Аксенова И.К., Мельников А.А. Основы конструирования радиоэлектронных приборов (1986) (1092050), страница 25
Текст из файла (страница 25)
(6.1) 129 /» =Ра /(ф 5 Зак. 1ааа шение ра/зг=ро, Ом/П (удельное сопротивление пленки, отнесенное к квадрату ее поверхности), используемое при расчете геометрических размеров пленочных резисторов, остается достаточно постоянным. Исходным выражением для расчета сопротивления резисторов является произведение удельного сопротивления пленки на коэффициент формы: (6.2) Ьраач ~~ (Ьсиа Ьтач( 1 2Ьг) (6.3) а) г) Ьр= Рис. 6.6. Резисторы 16.5) 1„„=К Ь. (6.6) ~раач 100':, кьь (6.7) !30 Ьде Кв=ЦЬ=Р(ро показывает, из какого числа квадратов со стороной, равной ширине полоски Ь, состоит данный резистор, и определяет конфигурацию резистора.
Наиболее часто применяются резисторы в виде прямоугольной полоски, меандра с контактными площадками (составной резистор), регулярного меандра (рис. 6.6). При 1(К(10 изготавливают резисторы в виде прямоугольной полоски (рис. 6.6,а); при 10(К~50 — в виде меандра с контактными площадками или регулярного меандра (рис. 6.6,6, в); при К 1 ширина 'резистора становится больше его длины (рис, 6.6,г), в результате чего возрастает площадь контактных переходов и ширина коммутационных проводников; прн К>50 плошадь, занимаемая резистором, оказывается настолько большой, что рекомендуется использовать навесные дискретные резисторы, Для расчета геометрических размеров резистора необходимы следующие данные: заданное номинальное значение сопротивления резистора — 1т, Ом; мощность, рассеиваемая резистором, — Р, Вт; удельное сопротивление резистивной пленки — ро, Ом(П (из табл.
6.2); допуск на номинал резистора — ун, 7з'1 допуск на удельное сопротивление резнстивной пленки — ур, % (нз табл. 6.1);минимальный размер ширины (длины) резистора, определяемый возможностями технологического процесса изготовления Ьии„(1 м), мм (из табл. 6.3); точность формирования геометрических размеров резисто- ров (ширины и длины) бо и Ьй мм (из табл.
6.3); максимально допустимая удельная мощность рассеяния резнстивной пленки Ро, Вт/смз (из табл. 6.2). Возможность изготовления резистора без подстройки определяют из условия где уфт уи — уз — максимально допустимая погрешность. Расчет резистора прямоугольной формы при 1(К =1О. Резисторы с Кф)1 критичны к ширине. Ширина резистора задается нз неравенства где Ь„, — минимально допустимая ширина резистора, определяемая точностью формирования геометрических размеров, мм, Ьтач (6.4) тф Ьг — минимально допустимая ширина резистора, опреде- ляемая рассеиваемой резистором мощностью, мм, За ширину резистора Ь принимают большее Ьр„, целое значение, кратное шагу координатной сетки, принятое для чертежа топологии, Расчетное значение длины резистора За длину резистора 1 принимают ближайшее к 1р„ч целое значение, кратное шагу координатной сетки.
При округлении 1р„, необходимо оценивать получающуюся погрешность и при необходимости выбирать большее значение ширины резистора, при котором округление длины 1 ... дает приемлемую псгрешность. Погрешность, связанная с выбором геометрических размеров резистора, не должна превышать 1%. При конструировании резистора в виде отдельных резистивных полосок, соединенных проводящими перемычками (рис. 6.6, б), сумма длин резистнвных полосок, заключенных между проводящими перемычками, должна равняться длине 1, рассчитанной по формуле (6.6).
При конструировании резисторов, имеющих форму меандра (рис. 6.6, в), сопротивление участка изгиба можно рассчитать по формулам: а) для изгиба закругленной формы й'= ' р', (6.8) !и г,дч б) для изгиба прямоугольной формы (уголок с длиной Ь) )1'=2,55 р. (6.9) Расчет резистора прямоугольной формы при К(!. Расчет проводят по той же методике, что и для резистора с К) 1, с той лишь разницей, что по формуле (6.3) ищут длину резистора, так как резисторы при Къ! критичны к длине: 1расч~ (!пас! 1тсч! ! 2 1р) Ь!+ЬЬКф ! / К~Р где 1„,= '; 1р= у —, а затем его ширину ТФ ° с Ьрасч 1/КЬ и погрешность выбора у„,б= 100 (Ь Ьрасч! с При необходимости включения в состав МСБ пленочных конденсаторов и катушек индуктивностей их чаще всего выделяют из состава топологии основной платы и проектируют в виде навесных мозаичных элементов.
Расчет параметров конструкции пленочных катушек индуктивности и пленочных коненсаторов, как правило, производится по номограммам и графикам. Разработка эскиза топологии. После определения размеров пленочных элементов вычисляют площадь подложки и с учетом технологических ограничений выбирнюттнпоразмер подложки из ряда стандартных размеров.
Исходные данные для 'размещения элементов: схема соединения элементов на подложке, размер подложки, геометрические размеры пленочных элементов, электрические данные и требования, основные технологические данные и ограничения. Пленочные элементы изображают на миллиметровой бумаге в маштабе !О:1 или 20: 1. При размещении элементов и компонентов на площади подложки используют последовательный метод, заключающийся в следующем.
