Файл: 2. расчетно теоретическая часть 1 Проектирование усилительного модуля.rtf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 23.11.2023

Просмотров: 100

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СОДЕРЖАНИЕ

2.1.5 Проектирование каскада МШУНа рис.6 представлен вариант двухтранзисторной схемы усилителя. Сигнал СВЧ на входе разветвляется на два канала и поступает на затворы транзисторов. Истоки этих транзисторов заземлены через RC цепи. Выходные сигналы со стоков транзисторов складываются, причем, в стоковой цепи одного из транзисторов включена СВЧ- цепь, содержащая RLC контур и индуктивное сопротивление. По существу, эта цепь играет роль СВЧ-сумматора. Выходной СВЧ-сигнал подается на входы транзисторов, осуществляя обратную связь.Для достижения требуемой полосы частот необходимо провести оптимизацию параметров схем. В процессе оптимизации рассчитывались и включались в функцию цепи как электрические, так и шумовые характеристики усилителя. На рис.7 изображены основные характеристики усилителя: Кр(f) и F(f), рассчитанные для оптимизированной схемы. Оптимизация проводилась по следующим параметрам: индуктивностям L1, L2, L3; длинам 50-омных отрезков линий l2 и l3 и сопротивлению R4. В результате были получены следующие значения этих переменных параметров: L1=0,62 нГ, L2=0,41нГ, L3=2,25 нГ, Rп= 227Ом, l3=1,19мм, l2=0,17 мм. При оптимизации были достигнуты следующие параметры усилителя: полоса частот 7...10 ГГц; коэффициент усиления Кр более 9 дБ; неравномерность Кр не более 2 дБ; коэффициент шума 1,4На основании проведенного проектирования была разработана топология гибридного усилителя, эскиз которого представлен на рис.8. Аналогично может быть выполнено проектирование и других каскадов транзисторов усилителей. При проектировании выходных усилителей мощности необходимо использовать нелинейные модели ПТШ, в которых параметры эквивалентной схемы кристалла транзистора (емкости и сопротивления) зависят от напряжений на участках схемы. Отметим также, что для выходных каскадов должен быть проведен тепловой расчет, поскольку на этих каскадах рассеивается мощность, способная существенно повысить температуру полупроводникового кристалла и вывести его из строя. 2.1.6Анализ тепловых моделей ГИС СВЧ различных конструкцийНесмотря на то, что выходная мощность усилительного модуля сравнительно невелика ( 30 мВт), последний каскад работает в электрическом режиме, при котором рассеиваемая мощность приводит к увеличению температуры полупроводникового кристалла, что в свою очередь влияет на параметры прибора в целом. Так увеличение температуры кристалла на 100С приводит к росту подвижности носителей тока (электронов) и тока насыщения, а также к снижению напряжения отсечки полевых транзисторов с барьером Шотки. Выходная мощность и коэффициент стоячей волны напряжения (КСВН) при этом изменяется, что нежелательно для бортовой аппаратуры, в которой размещен усилительный модуль.Кроме того важность решения тепловой задачи связана с тем обстоятельством, что в техническом задании даются предельные границы изменения окружающей среды (- 600С…+850С). Если усилительный модуль находится в температурном режиме +850С, то температура элементов ГИС внутри него, как правило, на 400С выше температуры корпуса, то есть температура полупроводникового кристалла в нерабочем состоянии может повышаться до 1250С. При работе усилительного модуля температура кристалла увеличивается.Предельные температуры, при которых наступает тепловой пробой полупроводника, составляют 1400С…1500С. Таким образом при tокр=1250 С даже небольшое увеличение температуры может привести к тепловому пробою прибора. Все это приводит к необходимости исследования температурных режимов модуля. Одним из направлений в решении тепловой проблемы является разработка конструкции ГИС СВЧ с кристаллами, расположенными в углублениях на лицевой стороне платы, обладающими лучшими электрическими способностями, теплорассеивающими и массо-габаритными характеристиками. В данном разделе рассматриваются тепловые модели двух конструкций ГИС СВЧ: с кристаллами на поверхности и с кристаллами в углублении на лицевой стороне платы.Для количественной оценки и сравнения обоих вариантов конструкций ГИС при их изготовлении были использованы одинаковые материалы, которые обычно распространены в практике конструирования ГИС: в качестве материала основания использовался ковар (29 НК) с теплопроводностью =20 Вт/мк (ковар выбран из-за близости его КЛТР и КЛТР материала подложки платы); материалом подложки был выбран сапфир (монокристаллическая модификация Al2O3) с = 31,5 Вт/мк; связующее вещество – припой ПОС-61 с =390 Вт/мк; кристалл – арсенид галлия с =80 Вт/мк; соединительный проводник Cr-Cu-Ni-Au с =338 Вт/мк.