Дисперсии геометрических параметров линий связи в ГМП

Статистические и корреляционные исследования количественных характеристик дисперсий исходных параметров Z0 линий связи проводились на тестовых структурах связей ГМП, прогнозируемых в перспективных разработках высокопроизводительных ЭВМ на БИС.

Дисперсия геометрии печатных проводников (ав )

Результаты исследований технологических процессов формирования токопроводящего рисунка, показанные в табл. 3.3, позволили установить статистические характеристики точности воспроизведения геометрии печатных проводников внутренних слоев ГМП, на которые можно ориентироваться для реализации в серийном производстве.

Разброс толщины межслойной изоляции

Анализ результатов статистических исследований процессов воспроизведения межслойной изоляции ГМП на стеклоэпоксидной основе позволил установить, что с вероятностью 0,9...0,97 стн = ± 10% (реально полученные значения на выборке с недостаточной репрезентативностью от 4,1 до 6,2 %).

Дисперсия диэлектрической проницаемости о,:

Отклонения значения диэлектрической проницаемости от ожидаемых часто ошибочно связывают с полнотой полимеризации используемых электроизоляционых материалов. Однако в технологии ГМП полнота полимеризации эпоксидного связую-щего обеспечивается за счет многочисленных термообработок, дополняющих процесс прессования слоев в многослойную структуру ГМП.

Таблица 3.3. Дисперсии ширины проводников линий связи

Вариант технологии внугренних слоев

Номинальное значение ширины, мм

Пределы измене- ний, мм

Среднеквадратический разброс

ММ

%

Химическое травление фольги 35 мкм по рельефу СПФ

0,08

±0,010

0,003

3,7

0,12

±0,010

0,003

3,5

0,15

±0,015

0,005

з,з

0,25

± 0,020

0,007

2,8

Селективное травление по металлорезисту

0,08

±0,015

0,005

8,5

0,12

±0,015

0,005

5,0

0,15

± 0,020

0,007

4,5

Специально проведенные аналитические и экспериментальные исследования показали, что разброс значений диэлектрической проницаемости композиционных материалов (стеклоэнок- сидные основании слоев и прокладочных тканей ГМП) обусловлен в первую очередь неустойчивостью соотношений связующего (эпоксидной смолы) и армирующего наполнителя (стеклянной ткани). Притом, что каждый отдельно взятый компонент в соответствии с техническими условиями должен иметь относительно стабильные характеристики диэлектрической проницаемости: стеклоткань из бесщелочного алюмоборосиликатного стекла имеет ?г = 9,2; эпоксидная смола sr = 3,7

Аналитические исследования проводились, исходя из представлений о композиционном материале как о беспорядочной смеси двух компонентов, на которую распространяется логарифмический закон смешения Лихгенекера [105]. Его интерпретация для нашей задачи:

где ?с - диэлектрическая проницаемость смеси компонентов; ?, и е2 - диэлектрические проницаемости компонентов; V, и У2 — их объемное содержание в смеси.

Введя обозначения a- Ins, /2 и Ь = 1п?,, получим выражение для анализа разброса результирующей проницаемости диэлектрика ГМП от соотношения компонентов:

Наличие существенной зависимости диэлектрической проницаемости оснований ГМП от содержания связующего позволило предположить ее зависимость от толщины межслойной изоляции ГМП поскольку содержание связующего в стеклоткани зависит не только от первоначального нормированного наноса смолы, но и от вытечки смолы в процессе горячего прессования. Проведенные исследования корреляционной связи между отклонением толщины межслойной изоляции Ан от расчетных значений и значениями диэлектрической проницаемости ес композиционного диэлектрика позволило установить эмпирическую зависимость вида:

где еСр - среднее значение относительной проницаемости, обозначенное в ТУ на материал (?с = 6); г- коэффициент корреляционной связи. Значения г в зависимости от количества склеивавших прокладок, предусматриваемых конструкцией ГМП, находится в диапазоне 0,26.. .0,30.

При специальном отборе тонких фольгированных диэлектриков по приведенной емкости отклонение ес подчиняется закону равной вероятности, а ее значения укладываются в диапазон 5±0,5. Соответствующая этому диапазону характеристика дисперсии:

Практические результаты использования установленных границ отклонений параметров конструкций линий связи в ГМП, используемых в процессорах бортовых ЭВМ авионики, показывают, что отклонения значений Z0 в пределах одного слоя не превышают 8 %, а полное поле допуска Z0 для ГМП составляет ± 10% [103].

Результаты аналитических и статистических исследований демонстрируют возможность получения требуемой стабильности характеристик элементов конструкций электрических соединений в ГМП и тем самым обеспечить надежность функционирования линий связи в системе межсоединений высокопроизводительных электронных устройств авионики.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >