3. Элементная база и ее влияние на конструкцию мэа. Выбор конструктивно-компоновочной схемы и методов монтажа электронной аппаратуры.

Компоновка — сложный и ответственный процесс конструиро­вания, включающий размещение всех заданных элементов схемы в за­данном объеме конструкции с установлением основных геометри­ческих форм и размеров между ними, с одновременным обеспече­нием нормальной работы схемы в соответствии с техническим за­данием

Принятие реше­ния в выборе конструкции и её элементной базы при создании конкретного устройства или прибора является одним из самых ответственных шагов. В связи с тем, что за время проектирова­ния и изготовления первых образцов изделий существенно изме­няются и методы монтажа, и уровень производства, и элементная база, сложность выбора состоит и в том, что нужно оценить сте­пень важности множества взаимосвязанных факторов:

• назначе­ние

• заданные электрические характеристики

• условия эксплуатации

• требования к конструкции

• тех­нико-экономические, показатели

• организационно-производственные

• уровень развития элементной базы на данный и ее перспективы.

Проблема принятия решения затруднена еще и значительным разнообразием существующих методов и приемов микромонтажа, а также два принципиальных подхода к методам монтажа связанных с использованием корпусных или бескорпусных ИМС.

Необходимы объективные методы оценки существующих и развиваемых кон­структивно-технологических направлений микроэлектроники, прежде всего по критериям массы, габаритных размеров, стоимо­сти и надежности в зависимости от функциональной сложности устройств.

В качестве одного из возможных методов используется метод оце­нивания функциональной сложности исходным числом комплекту­ющих элементов, а также коэффициентом сложности, характеризующим насыщенность коммутационных связей в устройствах и эффективность проектирования (К_сл=1 в том случае, когда полностью используются все возможные коммутационные связи, определяемые разрешающей способностью рисунка). Уч­итывается число выводов от комплектующего элемента, на­дежность элемента, выраженную интенсивностью отказов, и среднюю мощность, выделяемую на каждом элементе.

Элементная база и ее влияние на конструкцию МЭА.

Одним из главных факторов достижения высокого быстродействия, а значит, и высокой производительности МЭА является построение ее на новейшей элементной базе. Качество элементной базы является показателем технического прогресса.

В условиях высокоплотного монтажа МЭУ проблемы элементной базы связаны преимущественно со сборкой и монтажом многовыводных кристаллов сверхбольших интегральных схем (СБИС) с гарантированной аттестацией (КГА). При этом:

1. применение многовыводных кристаллов потребовало разработки автоматизированных процессов сборки СБИС с организованными выводами; потребовалась такая технология сборки, которая обеспечивала бы высокоплотный монтаж СБИС КГА с монтажной зоной соизмеримой с размерами кристалла;

2. условия универсальности монтажа СБИС при создании МЭУ и возможность использования практически кристаллов любой номенклатуры потребовали такой технологии сборки, которая обеспечивала бы обработку СБИС КГА с любыми выводами, предполагающими как пайку, так и микросварку;

3. необходимость получения кристаллов с гарантированной аттестацией до монтажа, например в МКМ, потребовала таких конструкторско-технологических решений по сборке кристаллов, которые обеспечивали бы измерение статических и динамических параметров, а также электротермотренировку (ЭТТ).

Таким образом, одной из важнейших проблем технологии высокоплотного монтажа МКМ (или микросборок) является насущная необходимость получения и использования кристаллов СБИС с гарантированной аттестацией.

Корпусированная элементная база

Корпуса делят на керамические (металлокерамические), металлостеклянные, металлополимерные, стеклокерамические и пластмассовые в зависимости от материалов, используемых в конструкции корпуса, а также от расположения выводов или выводных площадок.

Каждому типу корпусов присущи свои достоинства и недостатки, однако принято считать, что наиболее надежными являются керамические корпуса.

В производстве высокоплотного монтажа МКМ находят применение два типа корпусов: плоские прямоугольные с параллельным расположением выводов по двум или четырем сторонам основания (тип 4) и плоские прямоугольные безвыводные (тип 5).

Тип 2 (зарубежный аналог DIP) и поверхностно монтируемых корпусов типов 4 и 5 (зарубежные аналоги SO, SOIC, PLCC, QFP, CLCC, BGA)

Бескорпусная элементная база

Наименьшая монтажная площадь, которую может занимать СБИС на коммутационной плате − посадочная площадь самого кристалла. Бескорпусная технология сборки СБИС практически реализует эту возможность, обеспечивая и решение вопроса по созданию СБИС КГА.

Для стандартизации бескорпусной элементной базы существует отраслевой стандарт, в соответствие с которым БК ЭБ подразделяется на 5 модификаций:

• модификация «1» - микросхемы с гибкими проволочными выводами;

• модификация «2» - микросхемы с ленточными выводами на гибком полимерном носителе;

• модификация «3» - микросхемы с жесткими (шариковыми или столбиковыми) выводами;

• модификация «4» - микросхемы на общей пластине;

• модификация «5» - микросхемы на общей пластине, разделенные без потери ориентации.