Тепловыделение в окружающую среду происходит в виде тепловых потоков с верхней и боковой поверхности кристалла, а также с контактных проводников, лицевой и боковой поверхностей подложки и боковой поверхности металлического основания (рис. 9), т. е. со всех частей, имеющих температуру выше, чем температура окружающей среды. Температуру окружающей среды и нижней части металлического основания примем равной 200С. Теплообмен осуществляется посредством конвекции. Контактные проводники считаются пластинчатыми с толщиной 30 мкм, то есть двумерными. Расчеты тепловых полей в сечениях А, В, С были выполнены с помощью программы «Тепло» на ПЭВМ. Для расчета тепловых полей использовалась программа решения двумерной стационарной задачи теплопроводности, основанная на решении уравнения Лапласа методом конечных элементов.На рис. 10 показаны рассчитанные тепловые поля в сечениях А (на поверхности подложки) и В (на поверхности кристалла). Здесь изображена четвертая часть теплового поля, что позволяет судить о полной картине поля в связи с его равномерностью и симметричностью.При наличии соединительных проводников максимальный перегрев (от 6,120С до 5,830С) наблюдается на поверхности кристалла. На границе кристалл – связующее вещество перегрев составляет от 4,660С до 4,350С, что связано с отводом части тепла от кристалла за счет конвекции в окружающую среду и через соединительные проводники. На поверхности подложки температура перегрева составляет от 3,220С до 4,50С. Если удалить соединительные проводники, то температура перегрева на поверхности кристалла повышается до 6,390С, т. е. становится больше, чем при наличии проводников, что обеспечивается отсутствием теплоотвода по выводам кристалла, имеющим высокую теплопроводность. Перегрев на границе кристалл – связующее вещество составляет 4,660С, а на поверхности подложки практически не изменяется по сравнению с вариантом с соединительными проводниками.Эскиз второй анализируемой конструкции приведен на рис. 11. Здесь кристалл располагается в углублении в подложке, а соединительные проводники лежат в плоскости поверхности подложки.Расчетные тепловые поля для этого случая приведены на рис. 12. Перегрев температурного поля на поверхности кристалла составляет 1,910С…2,30С. При разрыве проводников максимальная температура увеличивается до 3,30С. На границе кристалл – связующее вещество перегрев не превышает 1,810С (рис. 12б).Из проведенного анализа можно сделать следующие выводы:1. Температура перегрева на поверхности кристалла, лежащего на подложке, примерно в 2 – 3 раза больше температуры кристалла, углубленного кристалла полупроводника; Через соединительные проводники отводится незначительная часть тепла; Температурные поля от кристалла к периферии подложки существенно изменяются в конструкции с углубленным кристаллом. 2.2 Вывод1. Проведен расчет основных параметров модуля: коэффициентов усиления Кр и шума F, потерь, мощности и т. п. Для каждого каскада. Показано, что для достижения заданных параметров: Кр = 30 дБ, F = 3 дБ, выходной мощности Рвых = 30 мВт модуль должен состоять из пяти каскадов, причем первые два – малошумящие, а два последних – усилители мощности.2. Разработана методика проектирования малошумящего каскада усилителя (МШУ), содержащая расчетные и экспериментальные этапы. Предложен метод определения четырех параметров ПТШ, необходимых для построения шумовой модели транзистора. Суть метода заключается в измерении коэффициентов шума транзистора с включенными на его входе трансформатором при нескольких состояниях трансформатора и последующем расчете шумовых параметров Fmin, Rп, GSO, BSO – из решений системы четырех уравнений. Проведены расчеты шумовых параметров для ПТШ типа «Созвездие». Выбрана оригинальная схема МШУ, в которой первый транзистор реализует низкие шумы, а второй – высокий коэффициент усиления. Проведено схемотехническое проектирование усилителя и показано, что один каскад МШУ позволяет реализовать в диапазоне 7…10,5 ГГц следующие параметры: Кр = 9 дБ, F 1,6 дБ, неравномерность Кр 1 дБ. Разработана топология каскада усилителя, выполненного на поликоровой подложке ( = 9,6) толщиной 0,5 мм с размерами 9 х 7,5 мм. Проведен анализ тепловых моделей ГИС усилителя двух конструкций: при размещении кристалла ПТШ на подложке и с углублением кристалла ПТШ в подложку. Показано преимущество последнего способа перед первым по величине допустимого перегрева кристалла. 3. