Pull to refresh

Comments 19

Интересная и животрепещущая статья… Возвращаясь к вопросу пластика в корпусах — современные стеклонаполненные пластики могут иметь КТР существенно меньше просто пластика, и могут быть вполне надежным решением, особенно Ti любит в свои аналоговые чипы насыпать стекла по-максимуму, с них всем нужно брать пример…

Но на вопрос о разнице КТР корпусов BGA и печатной платы напрашиваются 2 решения:

1) Печатная плата на керамике — вполне доступна коммерчески, даже для не-космических решений. Т.е. КТР можно согласовать.
2) BGA корпуса из стеклопластика — как в большинстве современных коммерческих решений для BGA. Тогда и печатная плата, и BGA и стеклонаполненные SMT компоненты — будут иметь очень близкий КТР. Керамические BGA нынче делают похоже только для староверов.

Вариант принятый в современной российской электронике специального назначения: стеклопластиковая печатная плата + керамические и металлокерамические корпуса похоже является ущербным в плане согласования КТР и соответственно надежности при термоциклировании.
На профильных конференциях при разговоре про пластиковые корпуса каждый раз встают следующие вопросы:
1) газовыделение;
2) вода внутри негерметичного пластикового корпуса и ее поведение при термоциклировании.
А внутренности герметичного металлокерамического корпуса можно, например, заполнить инертным газом.
Именно так, вот тут в 2000 году ребята из NASA разбирались, как можно сэкономить, но решили, что в пластиковых корпусах нельзя быть уверенными именно по этой причине — впитывание влаги в процессе сборки. Хотя не очень понятно, почему, например, нельзя делать гидрофобное покрытие.
Видимо, покрытие не бесплатное и дороже. Но почему бы тогда не собирать в вакууме/сухом воздухе?
Потому что неизвестно, где и как эти корпуса хранились до сборки. В большинстве случаев, когда речь идет о пластике, говорят об использовании коммерческих компонентов. Со специальными разработками хоть какие-то шансы проконтролировать начало жизненного цикла есть, а с COTS без вариантов.
Впрочем, на самом-то деле пластик в космосе вполне себе применяется, пусть и кубсатчиками в основном пока. С накоплением опыта и ростом количества кубсатов, построенных большими агентствами, прогресс в использовании пластика в космосе будет, и проблемы тоже будут как-то решаться.
Впрочем, большая разница в стоимости все равно обычно не корпусом определяется, а сертификацией и скринингом.
Обычная цена керамического корпуса — 10К. Покрыть должно быть дешевле, конечно. Не могу себе представить процесс сборки в вакууме с учётом всего технологического процесса. Отмывка печатных плат, остатки флюса — вот что вносит основной вклад в набор влаги. И потом просушить бывает очень сложно, даже сушка в вакууме может не помочь, если во внутренние микрополости уйдёт.

По поводу космических цен абсолютно согласен с комментарием amartology — основная стоимость это не корпус, а большие затратами на испытания. Тут переход на пластик не даст большой экономии. Получается так — или COTS (нет денег или space grade аналога), или керамика с полным циклом испытаний. Хотя всё же уже есть RH пластик, ссылку я приводил в конце статьи, причём заявленный как эконом-вариант именно. У Aeroflex и MSK я пластика вообще не наблюдал.
Если даже в вакууме жидкость остаётся в полостях(она ведь должна кипеть в таких условиях) то в нормальных условиях её оттуда не выудишь, да и сама не выйдет. Похоже, пластик не любят из-за газопроницаемости и как следствие невозможности создать инертную среду внутри корпуса.
Так корпуса пластиковые бывают разные. Просто из пластика это одно, а когда там песка 80% — совсем другое.

Отчет утверждает, что газовыделение в допуске: «Experimental results from a NASA report7 which evaluated 21 PEMs in avariety of packages from 12 different manufacturers demonstrated that outgassing wasbelow the 1.0% total mass loss and 0.1% collected volatile condensable materialrequirements for NASA space flight use.»

Впитывание влаги при сборке — это не касается военного/космического применения. Это обычная рутина, о которой нужно заботится в любом случае, в том числе и при сборке коммерческой, «наземной» электроники.

