Рефетека.ру / Коммуникации и связь

Курсовая работа: Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

Московский Авиационный Институт

Государственный Технический Университет


Курсовая работа

по курсу Основы конструирования и технологии производства РЭС


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц


Выполнил:

студент группы Р-402

vanish588

Консультант:

Чермошенский В.В.


1. Разработка конструкции МСБ


1.1 Анализ электрической схемы МСБ

Проектируемая схема формирователя опорной частоты в микроэлектронном исполнении, предназначена для использования в различных связных, телевизионных, навигационных комплексах.

Схема питается от системы, в которую устанавливается.

В схему формирователя включен кварцевый генератор с цепью обвязки. Схема имеет два идентичных выхода, для возможности подключения к ней двух потребителей опорной частоты, как правило, это приёмник и вычислительная плата.

При подключении питания необходимо соблюдать полярность.

Для питания МСБ необходимо напряжение 5 В, которое используется для питания кварцевого генератора, и питания транзисторов в выходной цепи.

В схеме используются высокочастотные транзисторы, включенные по схеме с общим коллектором (эммитерный повторитель), для того чтобы развязать по сопротивлениям выход схемы и сопротивление нагрузки кварцевого генератора.

Исходя из номиналов резисторов, целесообразно выполнить резисторы R1, R2 и R3, R4, R9, R10 навесными элементами SMD. Это позволит применять один резистивный материал для выполнения остальных резисторов, т.е. применять массовое производство плат.

Номиналы конденсаторов больше номиналов конденсаторов выполняемых в тонкоплёночном виде, поэтому конденсаторы тоже применим навесные SMD чипы, ниже подтвердим выбор расчётом.

Высокочастотные транзисторы выполняются в корпусном варианте, т. к. бескорпусные аналогичные транзисторы имеют более высокий коэффициент шумов и более высокую нестабильность частотных характеристик.

Кварцевый генератор имеет свой собственный корпус и устанавливается в корпус микросборки. Генератор имеет керамический SMD корпус 3,2 x 5 мм. Применение корпусного генератора обусловлено более высокой стабильностью выходной частоты. Условия эксплуатации генератора удовлетворяют техническому заданию.


Расчёт режимов работы схемных элементов по постоянному току

Расчёт схемы по постоянному току электрических режимов цепей и схемных элементов производится для определения максимально возможной мощности, рассеиваемой элементами схемы. Расчёт по известным номинальным значениям параметров элементов ведётся для «наихудшего случая». С этой целью исходная электрическая схема преобразовывается в эквивалентную, содержащую такое соединение схемных элементов с источником питания, при котором в цепях действуют максимальные токи(напряжения).


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

Рис.1 Эквивалентная схема МСБ для определения рассеиваемой мощности

Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

Рис.2 Расчётные результаты из среды MicroCAP 9


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц


Мощность рассеиваемая резисторами, равна сумме мощностей, рассеиваемых каждым резистором:


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц


Корпусной транзистор AT-1433 (http://www.chipfind.ru):

- напряжение пробоя коллектора, эммитера Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

- максимально допустимый ток коллектора Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

- максимально допустимой мощностью рассеяния Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

- статический коэффициент передачи тока Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

Рис.2 Корпусной транзистор AT-41533


Кварцевый генератор ГК-CPPL-T5-A7BR-10М-PD (www.bmgplus.ru):

- потребляемый ток Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

- с потребляемой мощность Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

Рис.3 Корпусной кварцевый генератор ГК-CPPL-Т5-A7BR-10М-PD


Получается, полная рассеиваемая мощность МСБ будет вычисляться как сумма рассеиваемых мощностей на каждом элементе:


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц


Выбор и обоснование элементной базы МСБ. Расчёт тонкопленочных элементов платы МСБ

Расчёт тонкоплёночных резисторов

Найдём оптимальное значение сопротивления квадрата резистивной пленки

Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц


Расчёт резистора R1:

Номинальное сопротивление резистора Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц; пределы допустимого в условиях эксплуатации изменения сопротивления резистора относительно номинала при фотолитографическом методе изготовления Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц; рассеиваемая мощность Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц, максимальная положительная температура по ТЗ Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц, время наработки на резистора Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц.

Выбираем резистивный материал (Л1, табл 2.1) – сплав Кермет К50-С, имеющий величину сопротивления на квадрат резистивной плёнки Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц, удельную мощность рассеяния Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц, температурный коэффициент сопротивления (ТКС) Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц.

Коэффициент формы Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц. Фотолитографией возможно изготовление резисторов с коэффициентом формы Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц. Получившийся коэффициент формы очень мал, поэтому получается нецелесообразно использовать резисторы в тонкоплёночном исполнении. Аналогичные результаты были получены для резисторов R2, R3, R4, R9, R10. Данные резисторы заменим навесными SMD чипами в корпусе 0603.

Расчёт резистора R5:

Номинальное сопротивление резистора Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц; пределы допустимого в условиях эксплуатации изменения сопротивления резистора относительно номинала при фотолитографическом методе изготовления Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц; рассеиваемая мощность Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц, максимальная положительная температура по ТЗ Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц, время наработки на резистора Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц.

Выбираем резистивный материал (Л1, табл 2.1) – сплав Кермет К50-С, имеющий величину сопротивления на квадрат резистивной плёнки Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц, удельную мощность рассеяния Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц, температурный коэффициент сопротивления (ТКС) Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц.

Коэффициент формы Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц. Фотолитографией возможно изготовление резисторов с коэффициентом формы Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц. В случае селективного травления проводящего и резистивного слоёв, контактные площадки выполняются без припуска на совмещение слоёв (Л1, Рис.2.1.а).

Относительная погрешность сопротивления за счёт влияния температуры эксплуатации Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц. Так как МСБ перегревается также за счёт «внутренних» тепловыделений увеличим Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц в 1,1 раза, получим Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц. Относительная погрешность сопротивления за счёт старения Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц. Относительная погрешность сопротивления за счёт переходного сопротивления между резистивным слоем и контактной площадкой принимается равной Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц. Относительная погрешность обеспечения величины Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц: Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

Погрешность коэффициента формы:


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц


Ширина резистора Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц, обеспечивающая получившееся Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц:


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

где Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц - абсолютные производственные погрешности изготовления при фотолитографическом методе.

Определим минимально допустимое значение ширины резистора Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц с учётом обеспечения заданной мощности рассеяния:


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц


Расчётное значение ширины резистора Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц, при этом Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц - технологически реализуемая ширина резистора.

Определим фактические геометрические размеры резистора:


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц


Площадь резистивной полоски Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

Определяется фактическая нагрузка резистора по мощности:

Удельная мощность Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

Нагрузка по мощности Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

Определим фактическую погрешность коэффициента формы:


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц


Аналогичным образом ведётся расчёт оставшихся резисторов проектируемой МСБ. Результаты расчётов тонкоплёночных резисторов представлены в виде таблицы:

Таблица 1

Поз. обозначе-ние Номинал, допуск, мощность Материал

Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

Ом/кв

Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

%

Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц%

Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

мм

Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

мм

Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

R1,R2 100Ом±5% Кермет 5000 0,02 1,5 1 Навесной
R3,R4, 51Ом±5% Кермет 5000 0,01 1,5 1 Навесной
R9,R10 51Ом±5% Кермет 5000 0,01 1,5 1 Навесной
R5,R6 3.6кОм±5% Кермет 5000 0.72 -2,64 1 2,63 1,89 0,65 -
R7,R8 5.6кОм±5% Кермет 5000 1,12 -2,64 1 3,77 4,22 0,49 -
R11,R12 1кОм±5% Кермет 5000 0,2 -2,64 1 3,77 0,75 0,20 -

Резисторы R1,R2: чип резистор 0.063Вт 0603 5% 100 Ом (http://www.chipdip.ru/product0/41371.aspx)

Резисторы R3,R4,R9,R10: чип резистор 0.063Вт 0603 5% 51 Ом (http://www.chipdip.ru/product0/50777.aspx)


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГцРазработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГцРазработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

Рис.3 Корпус SMD резисторов в корпусе 0603: R1, R2, R3, R4, R9, R10.


