Тенденції розвитку конструкцій електронних засобів та фактори, що визначають їх побудова
В
Розвиток конструкцій ЕС пройшло вже чотири етапи. Зміна кожного покоління обумовлювалась зміною елементної бази, в основному активних компонентів РЕУ і, як наслідок, зміною методу і правил компонування і монтажу.
Перше покоління ЕС базувалося на лампової техніки і блочному методі компонування і монтажу. Поява вітчизняних ламп відноситься у 1919 р. (Нижньогородська лабораторія під керівництвом М.А.Бонч-Бруєвича), а початок радіомовлення в СРСР - до 1924
Лампова техніка безперервно змінювалася: лампи скляного та металевого серії, пальчикові лампи, лампи серії В«дрібВ» і В«жолудьВ». Блоковий метод компонування і монтажу полягає у виконанні конструкцій великих частин схеми у вигляді моноблоків, найчастіше без кожухів, компонуемих в стійках і фермах і комутованих як всередині себе, так і між собою дротяно-Жгутовой монтажем.
З ускладненням ЕС з'явилися вимоги багатосерійного виробництва, дроблення конструкцій на основі уніфікованих функціональних вузлів (УФУ). Такими першими УФУ з'явилися В«Елемент-1В» на друкованому монтажі і лампах типу В«дрібВ». Метод компонування від блокового перейшов до функціонально-вузловому.
До 1954 з'явилося II покоління конструкцій ЕС - промислова транзисторна техніка (винахід транзистора відноситься до 1948 р.). Мініатюрні лампи були замінені на транзистори в корпусах ТО-5, а УФУ В«Елемент-1В» - на УФУ В«Елемент-2В». Функціонально-вузловий метод став домінувати в багатьох конструкціях ЕС.
У період транзисторної техніки виник новий напрям в конструюванні ЕС - мініатюризація апаратури. p> Зменшилися розміри і маса пасивних ЕРЕ, транзисторів і трансформаторів, котушок індуктивності і навіть електронно-променевих трубок. p> Функціональні вузли стали випускатися у вигляді плоских і об'ємних модулів, плоских і етажерочних мікромодулів. Однак при збереженні за дискретними ЕРЕ основного конструктивного елемента з частотою відмов О» = 10-6 ч-1 не змогло істотно вплинути на надійність ЕС, і при все більш збільшаться їх складності ймовірність безвідмовної роботи падала. Це протиріччя було дозволено з появою інтегральних мікросхем (початок 60-х років).
Третє покоління ЕС характеризується застосуванням нової елементної бази - корпусовані ІС широкого застосування і мініатюрними ЕРЕ на друкованих платах з високою роздільною здатністю (до 0,3 мм). Мікросхеми, за своєю функціональної складності представляють функціональні вузли, випускалися в ті роки в металевих, пластмасових і металокерамічних корпусах прямокутної і круглої форми зі штирові і плоскими висновками. p> Число висновків не перевищувало 15. Мікросхеми в кількості 20 ... 30 штук компонувалися на друкованих платах з середніми розмірами 140 Г— 170мм, вивідна комутація яких здійснювалася стандартними роз'ємами. Така конструкція, найбільш характерна для цифрових пристроїв, отримала назву спочатку субблока, а пізніше - функціональної осередки.
Осередки ЕОМ, виконані за принципом базових несучих конструкцій, називають типовими елементами заміни.
Застосування мікросхем, виготовлення яких заснована на групових методах отримання цілого набору елементів на підкладці або в обсязі кристала, дозволяє різко підвищити надійність. p> Так, частота відмов однієї ІС, що містить близько 100 елементів, дорівнює частоті відмов всього лише одного дискретного ЕРЕ, тобто О»іс = О»ере = 10-6 ч-1.
Таким чином, досягнення в галузі мікроелектроніки та її промислового впровадження дозволили перейти до створення нового покоління конструкцій ЕС - до інтегральних електронним пристроям. Інтегральні електронні пристрої відрізняються малими масою і габаритами, високою надійністю, зниженим споживанням енергії, меншою вартістю, груповий автоматизованої технологією виготовлення компонентів і пристроїв, застосуванням САПР при конструюванні та підготовці виробництва. Інтегральні ЕУ проектуються на нових принципах схемотехніки - мікросхемотехніки, в основі якої закладена мікроелектроніка.
Далі мініатюризація йшла шляхом відмов від індивідуальних корпусів ІС та впровадження більших підкладок замість друкованих плат. Так з'явилася конструкція ЕС IV покоління, яка використовувалася в основному в космічної та ракетної техніки.
До достоїнств конструкцій IV покоління слід віднести зменшення маси (в 3-4 рази) і об'єму (у 5-6 разів) моноблоків, більш високу надійність за рахунок виключення стандартних роз'ємів і заміни їх на гнучкі шлейфи, а також скорочення числа паяних з'єднань (Виняток висновків з корпусів), підвищення вібро-і удароміцності. p> До недоліків і труднощів у розвитку IV покоління конструкцій ЕС відносяться підвищена теплонапруженість в блоках і необхідність введення додаткових теплоотводов (металевих рамок), незахищеність безкорпусни...
