Выбор размера платы и разработка топологии платы

1.4 Выбор размера платы и разработка топологии платы

При разработке топологии ГИС, согласно приложению Б, за основу принимается принципиальная электрическая схема, преобразованная с учетом конструктивных особенностей плёночных и навесных элементов, а также межсоединений.

В ГИС пересечения проводников осуществляются двумя способами: через диэлектрик и под проволочными выводами активных элементов. В первом случае два проводника, в месте их пересечения, разделяются слоем диэлектрика, но за счёт этого появляются значительные паразитные ёмкости, поэтому чаще пользуются вторым методом, когда проводники проходят под выводами навесных элементов.

На топологическом чертеже плату изображают со всеми нанесёнными на нее слоями, с указанием позиционных изображений элементов в соответствии с принципиальной электрической схемой. Каждый слой обозначают соответствующей штриховкой. Контактные площадки нумеруются, начиная с левого нижнего угла чертежа.

При конструировании ГИС необходимо выполнять общие правила и ограничения:

1.  навесные компоненты рекомендуется по возможности располагать рядами, параллельными сторонам платы;

2.  не допускается установка навесных компонентов на плёночные конденсаторы, плёночные индуктивности и пересечения плёночных проводников;

3.  не допускаются резкие изгибы и натяжение проволочных проводников. Не рекомендуется делать перегиб проволочного вывода через навесной компонент;

4.  не допускается оставлять незакреплёнными участки гибких выводов длиной более 3 мм;

5.  проволочные вывода навесных элементов надо стараться проводить как можно дальше друг от друга, так как они не натянуты и могут соприкоснуться, вызвав тем самым короткое замыкание.

Топологический эскиз моей ГИС имеет следующие особенности:

- самый большой навесной элемент – ИМС – расположен в левом верхнем углу;

- три транзистора VT5, VT6, VT9 расположены в левом нижнем углу, в ряд;

- транзисторы VT1, VT2, VT3, VT4 расположены группой в правом верхнем углу;

- самый большой резистор R6 расположен в центре платы, вертикально;

- контактных площадок 14, из них 9 расположены на верхней стороне платы, 5 - на нижней.

Площадь платы рассчитывают по формуле (1.33)

S = K *( +++* n ) (1.33)

где К – коэффициент использования площади платы, 2 – 3;

S_Ri – площадь i-го резистивного элемента;

S_Ci– площадь i-го емкостного элемента;

S_аэ – площадь навесного элемента;

S_кп –площадь контактной площадки;

n – число контактных площадок;

n,m,k – число резисторов, пленочных конденсаторов, и навесных компонентов.

В результате расчета топологии тонкопленочной ГИС данной электрической схемы по формуле (1.33) получается:

S = 3*(15,57+18+2,8) = 109,11мм²

Плата выбирается та, площадь которой наиболее близка к рассчитанной величине S. В соответствии с результатами расчета S по таблице 1.6 мне подходят платы №10 и № 15, их площадь равна S=120мм². Но при разработке топологического эскиза я столкнулся с проблемой нехватки места для расположения на плате всех элементов и последующего их соединения. Это связано с особенностями схемы: элементы соединяются таким образом, что невозможно обеспечить минимальную длину плёночных проводников, а значит, проводники будут занимать слишком большую площадь. Чтобы обеспечить расположение всех элементов я выбрал большую плату с площадью 192мм². Это плата №8, имеющая размеры 12*16мм. Данные размеры позволили обеспечить оптимальное расположение элементов на плате.

Таблица 1.6 Типоразмеры плат ГИС (размеры, мм)

При проектировании ГИС надо выполнять основные конструктивные и технологические ограничения, приведённые в таблице 1.7. Так же следует выполнять общие правила и ограничения:

1.  в одной микросхеме следует применять навесные компоненты с одинаковым диаметром и материалом гибких выводов;

2.  навесные компоненты рекомендуется по возможности располагать рядами, параллельными сторонам платы;

3.  не допускается установка навесных компонентов на плёночные конденсаторы, индуктивности;

4.  не допускаются резкие изгибы и натяжения проволочных проводников.

Таблица 1.7 Конструктивно-технологические ограничения ГИС

Заключение

В ходе разработки курсового проекта сделано следующее:

1.  выбран материал для подложки, резисторов и контактных площадок (выбор материалов был сделан в соответствии с приведёнными таблицами).

2.  выбраны конструкции элементов и приведено описание методики их расчёта;

3.  разработаны эскизы конструкций, приведены результаты расчётов топологических размеров элементов;

4.  произведён расчёт площади платы, выбрана платы из таблицы типоразмеров плат ГИС.

В графической части приведены:

1.  схема электрическая принципиальная (формат А3);

2.  топологический чертёж (формат А1);

3.  топологический чертёж резистивного слоя (формат А1);

В итоге курсового проекта была составлена документация, в заключение которой были перечислены источники используемой литературы.

Список использованных источников

Коледов Л.А. Конструирование и технология микросхем: учебник.
М.: Высшая школа,1984.-231с.

Николаев И.М. Интегральные микросхемы и основы их проектирования: учебник. М.: Радио и связь,1992.-424с.

Малышева И.А. Технология производства интегральных микросхем: учебник М.: Радио и связь,1991.-344с.

Похожие работы

Конструирование микросхем

Скачать

10986

4

3

нт Номинал Элемент Номинал RA 8,2 кОм CB 1 мкФ RB 43 Ом CC 0,033 мкФ RC 2,2 кОм CD 0,015 мкФ RD 1,5 кОм CE 4700 пФ CA 3300 пФ CF 3300 пФ Технические требования: Конструкцию микросхемы выполнить в соответствии с электрической принципиальной схемой по тонкопленочной технологии методом свободных масок в корпусе. Микросхема должна удовлетворять общим техническим условиям и удовлетворять следующим ...

Конструирование микросхем и микропроцессоров

Скачать

26532

10

0

результаты: - произвели электрический расчет схемы с помощью программы электрического моделирования “VITUS”, в результате которого мы получили необходимые данные для расчета геометрических размеров элементов; - произвели расчет геометрических размеров элементов и получили их размеры, необходимые для выбора топологии микросхемы; - произвели выбор подложки для микросхемы и расположили на ней ...

Усилитель промежуточной частоты

Скачать

15093

2

0

... упаковки называется отношение числа элементов и компонентов микросхемы к ее объему. Анализ технического задания В данной курсовой работе необходимо разработать топологический чертеж усилителя промежуточной частоты. Топологическим называется такой чертеж интегральной микросхемы, в котором указана форма, местоположение и коммутативная связь элементов на подложке. В разработку топологии ...

Микросборка фильтра верхних частот

Скачать

28434

4

6

... Применение многослойных конденсаторов с большим числом обкладок приводит к усложнению технологии, снижению надежности, электрической прочности конденсаторов и повышение их стоимости. Поэтому в пленочных микросборках в основном применяются лишь трехслойные конденсаторы. Все характеристики пленочных конденсаторов зависят от выбранных материалов. Диэлектрическая пленка должна иметь высокую адгезию ...