Правила выполнения лабораторных

РАБОТ

ПОДГОТОВКА К РАБОТЕ

1.1. При подготовке к работе следует изучить теоретические вопросы темы, изучить методические рекомендации к конкретной работе, ознакомиться с заданием.

1.2. Изучить инструкцию по работе в лаборатории кафедры.

1.3. Студент допускается к выполнению лабораторной работы после подготовки формы отчетности и проверки его теоретической подготовленности при ответах на контрольные вопросы. Если ответ неудовлетворительный, то студент к выполнению работы не допускается.

ВЫПОЛНЕНИЕ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

2.1. При выполнении лабораторных работ студенты должны соблюдать технику безопасности.

2.2. Работа выполняется в соответствии с описанием и считается выполненной после просмотра и утверждения результатов преподавателем.

ФОРМА ОТЧЕТНОСТИ ПО РАБОТЕ

3.1. Отчет по работе выполняется каждым студентом индивидуально.

3.2. Форма и содержание отчета приводятся после описания конкретной работы.

3.3. Работа считается принятой после оформления отчета и защиты проделанной работы.   Общий зачет выставляется после получения зачетов по всем работам.

ТЕОРИЯ. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ КОМПОНОВКИ ЭС

 

       Под компоновкой ЭС понимается процесс определения формы, размеров и взаимного положения всех элементов конструкции ЭС, т.е. процесс определения пространственного, геометрического решения конструкции.

       Следует обратить внимание на то обстоятельство, что в результате компоновки должны быть определены и все элементы защиты ЭС от различных воздействий: амортизаторы, теплоотводящие элементы и т.д. Поэтому компоновка – одна из наиболее сложных и ответственных задач конструирования ЭС. Некоторые авторы отождествляют понятие “компоновка” с понятием “конструирование ЭС”.

        Компоновка обычно выполняется путём многократного повторения и уточнения ранее найденных компоновочных решений, что является отражением творческого характера действий компоновки.

        При выполнении компоновки необходимо учитывать то, что результат существенным образом определяет множество выходных свойств конструкции ЭС.

        Известно, что типовая конструкция современного ЭС является многоуровневой иерархической: самый нижний уровень представляют собой интегральные схемы или микроэлектронные узлы. Далее они объединяются в ячейки (субблоки), которые, в свою очередь, объединяются в блоки и т. д. Темой лабораторных работ является разработка конструкции блока ЭС, поэтому будет рассмотрен аппарат с трехуровневой структурой конструкции.

Задачи компоновки современного типового трехуровневого ЭС представлены на рис.1. Схема решения является обобщенной, т.к. под модулем понимается или / и микросборка, или / и ячейка, или / и блок. Таким образом, решение задачи компоновки ячейки, к примеру, распадается на следующие подзадачи:

-определение перечня элементов, составляющих ячейку; 

-определение формы и размеров всех элементов;

-размещение элементов в ячейке с определением геометрического положения каждого элемента;

-реализация электрических связей между электрорадиоэлементами /ЭРЭ/.

Причем после каждого промежуточного шага необходимо провести анализ результата. Например, после размещения элементов необходимо проверить тепловой режим в ячейке, сделать первоначальный анализ помехоустойчивости и т.д.

        Перейдем теперь к описанию предлагаемой методики компоновки блоков ЭС. Особенностью методики является то, что она непосредственно и просто может быть применена для компоновки цифровой микроэлектронной аппаратуры и с небольшими изменениями – для большого числа типовых ЭС. Кроме того, на данном этапе цикла лабораторных работ не решаются задачи размещения элементов и трассировки связей. Первым этапом проектирования является проектирование конструкции МЭУ = компоновка МЭУ.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

Проектирование конструкции микроэлектронного узла (МЭУ)

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

На первом этапе разработки предварительного варианта конструкции ЭС необходимо спроектировать конструкцию модуля самого нижнего конструкторского уровня — микроэлектронного узла - наилучшим образом удовлетворяющую требованиям задания. Проектирование выполняется на основе типовых решений с использованием соответствующих ГОСТов и ОСТов.

Основная учебная цель состоит в закреплении знаний по проектированию МЭУ, полученных в теоретическом курсе, выработке умения и навыков их использования при решении практических задач, т.е. в получении требуемых компетенций. Кроме того, студенты приобретают умения и навыки работы с программным обеспечением, являющимся обязательным инструментом при выполнении лабораторных работ.

На выполнение лабораторной работы отводится 4 часа занятий.

ЗАДАЧА РАБОТЫ

Необходимо разработать принципиальный вариант конструкции МЭУ, исходя из индивидуальных для каждого студента условий. В качестве исходных используются следующие данные:

¨ длина кристалла (навесного элемента), мм lк, lк=2 мм;

¨ ширина кристалла, мм, вк, вк=2 мм;

¨ уровень интеграции кристалла Jк, Jк=5;

¨ уровень интеграции МЭУ, Jc;

¨ минимальное допустимое расстояние от края кристалла до контактной площадки, мм, с, с=0,4 мм;

¨ сторона квадрата контактной площадки, мм, а, а=0,25 мм;

¨ минимальное допустимое расстояние между пленочными элементами, мм, d₁, d₁=0,1 мм;

¨ минимальная ширина пленочного соединительного провода, мм, а₁, а₁=0,1 мм

¨ средний коэффициент объединения по входу одного вентиля, увеличенный на единицу; к₁=2 для нашего случая

¨ шаг координатной сетки топологии коммутационной пленочной платы, мм; h =0,1 мм.

¨ размер технологической зоны в мм; d ³ 1,0 мм.

АЛГОРИТМ ПРОЕКТИРОВАНИЯ МЭУ

Этапы разработки

Процесс проектирования состоит из следующих этапов:

¨ проектирование посадочного места кристаллов;

¨ проектирование подложки МЭУ;

¨ выбор размеров подложки, типа и размеров корпуса МЭУ.

Рассмотрим поэтапно процесс проектирования.