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ3.1 ВведениеКонструкторская часть дипломного проекта включает в себя следующие этапы разработки конструкции: сборку отдельных каскадов и в целом ГИС усилителя на основе разработанной в предыдущем разделе топологии усилителя; выбор типа корпуса для усилительного модуля; выбор материала корпуса; соединение ГИС с основанием; герметизацию корпуса; описание конструкции модуля. 3.2 Разработка ГИС усилителяНа основании топологии усилителя (рис. 8) был разработан гибридно – интегральный усилитель, выполненный на поликоровой подложке (рис. 13). Усилитель выполнен на двух поликоровых подложках толщиной h = 0,5 мм. На первой подложке расположены элементы входной части усилителя, на второй подложке – выходной части усилителя. Для обеспечения возможности подстройки схемы в топологию включены проводящие площадки прямоугольной или квадратной формы. Перемыкая площадки золотыми проводниками диаметром 30 мкм можно увеличивать или уменьшать длины микрополосковых шлейфов. Все резисторы, входящие в эквивалентную схему усилителя выполнены в планарном виде из металла с большим удельным сопротивлением – хрома. Для обеспечения возможности подстраивать сопротивления высокоомные планарные участки перемежевываются с проводящими участками из меди, покрытой золотом. Подстройка производится путем перемыкания этих проводящих участков золотыми проводниками. Конденсаторы С1…С4 сделаны навесными, объемными, состоящими из двух металлических пластинок с диэлектрической пленкой из ТаО или SiO2 между ними. Такая конструкция конденсаторов позволяет реализовать емкости 50…200 пФ. Нижние обкладки конденсаторов соединены с металлическим основанием, на котором располагаются подложки, а верхние обкладки конденсаторов соединены со схемой золотыми проводниками. Транзисторы «Созвездие» выполнены на металлических подставках, которые привариваются к основанию. Электроды транзисторов соединяются с элементами схемы золотыми проводниками. Индуктивные элементы выполнены в виде отрезков золотых проводников длиной l и диаметром d. Величина индуктивности L связана с этими параметрами приближенным соотношением: .Микрополосковые линии на входе и выходе имеют ширину W = 0,5 мм, что соответствует волновому сопротивлению z0 = 50 Ом. 3.3 Выбор типа корпуса для усилительного модуляУсилительные модули для бортовой аппаратуры в последние годы выполняются в виде гибридных интегральных схем (ГИС) усилителей на полевых транзисторах с барьером Шотки, заключенных в герметичный корпус. Достоинство ГИС- малые массо-габаритные параметры и высокая надежность.Корпус является узловым элементом модуля. Он оказывает существенное влияние на его работоспособность, надежность, долговечность, механическую и климатическую устойчивость и стоимость. Конструкция и технология изготовления корпуса определяют степень герметичности и ремонтопригодности модуля, а также уровень интеграции и массо-габаритные параметры модуля и бортовой РЭА в целом.Обычно усилительные модули выпускаются небольшими сериями, при широкой номенклатуре, что требует в принципе, большого разнообразия конструктивных вариантов корпусов. В тоже время для изготовления необходимо применять универсальные методы, в противном случае трудоемкость изготовления модулей и ее стоимость будут в значительной степени определятся трудоемкостью и стоимостью изготовления корпуса, а не собственно ГИС усилителя. Кроме того, следует отметить, что влияет не только на электрические и эксплуатационные характеристики модуля, но и на выбор способа его сборки, монтажа и герметизации. Поэтому разработка конструкции корпуса усилительного модуля и технологии его изготовления является комплексной задачей, требующей одновременного решения проблем, которые зачастую предъявляют противоречивые требования, такие же как в конструктивном и технологическом плане.Значительная часть выпускаемых в мире микросхем низкочастотного диапазона, изготавливается с использованием металлических, металлостеклянных и керамических корпусов. Положение с корпусами для модулей СВЧ существенно отличается от НЧ устройств. Во-первых, благодаря специфике модулей СВЧ, связанной с использованием коаксиальных выводов энергии, применяются в основном толстостенные корпуса. Во-вторых, размеры корпусов для СВЧ модулей таковы, что внутри корпуса могут возникать паразитные виды колебаний электромагнитных волн, влияющих на выходные параметры модуля. В-третьих, очень часто в модулях СВЧ используются ГИС с полупроводниковыми приборами открытого (некорпусированного) вида, что налагает жесткие условия на герметизацию всего модуля в целом.