Известное решение проблемы впитывания влаги при сборке в статье и описано — в печку на 125°С до сборки, хранить все компоненты и платы без влаги, в конце — конформное покрытие (чтобы воду из окружающей среды быстро не набрать). Сейчас нормальные поставщики гражданские компоненты все шлют запаянные в металлизированные пакеты, с силикагелем и индикатором влаги — и все это за считанные рубли.

Вижу, что иностранные коллеги вопросом занимаются предметно уже десятилетия, а мы ищем повод сохранить статус-кво.
Сейчас понял, что дал не ту ссылку выше случайно. Думал вот на этот отчёт сослаться. Он всё-таки говорит о большом количестве проблем с пластиком, в обшем, напишу ещё одну статью-дополнение.

Один дядя из нии-чего-то-там при личной встрече (мы у них хотели делать одну деталь для медицинского прибора) утверждал, что у них есть компаунды для СБИС со стекловолокном, у которых якобы КТЛР на уровне инвара (зачем-то, хз зачем такой низкий). Похоже было на "у нас есть такие приборы", но с другой стороны я видел давненько статью про углепластики с возможностью задания КТЛР по одной из осей в диапазоне от минус 2 до плюс 10...

Про инвар не знаю, но вполне логична мысль: если печатная плата — это стекло+пластик, то и для корпуса из стекло+пластик можно получить тот же КТР, подбирая процент песка в корпусе.
Ну, тут дело как раз в том, что у инвара очень маленький КТЛР, и я хз у какого текстолита он может быть таким же (если про керамику не говорить, но и там все не так легко). Традиционно же все пляшут вокруг семерки — кремний, ковар, стекло, некоторые стали, идти ниже обычно нет смысла.

Хороший обзор, и как раз на тему моих недавних изысканий! Даже странно, что так мало внимания от местной публики, потому что на русском таких обзоров мало.


На тему армирования столбиков медной спиралью — есть некие очень специфические корпуса, у которых контакт фактически представляет собой только микроспираль, и ничего более. То есть вся СБИС/микросборка как бы подвешена на четырех сотнях пружинок, аки блоки управления на старых ракетах (наверняка подрессоренный подвес аппаратуры и теперь используется, но особенно это хорошо видно в музеях).

Пружинки в качестве выводов это хорошо для прочности и стойкости к нагрузкам, но это поставит крест на СВЧ сигналах по этим выводам. Т.е. применение такой способ монтажа найдёт разве что только для относительно низкочастотных чипов, и то надо будет отдельно учитывать возможный звон от сотен таких катушек при массовых переключениях, что особенно важно в цифровой технике. На 200-400Мгц платах лишний «хвостик» от переходного отверстия на внутренних слоях ПП создаёт заметных проблем, а тут целые выводы в виде спиралек…
Вы конечно правы, и как эту проблему собирались решать авторы этого решения — я хз. Бифилярную намотку спиралей я предполагать не буду (хотя почему нет?), скорее всего все-таки речь про сравнительно низкие частоты сигналов. Еще я не помню, какой там у них был шаг, а то при слишком малом шаге и на низких частотах могут быть проблемы из-за взаимной индуктивности.
Кстати, оказывается вся эта тема нынче легко гуглится, например вот:
ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20110010270.pdf

И обратите внимание на страницу 15. Безо всяких хитростей — и почти никакого пенальти в сравнении с обычными столбиками! Ну, в зависимости от частоты конечно ))
Что значит «найдет»? Американцы на нем летают в космос, их рабочая лошадка RAD750 в таких корпусах, и новый RAD55xx с кучей скоростных интерфейсов в таком корпусе тоже. Видимо, работает как-то, и я не уверен, что это можно назвать низкочастотным чипом.
Судя по фотографиям, которые нашёл, RAD750 в CCGA всё-таки, столбиковые выводы. И это косвенно подтверждается тем, что Джафэриан ссылается на марсоходы, говоря про CCGA, а там как раз RAD750 использовался. У пружинок может индуктивность высокая быть, действительно, но ещё поразбираюсь.
Sign up to leave a comment.

Articles