- •Содержание
- •Введение
- •1 Анализ структуры цифровых устройств
- •1.1 Общие принципы построения цифровых устройств
- •1.2 Виды цифровых устройств и схем
- •1.3 Цифровые вентили
- •1.4 Мультиплексоры и демультиплексоры
- •1.5 Шифраторы и дешифраторы
- •1.6 Цифровые компараторы
- •1.7 Арифметико-логическое устройство
- •1.8 Сумматор
- •1.9 Цифровые автоматы (триггеры, регистры, счетчики)
- •1.9.1 Цифровые триггеры
- •1.9.2 Регистры
- •2 Основные понятия и методологии проектирования цифровых устройств
- •2.1 Этапы проектирования цифровых устройств
- •Методы проектирования цу.
- •2.2 Жизненный цикл устройства
- •2.3 Методы проектирования цу
- •2.4 Макро- и микропроектирование. Понятие эскизного (пилотного) проекта и технического проекта
- •2.5 Постановка задачи и работа с заказчиком цу. Технические требования и техническое задание
- •Перечисленные сведения оформляются в виде технического задания на проектирование, которое служит руководящим документом на всех этапах создания системы (тз).
- •2.6 Предпроектное обследование предметной области и обоснование актуальности создания цу
- •2.7 Разработка внешних спецификаций проекта
- •2.8 Внутреннее проектирование
- •2.9 Функциональная модель
- •2.10 Функциональная схема
- •2.11 Структурное представление цифровых устройств
- •2.12 Математическое моделирование системы и детальное проектирование схем
- •2.13 Выбор оборудования системы и описание процедуры интеграции модулей
- •2.14 Проектирование конструктивных блоков цифровых устройств
- •2.14.1 Типы конструктивных блоков цифровых устройств
- •Пример проектирования микросхемы микроконтроллера.
- •1. Химический субтрактивный метод
- •Этапы стандартного субтрактивного метода:
- •Преимущества субтрактивного метода:
- •Недостатки субтрактивного метода:
- •2. Комбинированный позитивный метод (полуаддитивный метод)
- •Этапы комбинированного позитивного метода:
- •Преимущества комбинированного позитивного метода:
- •Недостатки комбинированного позитивного метода:
- •3. Метод попарного прессования печатных плат
- •Этапы метода попарного прессования:
- •Недостатки метода попарного прессования:
- •Преимущества метода попарного прессования:
- •4. Метод послойного наращивания
- •Этапы метода послойного наращивания:
- •Недостатки метода послойного наращивания:
- •5. Метод металлизации сквозных отверстий
- •2.15 Изготовление (реализация) готового цифрового устройства Изготовление (реализация) цу обычно проводятся в несколько этапов :
- •2.16 Тестирование
- •2.17 Оценка качества и надежности
- •2.18 Документация к цифровым устройствам
- •2.19 Внедрение цифрового устройства
- •2.20 Экономическая эффективность
- •2.21 Разработка мероприятий по обеспечению безопасных условий труда с цифровыми устройствами
- •Список источников и литературы
Недостатки метода послойного наращивания:
ограниченное количество слоев МПП. Как правило, нельзя производить операцию прессования более пяти раз, при наращивании новых слоев происходит старение и деградация внутренних слоев, что ограничивает слойность платы и уменьшает ее надежность в целом;
при комбинированных методах, используемых для изготовления слоев при послойном наращивании МПП, используется два различных технологических метода: гальваническое осаждение меди и травление остатков меди между проводниками;
для наращивания гальванической меди требуется большое время – несколько часов;
при возникновении дефектов изготовления последующих слоев вся полученная заготовка уходит в брак. Это значительно снижает выход годной продукции и, как следствие, приводит к удорожанию годных плат;
необходимость тщательной очистки технологических растворов и электролитов на протяжении всего техпроцесса изготовления. Для обеспечения постоянных условий такой металлизации необходимо более часто производить химический анализ, корректировку и очистку рабочих растворов.
Сложность послойного наращивания (в сочетании с высокой реализуемой плотностью топологии печатного рисунка и монтажа) определили этот метод в основном для изготовления ультрасложных МПП в опытном производстве с высокой технологической культурой. Внедрение его в серийное производство встречает множество трудностей, из-за чего возможно выполнить только опытные образцы и очень малые серии плат. По этим причинам применение метода послойного наращивания, ввиду имеющихся ограничений и высокой стоимости МПП, оправдано только для изготовления уникальной аппаратуры с высокой надежностью.
5. Метод металлизации сквозных отверстий
- в общих чертах мало отличается от метода попарного прессования, но имеет ряд существенных отличий в деталях. Так же, как и при методе попарного прессования, изготавливаются ядра, на которых выполнен проводящий рисунок будущих внутренних слоев МПП. Однако способ изготовления ядер чисто субтрактивный, межслойные микропереходы между слоями (принадлежащими одному ядру) не изготовляются. После прессования заготовки МПП из ядер выполняется: сверловка сквозных отверстий, гальваническое осаждение меди и изготовление топологии внешних слоев МПП с применением комбинированного позитивного метода.Типичная структура МПП, изготовленная методом металлизации сквозных отверстий, показана на рис.2.20
Рисунок 2.20 - Структура МПП, изготовленная классическим методом металлизации сквозных отверстий: 1 — контактная площадка внешнего слоя; 2 — сквозное монтажное металлизированное отверстие; 3 — проводник внутреннего слоя; 4 — проводник внешнего слоя; 5 — сквозное переходное металлизированное отверстие; 6 — контактная площадка внутреннего слоя; 7 — основа (ядро МПП); 8 — слой прокладочной стеклоткани (препрег); 9 — медная фольга; 10 — гальваническая медь
Существуют по крайней мере две причины, которые делают невозможным эффективное использование метода металлизации сквозных отверстий для изготовления ультрасложных МПП. Первая причина – использование микросхем в корпусах BGA с малым шагом выводов. Вторая причина – использование сверхбольших микросхем (СБИС) в корпусах BGA, LGA и им подобных с очень большим количеством выводов. Рассмотрим эти случаи более детально.
5. Блоки- цифровое устройство размещается на платах, помещенных в металлический или пластиковый блок с отверстиями для разъемов. Например, блок питания, системный блок, блоки сетевых устройств- модемов, маршрутизаторов и т.д.
