Методы автоматизированного проектирования электрических межсоединений в электронных устройствах авионики

• Автор: Мылов, Геннадий Васильевич
• Шифр специальности: 05.13.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Рязань
• Количество страниц: 194 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 АНАЛИЗ ТЕНДЕНЦИЙ, МЕТОДОВ И ТЕХНОЛОГИЙ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЦЕССОВ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА
ГИБКИХ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ АВИОНИКИ
1.1 Тенденции развития электромонтажных конструкций авионики
1.2 Конструктивные особенности гибких плат
1.2.1 Преимущества и достоинства гибких печатных плат
1.2.2 Особенности техники соединений на основе гибких плат
1.3 Проблемы конструкторско-технологического проектирования
гибких печатных плат
1.3.1 Особенности проектирования гибких плат с учетом параметров точности позиционирования
1.3.2 Суммарные погрешности при конструкторско-технологическом проектировании
1.3.3 Погрешности на этапе технологической подготовки
производства
1.3.4 Требования высокого разрешения топологии электрических межсоединений
1.4 Выводы по первой главе
2 КОНЦЕПЦИИ СОЗДАНИЯ ИНФРАСТРУКТУРЫ ИНТЕГРИРОВАННОГО ИНФОРМАЦИОННОГО СОПРОВОЖДЕНИЯ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА ГИБКИХ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ НА ОСНОВЕ ПРИНЦИПОВ
НИИ (САЕЗ)-ТЕХНОЛОГИЙ
2.1 Концепция информационной технологии автоматизации конструкторско-технологических процессов гибких печатных плат
2.1.1 Концепция информационной технологии и интегральной автоматизации

2.1.2 Методология интегральной автоматизации процессов создания гибких многослойных печатных плат
2.1.3 Концепция применения ИЛИ (САЬЗ)-технологий
2.2 Формирование профиля средств автоматизированного конструкторско-технологического проектирования гибких
многослойных плат для электронных устройств авионики
2.2.1 Процесс проектирования гибких печатных плат
2.2.2 Системы САБ конструкторского проектирования
2.2.3 Системы САМ технологического проектирования
2.3 Концептуальная схема интегрированной системы конструкторско-технологического проектирования гибких
многослойных печатных плат авионики
2.3.1 Особенности построения интегрированной САПР ГМП
2.3.2 Обобщенный алгоритм технологической подготовки ГМП
2.4 Выводы по второй главе
3 НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АНАЛИЗА КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ
В ИНТЕГИРОВАННОЙ САПР ГМП
3.1 Метод анализа устойчивости конструкций линий связи
3.1.1 Особенности согласования линий связи в ГМП
3.1.2 Анализ геометрических характеристик линий связи в ГМП
3.1.3 Аналитический расчет волнового сопротивления
3.1.4 Дисперсия волнового сопротивления
3.1.5 Дисперсии геометрических параметров линий связи в ГМП
3.2 Метод анализа надежности электрических
межсоединений в ГМП
3.2.1 Структура электрических межсоединений в ГМП
3.2.2 Линейные модели термомеханических напряжений соединений

3.2.3 Нелинейные модели анализа характеристик прочности электропроводящих элементов
3.2.4 Нелинейная модель термомеханических нагружений
3.2.5 Методика экспериментального исследования напряженного
состояния элементов топологии
3.2.6 Анализ пластичности металлизации
3.2.7 Результаты экспериментальных исследований деформации
3.2.8 Устойчивость трансверсальных соединений к термоциклам
3.3 Метод анализа физической надежности электроизоляционных конструкций в ГМП
3.3.1 Модель электропроводности композиционных диэлектриков
3.3.2 Модель сопротивления диэлектриков
3.3.3 Модель параметра увлажнения монтажных подложек
3.3.4 Модель сопротивления электрической изоляции печатных плат
3.3.5 Модель отказов изоляции в структурах ГМП
3.3.6 Частная модель отказов изоляции ГМП
3.4 Выводы по третьей главе
4 НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СИНТЕЗА
ПРОЕКТНЫХ РЕШЕНИЙ ДЛЯ АВТОМАТИЗАЦИИ КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА ГМП
4.1 Метод синтеза проектно-технологических решений для автоматизации диагностического контроля качества ГМП
4.1.1 Особенности процесса диагностического контроля
4.1.2 Критерии и глубина контроля межсоединений
4.1.3 Критерии автоматического контроля соединений
4.1.4 Критерии диагностики качества изоляции
4.1.5 Модель кинетики нагрева проводника током
4.1.6 Режимы диагностического контроля соединений

1.3 ПРОБЛЕМЫ КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ГИБКИХ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ
1.3.1 Особенности проектирования гибких плат с учетом параметров точности позиционирования
Создание большой монтажной плотности гибкой многослойной платы (ГМП) ограничено предельными возможностями технологии в уменьшении размеров присоединительных элементов для выводов микросхем. Повышенную плотность соединений можно реализовать только в многослойных трехмерных структурах ГМП за счет увеличения слойности, улучшения коммутационных характеристик слоев, увеличения плотности трасс. Качественно плотность соединений в ГМП определяется соотношением:
Рс=(пГр+1)ктс/Т,
где Т - шаг сквозных отверстий, между которыми трассируется пТр проводников. Коэффициент использования трасс к может принимать значения в пределах О < к < 1 в зависимости от степени взаимонезависимости направлений трассировки соединений.
В ГМП особенно большую эффективность создают межслойные переходы в шаге трасс двусторонних внутренних слоев со строго ортогональной трассировкой. Коэффициент к для сигнальных слоев ГМП с различной плотностью трасс принимает значения, представленные в таблице 1.2 [19-21].
Таблица 1.
Количество трасс проводников отнесенных к двум соседним отверстиям Значения коэффициента использования трасс, к
Внутренние слои без межслойных переходов Двусторонние слои с межслойными переходами
1 0,6 0,
2 0,52 0,
3 0,46 0,
4 0,38 0,
Увеличение слойности гибких плат ограничено предельной толщиной ГМП - технологическими ограничениями металлизации и пайки глубоких и узких отверстий в «толстых» диэлектрических основаниях ГМП. Кроме того, при исполь-