Book3 (560669), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Выбираем следующие варианты компоновки блока:
1:nя = 20, NЯ = 24,nx = 6, пу = 4; II: пя= 12, NЯ = 40, пх = 8, nу = 5;
Ш:nя = 10, NЯ = 48, пх = &, пу = 6; IV: nя = 8, NЯ = 60, пх=10, пу = 6;
V:nя = 6,Nя = 80, nx=10, na = 8;V1:nя = 4, NЯ = 120, пх=12, na = 10.
96
Таблица 3.4
Параметр ФЯ (блока) | Вариант | |||||
I | II | III | IV | V | VI | |
Размер платы L'x , мм | 105 | 140 | 140 | 175 | 175 | 210 |
Размер платы L’Y , мм | 120 | 145 | 170 | 170 | 220 | 270 |
Высота пакета hПАК, мм | 355 | 211 | 175 | 139 | 103 | 67 |
Размеры блока: | ||||||
длина A, мм; | 115 | 150 | 150 | 185 | 185 | 220 |
ширина В, мм; | 140 | 165 | 190 | 190 | 240 | 290 |
высота H, мм | 365 | 221 | 185 | 149 | 113 | 77 |
Объем блока V, дм 3 | 5,876 | 5,47 | 5,27 | 5,23 | 5,017 | 4,91 |
Сторона эквивалентного куба а σ , мм | 180,4 | 176,2 | 174 | 173,6 | 171,2 | 170 |
Частота собственных колебаний f0 , Гц | 608 | 321 | 303 | 270 | 181 | 120 |
Допустимые перегрузки: | ||||||
по амплитуде п л | 17,8 | 4,97 | 4,42 | 3,52 | 1,58 | 0,7 |
по виброскорости п у | 12,45 | 6,58 | 6,2 | 5,53 | 3,7 | 2,46 |
минимальная n min | 12,45 | 4,97 | 4,42 | 3,52 | 1,58 | 0,7 |
Коэффициент планарности k2 | 0,49 | 0,8 | 0,94 | 1,165 | 1,51 | 2,2 |
Плотность упаковки γ , эл/см 3 | 2,45 | 2,63 | 2,73 | 2,75 | 2,87 | 2,93 |
Выигрыш в удельной мощности рассеяния В'Р | 1,116 | 1,012 | 1,001 | 1,005 | 1,045 | 1,184 |
Удельная мощность рассеяния для куба РУД РАСС Вт/дм3 | 11,76 | 12,64 | 13,11 | 13,21 | 13,78 | 14,07 |
Удельная мощность рассеяния для блока Р’УД РАСС. Вт/дм3 | 10,54 | 12,48 | 13,1 | 13,15 | 13,18 | 11,88 |
Согласно принятому выше порядку расчета и приведенным в нем
формулам рассчитаем основные конструктивные параметры различных
вариантов и сведем их в таблицу (табл. 3.4). По данным для шести вариантов построим зависимости возможных перегрузок, удельной мощности рассеяния в блоке, плотности упаковки, а также допустимых значений перегрузок и удельной мощности рассеяния от величины коэффициента планарности в этих вариантах (рис. 3.26). По оси абсцисс для каждого варианта указано число ФЯ в пакете. Как видно из графиков,запретными областями, отмеченными штриховкой на границах, в кото-
97
Рис. 3.26. К определению оптимальной формы блока по нескольким критериям
рых не обеспечиваются условия вибропрочности и тепловой напряжен-
ности, хотя и достигается в то же время высокая плотность упаковки,
являются для РУД РАСС диапазон 0,875 ≤ k 2 < 1,6 и для n min-k2 ≥ 1,4.
Таким образом, видно, что обеспечение обоих условий по ТЗ может
быть выполнено лишь при k2 < 0,875. Ближайшим вариантом к этому
значению является II вариант, в котором выполняются также требо-
вания полного заполнения площади и достаточной плотности упа-
ковки. При этом размеры печатной платы подбираются под типовые
по ГОСТ 10317-78, а именно: L'х = 140 мм, L'у = 150 мм, для которых
должна быть проведена корректировка n min, Р’УД РАСС и γб • Заметим
в заключение, что максимум тепловой напряженности в блоке прихо-
дится не на форму куба (k2 = 1), а на более плоскую (k2 = 1,5), так как
объем блока от варианта I к варианту VI уменьшается за счет уменьше-
ния общей площади краевых полей печатных плат.
