Микроэлектронной аппаратуры

выбор перспективной микроэлектронной элементной базы, т. е. такой, электрофизические и технические характеристики которой развиваются в сторону достижения их теоретического предела, а наличие экспериментальных образцов и их свойства уже позволяют применить их в проектируемых устройствах;

Наиболее информативными и емкими для оценки уровня компоновки ячеек являются коэффициенты дезинтеграции, показывающие степень дезинтеграции микроэлектронной элементной базы в законченных функциональных ячейках, количественно определяющие потери показателей качества, достигнутых в интегральных микросхемах, и полученных при создании окончательного варианта конструкции ячейки. Ясно, что чем ближе значение коэффициентов дезинтеграции к единице, тем ближе уровень разработки конструкции к уровню, достигнутому в интегральных микросхемах. Насколько отличны эти показатели для различных ячеек от «идеала» (от единицы), на примере коэффициента

Применяемые в настоящее время устройства защиты на микроэлектронной элементной базе обычно осуществляются с использованием полупроводниковых аналоговых операционных усилителей и логических элементов. Возможны также выполнения защит на цифровой микроэлектронной базе.

Завершаются исследования и разработки защит на интегральной микроэлектронной элементной базе и промышленностью (ЧЭАЗ) начат серийный выпуск этих защит в широкой номенклатуре. Развернуты начатые много раньше перспективные работы по созданию и введению в опытную эксплуатацию программных защит с использованием микропроцессорной техники в МЭИ, ВНИИЭ, Коми филиале АН РФ, ИЭД АН Украины (соответственно под руководством В. П. Морозкина, Я. С. Гельфанда, Н. А. Манова, Б. С. Стогния), БПИ (В. Н. Новаш) и других организациях.

2.5. ОСОБЕННОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВОЙ (МИКРОЭЛЕКТРОННОЙ) ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ

вопрос о вероятности появления значительных апериодических слагающих, которые могут возникать в цепях с преобладающей индуктивностью только в моменты КЗ с малыми значениями мгновенных напряжений, что в системах сверхвысоких напряжений маловероятно. Следует также Отметить выявившиеся затруднения использования ТА с немагнитным зазором для защит с несколькими группами ТА разного типа (с зазором и без зазора). Поэтому рассматриваемый вопрос требует дальнейшего уточнения. Возможным путем улучшения работы ТА в переходных режимах является использование быстродействующих защит, работающих в самом начале возникновения КЗ в доли четверти периода промышленной частоты, когда электромагнитные ТА работают в линейном режиме (насыщение не началось). Способ был предложен за рубежом применительно к защитам на микроэлектронной элементной базе. У нас пока не реализован.

мени срабатывания). Они успешно применялись, например, для более эффективной отстройки от КЗ за трансформаторами. Для обеспечения селективности при внешних КЗ Uc>3 и /с,з требуют особого между собой согласования. Схемы с рассматриваемыми органами относительно сложны. Поэтому в настоящее время при необходимости обычно отдается предпочтение более эффективным органам сопротивления (см. гл. 6), выполняемым, например, на микроэлектронной элементной базе.

При использовании современной микроэлектронной элементной базы предпочтение отдается OHM со схемой сравнения по углу.

торый в случае несрабатывания I ступени автоматически, например сработавшим органом III ступени, переключался на характеристику (того же вида) II ступени посредством уменьшения напряжения f/p. В настоящее время при микроэлектронной элементной базе особой надобности в экономии ИО, достигаемой за счет усложнения схемы, обычно не возникает и с учетом изложенного выше такое выполнение перестали применять.

Простейшими пусковыми органами являются максимальные реле'тока, устанавливающие вид КЗ. Такие органы начали применяться в отечественной практике в 1931 г. при ?/ном^35 кВ. Эти органы, особенно для защит сетей с ^/ном>35 кВ, вскоре перестали удовлетворять своему назначению. Много внимания уделялось вопросам разработки односистемных защит с пусковыми органами сопротивления [2]. Однако на электромеханической элементной базе рассматриваемые органы оказались неперспективными, в частности из-за необходимости осуществлять переключения в токовых цепях, по которым проходят большие токи КЗ. Лучшие результаты были достигнуты в Польше Ю. Врублевским, много сделавшим для внедрения полупроводниковой техники, в частности применившим для решения рассматриваемого вопроса макси- (для токов) и мини- (для напряжений) селекторы. В дальнейшем в связи с внедрением интегральной микроэлектронной элементной базы вопрос сокращения числа измерительных органов в схемах дистанционных защит потерял свою остроту. В настоящее время в связи с начавшимся применением микропроцессорной элементной базы (программных защит) встал вопрос об упрощении программ, о своеобразной, как бы односистемной, их реализации.