Расчёт тонкоплёночных конденсаторов

Расчёт конденсатора С1

Номинальная ёмкость конденсатора Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц, эксплуатационная погрешность Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц; рабочее напряжение на конденсаторе , напряжение на конденсаторе Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц, максимальная положительная и отрицательная температуры по ТЗ Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц, Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц, время работы Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

Выбираем материал диэлектрика (Л1, табл. 2.3) – стекло электровакуумное С41-1 с удельной ёмкостью Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц, электрическая прочность Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц, диэлектрическая проницаемость Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц и температурным коэффициентом ёмкости Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц.

Толщина диэлектрического слоя, обеспечивающая электрическую прочность конденсатора Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц, а уровень удельной ёмкости Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц.

Температурная составляющая погрешности:

Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц - её для надёжности можно увеличить в 1.2 раза Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц,

Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц- увеличим в 1.2 раза Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц.

Погрешность за счёт старения: Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц, погрешность верхней обкладки конденсатора.


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц


где Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц - относительная погрешность обеспечения Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц. Примем Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц.

Тогда Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

Удельная емкость, обусловленная конечной точностью изготовления размеров верхней обкладки ровна:


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц


где Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц - коэффициент формы тонкопленочного конденсатора, применим Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц;

Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц - производственные погрешности изготовления длины и ширины конденсатора. При Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц


Расчетное значение Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц необходимо выбрать из условия: Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц. Принимаем Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

Фактическое значение толщины диэлектрического слоя


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц


Проверим напряженность электрического поля в конденсаторе:


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц


Определим геометрические размеры конденсатора.

Площадь верхней (активной) обкладки:

Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц


Длина и ширина


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц; Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц


Размеры нижней обкладки: Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

где Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц. Примем Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

Тогда Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

Размеры диэлектрического слоя:


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГцРазработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц


Фактическое значение погрешности активной площади:


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц


Аналогичным образом рассчитаем оставшиеся конденсаторы проектируемой МСБ. Результаты расчётов тонкоплёночных конденсаторов представлены в виде таблицы:


Таблица 2

Поз. Обозна-чение Номинал, допуск, мощность Материал

Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

С1 10мкФ±20% Стекло электро-вакуумное С41-1 50000 5 141.42 142.02 142.62 200 9.2
С2 0.1мкФ±20% Стекло электро-вакуумное С41-1 50000 5 14.14 14.74 15.34 2 9.2
С3,С4 0.01мкФ±20% Стекло электро-вакуумное С41-1 50000 5 4.47 5.07 5.67 0.2 9.2

Из методических указаний следует, что в тонкоплёночном варианте выполняются конденсаторы номиналами от 10пФ до 0.01мкФ. Отсюда следует, что конденсаторы применяемые в МСБ, невыгодно применять в тонкоплёночном исполнении, что и подтверждено расчётами, приведёнными в таблице.

Все конденсаторы МСБ будут навесными элементами SMD чипы. Выберем конденсатор С1 SMD в корпусе 1812, а конденсаторы С2, С3, С4 SMD в корпусе 0402 (http://lib.chipdip.ru/235/DOC000235066.pdf).

Конденсатор С1: Керамический ЧИП конденсатор 47мкФ X5R 10% 10В 1812 (http://www.chipdip.ru/product/grm43er61a476k.aspx)

Конденсатор С2: Керамический ЧИП конденсатор 0.1мкФ X7R 10%, 0402, 16В (http://www.chipdip.ru/product/grm155r71c104k.aspx)

Конденсатор С3 и С4: Керамический ЧИП конденсатор 0.01мкФ X7R 10%, 0402, 50В (http://www.chipdip.ru/product/grm155r71h103k.aspx)


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГцРазработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГцРазработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

Технические параметры SMD чип керамических конденсаторов

1.4 Разработка топологии МСБ


Коммутационную схему МСБ Р402.468759.008 Э4 получают преобразованием заданной принципиальной электрической схемы, в которой все дискретные компоненты, а также электрические соединения по входу – выходу заменяются соответствующими контактными площадками.


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

Рис.5 Коммутационная схема


Укрупнённые контактные площадки (1х1 мм) являются внешними, все остальные – внутренними (0.5х0.5 мм). Монтаж компонентов производится с помощью пайки. Данная коммутационная схема содержит 4 внешних и 30 внутренних контактных площадок.

Для выбора типоразмера подложки необходимо рассчитать суммарную площадь, занимаемую тонкопленочными резисторами Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц, конденсаторами Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц, и площадь навесных элементов Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц.


