет надёжности вариантов конструкций.

6. Выводы по работе.

Контрольные вопросы.

1. Перечислите основные задачи, решаемые на стадии эскизного проектирования РЭА.

2. Приведите характерные конструкции ФЯ на корпусных ИС.

3. Приведите характерные конструкции ФЯ на бескорпусных МСБ.

4. Опишите возможные варианты расположения ФЯ, элементов монтажа и деталей корпуса в блоке.

5. Начертите о опишите типовую компоновку блока разъемной конструкции.

6. Охарактеризуйте виды конструкций блоков РЭС.

7. Приведите основные показатели качества конструкций ячеек и блоков.

8. Что понимается под комплексным показателем качества?

Литература.

Компоновка и конструкции микроэлектронной аппаратуры\ под редакцией Б.Ф.Высоцкого и др.-Москва:РиС,1982.С.89-138

45