Н.С. Шляпников - учебное пособие (560564), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Являясь гидрофобнымпокрытием, он защищает поверхность субблока от проникновения влаги с s=80, темсамым устраняя не только гидролизные процессы между проводниками, но и защищаясубблок от самовозбуждения. В табл. 4.1 приведены наиболее часто встречающиеся вконструкциях аналоговых субблоков корпуса ИС, их геометрические размеры, а такженазначение и серии ИС, монтируемых в них. На рис. 4.10 показана условная конструкциясубблока III поколения.бРис. 4.10.
Конструкция шалогофого субблока III поколения:1 — радиочастотный соединитель; 2 — печатная плата;3 — корпусированная ИС;4 — каркасная катушка индуктивности с экраном; 5 — навесной ЭРЭ;б — низкочастотный соединитель; 7 — основаниеКонструкции аналоговых субблоков на бескорпусных микросборках выполняютобычно в виде металлических пеналов, герметизируемых либо по торцам, либо поверхней крышке.
Сами МСБ приклеивают на металлическое основание, а монтаж междуними осуществляют либо по принципу «непрерывной микросхемы», либо с помощьюпечатных вставок между ними и корпусом, на которых устанавливают также навесныеЭРЭ, которые нельзя выполнить в пленочном исполнении. Соединения с другимисубблоками осуществляютрадиочастотнымисоединениямитипаСР50ирадиочастотными кабелями РК50 или РК75. Низкочастотные цепи питания частоосуществляют через индивидуальные соединители типа «слезка».
Нарис. 4.11 показанаконструкция аналогового субблока, скомпонованного по «непрерывной микросхеме», а нарис. 5.12 — с использованием фильтра ДАВ.Рис. 4.11. Конструкция аналогового субблока IV поколения по«непрерывной микросхеме»:1 — металлическое основание; 2 —искросборка; 3 — тороидальная катушкаиндуктивности; 4 — корпус-экран; 5 — соединитель; 6 —радиочастотный кабель;7— конденсаторКомпоновка аналоговых блоков РЭС зависит прежде всего от их назначения в составеконкретного радиоизделия. Они могут дополнять первые каскады СВЧ-устройств, могутбыть самостоятельными первыми каскадами в обычных радиовещательных ителевизионных приемниках, могут объединяться и с последующими цифровыми блокамиобработки информации. Поэтому говорить о какой-либо унификации конструктивныхрешений аналоговых блоков РЭС не приходится.
Как для блоков III поколения, так и дляблоков IV поколения существуют те же самые приемы общего корпусирования,герметизации и защиты от факторов внешней среды, что и для цифровых блоков. На рис.4.13 показана этажерочная конструкция блока приемопередающего устройства,выполненная на бескорпусных МСБ.Рис. 4 12. Конструкция аналогового субблока IV поколения с фильтрами ПАВ:1 — лапка крепления, 2 — каркас-основание; 3 — гермоввод «слезка»,4 — микросборка, 5 — фильтр ПАВ; б — кожух-экран; 7 — паяный шов; 8 —трубка-шгенгель; 9 — высокочастотный разъем с полиэтиленовой заглушкойРис.4.13.
Этажерочная конструкция блока приемопередающего устройства IV поколения:1 — кожух; 2 — высокочастотный разъем с полиэтиленовой заглушкой, 3 — трубкашгенгель; 4 — низкочастотный разъем; 5 — крышка-основание; 6 — бобышка; 7 —субблоки; 8 — стяжной винтТаблица 4.193Микросборки микрополосковых узлов (предварительного усилителя, умножителя,усилителя мощности, смесителя, малошумящего усилителя, переключателя,фазовращателя) выполнены на поликоровых подложках толщиной 0,5 мм,металлизированных с обратной стороны.
Весьма важными задачами приконструировании модуля являются выбор способа закрепления подложек на несущемосновании и вопросы стыковки МСБ по высоте, зазору и сопряжению по ширинемикрополосковых линий, а также вопросы экранирования модуля.Выбор поликора в качестве материала подложек объясняется следующимипричинами: поликор является высокочастотным материалом и имеет малыедиэлектрические потери ( tgб=10-4 ); достаточно высокое значение диэлектрическойпостоянной (е = 9,6) позволяет уменьшить геометрические размеры микрополосковыхлиний, которые обычно равнылибо 0,5 Лд, либо 0,25 Лд, гдеЛд=Л./NN/б,^— Длина волны в свободном пространстве;поликор обладает теплопроводностью в 25 раз выше, чем ситалл, что особенно важно впередающих трактах СВЧ.
Микрополосковая несимметричная линия образуется междуверхним проводником и обратной металлизированной поверхностью подложки. Чемвыше чистота поверхности подложек (двухсторонняя полировка) и чем большемикрополосковых переходов соединено сваркой, а не пайкой, тем меньше потери.Поэтому наиболее надежным способом крепления подложек к несущему основаниюостается панка легкоплавкими припоями (ПОИн52, сплавы Розе и Вуда).
Иногдаприменяют клейку МСБ электропроводящими клеями («Конгактол») и смазку ЭЧЭС дляприклейки самих транзисторов СВЧ, которые, однако, ухудшают условия теплопередачимощности на корпус, хотя и обеспечивают «общую землю» и лучшуюремонтопригодность.Существует еще и третий способ крепления — прижимы подложек к основаниюфторопластовыми винтами. В любом случае поверхность контактирования подложеки корпуса должна иметь электропроводное и легкоплавкое покрытие. Такимипокрытиями являются Н5 М12.0-Ви9, Хим 0-ВиЗ и ряд гальванопокрытий с сереброми оловом.