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

Все конденсаторы навесные поэтому Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц.

Находим площадь, занимаемую контактными площадками.

Внешние контактные площадки выполняем размером 1х1 мм. Монтаж навесных компонентов производим с помощью пайки.

Контактные площадки под пайку под транзисторы выполняем размером 0,6х0,3 мм, а под генератор 1,7х1,5 мм. Контактные площадки под навесные резисторы SMD 0603 выполняем размерами 1х0,4 мм, а под навесные SMD конденсаторы 0402 – 0,6х0,3 мм, под навесной SMD конденсатор 1812 – 1х0.3 мм.

Общая площадь всех контактных площадок:


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц.


Расчетная величина площади подложки:


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц.


Выбираем типоразмер подложки №7 (Л1, табл 2.4): длина 20мм, ширина 16мм (допустимое отклонение ±0,1 мм).

В качестве материала подложки МСБ применим ситалл СТ50-1. Толщину подложки принимаем 0,5 мм.

Топология МСБ представлена в (приложении 4) данной работы. Топология изображена в масштабе 10:1 с шагом координатной сетки 0,01 мм. Элементы и компоненты располагаем как можно ближе, вход и выход пространственно развязываем.

Припуск на совмещение слоев МСБ принимаем равным 0,2 мм.

Минимальное расстояние между проводниками принимаем равным 0,2 мм.

Толщину проводников принимаем равной 0,2 мм.

Навесные компоненты приклеиваем в местах, помеченных прямоугольником и соединяем с соответствующими контактными площадками посредством пайки.


2. Разработка конструкции ФЯ


2.1 Оценка количества МСБ в составе ФЯ


В базовую МСБ (20х16 мм) входит 9 микросборок.

Размер базовой платы при этом становится 60х48 мм.


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

Рис.6 Базовая плата МСБ


Следовательно, число элементов и компонентов в базовой МСБ:


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц


Мощность, потребляемая базовой МСБ:


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц- согласованоРазработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц


В ФЯ установлено 6 МСБ, следовательно, мощность потребляемая ФЯ


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц


В блоке установлено 5 ФЯ, следовательно, мощность потребляемая блоком Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

2.2 Разработка конструкции ФЯ


В качестве конструкции ФЯ принимает ФЯ на металлической раме. Жесткость рамки обеспечивается наружными 1 и внутренними 2 поперечными ребрами жесткости. Окно 3 в верхней части рамки предназначено для монтажа на печатной плате навесных элементов. Окно 4 – для соединения проволочных выводов МСБ с контактными площадками печатной платы. В зоне 5 располагаются контактные площадки внешних электрических соединений ФЯ. Под номером 6 показана планка и устанавливаемая на неё базовая плата МСБ под номером 7. Детализированный чертёж представлен в приложении Р-402.468759.008-01.


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

Рис.7 Эскиз конструкции рамки ФЯ


Определим геометрические размеры ФЯ


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц,

где Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц- высота МСБ, Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц- высота планки (Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц), Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц- толщина диэлектрической прокладки, Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц- толщина печатной платы, Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц - высота паек на печатной плате, Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГцсуммарная толщина клеевых соединений, Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГцвысота воздушных зазоров.

Высота МСБ


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц,


где Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц- толщина подложки, Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц- максимальная высота компонента на подложке.


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц, высота Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц.


Толщина диэлектрической подложки между рамкой и печатной платой Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц, выберем Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц, толщину печатной платы Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц, высота паек Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц, толщина клеевой прослойки Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц на каждую сторону.

Толщину воздушного прослоя выбираем Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц, по 1.5мм на каждую сторону.

Получаем Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

Расчёт длины и ширины рамки производится по данным геометрических размеров и количества МСБ, размещённых на рамке. По размерам и числу МСБ, устанавливаемых на одной планке, находят размеры планок, к которым добавляют размеры других элементов рамки.

ФЯ содержит 3 планки МСБ расположены длинной стороной (60мм) поперек планки.

Ширина планки: Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

где Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц - длина МСБ.

Длина планки: Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

где Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц- число МСБ на планке;

Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц -ширина подложки МСБ;

Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц - расстояние между МСБ и горизонтальными ребрами жесткости рамки, примем Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц.

