Лабораторные по проектированию РЭС
МГАПИ
Лабораторная работа
Группа ПР-7
Специальность 2008
Студент
.
Исходные данные к циклу лабораторных работ
Назначение МЭА контрольно-измерительная.
Условие эксплуатации бортовые, самолетные.
Максимальная температура окружающей Среды 400 С.
Сложность электрической схемы в эквивалентных усилителях и/или вентилях 5000
Тип схемы аналогово-цифровая. Средний коэффициент объединения по входу одного вентиля к1=2.
Уровень интеграции микросхем, Jc=75.
Элементная база МЭУ бескорпусные полупроводниковые микросхемы с размерами кристаллов Iкр х Вкр=2х2 мм; уровень интеграции кристалла Jк=5; выводы кристаллов – гибкие.
Типы корпусов МЭУ согласно ГОСТ 17467-79.
Способы установки МЭУ на платах Двухсторонний.
Базовая технология изготовления МЭУ Толстопленочная.
Вариант конструкции блока МЭА Книжная.
Техническая долговечность 5 лет.
Вероятность безотказной работы МЭА в конце срока эксплуатации 0,90.
Коэффициент эксплуатации МЭА, 0,3.
Серийность производства МЭА 100.
Постановка задачи разработки конструкции МЭУ
Необходимо разработать принципиальный вариант конструкции МЭУ, исходя из определенных условий. В качестве исходных, используются следующие данные
В качестве исходных используются следующие данные
длина кристалла lк=2 мм;
ширина кристалла Bк=2 мм;
уровень интеграции кристалла Jк=5;
уровень интеграции МЭУ Jc=75;
минимальное допустимое расстояние от края кристалла до контактной площадки с=0,4мм;
сторона квадрата контактной площадки а=0,25 мм;
минимальное допустимое расстояние между пленочными элементами d1=0,1 мм;
минимальная ширина пленочного соединительного провода а1=0,1 мм.
Алгоритм проектирование МЭУ
Этапы разработки
Проектирование посадочного места навесного элемента
Синтез
Определение числа рядов и столбцов посадочных мест
Анализ
Определение минимальных шагов установки навесных элементов
Принятие решения
Выбор размеров подложки и типов корпусов
Принятие решения
Уточнение размеров подложки и типа корпуса
Анализ
Проектирование посадочного места навесного элемента (НЭ)
Исходные данные
l=2 мм, длина навесного элемента;
c=0,4 мм, расстояние между НЭ и выводами;
а=0,25 мм, длина контактной площадки под выводы;
b=2 мм, ширина НЭ;
a1=0.1 мм, расстояние между выводами;
u=0,25 мм, ширина контактной площадки под выводы;
Мк=5, количество задействованных выводов НЭ.
Результаты
Мкв=32, максимальное количество контактных площадок под выводы вокруг кристалла;
Lов =3,3 мм, длина посадочного места кристалла;
Bов=3,3 мм, ширина посадочного места кристалла.
В приложении 1 приведен эскиз посадочного места кристалла с гибкими выводами
Определение числа рядов и столбцов посадочных мест
Исходные данные
Nк =15, число НЭ на подложке.
Результаты
Mx=3, количество горизонтальных рядов кристаллов на плате;
My=5, количество вертикальных столбцов.
Определение минимальных шагов установки навесных элементов
Исходные данные
d1=0,1 мм, минимальная ширина пленочного соединительного провода.
Результаты
hxmin=3,6, минимальный шаг установки по горизонтали кристаллов;
hymin=3,6, минимальный шаг установки по вертикали;
M1=67, число проводников в первом слое;
M2=13, число проводников во втором слое;
M1L=34, число вертикальных линий, на которых группируются проводники первого слоя;
M2L = 17, число горизонтальных линий, на которых группируются проводники второго слоя.
Выбор размеров подложки и типов корпусов МкСБ.
Принятие решения выводы микросборки располагаются вдоль больших сторон МкСБ.
Исходные данные
d1 = 1мм. , размер технологической зоны.
Mмс = , кол-во задействованных выводов МЭУ.
Результаты
Lmin = 18,3 мм. , длина подложки;
Bmin = 15,83 мм. , ширина подложки.
По критериям Lmin L и Bmin B выбираем корпус МЭУ
Наимено- вание
Тип кор-
Выводы
Габаритн. разм., мм
Максим. шаг уста-новки, мм
Разм.полезной внутр.полости, мм
Масса, г
корпуса
пуса
тип
кол.
lx
ly
lz
lx1
ly1
l
в
z
G
155.15-1
МС
ШТ
14
29,5
19,5
5,0
40,0
25,0
25,0
15,0
2,0
5,0
МС — металлостеклянный;
ШТ — штыревые;
Уточнение размеров подложки и типа корпуса.
Исходные данные
h = 0,1мм. , шаг координатной сетки топологии коммутационной пленочной платы.
Результаты
Lmin=14,7мм. , длина полезной внутренней полости корпуса МЭУ;
Bmin= 6,8мм. , ширина полезной внутренней полости корпуса МЭУ;
Мкс=13, кол- во задействованных выводов МЭУ.
Корпус 155.15-1 , выбранный корпус.
4. Выводы по работе
В данной работе было спроектировано посадочное место навесного элемента, определено число рядов и столбцов посадочных мест, минимальных шагов установки кристаллов. Также был выбран вид расположения выводов микросборки и тип корпуса МЭУ.
МГАПИ
Лабораторная работа №2
Группа ПР-7
Специальность 2008
Студент
1.Исходные данные к циклу лабораторных работ
Назначение МЭА контрольно-измерительная.
