Получения полезного

1) производят анализ технического задания с учетом особенностей и возможностей пленочной технологии: получения пленочных элементов необходимых номинальных значений с заданными точностью, пробивным напряжением, мощностью рассеяния и др.; при этом учитывают параметры и конструкции активных и других компонентов, надежность и экономические факторы; в случае необходимости производят уточненный электрический расчет;

Однако интегрально-групповая технология изготовления пассивной части гибридных ИМС выдвигает в число основных и другие факторы, определяющие рациональную сложность ИМС. Так, использование для изготовления гибридных ИМС подложек и корпусов различных размеров и совершенствование технологии в целях получения пленочных элементов с минимальными размерами позволяют реализовать на одной плате несколько однотипных схем (две, четыре и более) или одну схему повышенной функциональной сложности. Это, с одной стороны, приводит к созданию ИМС повышенной степени интеграции при одновре-

возможность получения пленочных и объемных компонентов ИМС, весьма малых размеров (до долей мкм) практически любой конфигурации;

возможность получения пленочных и объемных компонентов ИМС весьма малых размеров (до долей микрометра), практически любой конфигурации;

1) производят анализ технического задания с учетом особенностей и возможностей пленочной технологии: получения пленочных элементов необходимых номинальных значений с заданной точностью, пробивным напряжением, мощностью рассеяния и др.; при этом учитывают параметры и конструкции активных и других дискретных элементов, надежность и экономические факторы; в случае необходимости производят уточненный электрический расчет;

Однако интегрально-групповая технология изготовления пассивной части гибридных ИМС выдвигает в число основных и другие факторы, определяющие рациональную сложность ИМС. Так, использование для изготовления гибридных ИМС подложек и корпусов различных размеров и совершенствование технологии в целях получения пленочных элементов с минимальными размерами позволяют реализовать на одной плате несколько однотипных схем (две, четыре и более) или одну схему повышенной функциональной сложности. Это, с одной стороны, приводит к созданию ИМС с повышенной степенью интеграции при одновременном повышении надежности устройств за счет сокращения числа соединений. С другой стороны, с увеличением числа элементов на плате, особенно пленочных, повышается вероятность брака платы

К этой группе принадлежат соединения элементов II группы (цинк, кадмий, ртуть и др.) с элементами VI группы — серой, селеном и теллуром. Часть таких соединений была рассмотрена (§§ 14.3 и 14.4), однако целесообразно выделить эту группу с характерными для нее свойствами. Эти материалы обладают высокой чувствительностью к инфракрасному "и видимому свету и ионизирующему излучению, возможностью получения низкой проводимости — до 10~1а 1/ом-см, простотой и экономичностью процесса изготовления. Некоторые полупроводники А11 — BVI обладают относительно высокой подвижностью .электронов, например теллурид ртути HgTe, un = 17000 см?/в-сек. Основными методами получения пленок являются испарение в вакууме, катодное распыление, реактивное осаждение из газовой фазы, химическое осаждение и осаждение из ионного пучка. Каждый из этих методов применяется по преимуществу при определенных условиях в соответствии с составом и назначением пленки, так, катодное распыление — в основном для окислов и сульфидов, а также для нанесения контактов. Реактивное осаждение позволяет получить пленку на кристаллической ориентированной подложке (эпитаксиальный метод, см. § 43.7) или изотропном материале (реотаксиальный метод). Химическое осаждение может быть использовано для получения пленочных фоторезисторов и фотоэлементов с большой однородной поверхностью. Осаждение пленки из ионного пучка основано на использовании ионной пушки, «стреляющей» нонами, входящими в состав материала. Этот метод обеспечивает высокую чистоту пленки и возможность наложения пленок только на определенных участках. В качестве подложек в основном, используют керамику, ситаллы и стекло (для прозрачных подложек). Весьма важен процесс обёзгаживания подложек в вакууме при 250—500° С и нагрев до определенной температуры перед осаждением. - , '

Стабильность металлических пленок зависит до некоторой степени от температуры плавления металла, его плотности и возможности образования стабильности окисного поверхностого слоя. Как правило, чем выше температура плавления, тем лучше стабильность пленки. Вольфрам образует высокостабильные пленки в вакуум,ё, но эти пленки весьма нестабильны в воздухе. Свойствами, обеспечивающими образование высокостабильных пленок, обладает рений — тугоплавкий металл, который находит все большее применение для получения пленочных резисторов. Резисторы из рения напыляют методом электронной бомбардировки в вакууме. Температуру подложки поддерживают равной 275—450°С. В качестве материала для подложки используют в большинстве случаев плавленный кварц. Резисторы из рения обладают высоким удельным поверхностным сопротивлением обычно порядка нескольких тысяч ом на квадрат, стабильны в вакууме при температурах до +500°С. Стабильность вне вакуума зависит от типа защиты поверхности и метода термообработки. Защитным поверхностным слоем для резисторов из рения обычно служит окись кремния.

