Видеоусилитель ВУ-30

"justify">где λ_П и λ_К – коэффициенты теплопроводности материала подложки и клея, Вт/(м·ºС), λ_П = 1,5 Вт/(м·ºС) λ_К = 1,6 Вт/(м·ºС);

       h_П и h_К – толщина подложки и клеевого слоя, соответственно, h_П = 0,6 мм h_К = 0,1 мм;

       S - площадь контакта тепловыделяющего элемента с подложкой.

    

    Тепловое  сопротивление в этом случае определяется по формуле: 

 

где q = l/2h; r = b/2h;

       l и b - линейные размеры источника теплоты 

 

    Значение  функции γ(q, r) для различных конструкций корпусов приведены в [1].

     .

    Определим перегрев элементов, НАК и области  р-n перехода, НАК и корпуса за счет рассеиваемой ими мощности: 

 

где  R_TBН – внутреннее тепловое сопротивление НАК. R_TBН = 630 ºС/Вт;

       Θ_ВН - перегрев области р – n перехода НАК относительно подложки;

       Θ_Э и Θ_НАК – перегрев элемента и НАК, определяется как разность между их температурой и средней температурой поверхности корпуса;

       Θк - перегрев корпуса относительно  температуры окружающей среды;

       Рэ и Рнак - рассеиваемая мощность  элементами и НAК, соответственно;

       Р - суммарная мощность, рассеиваемая  ГИМС;

       R_K - тепловое сопротивление корпуса, равное 

 

где S_t - площадь теплового контакта подложки с корпусом;

       α - коэффициент теплопроводности (α = 3000 Вт/(м·ºС)) 

    

    

    

      

    Определим температуру элементов 

 

    Т_ЭR2 = 40 + 0,68 + 16 = 56,68 ºС

    Определим температуру НАК 

 

    Т_НАК = 40 + 0,68 + 5 +31,5  = 77,18 ºС

    Проверим  выполнение условий 

 

    где Т_МАХДОП = 85 ºС 

 

    где Т_МАХДОП = 85 ºС 
 
 

 

    8 Расчет надежности 
 

    Основными показателями, характеризующими надёжность ГИМС, является вероятность безотказной  работы на заданном отрезке времени  P(t) (3000 ч) и среднее время наработки на отказ Т_СР: 

    Р(t) = exp( - λ_Σt),                                    (45)

    Т_CP = 1/λ_Σ,                                      (46) 

где λ_Σ = nλ_Rα_1Rα_2R + mλ_Cα_1Cα_2C + lλ_HTα_1Tα₂ + pλ_КПα_1КП,                    (47) 

где λ_R – интенсивность отказов пленочных резисторов (λ_R = 10^-9 1/час);

      λ_С – интенсивность отказов пленочных конденсаторов (λ_С = 0,5·10^-8 1/час);

λ_НТ – интенсивность отказов транзисторов (λ_НТ = 10^-8 1/час);

λ_КП – интенсивность отказов контактных соединений (λ_КП = 10^-9 1/час);

n, m, l, p – количество однотипных элементов или компонентов в микросборке;

α₁ – коэффициент, характеризующий зависимость интенсивности отказов от температуры (α_1R = 1,8; α_1C = 15; α_1T = 2; α_1КП = 1; при T = 85 ºС);

α₂ – коэффициент, характеризующий зависимость интенсивности отказов от электрической нагрузки (α_2R = Р_i/P_ДОП; α_1C = U_i/U_ДОП; α_1T = U_i/U_ДОП; α_1КП = 1). 

    λ_Σ = 5·10^-9·1,8·(0,11+0,158+0,158+0,032+0,079)/5 + 2·0,5·10^-8·15·(12,6/400) + 1·10^-8·2·(12,6/65)  +22·10^-9 ·1·1=3,1·10^-8 

    P(3000) = exp (-3000·3,1·10^-8) = 0,9999 

    T_СР = 3,23·10⁷ часов > 3·10³ часов

 

  Заключение 

    В процессе проделанной работы мы ознакомились с методами проектирования гибридных  интегральных микросхем, в особенности  с условием технического задания был спроектирован видеоусилитель на основе тонкопленочной технологии методом фотолитографии с применением навесных компонентов.

 

    Список литературы 

    1. Конструирование и технология  микросхем.   Курсовое проектирование. Учебное пособие для вузов. Под редакцией Л. А. Коледова М: - Высшая школа, 1984 - 231с. 

    2. Матсон Э. А. Кржижановский  Д. В. Справочное пособие по  конструированию микросхем; Минск: Высшая школа, 1974 – 208c. 

    3. Конструирование технология микросхем  и микропроцессоров (часть 1) . методическое  указание по курсовому проектированию. Л: СЗПИ,  1990 

    4. Конструирование и расчет микросхем  и микропроцессоров. Учебное пособие  для высших учебных заведений. М: Радио и связь, 1986г.