Получим Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

Типовые размеры основных элементов ФЯ: ширина внешних рёбер жесткости 3мм, продольных внешних и внутренних – 5мм, ширина окна для навесных элементов 10мм, ширина окна для пайки выводов МСБ – 5мм, ширина зоны внешних соединений – 5мм.

Определим размеры ФЯ:


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц


Ширина ФЯ


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц


Сборочный чертёж в приложении Р-402.468759.008 СБ.

Считаем массу:


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц


где Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц - объем ФЯ,

Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц- плотность материала ФЯ для алюминиевого сплава В95 (Л1, табл П 9.2). За счёт наличия окон и пустот, расчёт объёма ФЯ будет приблизительным.

Рассчитаем объём ФЯ путём складывания объёмов отдельных деталей конструкции ФЯ:


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц


Общий вес ФЯ


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц


2.3 Оценка вибропрочности ФЯ


Для оценки вибропрочности ФЯ выберем наихудшие условия транспортировки или эксплуатации. Проектируемое устройство может использоваться как в переносных так и стационарных системах, транспортировка осуществляется авиатранспортом.

Авиатранспорт имеет значения перегрузки в диапазоне 0.1…20 и частоту вибрации 5…2000Гц. Вес ячейки 0.4022Н.

Рамка ФЯ выполнена из алюминиевого сплава В95 с константами упругости Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц, коэффициент Пуассона Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц, толщина планок рамки 0.8мм.

Печатная плата крепится к рамке с помощью антивибрационного компаунда КТ-102 по всей поверхности прилегания. Материал платы – стеклотекстолит СФ-2Н-50-0,8, толщиной, соответственно, 0.8мм и Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц, Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц.

Влияние подложек на жесткость ФЯ несущественно, ими пренебрегаем.

Произведем оценку наиболее опасной при воздействии вибрации частоты механического резонанса ФЯ, путём выбора сечений с заведомо малым моментом инерции сечения.

Рассчитаем вибропрочность для поперечного сечения А-А, состоящего из элементарных прямоугольных фигур.

Зная цилиндрическую жесткость ФЯ: Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц, определим жесткость печатной платы:


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц


Для оценки жесткости рамки Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц вычислим момент инерции сечения А-А. Для этого найдём моменты инерций сечений фрагментов:


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц


Для определения момента инерции сечения А-А необходимо предварительно определить координату Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц центра тяжести сечения А-А и расстояния Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц между центром тяжести сечения А-А и центрами тяжести фрагментов 1, 2, 3.


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц


Учитываем что фрагменты встречаются несколько раз.

Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГцРазработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц


Момент инерции сечения А-А:


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц


Цилиндрическая жесткость рамки ФЯ


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц,


где Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц - определяющий линейный размер, длина сечения.

Получаем жесткость на изгиб Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц.

Для определения Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц найдем массу единицы площади ФЯ


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц


Коэффициент закрепления ФЯ при Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц


Частота механического резонанса Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц ФЯ будет равна


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

Проверим вибропрочность, принимаем коэффициент динамичности ФЯ Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц, тогда из графика на рис.8 для Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц найдем допускаемую перегрузку ФЯ.

Допустимая перегрузка ФЯ Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц›100, что выше значения заданного в ТЗ равное 20.

Теперь проведём расчёт вибропрочности для сечения B-B. Представим сечение В-В состоящим из двух прямоугольных фигур.

Проведём расчёт вибропрочности сечения В-В аналогично сечению А-А


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц


Найдём моменты инерций сечений фрагментов:


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц


Центр тяжести фрагмента сечения В-В


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц


Момент инерции сечения В-В:


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

Цилиндрическая жесткость рамки ФЯ


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц,


где Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц - определяющий размер, длина сечения..

Получаем жесткость на изгиб Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц.

Для определения Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц найдем массу единицы площади ФЯ


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц


Коэффициент закрепления ФЯ при Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц


Частота механического резонанса Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц ФЯ будет равна


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц


Проверим вибропрочность, принимаем коэффициент динамичности ФЯ Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц, тогда из графика на рис.8 для Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц найдем допускаемую перегрузку ФЯ, Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц›100, что выше значения заданного в ТЗ равное 20.

