проектирование многослойных печатных плат с bga-корпусами

Введение

Радиоэлектронная аппаратура (РЭА) находит применение почти во всех отраслях народного хозяйства, правоохранительных органах и вооруженных силах для организации измерений различных параметров, радиосвязи, сигнализации, в коммутирующих и исполнительных устройствах.

Для выполнения предназначенных ей функций, РЭА должна обладать заданной точностью, долговечностью, надежностью и экономичностью. Эти уровни (параметры) обеспечиваются современными технологиями, организацией и культурой производства элементной базы. Но темпы развития технологии изготовления РЭА и автоматизации управления производством настолько интенсивны, что сложилась ситуация, когда при возрастании требований к качеству, возможности известных технологий отстают.

Основные технологические задачи производства РЭА могут быть сформулированы только на основе ее конструктивно-технологического анализа.

РЭА представляет собой совокупность элементов, объединенных в сборочные единицы и устройства и предназначенных для преобразования и переработки электромагнитных сигналов в диапазоне частот колебаний от низких частот (НЧ) до сверхвысоких частот (СВЧ).

Радиопередающие устройства (РПУ) представляют собой автономную часть РЭА. Конструктивно-технологические требования, предъявляемые к РПУ, включают требования по массе, габаритам, форме и т.п. Существенным для РПУ является обеспечение отвода тепла, герметизации, влагозащиты, амортизации, управления, ремонта и защиты персонала от высоких напряжений и рентгеновских излучений.

По конструктивно-технологическому признаку элементы РЭА делят на дискретные и интегральные, которые объединяют в сборочные единицы, определяющие элементарные действия (усилитель, генератор, дешифратор). В зависимости от диапазона частот меняются и пассивные элементы. Так, в НЧ и ВЧ РЭА используют индуктивности и ёмкости с сосредоточенными параметрами, изготовляемые по любой технологии, а в СВЧ РЭА применяют элементы с распределенными параметрами (полосковые линии, коаксиальные резонаторы).

Важной характеристикой любой РЭА является ее рабочий диапазон частот. В зависимости от диапазона частот устройства предъявляются требования к его конструктивному оформлению и технологии изготовления. С ростом частоты повышаются требования к точности изготовления, качеству обработки деталей, чистоте применяемых материалов и т.д.

Для различных типов объектов существуют различные требования к условия размещения аппаратуры, весьма различные комплексы возмущающих воздействий, их сочетания, диапазоны изменения и т.д.

Объективной тенденцией совершенствования конструкции РЭА является постоянный рост ее сложности, что объясняется расширением круга решаемых задач при одновременном повышении требований к эффективности ее работы. Усложнение схемных и конструкторских решений, функциональных связей вместе со значительным увеличением числа элементов в РЭА создает большие трудности при их производстве, особенно при сборке, монтаже аппаратуры, ее наладке и регулировке.

Конструктивно-технологические особенности РЭА включают функционально-узловой принцип конструирования, технологичность, минимальные массогабаритные показатели, ремонтопригодность, защиту от внешних воздействий и защиту окружающей среды от воздействия со стороны РЭА, а также надежность при эксплуатации.

В понятие «надежность конструирования» входят: вероятность безотказной работы, среднее время наработки на отказ, среднее время восстановление работоспособности, долговечность и т.д.

Специфические условия обеспечения высокой надежности РЭА и заданных характеристик в условиях эксплуатации обусловливают высокие требования к качеству используемых материалов, оборудования, а также к техпроцессу изготовления РЭА.

При проектировании технологического процесса следует предусматривать сокращение длительности и трудоемкости этапа подготовки производства, капитальных затрат, числа сложных и трудоемких операций, использование минимального числа единиц оборудования, максимального числа стандартных, унифицированных и типовых сборочных единиц, функциональных узлов РЭА, а также предусматривать изготовление минимального числа сборочных единиц.

Следовательно, основными конструктивно-технологическими задачами производства РЭА являются:

• Повышение плотности компоновки навесных элементов на печатной плате и плотности печатного монтажа;

• Развитие автоматизированных и автоматических методов, а также средств наладки и регулировки аппаратуры сложных радиоэлектронных систем;

• Автоматизация операции контроля функциональных параметров;

• Создание гибких комплексно-автоматизированных производств, используемых совместно с системами автоматизированного проектирования.

В настоящее время увеличение производительности труда разработчиков новых изделий, сокращение сроков проектирования, повышение качества разработки проектов являются важнейшими проблемами, решение которых определяет уровень ускорения научно-технического прогресса общества.

В деятельности различных проектных организаций, связанных с разработкой и производством РЭА, широко внедряется компьютеризация, которая позволяет перевести работу разработчика на качественно новый уровень. При этом более обоснованно решаются многие сложные инженерные задачи, которые раньше рассматривались лишь упрощенно. Во многом это происходит благодаря использованию эффективных специализированных программ, которые могут быть как самостоятельными, так и в виде приложений к общетехническим программам. Данная автоматизация проектирования реализуется благодаря использованию систем автоматизированного проектирования.

На современном этапе на всех предприятиях, занимающихся разработкой и производством радиоэлектроники, независимо от форм собственности, работают проектировщики, которые профессионально используют системы автоматизированного проектирования в своей деятельности. В связи со значительным количеством различных САПР, предназначенных для разработки и проектирования РЭА, инженер-разработчик должен четко представлять, какую САПР предпочтительнее использовать для решения поставленной задачи.

Для того, чтобы из большого количества разнообразных систем автоматизированного проектирования выбрать систему, оптимально удовлетворяющую профессиональным запросам разработчика, необходимо разработать критерии сравнения и рекомендации по выбору САПР. Это и определяет актуальность данного исследования.

Цель исследования: провести сравнительный анализ систем автоматизированного проектирования и выявить ту, которая в наилучшей степени удовлетворяет профессиональной деятельности специалиста, проектирующего современные цифровые изделия с BGA при помощи систем автоматизированного проектирования.

Объект исследования: анализ функционального наполнения систем автоматизированного проектирования.

Предмет исследования: характеристики и особенности использования систем автоматизированного проектирования.