|
| |
|
Слаботочка Книги Как известно, при установке ИС на МПП электрические соединения между выводами осуществляются проводниками, расположенными на внутренних слоях платы, переход к которым оформлен с помощью металлизированных отверстий. Металлизированные отверстия располагаются, как правило, у планарных контактных площадок, предназначенных для распайки выводов ИС в зоне ее посадочного места (рис. 9.32). Такое расположение металлизированных отверстий диктуется необходимостью создания под корпусами ИС свободных проходов для прокладки проводников во всех слоях, в том числе и в первом. Вместе с тем допустимо размещение металлизированных отверстий и в других местах МПП, даже под корпусами ИС (рис. 9.33). В этом случае печатная плата пронизывается насквозь металлическими столбиками и теплопередача происходит в основном через эти столбики. Во избежание замыкания металлизированных отверстий металлическим доныщком корпуса ИС или радиатором наружные слои МПП покрыты защитным электроизоляционным слоем (рис. 9.34). В такой конструкции тепловое сопротивление снижается в 2,5-3 раза, причем это снижение тем больше, чем толще печатная плата. Еще одна разновидность ячейки с дополнительным теплоотводом приведена на рис. 9.35. Ячейка представляет собой модуль  Рис. 9.32. Размещение металлизированных отверстий вне корпуса ИС  Зона , , , гг> прилегания оснобания Cj-CJI* корпуса t-JLLi л- плате Рис. 9.33. Размещение металлизированных отверстий под корпусом ИС   Рис. 9.34. Установка корпуса ИС на печатной плате ячейки: -без металлизированных отверстий; б - на металлизированных отверстиях; / - клей; 2 -корпус ИС; 3-печатная плата; 4-теплосток (радиатор); S - защитный электроизоляционный слой; 6 - металлизированные отверстия Рис. 9.35. Конструкция ячейки с радиатором: / - панель; 2 электрический соединитель; S-игольчато-штыревой радиатор; 4 - зона установки ИС; 5 - печатная плата первого уровня с односторонней установкой ИС, построенный иа основе унифицированной базовой несущей конструкции (УБНК) первого уровня типа ЯУ1 [45]. К стороне печатной платы, свободной от ИС, приклеивается игольчато-щтыревой радиатор. Габаритные размеры основания радиатора соответствуют размерам части печатной платы, занятой ИС. Радиатор устанавливается со стороны выступающей части электрического соединителя. Одним из преимуществ предлагаемой конструкции является то обстоятельство, что радиатор заполняет практически весь объем зазора между соседними ячейками, и поэтому охлаждающий воздух, подаваемый в этот зазор, используется более полно. Для определения эффективности описанной выще конструкции был проведен сравнительный анализ теплового режима элементов, размещенных на плате с металлизированными столбиками и с радиатором и на обычной ячейке с кондуктивными теплостоками в виде теплоотводящих шин при различных скоростях движения воздуха. В первом случае перегрев ИС на 28-50% ниже, чем во втором, причем чем выше скорость движения воздуха, тем больший достигается эффект. Следует также отметить, что в зазоре между ячейками воздух охлаждает не только радиатор одной ячейки, но и корпуса ИС соседней. При расчете это обстоятельство не учитывалось, иначе результаты были бы еще лучше. Вместе с тем предлагаемая конструкция обладает таким значительным недостатком, как большая масса, что делает ее применение ограниченным для некоторых видов аппаратуры. Описанные выше конструкции обеспечивают интенсификацию теплоотдачи большого количества ЭРЭ во всем блоке или на всей ячейке. Вместе с тем в последнее время появляются ИС со значе- ниями мощностей, на порядок выше обычныхч Они, как правило, составляют нез\1ачительное количество по отношению, ко всей элементной базе. И поэтому создавать системы охлаждения \рз расчета на эти элементы нецелесообразно. Целесообразнее применять локальные устройства охлаждения и, в первую очередь, индивидуаУтьные радиаторы. Конструкции таких радиаторов отличаются друг от друга [46, 47], но обладают общим йедостатком: занимают место на печатной плате и тем самым уменьшают плотность установки ИС на плате. Этого недостатка можно избежать, если устанавливать радиатор с обратной стороны платы в канале между соседними ячейками (рис. 9.36). Но при этом радиатор через отверстия в печатной плате должен иметь хороший контакт с дном корпуса ИС. В заключение следует отметить, что приведенные конструкции не охватывают все существующие в нашей стране и за рубежом, а дают лишь общие представления о том, в каком направлении ведется теплофизическое конструирование РЭА.  Рис. 9.36. Микросхема с индивидуальным радиатором: / - корпус ИС; 2-печатная плата; 3 - радиатор ГЛАВА 10 МЕТОДИКА РАСЧЕТА ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ КОНСТРУКЦИЙ ЯЧЕЕК, БЛОКОВ И ШКАФОВ 10.1. ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ КОНСТРУКЦИИ Под технологичностью конструкций аппаратуры следует понимать совокупность свойств конструкции, проявляющихся в возможности оптимальных затрат труда, материалов и времени при технической подготовке производства, изготовлении, эксплуатации и ремонте, по сравнению с соответствующими показателями однотипных конструкций изделий того же назначения при обеспечении установленных значений показателей качества и принятых условиях изготовления, эксплуатации и ремонта [48]. Условия изготовления или ремонта изделия определяются специализацией и организацией производства, применяемыми технологическими процессами и годовой программой. Оценка техно- 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 |