?

Log in

No account? Create an account

Previous Entry | Next Entry

Мегачипы-2, эпизод 2

"Столь же высокие результаты получены при отработке конструктивно-технологического варианта гибридных СБИС на основе многоуровневых керамических коммутационных плат.


= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = =

Основу этого варианта составляет керамическая подложка размерами 90х90х5 мм которая содержит внутри себя сложную, но компактную сеть коммутационных проводников, шин питания и межуровневых соединений.

1— сигнальная цепь; 2— кристалл полупроводниковой СБИС; 3— контактная площадка; 4— контактный шарик припоя; 5—перераспределяющий слой; 6—у-слой сигнальных проводников, 7—x-слой сигнальных проводников; 8—слой проводников с опорным напряжением; 9—штыри внешних выводов гибридной БИС

На лицевой верхней стороне подложки выполнены посадочные места для установки от 100 до 133 кристаллов быстродействующих полупроводниковых СБИС на биполярных транзисторах со временем переключения логических схем, входящих в эти кристаллы, около 1,1 нс. В общей сложности для присоединения этих кристаллов с жесткими выводами методом перевернутого кристалла на плате сформировано около 12000 контактных площадок. На нижней стороне платы укреплены 1800 штырьковых контактных выводов, через которые подается питание на кристаллы, вводятся и выводятся сигналы для связи с другими модулями через панель. Жесткие шариковые выводы кристаллов СБИС так же, как и система штырьковых внешних выводов многоуровневой керамической платы, имеют вид двумерных матриц с целью уменьшения занимаемой ими площади.

Керамическая подложка содержит 33 слоя проводников; слои соединяются между собой с помощью более чем 35х10^4 сквозных контактных отверстий. Из указанного числа проводящих слоев в подложке 16 отведены под сигнальные проводники, прокладываемые по осям X или Y. Проектные нормы предусматривают расположение сквозных контактных отверстий в узлах прямоугольной сетки с шагом 0,5 мм. В общей сложности в сигнальных слоях керамической подложки располагается 130 м сигнальных проводников. Между каждой парой слоев X и Y располагается слой с опорным напряжением, который позволяет контролировать волновое сопротивление сигнальных линий, которое в данной конструкции равно 55 Ом. Разводка электропитания осуществляется в трех слоях в нижней части керамической подложки.

Из рисунка видно, что пять верхних слоев подложки предназначены для перераспределения сигнальных линий от контактных площадок кристалла на набор контактных площадок, выходящих на поверхность подложки и расположенных двумя рядами вдоль сторон каждого кристалла. Эти контактные площадки позволяют контролировать гибридную СБИС с установленными на ней кристаллами. В случае необходимости с их помощью можно изменить и схему соединений, разрушив короткий отрезок проводника на поверхности подложки, отключив любую сигнальную линию от внутренних цепей, и сделать новое соединение, проложив микропровод между двумя выбранными контактными площадками. Верхние перераспределительные контактные слои наиболее густо снабжены сквозными переходными отверстиями, которые располагаются с шагом 0,25 мм. Для каждого посадочного места кристалла сформировано 96 монтажных контактных площадок. В технологии предусмотрены замены отдельных кристаллов как при изменениях конструкции, так и при ремонте, что говорит о высокой ремонтопригодности конструкции.

Монтажный узел кристалла полупроводниковой СБИС

1— кристалл СБИС; 2— два ряда контактных площадок, электрически связанных через перераспределяющие слои с шариковыми выводами СБИС, 3— перешеек   между   контактными   площадками

Конструкция подложки позволяет подводить питание к каждому кристаллу мощностью до 4 Вт, хотя не каждый кристалл работает с максимальным током; мощность питания платы ограничена на уровне 300 Вт, т. е. в среднем около 3 Вт на кристалл. Эти цифры существенно перекрывают допустимые мощности рассеяния на уровне кристалла БИС и средние значения допустимой удельной мощности на плате при воздушном охлаждении. Поэтому в рассматриваемой конструкции применено жидкостное охлаждение.

 
Отвод тепла от кристаллов полупроводниковых СБИС через алюминиевые  подпружиненные  плунжеры:
1 - плунжер; 2 - кристалл СБИС; 3 - металлическая водоохлаждаемая крышка (часть крышки с плунжерами снята); 4 - канал для движения охлаждающей жидкости

Технология многослойных керамических плат обладает большой прецизионностью: ширина линий проводников и диаметр заполняемых под давлением молибденовой пастой сквозных отверстий равны 120 мкм.

Comments

( 9 comments — Leave a comment )
zyxman
Apr. 23rd, 2008 12:37 am (UTC)
и чего только не придумывали, только-бы технологии не развивать!

- мой знакомый рассказывал, что где-то в 1980-е наша военка дошла до 11-слойных плат, а запад посчитал что больше 7 слоев получается шибко дорого и дешевле вложить денег в развитие полупроводниковой технологии..
klapaucy
Apr. 23rd, 2008 03:53 am (UTC)
нет, почему, у них такое тоже было, вполне




мегачип IBM
zyxman
Apr. 23rd, 2008 01:03 pm (UTC)
спасибо!

я верю что было, просто у них от таких штучных изделий почти сразу отказались, потому что очень дорого, а у нас продолжали делать, потому что "надо".
klapaucy
Apr. 23rd, 2008 01:27 pm (UTC)
гм, а есть данные что у нас такие вещи делали более-менее массово? вроде бы так и осталось в категории рекордов

у них тоже "сразу отказались" - неверно. Ну, пример под рукой - DEC'овский J-11, 8-слойная плата, выпускался как минимум до 1994 года.
zyxman
Apr. 24th, 2008 07:32 pm (UTC)
ну вот я разговаривал лично с человеком, который говорил, что на заводе, где он работал производили для военки 11-слойные платы.
Смысл был именно максимально возможная плотность монтажа, дабы втиснуть электронику, производимую на советской элементной базе в требования военных.
1500py470
Apr. 19th, 2013 08:43 pm (UTC)
А также их использовали те конторы у которых доступа к БМК не было, а размеры нужны были бортовые и собиралось всё в таком виде на 700 сериях.
klapaucy
Apr. 22nd, 2013 05:30 am (UTC)
Интересно. А почему не было доступа к?
1500py470
Apr. 22nd, 2013 08:43 pm (UTC)
Если к Музею то из-за времени проезда рано утром или поздно вечером из Франкфурта на юг германии. Если о БМК то основные ресурсы жрал Минрадиопром, потом МЭП и остальные по постановлению ЦК или остаточному принципу.
klapaucy
Apr. 23rd, 2013 03:14 am (UTC)
Да, я про БМК, конечно. Понятно, спасибо.
( 9 comments — Leave a comment )

Latest Month

September 2019
S M T W T F S
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
2930     
Powered by LiveJournal.com
Designed by Lilia Ahner