Оглавление

ВВЕДЕНИЕ 8

I АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР 11

II РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКИХ ТРЕБОВАНИЙ НА МИКРОСХЕМУ 13

III ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ИСПОЛНЕНИЯ МИКРОСХЕМЫ 16

IV РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ И ВЫБОР НАВЕСНЫХ КОМПОНЕНТОВ 19

4.1 Конструктивный расчет тонкопленочных резисторов 19

4.1.1 Расчет рассеиваемой мощности 21

4.1.2 Расчет конструктивных размеров резисторов 21

4.2 Выбор навесных компонентов 28

V РАЗРАБОТКА ТОПОЛОГИИ ИМС 30

5.1 Выбор материалов 30

5.2 Определение размера платы и выбор типоразмера корпуса 31

5.3 Разработка коммутационной схемы 32

5.4 Оценка качества разработанной топологии 33

5.4.1 Расчет теплового режима 34

5.4.1.1 Расчет теплового режима резисторов 35

5.4.1.2 Тепловой расчет транзисторов 37

5.5 Расчет паразитных связей 38

5.6 Оценка надежности 40

VI РАЗРАБОТКА И ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО МАРШРУТА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИМС 42

6.1 Подложки ГИС 42

6.2 Очистка поверхности и контроль подложек 43

6.3 Формирование элементов тонкоплёночных ГИС 43

6.3.1 Технология нанесения тонких плёнок 44

6.4 Операции контроля тонких плёнок 46

6.5 Разделение подложек на платы 47

6.6 Сборка микросхем 49

6.6.1 Монтаж плат в корпус 49

6.6.2 Монтаж навесных компонентов 50

6.6.3 Присоединение выводов 50

6.6.4 Герметизация 52

6.6.5 Термотоковая тренировка 55

VII Промышленная экология и безопасность производства 58

7.1 Анализ условий труда при изготовлении и контроле сборок микросхемы 59

7.2 Расчёт искусственного освещения 67

7.3 Расчет механической вентиляции 70

7.4 Расчет зануления 73

VIII Экономическая часть 81

Обоснование потребности в данном устройстве на потребительском рынке 81

8.1 Организация и планирование проекта 82

8.1.1 Анализ рынка сбыта 82

8.1.2 Оценка конкурентной среды 82

8.1.3 Организационный план 82

8.2 Расчёт затрат и договорной цены 85

8.2.1 Расчёт затрат на материалы и покупные изделия 85

8.2.2 Специальное оборудование для научных целей 86

8.2.3 Основная заработная плата исполнителей 87

8.2.4 Дополнительная заработная плата 87

8.2.5 Страховые взносы (св) 88

8.2.6 Командировочные расходы 88

8.2.7 Контрагентские расходы 88

8.2.8 Накладные расходы 89

8.3 Оценка экономической целесообразности проекта 91

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 93

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 94

Приложение А - ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ 95

1 ТОПОЛОГИЯ И ЧЕРТЕЖИ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ 97

2 ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ 100

3 -ТЕХНОЛОГИИ ФОРМИРОВАНИЯ ТОПОЛОГИИ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ 103

4 УСТАНОВКА И РАСПАЙКА КОМПОНЕНТОВ 111

Приложение Б- Выбор материалов для изготовления корпуса устройства 119

Приложение В - Конструкторские расчеты. Расчет показателей качества конструкции 120

1 Расчет теплового режима платы 120

1.1 Выбор модели 121

1.2 Расчет среднеповерхностной температуры корпуса 121

1.3 Расчет среднеповерхностной температуры нагретой зоны 123

1.4 Расчет температуры в центре нагретой зоны 124

2 Расчет вибропрочности платы 124

3 Рассчет допустимой стрелы прогиба печатной платы 128

4 Расчет компоновочных параметров блока 128

5 Расчет размерной цепи 129

Приложение Г - Технологическая часть 133

1 Выбор типа и организационной формы производства 133

2 Оценка технологичности конструкции устройства 134

2.1 Качественная оценка технологичности 134

2.2 Количественная оценка технологичности 135

2.3 Комплексная оценка технологичности 138

3 Проектирование технологического процесса изготовления блока 140

Введение

Интегральная микросхема - это конструктивно законченное изделие электронной техники, выполняющее определенную функцию преобразования информации и содержащее совокупность электрически связанных между собой электрорадиоэлементов (ЭРЭ), изготовленных в едином технологическом цикле.