Химическое осаждение пленок. Этот метод широко применяется для металлизации плат, получения пленочных резисторов и других изделий РЭА. Перед металлизацией на плату сначала наносят раствор хлорного олова (SnCl2), ионы которого прочно адсорбируются на плате. После промывки на поверхность наносится раствор хлористого серебра (AgCl). В результате протекающей реакции ионы серебра замещают ионы олова. Плата с подготовленной таким образом поверхностью помещается в раствор соли того металла, которым собираются металлизировать поверхность. В раствор добавляют восстановитель, вытесняющий металл из раствора. Реакция ускоряется и катализируется под действием находящегося там серебра. Так можно получать пленки меди и никеля (в последнем случае предварительную обработку поверхности производят раствором хлористого палладия). Толщина пленок составляет обычно 1—2 мкм. Дальнейшее увеличение толщины производят гальваническим методом.

Метод катодного напыления. По существу этот метод имеет .много общего с предыдущим [58]. Покрываемое изделие здесь •служит катодом <в высоковольтной установке. Распыляемым анодом служит или молибден, или вольфрам, соответственно по •форме копирующий поверхность катода и удаленный от него на строго заданное расстояние. Этому методу присущи многие недостатки, характерные для метода физического испарения в вакууме, однако он позволяет получать покрытия с более высокой адгезией путем предварительного катодного травления поверхности подложки. Применение этого метода из-за его сложности также ограничено. Чаще всего он используется в научных исследованиях,-например для получения реплик в электронной микроскопии и для получения пленочных элементов микросхем в электронике.

магнитному сопротивлению магнитной цепи. Реактивные моменты могут возникать в электрических машинах, имеющих явновыраненные полюсы или зубчатое строение статора и ротора. В зависимости от различных обстоятельств эти моменты могут оказывать вредное влияние на работу машины или же быть использованы для получения полезного действия.

магнитному сопротивлению магнитной цепи. Реактивные моменты могут возникать в электрических машинах, имеющих явновыраженные полюсы или зубчатое строение статора и ротора. В зависимости от различных обстоятельств эти моменты могут оказывать вредное влияние на работу машины или же быть использованы для получения полезного действия.

Затраты, необходимые для получения полезного эффекта функционирования СФЭУ, складываются из затрат на их создание и эксплуатацию. При этом в общем случае должны приниматься во-внимание не только прямые затраты материально-технических, финансовых и прочих ресурсов, но и побочные, обусловленные необходимостью компенсации негативных эффектов функционирования установки, в частности ее влияния на окружающую среду, включая системы более высокого и равного с ней иерархических уровней. При оценке затрат на эксплуатацию СФЭУ должен учитываться расход энергомассовых ресурсов на ориентацию установки на Солнце, являющуюся необходимым условием получения полезного эффекта.

совокупность соотношений, связывающих показатели полезного эффекта и затрат с параметрами, характеризующими внутренние свойства установки и внешние условия ее функционирования. Таким образом, речь идет фактически о двух взаимосвязанных моделях: модели получения полезного эффекта, характеризуемого выходными значениями электрического тока и напряжения, и модели затрат, характеризуемых стоимостью или массой установки.

При построении модели получения полезного эффекта СФЭУ целесообразно использовать функциональную декомпозицию, при которой исходным объектом деления является цель функционирования СТО, достигаемая в результате реализации трех функций — основной (целевой), управляющей и обеспечивающей. Каждая из

5.3. Схема функциональной декомпозиции процесса получения полезного

Соответствующая схема функциональной декомпозиции процесса получения полезного эффекта СФЭУ представлена на 5.3. Основной (целевой) функцией установки является преобразование солнечной энергии в электрическую. Эта функция реализуется в результате организации трех основных процессов: приема и концентри-

Объединение моделей процессов в схеме функциональной декомпозиции осуществляется и по горизонтали, и по вертикали. Основные и обеспечивающие процессы, непосредственно отвечающие за генерирование электроэнергии одним СЭ, могут быть объединены в функциональную модель электрогенерирующего элемента (ЭГЭ) (см. 5.3). Объединение моделей ЭГЭ в модель получения полезного эффекта СФЭУ, в частности модель генерирования ее выходного тока при заданном напряжении, осуществляется с использованием моделей процессов коммутации и передачи электроэнергии.

Выбор метода решения оптимизационной задачи на ЭВМ в первую очередь определяется видом разработанных математических моделей. Наличие в модели получения полезного эффекта нелинейных соотношений, описывающих физические процессы преобразования и передачи энергии в СФЭУ, как правило, определяет необходимость использования для оптимизации методов нелинейного программирования. Главное требование к методу оптимизации и реализующему его алгоритму решения задачи сводится к обеспечению высокой точности вычислений при минимальных затратах машинного времени. Однако в настоящее время не существует достаточно строгих методик, позволяющих однозначно найти метод нелинейного программирования, отвечающий этому требованию. Поэтому выбор метода определяется в значительной степени опытом исследователя и наличием отработанных стандартных программ. Тем неменее в любом случае необходимо исследовать ЦФ на многоэкстре-мальность для обоснования возможности использования выбранного метода.

5.3.1. МОДЕЛЬ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛЕЗНОГО ЭФФЕКТА

При формировании модели получения полезного эффекта СФЭУ используем схему функциональной декомпозиции, представленную на 5.3. Для того чтобы определить перечень конструктивных элементов, выполняющих те или иные основные и обеспечивающие функции, проведем краткий анализ основных процессов, протекающих в СФЭУ. Принимаемые при этом допущения являются основой для формализации наиболее существенных связей между элементами