|
| |
|
Слаботочка Книги 0 1 2 3 4 5 6 [7] 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 кого сочетания, которое обеспечивает совместную безотказную работу, оптимальную компоновку в конструкции и возможность автоматизированного производства. Увеличение плотности печатного монтажа МЭА является причиной того, что в новом качестве встает вопрос защиты от наводок и помех. Эта проблема решается схемотехническими и конструкционными средствами: применением ИС с наилучшей помехоустойчивостью, соответствующей организацией схемы, применением согласующих узлов или увеличением амплитуды сигнала на участках с геометрически длинными связями, соответстгующими расположением связей на подложках микросборок и печатных платах. Это обстоятельство требует полного взаимопонимания и пересмотра традиционных форм взаимодействия схемотехнических, конструкторских и технологических служб. Существенно изменилось и отношение к технологической подготовке производства .МЭА. Требования к точности производительности оборудования для сборочно-монтажных и контрольно-настроечных работ возросли настолько, что выполнение их без применения соответствующего оборудования и контрольно-измерительной аппаратуры (КИА) практически невозможно. Это оборудование по сложности и стоимости подчас не уступает изготавливаемой аппаратуре. Поэтому при проектировании аппаратуры особенно важно учитывать интересы производства, т. е. возможность применения стандартного технологического оборудования. Это предъявляет дополнительные требования к квалификации конструкторов и разработчиков микроэлектронной аппаратуры. Из изложенного видно, что при проектировании РЭА на ИС и МСБ необходимо принимать во внимание большое количество разнообразных факторов. Вместе с возросшей функциональной сложностью аппаратуры, это обстоятельство чрезвычайно усложняет процесс проектирования. Поэтому проектирование МЭА в настоящее время не мыслится без автоматизации рабочего процесса посредством использования ЭВМ. В первую очередь автоматизируются наиболее трудоемкие операции конструирования, связанные с переработкой больших массивов информации: размещение элементов на печатных платах (или коммутационных подложках), разводка печатных или пленочных соединений, составление отдель ны.х видов технической документации. Развитие сложных радиоэлектронных устройств с применением ПС и МСБ, значительные затраты на этапах проектирования и изготовления МЭА вызвали необходимость осуществления максимальной типизации конструкторских решений при создании РЭА. В этих условиях особо важное значение приобретают вопросы стандартизации и унификации конструкций аппаратуры, успешное решение которых позволит резко сократить затраты на ее проектирование, производство и эксплуатацию. Унификация и стандартизация приобретают особенно важное значение в условиях разработки аппаратуры разнообразного тактико-технического назначения, которая производится мелкими се- риями. в этом случае проведение унификации и стандартизации как внутривидовой, так и межвидовой в сочетании с внедрением базовых конструкций позволит не только значительно сократить трудоемкость и стоимость разработок, но перейти с мелкосерийного производства на крупносерийное. При этом существенно увеличивается количество однотипных модулей аппаратуры, облегчается освоение ее на серийном заводе, а значит, уменьшается и стоимость ее изготовления. Наибольший эффект унификация и стандартизация может дать на этапах разработки, производства и эксплуатации только при комплексном подходе к решению вопроса, т. е. внедрении модульного принципа построения и осуществления унификации и стандартизации как схемных, так и конст-рукторско-технологических решений модулей аппаратуры, что позволяет максимально использовать унифицированные модули для создания различных устройств аппаратуры. Эффективным является создание базовых конструкций и применение модульного принципа компоновки аппаратуры из стандартных, функционально-законченных модулей вплоть до аппаратурного уровня. Создание базовых конструкций в сочетании с модульным принципом компоновки аппаратуры обеспечит возможность быстрее и дешевле разрабатывать для различных заказчиков аппаратуру аналогичного назначения. Унификация конструкций позволяет: сократить сроки проектирования новых изделий благодаря использованию готовых проверенных конструкторско-технологических решений; сократить сроки и снизить затраты на подготовку производства новых изделий, применяя типовые технологические процессы производства и групповые методы обработки; снизить затраты на производство изделий (уменьшить себестоимость), увеличив серийность изделий и, как следствие, повысив уровень механизации и автоматизации производственных процессов; повысить качество изделий за счет унифицированных составных частей, качество которых обеспечивается наличием проверенных в производстве методов и средств контроля; снизить затраты на техническое обслуживание и ремонт изделий благодаря возможности замены вышедших из строя унифицированных деталей и узлов новыми без дополнительной подгонки и с минимальными регулировкой и подстройкой; организовать специализированные производства унифицированных деталей и сборочных единиц. Основным направлением технического прогресса в конструировании аппаратуры является комплексная миниатюризация, под которой понимается процесс миниатюризации всех без исключения ее функциональных узлов и устройств. При этом наряду с уменьшением массы и объема обеспечивается улучшение эксплуатационных и экономических показателей аппаратуры. Комплексная миниатюризация обеспечивает возможность создания высокотехнологичных конструкций и, как следствие, повышение эффективности производства аппаратуры. Понимая под технологичностью комплекс взаимосвязанных конструкторских и технологических факторов, обеспечивающих сокращение сроков разработки новых видов аппаратуры, сроков ее промышленного освоения и обеспечение серийного производства, можно выделить следующие основные факторы, определяющие уровень технологичности аппаратуры: унификация схемотехнических и конструкторско-технологических решений, обеспечивающих автоматизацию проектирования, изготовления и контроля узлов и блоков аппаратуры; унификация и стандартизация коммутационных и установочных деталей, электрорадиоэлементов (Э-РЭ), ИС, МСБ, печатных плат, узлов, блоков и шкафов; типизация технологических процессов изготовления и контроля деталей, ЭРЭ, МСБ, печатных плат, ячеек и блоков, обеспечивающая механизацию и автоматизацию их производства; система взаимодействия разработчиков, изготовителей и технологических институтов на всех этапах создания аппаратуры и оценки ее технологичности. Разработка и внедрение унифицированных конструкций является одним из главных направлений повышения технологичности аппаратуры. Применение типовых конструкций существенно повышает технологичность и обеспечивает возможность использования типовых технологических процессов и высокопроизводительного оборудования для изготовления аппаратуры. Специфической особенностью аппаратуры третьего и особенно четвертого поколения является взаимосвязь и взаимозависимость конструкций и технологии производства, возможность и необходимость создания типовых конструкторско-технологических решений. Разработка типовых методов и унификация конструкторско-технологических решений осуществляется по всем конструктивным уровням в области: микросборок; печатных плат; ячеек, блоков и БНК аппаратуры различного назначения. Анализ современного состояния РЭА различного назначения, а также перспектив ее развития показывает, что с конструктивной точки зрения особенно важными являются следующие направления: традиционное - конструирование и компоновка МЭА с использованием корпусированных ИС и МСБ на печатных платах; развивающееся - компоновка РЭА с использованием БИС и бескорпусных МСБ; перспективное - конструирование МЭА с использованием БИС и СБИС, в том числе матричных, в кристалло-держателях или на лентах-носителях на крупноформатных подложках - основаниях. 1.4. ПРИНЦИПЫ КОМПОНОВКИ РЭА НА МИКРОСХЕМАХ И МИКРОСБОРКАХ В процессе создания МЭА решение вопросов, связанных с выбором принципов компоновки является основной задачей разработки конструкции. Под компоновкой обычно понимают взаимную ориентацию изделий относительно друг друга в ограниченном пространстве. Установление основных геометрических форм и рас- 0 1 2 3 4 5 6 [7] 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 |