3. Оценка теплового режима


3.1 Выбор компоновочной и тепловой схемы ФЯ


Корпус рамки ФЯ выполнен из алюминиевых сплавов, покрытых лаком черным матовым, имеющий степень черноты т Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц (Л2, П8.2).

При оценивании теплового режима конструкции будем считать, что теплообмен между корпусом и внешней средой осуществляется конвекцией, кондукцией (минимальная) и излучением, а передача тепла от МСБ к корпусу осуществляется кондукцией, излучением через «воздушный» зазор и конвекцией. Поверхность корпуса считаем изотермической. Тепловая схема блока представлена на рис. 10.


3.2 Расчёт теплового режима


Плата МСБ имеющая размеры 0,060x0,048x0,0025 м3 припаяна к технологической планке помещённая в корпус с размерами 0,13х0,056x0,006м3.

Рассеиваемая мощность блока равняется Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц.

Температура окружающей среды tср=(-40…+80)°С.

Определяем площадь внешней поверхности корпуса микроблока:


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц


Определяющий размер корпуса:


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц.

Задаемся перегревом корпуса Δt = 10°С относительно температуры среды и определяем среднее значение температуры:


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц°С


По номограммам на рис.12 находим конвективный коэффициент теплопередачи Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц и коэффициент теплопередачи излучением от корпуса к среде Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

Вычислим суммарную тепловую проводимость между корпусом и средой в первом приближении:


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц


Расчетное значение перегрева корпуса:


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц°С


Будем считать расчёт законченным, если выполнится условие Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц. В первом приближении Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц значит повторяем расчёт, приняв за Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц.

Определяем среднее значение температуры во втором приближении


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц°С

По номограммам находим конвективный коэффициент теплопередачи Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц и коэффициент теплопередачи излучением от корпуса к среде


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц


Вычислим суммарную тепловую проводимость во втором приближении


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц


Перегрева корпуса во втором приближении


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц


Во втором приближении Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц значит повторяем расчёт, приняв за Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц.

Определяем среднее значение температуры в третьем приближении


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц°С


По номограммам находим конвективный коэффициент теплопередачи Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц и коэффициент теплопередачи излучением от корпуса к среде


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

Вычислим суммарную тепловую проводимость в третьем приближении


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц


Перегрева корпуса в третьем приближении


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц


Во третьем приближении Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц значит считаем что перегрев корпуса Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц.

Следовательно, среднеповерхностная температура корпуса микроблока:


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц°С


Определяем поверхность нагретой зоны:

0,060x0,048x0,0025 0,13х0,056x0,006м3


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц.


Рассчитываем средний зазор Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц между поверхностью нагретой зоны и корпусом:


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц.


Определяем коэффициент теплопередачи кондукцией через воздушный зазор между нагретой зоной и корпусом.

Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц,


где:

Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц - коэффициент теплопроводности воздуха.

Практика показывает, что коэффициент теплопередачи излучением от нагретой зоны к корпусу мало зависит от размеров нагретой зоны и корпуса и составляет приблизительно Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц.

Определяем тепловую проводимость технологической пластины Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц, на которых лежит МСБ. Без учета теплового сопротивления контакта между МСБ и технологической пластины определяется только материалом (сплав ВТ1-0, Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц) и геометрическими размерами.


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц,


Определим тепловую проводимость между нагретой зоной и корпусом:


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц.


Рассчитываем среднеповерхностную температуру нагретой зоны:


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц°С.


Определяем температуру в центре нагретой зоны Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц. Экспериментально установлено, что для конструкций микроблоков, выполненных на металлических ФЯ, перегрев в центре нагретой зоны не превышает 2…5°С. Поэтому принимаем


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц°С.


3.3 Оценка требуемой системы охлаждения


Определим тепловой поток


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц


По перечню элементов найдём допустимую рабочую температуру наименее теплостойкого элемента.

Наименее теплостойкий элемент - навесной резистор Р1-8 с Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

Определим минимальное давление окружающей среды:

По ТЗ понижение давления при ракетной РЭА составляет 2.5КПа, следовательно:


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц мм рт.ст.


Поверхностная плотность теплового потока:


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц


где: Кн - поправочный коэффициент на давление окружающей среды.


