Технологическая оптимизация микроэлектронных устройств СВЧ

Московский государственный технический университет  
имени Н.Э. Баумана 

 
 
 
 
 
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ  
МИКРОЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ СВЧ 
 
 
 
Допущено Учебно-методическим объединением вузов  
по университетскому политехническому образованию  
в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, 
обучающихся по специальности 210601  
«Радиоэлектронные системы и комплексы» 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Москва 
2014 
 

УДК 681.2 
ББК 34.9 
         Т38 
Издание доступно в электронном виде на портале e-book.bmstu.ru 
по адресу: http://ebooks.bmstu.ru/catalog/192/book105.html 

Факультет «Радиоэлектроника и лазерная техника» 

Кафедра «Технологии приборостроения» 

Авторы: А.Г. Гудков, С.А. Мешков,  
М.А. Синельщикова, Е.А. Скороходов 

Рецензенты: зам. начальника отдела ОАО «Концерн Вега»  
канд. техн. наук А.В. Королев;  
канд. техн. наук, доцент В.В. Маркелов 
     
Технологическая 
оптимизация 
микроэлектронных 
устройств СВЧ : учеб. пособие / А. Г. Гудков, С. А. Мешков, 
М. А. Синельщикова, Е. А. Скороходов. — М. : Изд-во 
МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2014. — 44, [4] с. : ил. 
ISBN 978-5-7038-3928-7 

Содержит основы теории технологической оптимизации микроэлектронных устройств СВЧ, систематизированные процедуры 
статистического моделирования, проведения оптимизации, схемы 
процессов технологической оптимизации, примеры их выполнения с указанием последовательности использования расчетных зависимостей, а также методические рекомендации и необходимую 
справочную информацию. 
Для студентов, изучающих конструкторско-технологические 
проблемы микроэлектронных средств. 
 
                                                                                                        
                                                                                                          УДК 681.2 
    ББК 34.9 
 
 
 
 
 
 
                            
© МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014 
© Оформление. Издательство 
ISBN 978-5-7038-3928-7                                  МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014 

Т38 

ВВЕДЕНИЕ 

Необходимость подготовки настоящего учебного пособия обусловлена актуальностью проблемы технологического обеспечения 
ускоренного развития радиоэлектронных средств (РЭС), охватывающих все сферы деятельности государства — от обороны и ключевых отраслей промышленности до производства бытовой техники. 
Объемы выпуска и продаж РЭС на мировом рынке характеризуются 
устойчивым темпом роста до 16 % в год. Проникновение радиоэлектроники во все сферы жизни общества расширяет спектр задач, решаемых современными РЭС. Как следствие, ужесточаются требования к эксплуатационным показателям, их точности и надежности. 
Общей тенденцией развития РЭС является увеличение рабочей частоты с переходом в диапазоны СВЧ и КВЧ. Устройства 
СВЧ отличаются чувствительностью электрических свойств к  
отклонениям параметров конструкции и входных воздействий, вызванным технологическим разбросом и изменением условий эксплуатации. Широкому использованию устройств СВЧ препятствует и их стоимость, растущая с уменьшением длины волны. Снижение стоимости находится в противоречии с тенденцией улучшения 
характеристик приемопередающих модулей (ППМ) радиолокационных станций (РЛС). 
Заданные параметры устройств СВЧ традиционно обеспечиваются увеличением точности технологического процесса изготовления и введением настроечно-регулировочных работ. Следствием 
такого подхода является высокая трудоемкость производства. Для 
снижения стоимости смягчаются требования к точности оборудования, но при этом уменьшается надежность и возникает брак по 
электрическим свойствам из-за несоответствия эксплуатационных 
параметров наложенным разработчиком ограничениям. 
Комплексный подход к созданию РЭС, охватывающий стадии 
проектирования, производства и эксплуатации, является одним из 
перспективных путей решения задачи увязки показателей качества, стоимости и вероятности выхода годных РЭС благодаря тех

нологическому сопровождению на всех этапах жизненного цикла 
изделия. Указанный подход называется технологической оптимизацией. 
Настоящее учебное пособие охватывает методы технологической оптимизации микроэлектронных устройств (МЭУ) СВЧ, позволяющие обеспечить высокие требования к электрическим параметрам и минимизировать настроечно-регулировочные работы в 
процессе изготовления. 

1. ОСОБЕННОСТИ  
МИКРОЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ СВЧ  
ДЛЯ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СТАНЦИЙ 

За последние 15 лет в мировой радиоэлектронике расширилась 
область применения техники СВЧ. Наряду с уже ставшим традиционным применением, связанным с РЛС военного назначения, 
увеличился рынок гражданской электроники СВЧ, представленный системами обработки и передачи информации, радиочастотной идентификации, контроля и обработки различных материалов, 
медицинскими системами и др. 
В аппаратуре военного назначения начался переход к технике 
пятого поколения, чьи особенности обусловлены резким сокращением отражающей поверхности высокоскоростных целей и необходимостью дальнейшего уменьшения массы и габаритов при повышении 
надежности. В радиоэлектронных системах пятого поколения применяется активная фазированная антенная решетка (ФАР) со сложением излучаемой мощности в пространстве, что стало возможным 
лишь в последние десятилетия благодаря успехам в создании твердотельных элементов и монолитных микросхем СВЧ. 
Широкому использованию активной ФАР препятствует ее высокая стоимость, растущая с уменьшением длины волны (рис. 1.1) [1].  
С учетом необходимости поддержания высокого уровня разработок в 
области РЭС основным фактором при проектировании активной 
ФАР является снижение стоимости. На нее влияют ритмичность и 
объем выпуска однотипных модулей, а также применение унифицированных технологий производства элементов и в первую очередь 
микросхем СВЧ. Цену ППМ определяют главным образом степень 
унификации и связанный с ней объем выпуска. 
При проектировании устройств СВЧ следует опираться на технико-экономическое обоснование, так как затраты на производство и 
эксплуатацию могут быть существенными для бюджета даже крупных промышленно-финансовых корпораций и государств. Так, удешевление систем спутниковой связи на 5…10 % даст экономию в 
несколько десятков миллионов долларов США [2, 3]. В силу этого