Мет Конст РЭС к КП и ДП 91г_ (Мет Конст РЭС к КП и ДП 91г), страница 2

Справочные данные до бескорпуснымИС даны в приложении 2.Расчет геометрических размеров подложки аналоговых и силовых МСБсостоит в определении площади подложки Sпл , по которой выбирают соответствующий типоразмер. Приближенное значение площади подложки находят сnпомощью соотношениягде Si -площади элементов и компоненS пл =q S ∑ S ii =1тов микросборки, qs = 3...I0 – коэффи11циент дезинтеграции площади подложки; n - число элементов и компонентов.Выбор типоразмера подложки производят из табл.

1.2.Таблица1.2Типо- lnxlnуразмер12345размм мер12067968609481030мм9660463024Типо- lnxlnумм мм20 2416 2012 1610 161012Типо- lnxразмер1112131415lnумм52,516328Типо- lnxразмм мер6161741860196015lnумм мм810246040482048--Приведенные в табл. 1.2 типоразмеры 3...I0 предназначены для установкив стандартные корпуса, остальные - для бескорпусных микросборок.Схема размещения корпусных ИС на печатной плате функциональнойячейки (9Н) цифрового РЭС показано на рис. 1.5. Согласно рисунку, геометрические размеры платы, на которой предполагается разместить nxny микросхем,определяются по формулам:Lx=(nx-1)tx+lx+x1+x2 ;Ly=(ny-1)ty+ly+y1+y2,где tx, ty - шаги установки ИС на плате по направлениям x и у, lx, 1у - размеры корпуса ИС; x1 , x2 , у1 , у2 - краевые поля.12Таблица 1.3Ширина10хДлина10х1520х3040Ширина45х1520253015х20х2530х40х4550608020х50хх3040х455060х809030х60хх404550х607580х10012014016040хХ75хДлина45х5060707580х859017050х60х7580х8590х9510060х7580х8590х95100х110120х1401601807580859095100170Ширина80х8590Длина80х8590х95100х110120х130140150160х180200240Ширина100х11085909510090х95100х110120х130140х150160х170180х120хх100х100110120х130140х150160х170180х190130135Длина200240280110120130135140150160170180190200220120130140х150160х170180190200х220240х280320360130140150170180190200260Ширина140х150160х170Дли-Ширина наДли-140х150160х170180х190200х220240х260280х320360180х190200х220240х260280х300320х340360х150160170180190200300160х170180х190200220240х260280х300320х360170175180190200340180х200х220240х200х220240х260280х300320х340360х220240260280300320340360240х260280х300320х340360х240Предпочтительные размеры13Значения tx , ty , х1 , х2 , y1 , у2 , lx , ly приведены в таблицах приложения 3 (табл.

П3.1+П3.4).Краевое поле у1 предназначено для размещения электрического соединителя или контактных площадок для пайки проводников внутриблочных электрических соединений. На краевом поле у2 могут устанавливаться контрольная колодка, накладка, передняя панель ячейки и др.Поэтому размеры полей у1 и у2 должны соответствовать геометрии перечисленных элементов.По найденным размерам Lx , Ly и табл.

1.3, где приведены линейные размеры печатных плат согласно ГОСТ 23751-79, выбираюттипоразмер печатной платы.1.3.2. Расчет ограничений на геометрические размеры проводников коммутационных основанийОграничения на минимальные размеры проводников обусловлены факторами как технологического, так и электрического характера,К факторам первой группы относятся конечная точность выполненияконфигурации проводников и минимальные технологически реализуемыеих размеры, которые зависят от способа изготовления коммутационныхплат. Если для полупроводниковых микросхем минимальная ширина проводников и зазор между ними могут составлять десятые доли - единицымикрометров, то для гибридно-пленочных микросхем, изготавливаемых спомощью фотолитографии, возможно получать ширину проводников изазоры не менее 50...100 мкм, а с применением свободной маски либо толстопленочной технологии - не менее 150...200 мкм. Технологические ограничения на размеры проводников печатных плат в зависимости от классаточности приведены в табл.

1.4 [7] .Таблица 1.4Конструктивные параметрыКласс точностиМинимальная ширина проводника b , ммНоминальный зазор между проводниками S , ммДопуск на расположение проводников δl , ммТо же для МПП, ммI2340,60,450,250,150,60,450,250,150,150,200,100,120,050,070,030,0514К факторам второй группы относятся допустимая токовая нагрузка,пробивное напряжение, допустимое сопротивление, индуктивность и емкость проводников.Минимальная ширина проводников для цепей, по которым протекают значительные токи (питание, заземление):b МИН 1 =I максj доп tммгде Iмакс - ток протекающий по цепи (определяется из анализа электрической схемы), A ; jдоп - допустимая плотность тока в проводниках, обеспечивающая отсутствие их перегрева (см.

