OKTRES (Методы и отчеты по лабам РЭС), страница 5

Таблица, содержащая информацию о последовательности нанесения слоев иих условном обозначении.Оценка качества разработанной топологии МСБ.Контрольные вопросы1.2.3.4.5.6.Назовите этапы проектирования гибридной МСБ и основные задачи, решаемые на этих этапах.Опишите методы получения конфигурации тонкопленочных элементов.Каковы особенности расчета тонкопленочных резисторов МСБ.Каковы особенности расчета тонкопленочных конденсаторов МСБ.Приведите конструктивно - технологические требования и ограничения на топологию гибридных тонкопленочных МСБ.Назовите основные критерии выбора материалов коммутационныхпроводников и контактных площадок для гибридных МСБ.Библиографический список1.1.Фомин А.В., Умрихин О.Н. Анализ электрической нагрузки элементов при оценке надежности интегральных радиоэлектронных устройств: Учеб.

пособие. - М.: Изд-во МАИ, 1994.1.2.Основы конструирования и технологии РЭС: Учебное пособие длякурсового проектирования / Авт.: В.Ф.Борисов, А.А.Мухин, В.В.Чермошенский и др. – М.: Изд-во МАИ, 2000. – 128 с.: ил.1.3.Конструирование и технология микросхем. Курсовое проектирование./ Под ред. Л. А.

Коледова.- М.: Высшая школа, 1984.1.4.Разработка и оформление конструкторской документации РЭА./Под ред. Э. Т. Романычевой.- М.: Радио и связь, 1989.28Работа2РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ БЛОКА ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГОРЭС НА СТАДИИ ЭСКИЗНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯС ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМПЬЮТЕРАЦель работы - изучение методики разработки конструкций блокавычислительного устройства на стадии эскизного проектирования и выбороптимального варианта конструкции по критерию комплексной оценкикачества.Краткие теоретические сведенияЦелью разработки эскизного проекта является обоснование принятых структурных, конструктивных и других технических решений, позволяющих составить представление о возможности получения конструкцииблока вычислительного устройства с параметрами, соответствующимитехническому заданию.На стадии эскизного проектирования производится:• разработка нескольких возможных вариантов решения поставленной задачи;• предварительный расчет надежности каждого из рассматриваемыхвариантов микроэлектронного устройства;• принимается решение о необходимости и степени использованиясредств автоматизации проектирования и изготовления изделия;• выбирается оптимальный вариант, подлежащий дальнейшей разработке.Основной задачей на данной стадии проектирования, предопределяющей качественные характеристики проектируемого изделия, являетсявыбор оптимального варианта.Каждый вариант конструкции микроэлектронного устройства характеризуется набором материальных и функциональных параметров, вкоторый могут входить: масса, габаритные размеры, объём, надёжность,энергопотребление, ремонтопригодность, стоимость, вибропрочность, влагостойкость и др.

Эти параметры определяют степень пригодности конструкции к использованию в заданных условиях эксплуатации.Эффективность варианта конструкции оценивается, как правило,по комплексному показателю качества конструкции, связанному с совокупностью его параметров.

Обычно выражение комплексного показателя29качества конструкции записывается в виде линейной функции, зависящейот материальных и функциональных показателей видаК = fmα m + fvα v + fpα p+ fcα c+fλα λ+.....,где fm , fv , ... ,fλ - коэффициенты значимости, зависящие от назначения иусловий эксплуатации аппаратуры, определяемые методом экспертныхоценок; α m , α v , α p , α λ - материальные показатели аппаратуры: масса,объём, потребляемая мощность, стоимость, надёжность и т.д.Значение комплексного показателя рассчитывается для каждоговарианта компоновочной схемы по выражениюnK j = Σ fi α *i ,i =1где j - номер варианта конструкции блока ; i – номер параметраи весового коэффициента; fi - весовые коэффициенты, определяющие значимость функциональных и материальных параметров блока; α *i - нормированные значения функциональных и материальных показателей блока;n -число функциональных и материальных параметров.Наиболее эффективным является вариант, обладающий минимальным (максимальным) комплексным показателем качества.Для расчёта Kj необходимо:o провести выбор значимых функциональных и материальных параметров (например, массы αm, объема αv, вероятности безотказной работыαВБР, стоимости αc);o записать исходную матрицу показателей для каждого варианта ввиде табл.

2.1Таблица 2.1Номер варианта конструкции (j)123Параметрыα mjα m1α m2α m3α vjα v1α v2α v3αВБРjαВБР1αВБР2αВБР3α cjα c1α c2α c3o провести выравнивание влияния материальных показателей на качество конструкции, состоящее в замене на обратные величины показателей, воздействие которых на качество конструкции блока противоположнобольшинству показателей (табл. 2.2). При сравнении по Kmin уменьшениеαm , αv , αc приводит к повышению качества конструкции, т. е.

уменьшениюмассы, объёма, стоимости, в то же время уменьшение αВБР приводит к снижению надежности. В данном случае выравниванию подлежит только значение αВБР, которое пересчитывают по формулеαij = 1/αij;30oзаписать матрицу выровненных значений параметров αij ;Таблица 2.2Номер варианта конструкции123Параметрыα mjα m1α m2α m3α vjα v1α v2α v31/α ВБР j1/α ВБР 11/α ВБР 21/α ВБР 3α cjα c1α c2α c3o произвести нормирование каждого параметра приведённой матрицы относительно максимального его значения по формулеαij* = αij/αijmax.Матрица нормированных параметров для случая αm3, αv2, 1/α ВБР 1 иαc1, имеющих максимальные значения, примет вид (табл.