В СВЧ модулях применяются, в основном, металлические корпуса. Из 85 типов усилительных модулей, выпускаемых американскими фирмами, почти три четверти изготовляются в металлических корпусах.Конструктивно корпуса для модулей СВЧ имеют прямоугольную форму и могут быть разделены на три типа; рамочные, чашечные и пенальные.Принципиальные схемы указанных конструкций корпусов приведены на рис.14.В корпусах пенального типа (рис.14а) одна или несколько микрополосковых плат (МПП) располагаются и закрепляются на рамке (основании). На двух противоположных сторонах рамки закрепляются две стенки, служащие для закрепления НЧ и СВЧ соединителей. НЧ - соединитель - металлический штырь диаметром 1 мм, закрепленный в отверстии стенки корпуса с помощью изолятора.СВЧ-соединитель - микрокоаксиал, впаянный в корпус.Рамка с установленной платой (подложкой) и соединителями вставляется в кожух прямоугольной формы. При этом герметизация модуля проводится по торцу периметра в местах стыка кожуха и рамки. В качестве материала рамки и кожуха используется, как правило, титан или сплав - ковар, обладающие близкими по коэффициенту линейного термического расширения (КЛТР) значениями с материалом подложки. К преимуществам корпусов пенального типа следует отнести возможность изготовления высокопроизводительными технологическими процессами - штамповкой и сваркой тонколистового материала.Недостатком корпусов пенального типа является принципиальная невозможность создания надежного заземления по двум сторонам основания, параллельным образующей кожуха. Это ограничивает частотный диапазон работы модуля.Корпуса пенального типа недостаточно жесткие. Кроме того, в них ввод и вывод СВЧ энергии может быть размещен только по двум противоположным сторонам.Корпуса чашечного типа (рис.14б) представляют собой открытую с одной стороны коробку, на основании которой устанавливается плата. Эти корпуса обладают достаточной жесткостью конструкции и обеспечивают хорошую экранировку. К недостаткам их следует отнести возможность только одностороннего монтажа плат и сложности их установки.Корпус рамочного типа (рис.14в) представляет собой открытую с двух сторон рамку, в стенках которой устанавливаются НЧ и СВЧ соединители. Обычно толщина стенок этих корпусов составляет 2-3 мм, что придает им достаточную жесткость и прочность. МПП крепятся непосредственно или через переходную рамку к внутренним рамкам корпуса.Рамочный корпус позволяет за счет возможности двухстороннего монтажа достичь высокой интеграции. Такая конструкция упрощает сборку, монтаж, ремонт и реставрацию платы.На основании проведения всестороннего анализа, для усилительного модуля был выбран корпус рамочного типа, по следующим соображениям:1. Рабочие частоты модуля (7...10 ГГц) достаточно высокие, а потому все соединения между элементами корпуса должны обеспечивать хорошую экранировку. В корпусе рамочного типа число таких соединений небольшое;2. Усилительный модуль имеет высокую степень интеграции и вся ГИС усилителя может выполнятся на двух поверхностях подложки;3. Модуль предназначен для использования в бортовой аппаратуре, поэтому он должен иметь высокую вибростойкость и надежный теплоотвод от кристалла, полупроводника, что обеспечивает корпус рамочного типа;4. СВЧ- соединители должны быть плотно вмонтированы в стенки корпуса, для предотвращения натекания (расгерметизации) корпуса.5. Модуль имеет достаточно высокое значение коэффициента усиления (Кр>0 дБ), что требует использования в нем многокаскадной схемы усилителя с числом каскадов более 5. Поскольку каскады однотипные и выходная мощность невелика, то усилительный модуль набирается из 5 одинаковых каскадов. Такая конструкция модуля имеет существенные преимущества перед цельной 5-каскадной схемой, поскольку настройка одного каскада менее трудоемка, а изготовление каскадов может вестись крупными партиями, что снижает стоимость модуля.С другой стороны каскады должны быть жестко соединены друг с другом, что наиболее удобно делать в корпусе на одном металлическом основании. Для крепления каскадов помимо пайки можно использовать и механическое крепление микровинтами.3.4. Выбор материала корпусаВыбор материала корпуса делается на основании следующих требований, предъявляемых к материалу:- минимальный вес;- коррозионная стойкость;- минимальный КЛТР, соизмеримый с КЛТР материала подложки;- высокие электро- и теплопроводность;- технологичность механической обработки.В таблице 2 приведены параметры наиболее распространенных конструкционных материалов для корпусов и подложек. Анализ таблицы 2 показывает, что наилучшими тепловыми параметрами обладают титан и ковар. Их теплопроводность (

