Соединительными проводами

Во-первых, при описании работы цепей можно полностью абстрагироваться от геометрической конфигурации элементов и соединительных проводников. Это дает возможность рассмотрения абстрактных моделей реальных цепей, называемых принципиальными схемами. Физические линейные размеры также не играют роли при изучении квазистационарных цепей. Поэтому теоретически все конденсаторы, имеющие емкость 1 мкФ, полностью идентичны.

автоматизации процессов монтажа и сборки; 6) полного исключения ручных операций; 7) полной автоматизации на этапе проектирования устройств на базе типовых оптимизированных конструкций; 8) взаимозаменяемости отдельных функциональных узлов и блоков; 9) ремонта отдельных устройств, простого исправления отдельных дефектов проектирования на этапе изготовления первых серий изделий. Дополнительными требованиями являются: 1) максимальное исключение из конструктивных материалов драгоценных металлов и остродефицитных материалов; 2) максимальное сокращение числа паяных и сварных соединений, герметичных швов, клеевых соединений; 3) уменьшение потерь в СВЧ-трактах. Кроме того, создатели современных микроэлектронных устройств прежде всего должны обеспечить минимальное время прохождения сигнала (минимальные потери) от одного кристалла ИМС к другому. В недалеком прошлом это было существенно лишь для построения СВЧ-устройств. Однако усовершенствование конструкции и технологии изготовления микроэлектронных приборов и схем увеличило как число логических функций, которые можно разместить в одном кристалле, так и скорость выполнения арифметических операций современных ЭВМ и аппаратуры приема и обработки информации. В этом случае быстродействие центральных процессоров многих машин стало определяться временем прохождения между кристаллами. Для уменьшения времени задержки сигналов кристаллы следует располагать как можно ближе друг к другу, а длина соединительных проводников должна быть как можно меньше. Коммутационные платы при этом должны обладать значительно большей плотностью размещения соединительных шин, чем существующие. Кроме того, плотно упакованная матрица кристаллов выделяет значительное количество теплоты, которое нужно отвести: во многих случаях проблема теплоотвода оказывается наиболее сложной (например, для создания вторичных источников питания). Число сигнальных выводов соединений на любом заданном уровне сборочно-монтажной иерархии ( В. 1)

Шаг установки ИМС зависит от сложности принципиальной электрической схемы, числа ИМС, температурных режимов и технологических ограничений на конструкцию сборки. Как упоминалось, одним из главных требований в настоящее время становится снижение задержек в соединительных проводниках и переходных сопротивлений между ними. В этом случае наилучшим решением будет правильное размещение ИМС на функциональной ячейке и, как следствие, ограничение длин соединительных проводников. Наибольший эффект от автоматизированного проектирования можно получить в ЦАА. Так как унификация и стандартизация элементной базы в цифровых устройствах достигла наивысшей степени, дальнейшее совершенствование ЦАА идет в направлении разработки ряда унифицированных конструкций ГИФУ, обеспечивающих возможность использования при их проектировании и изготовлении механизированных процессов.

На 2.6 представлены результаты сравнения эквивалентных узлов двух универсальных ЭВМ фирмы IBM. ЭВМ модели 3033 собирается в отдельных корпусах на платах и каналах; в конструкцию ЭВМ 3081 входят теплопро-водящие ячейки ГИФУ и бескорпусные ИМС. Число соединений между уровнями сборочно-монтажных иерархий для МЭА на бескорпусных ИМС меньше приблизительно в 10 раз. Длина соединительных проводников в ячейке ЭВМ 3081 в 8 раз меньше, чем в эквивалентном узле ЭВМ 3033, что дает пропорциональное уменьшение времени передачи сигнала. Заметим также, что большинство межсоединений в модуле приходится на припайку кристаллов к подложке, что намного надежней, чем механические соединения.

2.6. Сравнительные данные по длине соединительных проводников (мм) и межсоединений эквивалентных узлов ЭВМ 3033 на корпусных и ЭВМ 3081 на бескорпусных ИМС

В процессе разработки ИМС выбранная электрическая схема преобразуется так, чтобы в ней было минимальное число пересечений соединительных проводников, а расположение всех элементов схемы и контактных площадок было целесообразным с точки зрения паразитных связей, рассеяния выделяемой теплоты и удобства внешних соединений.

соединения между элементами схемы. Однако по форме соединительных проводников, руководствуясь электрической схемой, можно безошибочно найти транзисторы, контактные площадки и т. д.

Расшивочные панели представляют собой изоляционные платы с закрепленными на них металлическими лепестками для припаи-вания гибких выводов радиоэлементов и соединительных проводников. При большом количестве конденсаторов и резисторов рас-шивочные панели значительно упрощают и упэрядочивают их монтаж.

В отличие от гибридных интегральных микросхем, которые состоят из двух различных типов элементов: тонкопленочных резисторов, конденсаторов, соединительных проводников и навесных транзисторов, дросселей, конденсаторов большой емкости,—• полупроводниковые интегральные микросхемы (ПИМС) обычно состоят из отдельных областей кристалла, каждая из которых выполняет функцию транзистора, диода, резистора или конденсатора.

Интегральные микросхемы обладают высоким быстродействием, так как их малые размеры обеспечивают снижение таких паразитных параметров, как межэлектродные емкости и индуктивности соединительных проводников. Это позволяет создать высокочастотные усилители на частоты 1—3 ГГц и быстродействующие логические схемы с задержкой не более 0,1 не.