3.8. Количественная оценка массы комплекса микроэлектронных
средств на ранних стадиях проектирования
В техническом задании на разработку нового изделия РЭС того или
иного уровня иерархии наряду с функциональными (электрическими)
98
параметрами заданы и его материальные параметры, такие как надеж-
ность, масса и объем, определяемые тактико-техническими требовани-
ями самого объекта установки РЭС. Эти основные параметры для РЭС
летательных аппаратов должны быть строго обеспечены при конструи-
ровании. По заданным показателям ТЗ конструктор составляет техни-
ческое задание на конструирование (ТЗК) изделия, руководствуясь су-
ществующими или перспективными наборами элементной базы и мето-
дами компоновки. При этом на ранних стадиях проектирования в каче-
стве рабочих документов у него имеются лишь электрические схемы,
габаритные чертежи или чертежи общего вида, по которым возможны
прикидочные количественные оценки надежности, потребляемой мощ-
ности и объема. Оценка же массы, которая проводится обычным путем
по сборочным и деталировочным чертежам, в этот период невозможна,
так как эти чертежи отсутствуют. Неопределенность в оценке этого па-
раметра не позволяет конструктору ответить на вопросы, правильно ли
выбраны метод компоновки и элементная база и не придется ли их ме-
нять в дальнейшем.
Развитие и широкое внедрение в промышленные разработки новой
элементной базы и микроэлектронного конструирования позволило пу-
тем анализа и обобщения результатов для многих конструктивов мик-
роэлектронных средств получить характерные устойчивые значения
коэффициентов дезинтеграции по массе и объему (см. табл. 1.1). На их основе в работе [2] была предложена методика количественной оценки массы комплекса микроэлектронных устройств на этапе технического предложения, которая была апробирована на ряде конструкторских разработок и дала достаточно приемлемые по точности оценки. В основу этой методики были положены следующие принципы:
любой комплекс микроэлектронных средств независимо от его на-
значения и объекта установки может содержать микроэлектронные ус-
тройства и устройства, специфичные по своей конструкции (параболи-
ческие, рупорные и другие антенны, мощные передатчики на лампах
бегущей волны, магнетронах, индикаторные устройства на электронно-
лучевых трубках и т.п.);
оценка масс специфичных конструктивов может базироваться на
опыте разработок прототипов в зарубежной и отечественной практике
или на расчете масс по удельным коэффициентам;
при расчете массы комплекса микроэлектронных средств предпола-
гается известной масса кабельной сети между устройствами комплекса
по ее заданной длине и погонной массе;
устройства, выполненные на микросхемах и микросборках, могут со-
держать определенное число ячеек цифрового, аналогового и силового
типов (вторичные источники питания на силовых микросхемах);
99
каждая микросхема (корпусированная) имеет известное значение
массы при заданном типе корпуса; каждая бескорпусная МСБ в зависи-
мости от того, какие функции электрической схемы и какое их число
она в себя «вбирает», обладает определенной массой, которая в случае
типовой МСБ, например, размером 24x30 мм может быть конкретно рас-
считана для цифрового, аналогового и силового типов; если размеры
МСБ отличаются от размеров типовой МСБ, но кратны им, то пересчет
масс не вызывает затруднений;
общее число микросхем или МСБ и конкретное их содержание в ФЯ
разных типов определяется из электрической схемы каждого микро-
электронного устройства; число и массы навесных ЭРЭ, совместимых с
микросхемами и МСБ, определяются из перечня элементов и паспорт-
ных данных на них;
для пересчета масс микросхем, микросборок и ЭРЭ в массы ФЯ бло-
ков, панелей и микроэлектронных устройств используются известные
средние значения коэффициентов дезинтеграции массы от одного
уровня компоновки к другому (от микросхем, МСБ к ячейке, от ячейки
к блоку или панели, от блока или панели к устройству или комплексу).