Уч. Пособие к лаб. раб. по ОКТРЭС 2005_ (Уч. Пособие к лаб. раб. по ОКТРЭС 2005), страница 4

1.8, а показана ЭЗ простейшего транзисторного усилителя, а нарис. 1.8, б - его коммутационная схема, содержащая 11 контактных площадок.Рис. 1.8.Для выбора типоразмера подложки необходимо рассчитать суммарнуюплощадь , занимаемую тонкопленочными резисторами SR, конденсаторами SС,а так же площадь SH, приходящуюся на все навесные компоненты по данным ,полученным при выполнении расчетов.Рассчитывается общая площадь SК всех контактных площадок к которым пайкой или сваркой присоединяются выводы компонентов и проволочныеперемычки. Внешние контактные площадки выполняются размером 1x1 мм иболее.

Размеры внутренних контактных площадок определяются видом монтажного соединения (пайка, сварка, приклеивание), типом применяемого монтажного инструмента, видом вывода компонента (металлизированная поверхность, гибкий и жесткий вывод и т. д.). При сварке гибких выводов средниеразмеры площадки 0,2x0,3 мм, при пайке - 0,3x0,4 мм.

Рекомендации поустановке компонентов даны в [3], [4].Расчетная величина площади подложки МСБ определяется по формулеSМСБ = 1,5…2,5(SR+SC+SH+SK), после чего из табл. 1.3 подбирается типо20размер, имеющий площадь, примерно равную полученной величине.В качестве материалов подложек МСБ, работающих на низких ивысоких частотах, используют ситалл СТ50-1, СТ32-1. Габаритные размерыподложек стандартизованы (табл. 1.3). Подложки типоразмеров 3-10используются в стандартных корпусах, остальные - в бескорпусных МСБ.Толщина подложек 0,5+0,1 мм.

Чистота обработки по контуруRz 8040.Неперпендикулярность сторон подложки после резки должна быть не более 0,1мм.Таблица 1.3№типоразмераШирина,ммДлина, мм№ типоразмераШирина,ммДлина, мм12345678910966048302420161210101209660483024201616121112131415161718192052,5163288241520--6460601510604845--Разработка топологии МСБ.Начальный этап разработки топологии состоит в изготовленииэскизных чертежей, выполненных на миллиметровой бумаге в масштабе 10:1или 20:1.

Масштаб выбирается исходя из удобства, наглядности и точности. Эскизный чертеж варианта топологии МСБ выполняют совмещением для всехслоев. Форма всех тонкопленочных элементов должна иметь прямоугольныеочертания. Вершины всех элементов (изломы линий очертаний элементов)должны располагаться в узлах координатной сетки поля чертежа. Шагкоординатной сетки 0.1 мм, допускается применение шага 0.05 и 0.01 мм.

Приоформлении топологического чертежа вычерчивание линий координатной сеткинеобязательно, однако на чертеже должны быть указаны в виде цифр (0, 1, 2,...или 0, 5, 10,...) номера линий сетки, отсчитываемые от левого нижнего углаподложки.Конструктивныеитехнологическиеограниченияприпроектировании тонкоплеочных элементов МСБ приведены в Приложении 5(рис. П5-1, 2, 3).21Навесные компоненты изображают с соблюдением порядка расположения выводов. Грани навесных компонентов располагаются вдоль осейкоординатной сетки.

Если выводы компонентов гибкие, то на чертеже ихизображают согласно рис. П5-4 (а, в) приложения 5. Если использоватьнавесные компоненты с жесткими выводами, то в чертеже топологиивыполняют контактные площадки, которые соответствуют их цоколевке (рис.П5-4 б) приложения 5.Помимо указаний и ограничений приведенных в приложении П.5, приконструировании МСБ необходимо выполнять общие правила и ограничения:1. Каждая плата МСБ должна иметь ключ, которым является нижняялевая контактная площадка с вырезом по большой стороне платы илиспециальный знак в форме треугольника, прямоугольника;2.

В одной МСБ следует применять навесные компоненты с одинаковымидиаметрами и материалом гибких выводов. Однотипные порасположению выводов компоненты предпочтительнее ориентироватьодинаково;3. Навесные компоненты рекомендуется по возможности располагатьрядами, параллельными сторонам платы. Допускается установканавесных активных компонентов с гибкими выводами вплотную, есликонтакт между ними не влияет на работоспособность схемы;4. При рядном расположении навесных компонентов рекомендуетсярядное расположение контактных площадок под одноименные выводы.5. Не допускается установка навесных компонентов на пленочныеконденсаторы, пленочные индуктивности и пересечение пленочныхпроводников. Допускается установка навесных компонентов напленочные проводники и резисторы, защищенные диэлектриком;6.

Не допускаются резкие изгибы и натяжение проволочных проводников.Не рекомендуется делать перегиб проволочного вывода через навеснойкомпонент. Проволочные проводники и гибкие выводы не должныпроходить над пленочными конденсаторами;7. Не допускается оставлять не закрепленными участки гибких проводовдлиной более 3 мм. Необходимо предусмотреть закрепление ихточками клея холодного отвердения (например, эпоксидного клея ЭД20, ЭД-16).При создании чертежа топологии необходимо обращать внимание наиспользование наиболее простых форм элементов, равномерность размещенияэлементов на плате, обеспечении удобств при выполнении сборочных операций,увеличение размеров контактных площадок, расширение допусков на совмещение слоев.Оценка качества топологии МСБ.Разработанная топология должна:1.

