Основы конструирования и регулировки микроэлектронной аппаратуры

Основные направления развития миниатюризации и микроминиатюризации РЭА

Современное развитие электронной техники позволяет создавать РЭА, ЭВМ, аппаратуру связи, способные обеспечить решение сложных задач. Одновременно с усложнением аппаратуры резко возрастает число элементов, входящих в ее состав, следовательно, становятся важными проблемы ее микроминиатюризации.

Первые попытки миниатюризации РЭА были направлены на уменьшение размеров радиоэлементов и в первую очередь на создание миниатюрных электровакуумных и полупроводниковых приборов, резисторов, конденсаторов, катушек индуктивности, переключателей.

Разработка радиоэлементов в миниатюрном исполнении привела к появлению модулей, микромодулей и микросборок, а объемный (навесной) монтаж аппаратуры — к замене печатным монтажом. Модульная и микромодульная конструкции позволили существенно уменьшить массу и габариты аппаратуры по сравнению с объемным монтажом, повысить надежность ее работы и снизить трудоемкость производственного процесса. Модульное и микромодульное конструирование радиоаппаратуры изменили характер производства: значительно повысилась степень механизации и автоматизации, упростились сборочно-монтажные и регулировочные работы благодаря тщательной отработке, наладке и тренировке модулей (микромодулей или микросборок) до установки их в блоки. В настоящее время выпускают большую номенклатуру микросборок, микромодулей и аппаратуры на их базе.

Основной тенденцией в конструировании РЭА и ЭВМ в последние годы является комплексная микроминиатюризация — микроэлектроника.

Микроэлектроника — это область электроники, охватывающая проблемы исследования, конструирования, изготовления и применения микроэлектронных изделий (ИМС).

Интегральной микросхемой называется микроэлектронное устройство, выполняющее определенную функцию преобразования и обработки сигнала и имеющее высокую плотность упаковки электрически соединенных элементов (или элементов и компонентов) и (или) кристаллов, которое с точки зрения требований к испытаниям, приемке, поставке и эксплуатации рассматривается как единое целое.

Существенное увеличение надежности РЭА при одновременном уменьшении ее массы, габаритов и потребляемой мощности возможно благодаря созданию различных типов ИМС — полупроводниковых, пленочных и гибридных (рис. 19, а—г).

В соответствии с действующей документацией выпускаемые микросхемы делятся по конструктивно-технологическому исполнению и имеют следующее обозначение: полупроводниковые— 1, 5, 6 и 7, гибридные — 2, 4 и 8 и пленочные (прочие) — 3. По принятой системе обозначение ИМС состоит из пяти элементов, например К201УС2, где первый элемент (буква) указывает назначение микросхемы (К — для аппаратуры широкого применения), второй элемент (цифра 2) определяет технологию изготовления, третий элемент (цифра 01) — порядковый номер серии, четвертый элемент (буквы) УС — функциональное назначение (усилитель синусоидальный) и пятый

Рис. 19. Интегральные микросхемы:

а—электрическая, б — полупроводниковая, в — совмещенная, <\' — гибридная; /—5 нумерация соответствующих выводов

(цифра 2) — разновидность микросхемы данного функционального назначения.

По сравнению с пленочными и гибридными ИМС полупроводниковые имеют более высокие степень интеграции и параметры. Однако стоимость изготовления полупроводниковых ИМС дороже стоимости гибридных и пленочных.

Важнейшим параметром ИМС является степень интеграции, которая определяется по формуле К=\&М, где N—число элементов и компонентов, входящих в ИМС.