2.6. Тестовая схема для контроля качества пересечений соединительных проводников гибридных БИС и МСБ / — то-коведущие дорожки; 2 — контактная пло-

Источник питания образует внутренний участок цепи, а приемники совместно с соединительными проводами, амперметром и выключателем — внешний участок ц е-п и или просто внешнюю цепь. Зажимы (полюса) а и ft источника, к которым присоединяют внешнюю цепь, называют в ы х о д н ы-мизажимами (полюсами). Зажимы end внешней цепи, при помощи которых ее присоединяют к проводам, идущим от источника, называют входными зажимами (полюсами) внешней цепи.

разъемов подведены питающие напряжения. Входные (подводящие) выводы амперметров и вольтметров, установленных на стенде, через те же разъемы РП14-16Л выводятся на испытательную панель. Входные выводы генератора ГЗ-36А, входные выводы осциллографа С1-68 и гнезда измерительных приборов подсоединяются к испытательной панели «напрямую» специальными соединительными проводами со штырями и кабелем.

8. Сборку электрической цепи производят соединительными проводами при выключенном напряжении питания в строгом соответствии со схемой, представленной в лабораторном практикуме, обеспечивая при этом надеж-

платы с перемычками и микроплаты с ЭРЭ условно показаны вертикальными пунктирными линиями, а перемычки — сплошными. Пазы микроплат, соединяющие выводы ЭРЭ с соединительными проводами, изображают кружками, располагая их на соответствующих соединительных проводниках (с учетом положения микроплаты по результатам раскладки). Таким образом, число вертикальных столбцов схемы равно числу микроплат, входящих в микромодуль. Разрыв горизонтальных линий схемы между соответствующими столбцами определяет разрезы соединительных проводников. Последовательность записи микроэлементов в схеме сборки и монтажа определяет последовательность их сборки в микромодуль на производстве. Учитывая действующее оборудование на предприятиях, нижняя микроплата записывается первой справа в схеме сборки, а верхняя —• последней слева. Графу «Номер позиции на сборочном чертеже» на схеме заполняют после разработки спецификации сборочного чертежа.

В процессе монтажа осуществляв гея соединение электрических цепей в изделии. При этом надо обеспечить надежный электрический контакт между выводами узлов, блоков и элсктрорадиокомпонентов и подходящими к ним соединительными проводами.

Допустим, что измеряемое сопротивление Rx подключается соединительными проводами к зажимам 1-1' пер-

Термоиндикаторы с соединительными проводами, включая соединительные провода, уложенные внутри генераторов:

«При проектировании емкостных преобразователей следует учитывать паразитные емкости Спар, создаваемые как конструктивными элементами, так и соединительными проводами, которые шунтируют емкость С0 преобразователя и могут вызывать значительное уменьшение его чувствительности. Действительно, относительное изменение емкости цепи, состоящей из емкостей С„ и Спар, соединенных параллельно, вызванное изменением емкости С0

В технике наряду с цепями, обладающими параметрами г, L и С, встречаются цепи, в которых преобладает один из них (г, L или С), тогда как другие параметры выявлены слабо и их влиянием можно пренебречь. Например, лампу накаливания, присоединенную к сети с частотой тока 50 щ короткими соединительными проводами, можно рассматривать как сопротивление г, так как влияние емкости и индуктивности на процессы этой цепи ничтожно. То же можно сказать и о цепях с нагревательными приборами или реостатами. Цепь ненагруженного трансформатора во многих случаях можно рассматривать как индуктивность L. Кабель или кабельную сеть, работающие без нагрузки, часто можно рассматривать как емкость С (сопротивление и индуктивность этой цепи незначительны).

6. В каких случаях учитывается сопротивление соединительных проводов? В большинстве практических случаев сопротивления соединительных проводов настолько малы по сравнению с сопротивлениями потребителей энергии, что ими можно пренебречь. Так, в электрических цепях с короткими соединительными проводами (монтажные провода в приборах и аппаратах) сопротивления последних часто составляют сотые, тысячные и даже десятитысячные доли сопротивлений потребителей; для практических расчетов ими можно пренебречь.

Наряду с источниками, приемниками и соединительными проводами в реальных электрических цепях содержится ряд вспомогательных элементов: коммутационная аппаратура, служащая для включения и отключения отдельных участков цепи, электроизмерительные приборы, защитные устройства, а также преобразующие устройства в виде трансформаторов, выпрямителей и инверторов, которые позволяют рационально передавать электроэнергию на дальни.е расстояния и распределять ее между потребителями. Свойства каждого элемента электрической цепи характеризуются параметрами. Свойство элемента поглощать энергию из электрической цепи и преобразовывать ее в другие виды энергии (тепловую, световую) характеризует параметр сопротивление г. Свойство элемента, состоящее в возникновении собственного магнитного поля при прохождении через элемент электрического тока, характеризует параметр индуктивность L. Свойство элемента накапливать заряды характеризует параметр емкость С. Реальные элементы цепи в общем случае обладают всеми тремя параметрами: г, L, С. В некоторых случаях каким-либо параметром элемента можно пренебречь. Так, катушку индуктивности на схеме замещения можно представить в виде элемента, обладающего индуктивностью L (пренебрегается емкостью С и сопротивлением г). Элементы цепи, характеризуемые только одним параметром, называют идеальными.