По способу изготовления различают полупроводниковые и пленочные интегральные микросхемы. В полупроводниковых интегральных микросхемах все ЭРЭ и часть межсоединений сформированы в приповерхностном слое полупроводниковой (обычно кремниевой) подложки. В пленочных интегральных микросхемах пассивные ЭРЭ изготовлены в виде совокупности тонких (менее 1 мкм) или толстых (10-50 мкм) пленок, нанесенных на диэлектрическую подложку. Гибридные интегральные микросхемы (ГИС) представляет собой комбинацию пленочных ЭРЭ с миниатюрными безкорпусными дискретными приборами (полупроводниковыми интегральными микросхемами, транзисторами, диодами), расположенных на общей диэлектрической подложке. ЭРЭ, которые являются неотъемлемой составной частью интегральной микросхемы и не могут быть выделены из нее как самостоятельное изделие, называют элементами интегральной микросхемы, а дискретные активные ЭРЭ ГИС – навесными компонентами (или просто компонентами), подчеркивая тем самым, что их изготавливают отдельно в виде самостоятельных приборов, которые могут быть приобретены изготовителем ГИС как покупные изделия. В отличие от дискретных компонентов элементы интегральной микросхемы называют интегральными.

В совмещенных интегральных микросхемах, активные ЭРЭ выполнены в приповерхностном слое полупроводникового кристалла (как у полупроводниковой интегральной микросхемы), а пассивные нанесены в виде пленок на покрытую диэлектриком поверхность того же кристалла (как у пленочной интегральной микросхемы). Перечислим особенности интегральных микросхем как типа изделий электронной техники:

а) интегральная микросхема самостоятельно выполняет законченную, часто довольно сложную функцию. Она может быть усилителем, запоминающим устройством, генератором и т. д. Ни один из ЭРЭ самостоятельно таких функций выполнять не может, для этого его следует соединить с другими дискретными ЭРЭ по отдельной схеме;

б) выпуск иприменение интегральных микросхем сопровождаются существенным уменьшением массы, габаритов и стоимости радиоэлектронной аппаратуры, снижением потребляемой мощности и повышением надежности;

Электронные приборы и устройства используются в аппаратуре связи, автоматики, вычислительной и измерительной техники, приборостроении. Электронная промышленность, научной основой развития которой являются достижения электроники, серийно производит вакуумные, газоразрядные, полупроводниковые, фотоэлектронные, пьезоэлектрические приборы. Начиная с 60-х годов особое место в номенклатуре изделий электронной промышленности занимают интегральные микросхемы (ИМС), микропроцессоры и микросборки.

Создание микроэлектронной аппаратуры явилось результатом процесса комплексной микроминитюаризации электронно-вычислительных средств (ЭВС), аппаратуры связи, устройств автоматики. Этот процесс возник в связи с потребностями развития промышленного выпуска изделий электронной техники на основе необходимости резкого увеличения масштабов их производства, уменьшения их массы, занимаемых ими объемов, повышения их эксплутационной надежности.

Особая роль отводится микроэлектронике в развитии вычислительных средств, поскольку умелое, широкое использование электронно-вычислительной техники – один из важнейших факторов происходящей научно-технической революции.

В данном проекте разработан комплект документации, необходимый для производства гибридной интегральной микросхемы генератора. В гибридных интегральных микросхемах пассивные элементы выполняются по тонкопленочной технологии, а активные элементы являются навесными компонентами. Такой метод проектирования ИМС обеспечивает большие производственно-экономические выгоды и расширяет схемотехнические возможности выбора оптимальных режимов работы ИМС. Гибридные ИМС создаются на подложке с хорошими изоляционными свойствами, поэтому материал подложки практически не оказывает влияния на электрические связи элементов, как это имеет место в полупроводниковых ИМС