Условие эксплуатации бортовые, самолетные.
Максимальная температура окружающей Среды 400 С.
Сложность электрической схемы в эквивалентных усилителях и/или вентилях 5000
Тип схемы аналогово-цифровая. Средний коэффициент объединения по входу одного вентиля к1=2.
Уровень интеграции микросхем, Jc=75.
Элементная база МЭУ бескорпусные полупроводниковые микросхемы с размерами кристаллов Iкр х Вкр=2х2 мм; уровень интеграции кристалла Jк=5; выводы кристаллов – гибкие.
Типы корпусов МЭУ согласно ГОСТ 17467-79.
Способы установки МЭУ на платах Двухсторонний.
Базовая технология изготовления МЭУ Толстопленочная.
Вариант конструкции блока МЭА Книжная.
Техническая долговечность 5 лет.
Вероятность безотказной работы МЭА в конце срока эксплуатации 0,90.
Коэффициент эксплуатации МЭА, 0,3.
Серийность производства МЭА 100.
2. Алгоритм компоновки типовой МЭА
Выбор схемы компоновки и типоразмеров блока, ячеек, ПП
Синтез
Определение объёма блока
Синтез
Выбор корпуса блока
Принятие решения
Компоновка ПП
Синтез
Определение компоновочных параметров ПП
Анализ Принятие решения
Компоновка ячеек
Синтез
Определение комплекта компоновочных параметров ячейки.
Анализ Принятие решения
Компоновка блока
Синтез
Определение объёма блока и проверка оптимальности его компоновки
Анализ Принятие решения
3. Постановка задачи разработки МЭА.
Необходимо разработать компоновочное решение субблока МЭА исходя, из задания. В результате должны быть определены все компоновочные параметры субблока МЭА, в которых располагаются ЭРЭ в виде МЭУ.
4. Определение компоновочных параметров ячеек.
4.1 Определение объёма блока.
Исходные данные
форма блока — прямоугольная
форма ячеек — прямоугольная
ячейки одного типоразмера
иных крупногабаритных элементов нет
схема компоновки блока; S1=3
схема компоновки ячеек; С1=5
типоразмеры блока неизвестны
сложность электрической схемы; Nau=5000
уровень интеграции микросхемы; Jc=75
исходная сложность электрической схемы; Na=5250
глубина резервирования; Nk=1
Результаты
ориентировочный объём блока; V’=4,08 дм3
По величине ориентировочного значения V’ в соответствии с ОСТ 4.ТО.010.009 (узлы и блоки РЭА на микросхемах для бортовой аппаратуры) выбирается тип корпуса блока, объём которого V должен превышать величину V’. Определяется размер корпуса параметры корпуса даны в таблице 1.
Таблица 1
Тип корпуса
Размеры мм
Объём, дм3
Масса, кг
Размеры печатных плат субблоков, мм
H
B
L
V
G
1,5 К
194
90,5
320,5
5,6
1,4
170
120
* в одном субблоке возможна установка нескольких П. П.
4.2 Определение компоновочных параметров корпуса.
Исходные данные
ширина блока; B=90,5 мм
высота блока; Н=194 мм
длина блока; L=320,5 мм
размер зоны лицевой панели; Lk1=30 мм
размер зоны разъёмов; Lk2=30 мм
размер зоны межьячеечной коммутации; Q=12 мм
число типов субблоков в блоке; K=1
Результаты
Bсв=90,5 мм
Нсв=194 мм
Lсв=290,5 мм
Vсв=4,31 мм
4.3 Типоразмеры ячейки печатной платы.
4.3.1 Определение размеров монтажной зоны ПП.
Исходные данные
длина базовой стороны; Lн=170 мм
длина небазовой стороны; Bн=120 мм
размер краевого поля (нижняя зона крепления ПП) X1=5 мм
размер краевого поля (верхняя зона крепления ПП) X2=5мм
зона выходных контактов и крепления соединителя к ПП; Y1=10 мм
зона контрольных контактов и крепления передней панели к ПП; Y2=10 мм
Результаты
L1=140 мм
L2=190 мм
4.3.2 Определение количества ЭРЭ на печатной ПП.
Исходные данные
количество разнотипных элементов=1
количество элементов=12
ширина посадочного места ЭРЭ; B0=19,5 мм
длина посадочного места ЭРЭ; L0=29,5 мм
шаг установки ЭРЭ вдоль небазовой стороны ПП Bсх=30 мм
шаг установки ЭРЭ вдоль базовой стороны ПП Lсх=40 мм
Результаты
количество горизонтальных рядов ЭРЭ; Ny=4
количество горизонтальных рядов ЭРЭ; Nx=3
свободная площадь на ПП; Sсв=1600 мм2
4.4 Компоновка ячеек.
4.4.1 Определение ориентировочной толщины ячейки.
Исходные данные
толщина ячейки определяется высотой элементов
толщина ПП; h0=1,5 мм
высота элемента конструкции с одной стороны; h1=5 мм
высота элемента конструкции с другой стороны; h2=5 мм
Результаты
H=8 мм
4.4.2 Определение массы ячейки.
Исходные данные
масса ПП; m1=45 г
масса ЭРЭ; m2=80 г
масса разъема или колодки; m3=20 г
Результаты
m=145 г
4.5 Компоновка блока МЭА.
Исходные данные
межячеечное расстояние Hm=5 мм
число ячеек данного типа zx=3
масса конструкции блока mm=12 г
Результаты
неиспользованная часть объёма блока книжной конструкции Vсв=3,6 дм3
M=302,0 г