Схему соединения условно 132 разбивают на несколько групп (обычно по числу активных навесных компонентов). Сначала рисуют все элементы и компоненты, принадлежащие одной группе, затем— элементы и компоненты, принадлежащие другой, рядом расположенной группе и т. д. Этот метод позволяет более рационально и качественно разработать эскиз топологии. После размещения всех элементов и компонентов необходимо проанализировать разработанную топологию, чтобы придать изображенным на топологической чертеже элементам и компонентам более простые формы н получить равномерное размещение их на площади подложки. Методы защиты МСБ от внешних воздействий.
Для предохранения МСБ от внешних воздействий применяют специальную защиту: бескорпусную и корпусированную. Бескорпусную применяют при кратковременном пребывании МСБ в условиях производственной атмосферы. Для этого на критичные пленочные элементы термическим испарением в вакууме наносят диэлектрическую пленку. При транспортировке бескорпусных МСБ используют технологическую тару. Корпусирование МСБ применяют при длительной эксплуатации их в условиях повышенной влажности и механических нагрузок. Герметизация корпуса в зависимости от используемых материалов его крышки и основания может быть выполнена контактной, электронно-лучевой, аргонно-дуговой или лазерной сваркой, пайкой мягкими или твердыми припоя.
ми, склеиванием поверхностей. $6.3. Компоновка РЭА четвертого поколения Для РЭА четвертого поколения характерна цаибольшая плотность упаковки элементов в объеме у (элементов на кубический сантиметр), которая на уровне блока определяется следу!ощей зависимостью: (6.!О) уба = Уамс'Чр ! Ле Уба и Уамс — плотность Упаковки элементов в объеме блока и средняя плотность установки элементов в объеме ИМС, применяемых в блоке, эл/смз; др — коэффициент дезинтеграции объема блока. Из (6.10) видно, что наивысшей плотности упаковки можно достигнуть в результате дальнейшего совершенствования как элементной базы (БИС, СБИС), так и методов компоновки (на- 'у'бр В н (6.!1) пример, меньшение коэффициента дезинтеграции за счет применения бескорпусных МСБ). Однако повышение плотности упаковки приводит к увеличению удельной мощности рассеивания, что ухудшает тепловые режимы, а следовательно, резко изменяет параметры и режим работы комплектующих изделий относительно расчетных значений и тем самым может приводить к уменьшению надежности.
Поэтому для уменьшения теплонапряженностей в блоках РЭА четвертого поколения необходимы дополнительные конструктивные меры по улучшению теплопередачи. Как известно, теплота передается от элемента в среду путем конвекции, лучеиспускания и теплопроводности. От внешней поверхности блока теплота передается в основном за счет конвекции и лучеиспускания, а внутри блока — в основном за счет теплопроводности, так как спецификой РЭА четвертого поколения являются малые газовые зазоры меж. ду нагретой зоной и корпусом, которые не обеспечивают условий для конвекции (рис.
6.7). Для значительного увеличения теплопроводности внутри блока в функциональные ячейки вводятся тепло- отводящие шины, которые могут быть выполнены в виде значительных участков фольги на печатных платах, тонких металлических пластин, на которые устанавливаются бескорпусные МСБ, металлических рамок с планками и т. п.
Применение металлических рамок повышает теплопередачу не только в ячейке, но и в пакете ячеек, а от него к корпусу блока. Кроме того, наличие в конструкциях блоков РЭА четвертого поколения металлических рамок значительно увеличивает собственную частоту конструкции ячейки, тем самым повышая ее вибро- и ударопрочность. Отличительной чертой конструкций РЭА четвертого поколения является также требование повышенной герметичности для защиты бескорпусных МСБ от действия внешней среды.
Степень герметичности определяется натеканием газа В„(или скоростью истечения газа из объема) (дм'Па/с): 6,65 10-б дмй Па/с, обеспечивает внутри блока выдержку давления, близкого к нормальному, в течение 12 лет. Компоновочные схемы ФЯ четвертого поколения. Функциональные ячейки на металлическом основании могут иметь несколько конструктивных вариантов в зависимости от формы самого основания и способа компоновки бескорпусных МСБ в ячейке, но в общем случае их можно подразделить па три вида: односторонняя, двусторонняя и сдвоенная компоновка.
Ячейка, показанная на рис. 6.8, выполнена на фрезерованной металлической (алюминиевой или магниевой) рамке по односторонней компоновочной схеме. Металлическая рамка имеет по контуру и оси симметрии ребра жесткости, а во внутренней плоскости — планки л «далилу Рис. 6.7. Конструкция теплоотвода ян корпусе блока: 7 — печатна» плата; 2 — медиан шина;  — прокладка на стеклоткаии; 4 — а»шинн»ее~»» клинья;  — прижимиый винт;  — корпус блока; 7— алюминиевая крышка;  — микросбпрка где )7 — объем газа внутри блока, дм', ЬР— избыточное давление внутри блока, Па; 1 — срок службы или хранения блока, с. Для блоков с объемом свободного газа от О,!5 до 0,5 дма степень герметичности, равная Рис.
6.6, Односторонняя компоиовкп ФЯ. т — рамка;  — навесной ЭРЭ;  — планка: 4 — бескорпусная Моо;  — печатна» плата; б — выводи»в контактная площадка; 7 — отверстие дл» стас»напив вчеек в пакет;  — соединитель. иый проводник (толщиной 0,5 — 0,7 мм), на которые с помощью компаун. да укреплены бескорпусные МСБ. С обратной стороны по контуру ребер жесткости к планкам приклеена печатная плата, в нижней части которой находится зона межъячеечной коммутации (с помощью либо гибких шлейфов, либо проволочно-жгутового монтажа на гибкой матрице-ремне). Коммутация между бескорпусными МСБ осуществляется золотыми проволочками диаметром 30 — 50 мкм, длиной не более 3 — 5 мм, приваренными Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
