содержание   ..  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  ..

Сборка, монтаж и регулировка РЭА на микросхемах и микросборках

Производство РЭА на базе микроэлектроники предъявляет специфические требования как при выполнении соединений микроэлементов внутри микросхем, так и при монтаже микросхем в узлы и блоки.
Если в микромодулях микроэлемент еще существует как отдельная деталь до момента сборки микромодуля, то метод пленочной технологии предполагает изготовление большинства элементов непосредственно в процессе изготовления микросхемы, а в молекулярных функциональных устройствах и СБИС невозможно выделить отдельные элементы схемы.

При компоновке РЭА на интегральных схемах возникает сложная задача по объединению всех микросхем в одну систему с сохранением преимуществ, присущих интегральным микросхемам. Перед проектировщиками РЭА всегда стояла задача сокращения ее размеров, эта задача еще более осложняется при конструировании РЭА на базе микроэлектроники.

Примером того, насколько малыми могут быть микросборки, выполненные на основе микроэлектроники, может служить законченное устройство для ЭВМ — микропроцессор, все элементы которого выполнены в одном кристалле с уровнем интеграции до 1 млн. элементов.

Конструирование микроэлектронной аппаратуры возможно вести обычными традиционными методами, где активными элементами являются корпусированные интегральные микросхемы. Однако в последние годы все большее развитие находят конструкции микроэлектронных устройств с прогрессирующим уровнем интеграции, позволяющие получить более высокие технические, конструктивные, производственно-технологические и организационно-экономические показатели. Развитие этого направления связано с научно-техническим прогрессом, требует нового подхода к конструированию устройств, организации их производства, а также к регулировке и настройке радиоэлектронных устройств.

Конструирование РЭА на основе комплексной микроминиатюризации позволяет снизить потребляемую мощность, уменьшить массу и габариты, улучшить электромагнитную совместимость за счет сокращения длины соединительных линий и уменьшения восприимчивости схемных узлов к помехам, увеличить надежность, повысить устойчивость к механическим нагрузкам и изменениям климатических условий работы.

 

Таблица 8. Характеристика компоновочных структур микроэлектронной аппаратуры

В настоящее время выделяют несколько характерных компоновочных структур микроэлектронной аппаратуры, отличающихся степенью интеграции (табл. 8), однако использовать все преимущества интегральных схем и в первую очередь высокую интеграцию полностью не удается. Это связано с тем, что приходится значительно увеличивать габариты аппаратуры для обеспечения отвода тепла и осуществления пайки или сварки выводов.

Радиоэлектронная аппаратура может изготовляться как на интегральных микросхемах, размещенных в корпусах, так и на бескорпусных.

При применении микросхем в плоских прямоугольных корпусах наиболее оптимальной является конструкция блоков, использующих многослойные печатные платы.

Рис 26. Характерные компоновочные схемы блоков с узлами на микросхемах: а — этажерочная, б — веерная, в — книжная; 1 — микросхема, 2 — узел, 3 — блок
 

Бескорпусный метод конструирования позволяет размещать

кристаллы микросхемы на общей подложке, где производится коммутация их соединений. Благодаря этому методу в несколько раз увеличивается плотность компоновки и сокращается внешняя коммутация проводников.

Характерные компоновочные схемы блоков с узлами на микросхемах приведены на рис. 26, а—в, а технологические операции изготовления бескорпусным методом и основные участки по производству микромодульной РЭА на рис. 27.

Рис. 27. Схема основных технологических операций изготовления РЭА бескорпусным методом
 

Прежде чем начать серийное производство какой-либо микросборки, функционального узла или блока, нужно убедиться в том, что они правильно выполняют свои функции при воздействии на них дестабилизирующих факторов и разбросе параметров входящих в них компонентов. Методы машинного анализа с использованием ЭВМ позволяют относительно быстро решить эту задачу без применения дорогостоящего и длительного макетирования микросборок, узлов и блоков предварительной проверки и испытаний.

Особенно ощутимый эффект автоматизация проектирования с использованием ЭВМ дает при разработке сложных БИС и электронных схем. Например, для изготовления опытного образца интегральной схемы средней и высокой степени интеграции требуется произвести расчеты по рациональным принципам и методам взаимного расположения элементов схемы с учетом последовательности технологических операций ее изготовления, что составляет многие сотни тысяч чисел. Решение такой задачи под силу только средствам машинного проектирования.

Основными достоинствами использования ЭВМ при проектировании топологии микросхем и микросборок являются: сокращение сроков проектирования, снижение стоимости, повышение качества за счет снижения вероятности ошибок проектирования и предварительного моделирования характеристик до их изготовления.

В результате топологического проектирования получают комплект конструкторской документации, состоящий из чертежей и таблиц координат — для послойного совмещения трафаретов и информации, записанной на перфокартах—для автоматического управления специальным оборудованием (координатографами, графопостроителями и др.), необходимым для изготовления микросхем и микросборок.

С помощью ЭВМ можно также произвести необходимое размещение микроэлементов схемы и монтаж соединений между ними. Важное значение приобретает также возможность автоматического изменения параметров микросборок в процессе их изготовления.

В последние годы при производстве РЭА на микросхемах применяют функционально-узловой метод сборки.

Разработка РЭА по функционально-узловому методу резко сокращает сроки проектирования, дает возможность быстро вводить изменения в конструкцию аппаратуры как в процессе разработки опытных образцов, так и при ее серийном изготовлении, значительно уменьшает трудоемкость производства за счет внедрения механизации и автоматизации производства, упрощения методов контроля, настройки и испытаний.

Контрольные вопросы

1. Какова сущность микроминиатюризации РЭА?

2. Какие основные направления имеются в области микроминиатюризации?

3. Перечислите основные требования к микроминиатюризации

4. В чем сущность модульного конструирования и каковы при этом особенности монтажа?

5. Какне способы изготовления элементов применяются при модульном конструировании?

6. В чем состоит сущность производства РЭА на основе пленочных микросхем и каковы при этом особенности монтажа?

7. Какие существуют основные методы получения тонких и толстых пленок при изготовлении пленочных микросхем?

8. Какие материалы применяют для изготовления пленочных микросхем?

содержание   ..  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  ..