4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

4.2 Особенности процесса сварки титана

4.3 Технология изготовления сварных рамок корпусов



4.5.3 Операционная карта сборки, пайки транзисторов и чип-конденсаторов, перемычек к платам.


  1. Подготовка рабочего места




  1. Протереть рабочую поверхность установки салфеткой из бязи, смоченную водой;

  2. Расположить чертежи на ГИС , детали, материалы и инструмент в порядке, удобном для рабочего. На рабочем месте не должно быть посторонних предметов, затрудняющих выполнение данной операции;

  3. Включить паяльник. Установить температуру жала паяльника 2300С с помощью регулятора напряжения по шкалам на блоке питания;

  4. Включить электроплитку. Установить температуру 800С 50С на блоке - регулировки;

  5. Заземлить оправку для крепления транзисторов и оправку для формовки выводов транзисторов;

  6. Протереть инструменты салфеткой, смоченной спиртом;

  7. Надеть напальчники и все указанные в ТП переходы выполнить.

4.6 Технологический процесс сборки МПП


  1. Надеть заземлитель статистических зарядов на руку;

  2. Протереть плату батистом, смоченным в спирте;

  3. Нанести капельки глицерина на контактные площадки выводов транзисторов, с помощью монтажной иглы;

  4. Поместить плату на электроплитку;

  5. Облудить контактные площадки припоем с помощью паяльника;

  6. Снять плату с электроплитки;

  7. Установить температуру электроплитки на блоке регулировки 800С50С;

  8. Перевернуть плату вверх основанием , помещенной на плитке;

9) Припаять чип ;

10) Повторить переход 9) данного ТП для монтажа остальных чипов на микросхеме, согласно чертежу;

11) Снять плату с электроплитки и поместить ее в оправку для крепления транзисторов;

12) Сформовать выводы транзистора согласно чертежу с помощью оправки для формовки выводов транзистора;

13) Вставить пинцетом корпус транзистора в отверстие в плате так, чтобы выводы транзисторов легли на контактные площадки согласно чертежу на ГИС;

14) Повторить переходы 12-13 для остальных транзисторов;

15) Закрепить транзисторы на плате в оправке с помощью отверстия; 16) Поместить плату в оправке на электроплитку, нагретую до температуры 800С;

17) Припаять выводы затвора и стока транзистора с контактной площадки;


18) Перевернуть плату на электроплитке вверх основанием;

19) Приварить золотые лепестки истока к транзистору ;

20) Повторить переходы 17-19 для остальных транзисторов;

  1. Нарезать ножницами фольгу размером 1х3 мм;

22) Поместить пинцетом фольгу на чип и транзистор, облуженной стороной вниз, согласно чертежу;

23) Припаять фольгу в 2-3 точках на чипе и транзисторе;

24) Повторить переходы 22-23 для остальных транзисторов;

25) Снять плату с электроплитки;