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

Тогда:


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц


По рисунку 13 определяем систему охлаждения

Для этого найдём допустимый перегрев в конструкции


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц


Охлаждение системы можно обеспечить естественным и принудительным воздушным охлаждением.

4. Оценка надёжности конструкции


Определим электрическую нагрузку навесных компонентов.

Электрическую нагрузку транзистора принимаем равной 0,7.

Электрическую нагрузку резистора определяется отношением номинальной рассеиваемой мощности на навесном резисторе R1 (38.8мВт), к допустимой рассеиваемой мощности (0,63Вт). Т.е. Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

Электрическую нагрузку навесного конденсатора определяется отношением номинального наихудшего рабочее напряжение, прикладываемое к обкладкам конденсатора C1, -5В, к допустимому рабочему напряжению по ТУ-10 В. Тогда Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

Электрическую нагрузку плёночного резистора с Кф>1 рассчитана в пункте 1.5.1 и он не превышает 0,2.

Электрическую нагрузку плёночного резистора с Кф<1 рассчитана в пункте 1.5.1 и он равен 1.

По таблице поправочного коэффициента (Л.1 табл. П 10.2) определим поправочный коэффициент а, при максимальной температуре в центре нагретой зоны Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц приведённой в таблице. Т.к. в таблице не приведена нужная температура, то составим полином Логранжа:

По таблице справочных данных для расчёта надёжности (Л.1 табл. П 10.1) найдём интенсивность отказов элементов РЭС.

Результаты представлены в таблице 3

По таблицам определим поправочные коэффициенты (Л.1 табл. П 10.4, П 10.5, П 10.6) найдем поправочные коэффициенты по условиям эксплуатации составляют самолётного РЭС Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц, Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц, Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц.

Таблица 3

Наименование элемента Поправочный коэффициент Интенсивность отказов Количество
Навесной конденсатор 2,118 0,15 4
Навесной резистор 1 0,06 6
Пленочный резистор Кф>1 0,689 0,03 2
Пленочный резистор Кф<1 5,631 0,03 4
Транзисторы 1,006 0,5 2
Генератор 1 0,6 1
Пайка навесного монтажа - 0,03 13
Пайка печатного монтажа - 0,01 6

Найдём надежность по внезапным отказам при заданном по ТЗ времени непрерывной работы (1000 часов):


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц.

Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц


Найдем среднее время наработки на отказ:


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц


Вероятность безотказной работы за 1000 ч:


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц


т.е. откажет 18 МСБ из 1000.


Литература


1. Основы конструирования и технологии РЭС: Учебное пособие для курсового проектирования / Авт.: В.Ф. Борисов, А.А. Мухин, В.В. Чермошенский и др. – М.: Изд-во МАИ, 2000.

3. Монтаж микроэлектронной аппаратуры. Г.Я. Гуськов, Г.А. Блинов, А.А. Газаров.

4. Методические указания к практическим занятиям по курсу «Конструирование и технология производства РЭА».В.С.Лукин, В.В. Чермошенский, Т.Л. Воробьёва. МАИ, 1981.

5. Сайты радиоэлектронных компонентов: www.chipdip.ru, www.bmgplus.ru, www.chipfind.ru


Приложение


Разработка конструкции и технологии микроэлектронного варианта формирователя опорной частоты 10 МГц

Похожие работы:

  1. • Процессор персонального компьютера
  2. • Основы микропроцессорных систем
  3. • Развитие кремниевой микроэлектронной технологии
  4. • Индикация модулей базовой мобильной станции Ericsson ...
  5. • Колебательный контур усилителя промежуточной частоты
  6. • Разработка конструкции цифрового синтезатора ...
  7. • Базисные структуры электронных схем
  8. • Процессоры ЭВМ
  9. • Процессоры
  10. • Классификация средств вычислительной техники
  11. • Проектирование высокочастотного переключателя ...
  12. • Измерительная техника и радиотехнические комплексы
  13. • Информатизация общества и молодежь
  14. • Проектирование судового радиоприёмного устройства
  15. • Естественно-научные концепции развития микроэлектронных и ...
  16. • Современные микропроцессоры
  17. • Архитектура персональных компьютеров
  18. • Керiвництво программиста
  19. • Использование ЛЧМ сигналов при построении приемника ...
Рефетека ру refoteka@gmail.com