2.3)Таблица 2.3Номер варианта конструкции123Параметрыα mjαm1/αm3αm2/αm3α vjαv1/αv21αv3/αv211/α ВБР j1α ВБР 1/α ВБР 2α ВБР 1/α ВБР 3α cj1αc2/αc1αc3/αc1Значения весовых коэффициентов для каждого вида аппаратурызадаются преподавателем, либо принимаются и обосновываются студентом.Комплексный показатель Kj определяется по каждому j-му варианту, после чего выбирается оптимальный вариант, имеющий максимальное (минимальное) значение.Наиболее существенное влияние на показатели качества конструкции оказывают выбор элементной базы и вариант компоновки комплектующих элементов и узлов радиоэлектронного устройства в заданномобъёме.Определились два основных направления компоновки РЭС [2.1]:¾ с использованием корпусных интегральных схем (ИС), микросборок (МСБ) и электрорадиоизделий (ЭРЭ) на печатных платах (ПП) на основе стандартизованных базовых несущих конструкций (БНК), габаритные,установочные и присоединительные размеры которых обеспечивают размерную взаимозаменяемость аппаратуры;¾ компоновка РЭА с использованием бескорпусных МСБ на металлических основаниях.Первое направление использует два основных варианта расположения функциональных ячеек (ФЯ) в блоке: разъёмное и книжное.31В разъёмной конструкции блоков ФЯ с помощью электрическихсоединителей (разъёмов) устанавливаются на объединительной плате (основании) и закрепляются невыпадающими винтами в профиле каркаса.Возможна установка ФЯ по направляющим и закрепление их общей планкой.

Объединительная плата служит для электрической коммутации ФЯ в блоке. Она может располагаться в нижней или боковой плоскостях параллельно или перпендикулярно лицевой панели блока.Достоинство разъёмной компоновки - простота и высокая ремонтопригодность. Типовым элементом замены является ФЯ.В блоках книжной конструкции ФЯ соединяются между собой поодной из сторон с помощью шарнира. Такая компоновка ФЯ позволяетраскрывать блок, как книгу с вертикальной или горизонтальной осью раскрытия, без отсоединения и разделения электрической коммутации ячеек.Для этого электрическое соединение ячеек выполняется со стороны ихшарнирного механического соединения плоскими мягкими кабелями илигибким печатным монтажом.Книжные варианты компоновки блоков позволяют обеспечитьвысокую плотность заполнения конструкции, свободный доступ к микросхемам и другим ЭРЭ, а также к монтажу в блоке, находящемся во включенном состоянии, т.е.

также обеспечивают высокую ремонтопригодность.Возможные вариантырасположения ФЯ, элементовэлектромонтажа, деталей корпуса и т.д. в блоке представлены нарис 2.1 [2.2].В блоках РЭС при различном расположении ФЯ условно можно выделить составляющие внутреннего объёма:V1 - объём пакета ФЯ; V2 - объём,занимаемыйэлектрическимисоединителями и межъячеечныммонтажом; V3 - объём, занимаемый элементами лицевой панелии соединительным монтажом установочных элементов ; V4 - объём, занимаемый электрическим соединителем и монтажом блока с устройством.Таким образом, внутренний объём блока Vбл=V1+V2+V3+V4. ОбъёмV1 =Vфя·nфя определяется объёмом ФЯ - Vфя и их количеством - nфя;Vфя=hп· bп· Ня , здесь bп - размер ФЯ по оси Х с учётом конструкции элементов крепления в блоке; hп - размер ФЯ по оси Y; Ня - шаг установки ФЯв блоке.32Объём V1 и V4 определяется размерами электрических соединителей, в качестве которых используются разъёмы типов ГРПМ1, ГРПП3,ГРПМ9, СНП34 и др.

Для межблочного электрического монтажа в БНКавиационных РЭС применяют соединители типа РПКМ. Глубина зон, занимаемая соединителями (hз2 , hз4 ),составляет 25..35 мм. Объём V3 определяется типом ЭРЭ, устанавливаемых на лицевой панели, и способомэлектрического монтажа этих элементов с ФЯ. Обычно глубина этой зоны(hз3 ) составляет 30..70 мм.Анализ вариантов компоновки (рис.

2.1) позволяет сделать следующие выводы: варианты II и VI применять не целесообразно, так какони не обеспечивают условий для эффективного отвода тепла как при естественном, так и при принудительном воздушном охлаждении блока; наибольший объём для размещения ФЯ в варианте V, однако за счет крепленияразъёма на короткой стенке ФЯ возникают трудности при трассировке ППи увеличиваются паразитные связи печатного монтажа; для разъёмнойкомпоновки целесообразно использовать варианты I и Ш, а для книжной IV и V.Конкретная компоновочная схема выбирается в результате анализаабсолютных и относительных конструктивных показателей.Наиболее трудоёмка в процессе проектирования и изготовленияРЭС функциональная ячейка.