В модулях СВЧ передающего типа, т.е. с мощными транзисторами,транзисторы припаивают непосредственно к контактам эмиттера, базы и коллектора,размещенным на брокеритовой вставке в виде таблетки, поскольку брокерит-9 имееттеплопроводность, близкую к теплопроводности металлов (рис.4.15).4.3. Конструирование СВЧ-модулейСпецификой конструкций объемных модулей СВЧ является принцип «непрерывноймикросхемы» на микрополосковых линиях, у которых общая металлизированнаяповерхность обратных сторон подложек должна быть близка к идеальной(«непрерывность общей земли»).
На рис. 5.14 показана конструкция модуля СВЧ,входящего в общую конструкцию активной фразированной антенной решетки, т.е.представляющего собой миниатюрный приемопередатчик с фазовым электроннымуправлением (сканированием) диаграммы направленности.Рис. 4.14. Конструкция модуля СВЧ: а — разрез конструкции; б — изометрияконструкции; 1 — высокочастотный разъем;.? — каркас-основание; 3 — паяный шов;4 — ребро крышки; 5 — планка каркаса; б — соединительная перемычка; 7 — крышка;8 — комбинированный разъемРис. 4.15.
Конструкция передающего СВЧ-модуля:1 — металлическое основание, 2 — мощный СВЧ-транзистор; 3 — брокеритовая вставка(шайба); 4 — фольговая перемычка; 5 —конденсатор; 6 — пленочная катушкаиндуктивности, 7 — отверстие для крепления; 8 — шлейф для подстройки;9—навесной ЭРЭВопросы стыковки микрополосковых узлов приобретают все большее значение сувеличением рабочих частот в гигагерцовом диапазоне. Чем качественнее и точнееобеспечивается совмещение микрополосковых линий в зазоре /, в плане AW по высоте Ah(рис. 4.16 а,б,в), тем меньше возникает паразитных отражений волн в линии, тем меньшекоэффициент стоячей волны К по напряжению и тем выше коэффициент передачимощности при одинаковом волновом сопротивление ZB микрополосковой линии. Так, всантиметровом диапазоне волн геометрическая стыковка МСБ должна обеспечиваться сточностью ±100 мкм, а в миллиметровом ±50 мкм (рис.
4.16).Рис 4 16. Причины и погрешности геометрической стыковки в микросборках СВЧ призазоре между ними (а, г), при ошибке совмещения МСБ в плане (б, д) и по высоте (в,е);1 — микросборка; 2 — соединительная перемычка; 3 — основание-поддон4.4. Влияние объема и формы блоков РЭС на показатели качества конструкцииВ зависимости от назначения, уровня интеграции и объекта установки объем и формаблоков РЭС могут быть различными: объем обычно меняется от одной десятой донескольких десятков кубических дециметров, а форма может быть плоской, кубической,прямоугольной или цилиндрической.От этих двух параметров конструкций блоков в сильной степени зависят такиепоказатели качества, как допустимая удельная мощность рассеяния (тепловаянапряженность) и вибропрочность, во многом определяемая собственной частотойконструкции.
Как качественно влияют первые на вторые, известно каждомуконструктору: конструктив с меньшим объемом допускает большую тепловуюнапряженность, чем конструктив с большим объемом; конструктив более плоской формыспособен выдержать большую мощность рассеяния, чем куб при равенстве объемов, апоказатели вибропрочности при этом будут намного хуже. Это, казалось бы, можноподтвердить и с помощью формул. Например, удельная мощность рассеяния Руд расc =Ppacc/V должна зависеть обратно пропорционально от объема, и поэтому если кристаллИС с объемом в 1 мм3 способен рассеивать 40 мВт, т.е.
Руд расс = 40-103 Вт/дм3, то блокРЭС, имеющий объем 1 дм3 т.е. в 106 раз больший, должен иметь допустимую тепловуюнапряженность всего 0,04 Вт/дм3 . Результаты же эксперимента, приведенные в работе,дают значение этой величины 10 Вт/дм3 , т.е. в 250 раз больше. Значит, формальныйрасчет по указанной формуле нереален, ошибочен.Поэтому для конкретных конструкторских разработок необходимо иметь болеестрогие количественные оценки этого влияния, учитывающие все факторы, в том числе иформу блоков.Оценим влияние объема блока на удельную мощность рассеяния, считая для простотывыводов форму блока со стороной aб кубической. Изменение стороны куба в k1 разприведет к изменению его объема в k13 раз.
Поскольку площадь поверхности куба S =6аб2, а объем V= aб3, то удельная мощность рассеяниягде аk,, ал — коэффициенты теплопередачи конвекцией и лучеиспусканием от блока всреду; Л t—перегрев корпуса блока. Если принять какой-либо объем блока за V0 =а6 3номинальный, например, и по отношению к нему оценить изменение (вариацию)удельной мощности рассеяния By при изменении (вариации) объема Bv (вk13 раз) для 1-говарианта, то такая оценка может быть проведена по следующей формуле:где а6 ,(а6 = K1а6 — стороны куба для номинального объема и i-roварианта.С изменением стороны куба (определяющего размера) коэффициент лучеиспусканияне меняется; коэффициент конвекции для загона степени 1/4, как показывают расчеты,меняется незначительно (5.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
