混合集成特定频率信号发生器的设计简介

为了减小外界对电源的干扰,设计时应在供电电源与地之间、芯片的工作电源上都接入滤波电容以进行滤波处理,从而保证电路正常工作。

电路程序设计包含了对各种环境信息的综合判断,如抗干扰、抗抖动处理、时序判断等功能。采用“时间窗、时序判断”等技术措施进行综合控制设计可滤除ms级的干扰信号,从而保证系统安全可靠地工作。

此外,该电路还具有单检与重新解保功能。程控采用双套备份、冗余设计。需要单套检验与联试时,可以给一套程控的isp芯片一直加上复位信号,这样可检验另一套引信的功能;在系统运行过程中,如在三级解保后发现目标跟踪有误,可以接收复位信号,并通过程控重新进行解保动作。

在版图设计时,器件的放置和分布既要考虑电路合理布局,散热均匀,也应考虑工艺加工过程中的组装生产。具体可将元件按照功能相对集中放置;输入、输出线分开放置,并按工作顺序排列;布线时,电源线和地线均应短而粗,要尽量减少相互之间的电磁干扰。

该电路共采用两片逻辑器件来完成逻辑功能。每一片芯片有44只管脚(PLCC封装)。两片芯片之间、芯片与外围电路之间都会相互提供信号,连线纵横交错,交叉往来连线复杂,且电路体积要求也比较严格,这都会在版图设计过程中增加布版的难度。因此,在设计时,两只芯片的放置位置与方向要用画图软件反复比较和验证,以尽量减少相互之间走线的交错和复杂度;布线时最好将纵线在同一层面,横线在另一层面,并用介质绝缘。在线路走线上,连线应尽可能短,并使布线尽可能优化。

5 工艺制作及加工

本产品的工艺加工没有选用PCB板表面贴装技术,主要是因为PCB板组装时过多的焊接连线、焊点、接插件等严重阻碍了生产率和可靠性的进一步提高;另外,电路的工作频率和速度的提高也要求尽量缩短信号在系统内的传输延迟。为此,电路专门选用了厚膜混合集成工艺,即用厚膜多层布线工艺来制作导电带和电阻器;晶体管、单片集成电路等则采用裸芯片组装金丝球焊键合,封口采用平行缝焊技术充氮气密封。厚膜工艺可减少电路体积,提高精度、稳定性和产品可靠性,且利于批量生产。

在厚膜工艺中,电容器应采用粘接工艺;光藕、MOS管等器件应采用载流焊工艺。PLCC封装的可编程逻辑器件加工相对比较少。在初期载流焊组装逻辑器件过程中,由于逻辑器件管脚较多且细短(焊区面积仅1.8mm×0.4mm,相邻管脚的间距约0.3mm),故在点焊料时,因焊料流量不容易控制,焊料极易将相邻管脚粘连在一起而造成短路现象。加工时经常要擦除短路处的焊料并重新点胶反复操作,这都会极大地影响效率。经过摸索实验。笔者专门配置了直径较小的点焊剂的针孔来减小流量和焊接面积,图2给出了该产品的主要工艺流程图。

6 结束语

混合集成特定频率信号发生器是某军事系统中常用的组件之一。本文通过在软件、制版、工艺等方面的一系列设计,最终实现了该器件逻辑功能的集成化、小型化。经多次联机测试证明,该器件性能稳定、工作正常、其电性能指标完全满足系统和用户的要求。目前,用户已连续小批量订货。此外,该产品还可以根据系统需要修改程序软件,以输出不同频率、不同占空比的信号。由此可见,该产品具有易于扩展和设计升级等优点。而且电路体积小、精度高、重量轻,使用灵活,具有重要的使用价值和良好的应用前景。