26) Вынуть плату из оправки с помощью отвертки;

27) Проверить пробником контактирование истока с землей на отсутствие КЗ;

28) Положить сборочную единицу в тару;

29) Сделать отметку в сопроводительном листе о выполненной работе и передать на следующую операцию.
4.7 Вибрационная пайка МПП усилителя к основанию с использованием глицерина
Вибрационная пайка на воздухе широко применяется для соединения деталей и узлов изделий электронной техники. Этот способ заключается в сообщении одной из соединяемых деталей механических низкочастотных или ультразвуковых колебаний (возвратно-поступательных перемещений) относительно другой неподвижной детали сразу после расплавления припоя.

Припои ПОС-61 и ПОСК 50-18 хорошо смачивают покрытые глицерином неокисленные пленки из меди, никеля, сплава, олово-висмут практически сразу после расплавления. Так, краевой угол смачивания никелевого, медного и олово-висмутого покрытий припоем ПОС-61 в среде глицерина составляет при температуре 2000С соответственно 36,37,18-20 и 00С. Причем замечено, что пары глицерина, образующиеся в процессе пайки, защищают от окисления поверхности соединяемых деталей, не покрытые глицерином.

Смачивание припоем окисленного на воздухе покрытия хром-медь происходит через определенный промежуток времени, зависящий от толщины окисной пленки. Медный слой покрытия, окисленный при 2000С в течении 2 минут, хорошо смачивается припоем ПОС-61 через 0,5-1 минуту. Смачивание медного слоя покрытия происходит благодаря удалению окисной пленки с участка медного слоя, лежащего под каплей глицерина (рис.24). Момент полного удаления окисной пленки легко определяется визуально по осветлению участка медного слоя, находящегося под слоем глицерина. С помощью микроскопа МИИ-4
также установлено, что глубина удаления окисной пленки равна её толщине.

Наличие навесок легкоплавкого припоя в капле глицерина увеличивает скорость удаления окисной пленки с медного слоя покрытия более чем в 2 раза по сравнению с чистым глицерином. Причем удаление окисной пленки происходит в первую очередь под навеской припоя в зоне, ближайшей к навеске. Аналогичное действие оказывает и введение в глицерин навесок свинца, его сплавов или окиси свинца PbO. Микродобавка окиси свинца, растворенная в глицерине, увеличивает скорость удаления окисной пленки по сравнению с чистым глицерином не менее чем в 2-3 раза. Так , в случае глицерина с добавкой PbO формирование припоя ПОС-61 с краевым углом менее 900С на медном слое покрытия (рис.24) происходит через 10-15 с после расплавления припоя.

Никелевый слой покрытия Cr-Cu-Ni, окисленный при 2000С в течении 2 мин, смачивается припоем ПОС-61 в среде чистого глицерина через несколько секунд после расплавления припоя. Более быстрое смачивание никелевого слоя по сравнению с медным можно объяснить меньшей толщиной окисной пленки на слое никеля, металла более устойчивого к окислению на воздухе, чем медь при прочих равных условиях.

Удаление окисной пленки с участка металлического слоя, покрытого глицерином, происходит благодаря взаимодействию глицерина с окислом металла (Cu2O , Cu и др.), в результате которого образуются глицераты.

Пайка с использованием глицерина (или триэтаноламина) в качестве флюса должна осуществляться на монтажно-сборочных столах, оборудованных местной вытяжной вентиляцией.
4.8 Вывод
1. Рассмотрены особенности процесса сварки корпуса модуля из титана, обладающего высокой химической активностью при нагревании и расплавлении в контакте с окружающей газовой средой. Описана технология изготовления сварных рамок корпуса модуля из титана и приведен технологический маршрут изготовления этих рамок.

2. Разработан технологический маршрут сборки гибридных интегральных схем (микроплат) усилительного модуля.

3. Описана технология вибрационной пайки микросхем усилителя к основанию с использованием в качестве флюса – глицерина.
5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
5.1 Технико – экономическое обоснование
При разработке бортовой радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), в том числе и для систем радиоподавления, широко используется модульный принцип, когда узлы РЭА выполняются в виде отдельных модулей, входные и выходные клеммы которых согласованы со стандартным 50-омным сопротивлением. Сборка РЭА из таких модулей требует значительно меньших затрат времени, чем
изготовление РЭА традиционным способом, а потому является экономически более эффективней.