соответствовать ЭЗ;2. быть составлена таким образом, чтобы для изготовления МСБтребовалась наиболее простая и дешевая технология;3. иметь наименьшую длину соединительных проводников и минимально22возможное число их пересечений.Оформление конструкторской документации.Оформление конструкторской документации - завершающий этаппроектирование МСБ. В основной комплект конструкторской документациивходят:1. Спецификация МСБ;2. Схема электрическая принципиальная;3.

Сборочный чертеж МСБ;4. Топологический чертеж платы;5. Топологические чертежи отдельных слоев пассивной части;6. Таблица координат конфигурации элементов каждого слоя;7. Технические требования;8. Ведомость покупных изделий.В лабораторной работе пакет конструкторской документацииограничивается:1. схемой электрической принципиальной;2. топологическим чертежом платы;3. техническими требованиями.Топологический чертеж платы является оригиналом топологии и сопровождается таблицей, содержащей информацию о последовательности нанесенияслоев, их условном обозначении (штриховка) на сборочном чертеже и основныхэлектрофизических параметрах каждого слоя.Последовательность формирования слоев отображается на чертежетопологии МСБ в виде таблицы (табл.

1.4). Пример схематизированного (безсоблюдения масштаба) топологического чертежа усилителя приведен на рис.1.8, в. Табл. 1.4 является примером оформления таблицы слоев топологии (рис.1.8).Для технологической защиты нанесенных на подложку слоевприменяют двуокись кремния (ГОСТ 6880-73), фоторезист негативный (ФН-11ТУ 6-14-631-71), полиамидные лаки. Указанные материалы используются такжедля межслойной изоляции.Таблица 1.4УсловноеобозначениеНаименованиеслояРезисторыМатериал слояНаименование,маркаГОСТ, ТУТолщина,Сплав РС-3710ГОСТ 22025-76ПримечаниеоА1000Проводники,контактныеплощадкиЗолото Зл.999,9ГОСТ 6.835-72500Нижняя обкладка кон-АлюминийА99ГОСТ 11069-741000Подслойхрома ЭРХтолщина300 оА23денсатораДиэлектрикВерхняя обкладка конденсатораЗащитныйслойМоноокиськремнияК0.028.004.ТУ10000АлюминийА99ГОСТ 11069-741000ФоторезистФН-11ТУ 6-14-631-712 мкмКроме контактныхплощадок 111Внешние контактные площадки должны располагаться по краям подложки в один ряд напротив соответствующих контактных площадок печатнойплаты или выводов корпуса.

Допускается расположение тонкопленочных проводников, защищенных слоем диэлектрика, между краем подложки и внешнейконтактной площадкой.Правила оформления топологического чертежа и содержаниетехнических требований приведены в [4]. Технические требования топологического чертежа содержат следующие сведения:1. специальные требования к изготовлению подложки, указания оматериалах - заменителях;2. требования к выполнению параметров элементов, в том числе ссылкана соответствующие таблицы координат, указание точностивыполнения размеров элементов и т.п.;3. данные о площади нанесения драгоценных металлов;4. требования к внешнему виду;5. характеристики и данные по изготовлению отдельных слоев илиэлементов, которые должны быть сведены в таблицу;6. данные и указания по проверке параметров элементов;7. указание о том, что обозначение контактных площадок и элементовявляется условным.Пример оформления топологического чертежа МСБ приведен вПриложении 6.Содержание работы1.2.3.4.24Ознакомление с общими сведениями, рекомендуемой литературой ипорядком выполнения работы.Подбор необходимого справочного материала для расчетов позаданным исходным данным (см.

табл. П.7).Расчет по постоянному току электрических режимов цепей и схемныхэлементов (см. табл. П.1).Расчет топологических размеров пленочных резисторов. Построение ипроведение анализа графиков изменения площади тонкопленочныхрезисторов в зависимости от производственной погрешности, от5.6.сопротивления квадрата резистивной пленки.Расчеттопологическихразмеровпленочныхконденсаторов.Построение и проведение анализа графиков зависимости площадиконденсаторов от величины удельной емкости.Разработка эскиза топологии тонкопленочной гибридной МСБ (см.табл.

П.6).Порядок выполнения работы1.2.3.4.5.6.7.8.Получить у преподавателя техническое задание на разработку топологии МСБ в виде варианта Э3, значений напряжения источников питаниядля данного варианта Э3, максимальной рабочей температурыэлементов, времени наработки на отказ, относительной погрешностиизготовления резисторов и конденсаторов, метода изготовления.Заполнить таблицы исходных данных в протоколе отчета для расчетаэлементов МСБ.Рассчитать на персональном компьютере по постоянному токуэлектрические режимы цепей и схемных элементов для определениямаксимально возможных токов, протекающих через транзисторы (IКЭi),мощностей, рассеиваемых резисторами (Pi), напряжение на обкладкахконденсаторов (UPi).

Занести полученные данные и фрагменты схемы впротокол отчета..Ввести исходные данные для расчета пленочных резисторов. Записатьразмеры и зарисовать конфигурацию пленочных резисторов. Построитьграфики изменения площади тонкопленочных резисторов взависимости от точности их геометрии и производственнойпогрешности.Исследовать изменение площади тонкопленочных резисторов для рассматриваемой схемы электрической принципиальной в зависимости отсопротивления квадрата пленки ρкв. Для этого необходимо рассчитатьплощадь резисторов для пяти значений ρкв.

Значение ρкв выбираютсявблизи ρкв опт из табл. П. 4.Ввести исходные данные для расчета пленочных конденсаторов.Записать размеры и зарисовать форму пленочных конденсаторов.Построить графики зависимости площади пленочных конденсаторов отэксплуатационной погрешности, используя диаграмму, выводимую наэкран вычислительного комплекса.