табл. 1.5), А/мм2, t - толщинапроводника, мм.Таблица 1.5Метод изготовления ППТолщинаУдельноефольги t ,jдопсопротивление6мкмА/мм2p 10 Ом-мХимическийвнутренние слои МПП20, 35, 50 150,05наружные слои МПП и ДПП20, 35, 50 200,050Комбинированный позитивный20750,017535480,017550380,0175Электрохимический250,050Минимальная ширина проводников исходя из допустимого их сопротивленияb мин r =ρl310 ммt r допгде р - удельное объемное сопротивление проводника (см. табл.1.5),Ом·м; l и t - длина и толщина участка проводника максимальной длины.Ограничения, связанные с паразитной емкостью и индуктивностью,рассматриваются в разд.

1.5. Как правило, они приводят к необходимостиограничивать максимальную длину отдельных линий на плате.При малых расстояниях между проводниками даже при умеренныхнапряжениях в зазорах может возникать пробой. Значения допустимогорабочего напряжения (Uраб в зависимости от ширины зазора приведены втабл.

1.6 [10]15МатериалпроводникаТаблица 1.6Значения допустимого рабочего напряжения взависимости от ширины зазора, ВМинимальная ширина зазора, ммГетинаксСтеклотекстолит0,150,20,30,4 0,50,751,5255075100150 250200 3503505005008501.3.3. Особенности разработки конструкций узлов и ячеек РЭС на бескорпусных микросборкахЗначительное уменьшение объема в цифровых Ш с одновременнымувеличением быстродействия их работы, а следовательно, и увеличениемпотребляемой мощности приводит к резкому возрастанию тепловой напряженности в чих и нарушению нормального теплового режима, что вызывает отказы в работе.Поэтому первой специфической чертой новых конструкций Ш цифрового типа является наличие в них мощных и эффективных теплоотводов.

Такими теплоотводами являются металлические основания под бескорпусными МСВ, и в частности, металлические рамки (рис. 1.6). Этирамки, как правило, выполняют из алюминиевых сплавов АМг, АМц, В95,имеющих высокие значения коэффициентов теплопроводности (160...180Вт/(м·К).16Вторая специфическая особенность этих конструкций заключается втом, что размещаемые на металлических рамках бескорпусные МСБ (от 8и более штук) имеют значительное количество сигнальных входов и выходов, а также шин питания и земли (от 24...30 с одной МСБ), что приводит кпоявлению в конструкции большого числа тонких ( d = 30...50 мкм) золотых проволочек - соединительных проводников, с одной стороны приваренных (припайных) к внешним контактным площадкам МСБ, а с другой к "язычку" металлизированных отверстий печатной платы.

При механических воздействиях, несмотря на небольшой прогиб этих проволочек (откуда длина проволочки {l ≤ 100d ), возможны отрывы в местах приварки(пайки), т.е. внезапные отказы в соединениях и сбои во всей ячейке. Крометого, увеличение интеграции микросборок, а следовательно, и площадиподложек при постоянной их толщине опять-таки создает опасность ихрастрескивания от ударов и вибраций. Чтобы выполнить требования защиты конструкции от механических резонансов, усталостных напряжений,линейных перегрузок, в конструкциях ячеек 1У поколения используют теже металлические рамки. Особенностью их профиля является наличие ребер жесткости и окон, а сами МСБ и печатные платы клеят к этим рамкамантивибрационными компаундами типа KT-I02 или Эластосил, чтобыуменьшить коэффициенты динамичности рамок.

Справочные данные поклеям даны по ОСT 4Г 0.029.204-78 в приложении 4. Схемы и массогабаритные характеристики аналоговых ИМС представлены на рис.П2.1+П2.12, а цифровых ИМС - на рис. П2.13+П2.35 приложения 2. Наконец, требования уменьшения массы заставляет делать эти рамки болееажурными. Вибро- и ударопрочность обеспечиваются при выполнении допустимых амплитуды колебаний элементов конструкции не более 0,3 мм ивиброскорости не более 800 мм/с. Диапазон же частот вибраций широк(от30...50 Гц до 0,5...5кГц)при возможных перегрузках до 30...40 единиц. Допустимая удельная мощность рассеивания в ФЯ может достигать величины60 Вт/дм .Для обеспечения указанных требований необходим расчет геометрических размеров рамки с учетом многих факторов.

Покажем это напримере.Пример. Рассчитать геометрические размеры рамки, представленнойна рис. 1.6. В рамке на ее вертикально расположенных планках размешены8 МСБ с размерами 24x30x0.5 мм.Из расчетов вибропрочности и теплового режима ширина U1, боковых ребер и верхнего ребра обычно составляет 3 мм, а ширина U2 внутренних ребер и нижнего ребра 2 мм. Это отличие объясняется еще17и тем, что боковые и верхние ребра должны иметь буртик порядка I...I,5 ммдля приклейки печатной платы по периметру ребер снизу: Ширина планкиU3 несколько меньше ширины МСБ и равна 21 мм. Ширина окон U4, врамке (между ребрами и планками) выбирается из следующих размеров:расстояния от ребра и планки до "язычка" металлизированного отверстия(слева и справа) равны по 2 мм, длина "язычка" (для подпайки или приварки проволочного вывода) - 0,6 мм, диаметр окантовки металлизированногоотверстия 1,2 мм, итого ширина окна U4 = 5,8 ≈ 6 мм.