Для обеспечения пуска защиты при быстром повторном КЗ (в защищаемой зоне), когда защита еще заблокирована, добавляются более грубые органы тех же исполнений. Это не вызывает особых затруднений при микроэлектронной элементной базе. При микропроцессорной элементной базе просто осуществляются и ПО на полных аварийных слагающих, впервые реализованные ВНИИЭ (Я. С. Гельфанд и Л. С. Зисман).

ем на станках с ЧПУ, штамповкой. На поверхности деталей для улучшения качества последующей сборки наносят технологические покрытия (олово, олово-свинец, олово-висмут, никель-медь-олово — под пайку, нитритное — под сварку). Выводы в металлических корпусах изолируются при помощи стеклянных или керамических изоляторов ( 13.10), изготовленных в виде одиночного перехода либо групповой колодки. Соединение их с крышкой осуществляется пайкой, сваркой или приклейкой с последующей заливкой компаундом места крепления. Аналогично устанавливаются в корпус медные, латунные или коваревые откачные трубки. Варианты крепления узлов откачки в герметичных корпусах приведены на 13.11. Герметичное соединение крышки с основанием выполняется следующими методами: с уплотнительной рези-новой прокладкой ( 13.12,а); пайкой ( 13.12,6); сваркой ( 13.12,0). Герметизация по первому варианту применяется для аппаратуры с малым сроком хранения. При изготовлении микроэлектронной аппаратуры наиболее универсальным и надежным методом является герметизация паяным соединением. В этом случае в зазор между крышкой и основанием сначала укладывается прокладка из термостойкой резины, которая препятствует

12. Гуськов Г. Я-, Блинов Г. А., Газаров А. А. Монтаж микроэлектронной аппаратуры.—М.: Радио и связь, 1986.—176 с.

Гибридные интегральные микросхемы, микросборки, гибридные интегральные функциональные устройства и узлы — все эти микроэлектронные изделия в виде сборочных единиц входят в состав микроэлектронной аппаратуры (МЭА). Их изготавливают с использованием гибридной тонко- или толстопленочной технологии (см. книгу 4). При их проектировании стремятся достичь высоких показателей микроминиатюризации МЭА (см. книгу 8). В чем же различие между ними? ГИС проектируют и выпускают серийно либо как микросхемы общего применения, а также как схемы частного применения, необходимые для производства конкретного вида МЭА. Микросборки создаются только как изделия частного применения. Существует такое", определе---ние: микросборка — это микроэлектронное изделие, кото-?11-рое выполняет определенную функцию преобразования сиг- • нала, состоит из интегральных микросхем (в корпусах или бескорпусных) и других электрорадиоэлементов, находящихся в различных сочетаниях, разрабатывается и изготавливается производителями радиоэлектронной аппаратуры для улучшения показателей ее миниатюризации.

Как уже указывалось, современное развитие полупроводниковой технологии, с одной стороны, расширяет возможности^ построения МЭА, а с другой — ставит перед разработчиками комплексной микроэлектронной аппаратуры задачи, связанные с необходимостью нового подхода к конструированию таких устройств. Вопросы плотности установки БИС, число выводов которых увеличивается, снижения емкости, индуктивности и сопротивления подводящих выводов, отвода теплоты, совместимости материалов должны быть решены одновременно с решением проблем в области проектирования и производства ИМС. В противном случае переход к субмикронной технологии ИМС не приведет к значительным практическим успехам в конструировании МЭА.

2. Монтаж микроэлектронной аппаратуры / Г. Я. Гуськов, Г. А. Блинов, А. А. Газаров. — М.: Радио и связь, 1986.

Таким образом, с появлением микроэлектронной аппаратуры как заказчики, так и изготовители микросхемы должны хорошо ориентироваться в вопросах микросхемотехники, конструкциях и технологии изготовления ИМС.

Проектирование микроэлектронной аппаратуры (МЭА) базируется на методах теории передачи информации, теории сигналов и теории цепей. Роль этих методов возрастает, так как современные средства микроэлектроники позволяют осуществить практически любые алгоритмы обработки информации. При этом разработчик аппаратуры освобождается от необходимости проектировать отдельные узлы. Одновременно прикладные методы проектирования РЭА в известной степени утрачивают свою значимость.

20. Конструирование микроэлектронной аппаратуры / Под ред. Б. Ф. Высоцкого.—М.: Сов. радио, 1975 —120 с.

34. Основы проектирования микроэлектронной аппаратуры / Под ред. Б. Ф. Высоцкого.—М.: Советское радио, 1977.—352с.

59. Основы проектирования микроэлектронной аппаратуры/Под ред. Б. Ф. Высоцкого. М., 1977.

Если какая-либо функциональная часть или все ЭУ могут быть построены на ИМС, то нужно выбирать именно их ввиду значительных преимуществ, которые связаны с разработкой, производством и эксплуатацией микроэлектронной аппаратуры (МЭА).