Как правило, в модуль объединяются несколько устройств, следующих друг за другом, например, защитное устройство и входной многокаскадный усилитель. Современные устройства для бортовой аппаратуры выполняются в виде гибридных интегральных схем (микросхем), размещенных на тонких (толщиной 0,5 мм) диэлектрических подложках из керамики, типа поликор, или сапфира, обладающих слабой механической прочностью. Для предотвращения растрескивания и раскалывания микросхем и создания надежного теплоотвода их помещают в металлические корпуса.

Расширение областей применения гибридных интегральных микросхем способствует их экономическая эффективность и надежность, которая во многом определяется типом применяемого корпуса, его надежностью и стоимостью изготовления.

Корпус является узловым элементом модуля, он оказывает существенное влияние на работоспособность модуля, надежность, долговечность, механическую и климатическую устойчивость и стоимость. Его конструкция и технология изготовления определяют степень герметичности и ремонтопригодности модуля, а также уровень интеграции и габаритно-весовые характеристики модуля и РЭА в целом. Кроме того, корпус, как элемент конструкции модуля, влияет не только на его электрические и эксплуатационные характеристики, но и на выбор способов сборки, монтажа и герметизации модуля. Поэтому разработка конструкции корпуса модуля и технологии его изготовления является важной комплексной задачей, требующей одновременного решения целого ряда проблем, которые в большинстве случаев предъявляют противоречивые требования как в конструктивном так и в технологическом плане.

Создание конструкции и технологии модуля на полевых транзисторах с пониженными габаритно-весовыми параметрами и с улучшенными теплопроводными свойствами достигается путем перехода к тонкостенному корпусу и минимизации числа перегородок между микросхемами, а улучшение тепловых характеристик – путем применения пластин из металлов с высокими значениями теплопроводности, размещенных между основанием микросхемы и корпусом.

Экономическая эффективность разработки достигается
, во-первых, снижением расхода материала корпуса из-за перехода к тонкостенной конструкции с меньшим числом перегородок. Во-вторых, использованием более дешевых металлов для основания корпуса, не обладающих большой теплопроводностью. В-третьих, применением для изготовления корпуса высокопроизводительных операций штамповки.

Указанные отличия разработанного модуля от базового позволяют существенно снизить себестоимость модуля и увеличить экономический эффект при производстве усилительного модуля на полевых транзисторах для бортовой системы РПД .


5.2. Оптимизация сроков выполнения работы при разработке модуля с помощью системы сетевого планирования и управления (СПУ).

При выполнении работы на стадии НИР необходимо координировать работу многих испытаний. Поэтому для чёткого выполнения этих этапов НИР применяются методы сетевого планирования и управления, которые позволяют наглядно представить связи между отдельными этапами работ, зависимость между собой и сроки их проведения.

Система СПУ позволяет:

- определить продолжительность критического пути и сосредоточить внимание на работах этого пути,

- сократить сроки работ,

- четко увязать работы во времени,

- определить все виды резервов времени работ, не лежащих на критическом пути.
5.2.1 Построение сетевого графика
Приступая к построению сетевого графика, примем схему условных обозначений. За условную схему принимаем сеть из 4-х событий: n, I, j, k и 3-х работ: n-i, i-j, j-k.

Построению сетевого графика должно предшествовать составление перечня всех основных работ и событий. Поясним смысл используемых при расчете элементов: событие, работа, путь.

Работа – путь соответствующий трудовому процессу, требующему затрат времени и ресурсов, приводящий к достижению определенных результатов. В сетевом графике работа представляет собой ориентированную дугу, которая начинается и оканчивается событием.

Событие – результат одной или нескольких работ, представляющих возможность начать одну или несколько следующих работ. Событие конкретизирует процесс планирования, исключая возможность различного толкования итогов выполнения работ. В сетевом графике событие представляет собой одну из вершин.

Путь – непрерывная технологическая последовательность работ между исходным и завершающим событиями. Длина пути определяется суммой продолжительности входящих работ. В перечне указываются кодовые номера событий и их наименования,

Смотрите также файлы