Проектирование ГИС и расчет элементов узлов детектора СВЧ сигналов
width="183" height="26" align="BOTTOM" border="0" />Расчетная длина резистора определяется по формуле:
Для резистора R5 lиспр =2мм
Длина резистора с учетом перекрытия с контактными площадками:
где е = 0,2мм – минимальный размер перекрытия,
Площадь резистора определяется по формуле:
Расчет резистора R7
Резистивная паста:
ПР-3К(rS= 3000 Ом/; P0= 50 мВт/мм2)
Принимаем для всех резисторов мощность рассеяния P=0,125 Вт.
Ширина резистора прямоугольной формы должна быть не меньше наибольшего значения одной из двух величин:
где bтехн – минимальная ширина резистора, обусловленная возможностями толстопленочной технологии; bтехн = 0,8
Ширина резистора из условия выделения заданной мощности:
где Кр – коэффициент запаса мощности, учитывающий подгонку резистора:
Отсюда следует, что Кр =1+0.1=1.1
Согласно сказанному выше выбираем ширину резистора R7 равной bрасч = 1,2 мм.
Расчетная длина резистора определяется по формуле:
Для резистора R7 lиспр =2,4мм
Длина резистора с учетом перекрытия с контактными площадками:
где е = 0,2мм – минимальный размер перекрытия,
Площадь резистора определяется по формуле:
Для второй группы:
По рассчитанному значению оптимального удельного сопротивления выбираем пасту с удельным сопротивлением, ближайшим к оптимальному:
для второй группы выбираем пасту ПР – 20К с удельным сопротивлением 20000 Ом;
Определим коэффициенты формы резисторов по формуле:
1)для резистора R8 , R10: Кф3 = 10000/20000=0.5(резистор прямоугольной формы (0.1<=Кф3<=1)
2)для резистора R3 , R6: Кф4 = 20000/20000=1(резистор прямоугольной формы (0.1<=Кф3<=1)
3)для резистора R9 : Кф5 = 100000/20000=5(резистор прямоугольной формы (1<Кф3<10)
Осуществим расчёты:
Расчет резистора R8 ,R10
Резистивная паста:
ПР – 20К (rS= 20000 Ом/; P0= 50 мВт/мм2)
Принимаем для всех резисторов мощность рассеяния P=0,125 Вт.
Длина резистора прямоугольной формы должен быть не меньше одной из двух величин:
где lтехн – минимальная длина резистора, обусловленная возможностями толстопленочной технологии; lтехн = 0,8 мм
Длина резистора определяется из условия выделения заданной мощности:
где Кр – коэффициент запаса мощности, учитывающий подгонку резистора:
Отсюда следует, что Кр = 1.1.
Согласно сказанному выше выбираем длину резистора R8 равной lрасч = 1.2 мм.
Расчетная ширина резистора определяется по формуле:
Длина резистора с учетом перекрытия с контактными площадками:
где е = 0,2мм – минимальный размер перекрытия,
Площадь резистора определяется по формуле:
Размеры резистора R10 аналогичны размерам резистора R8
Расчет резистора R3, R6,
Резистивная паста:
ПР – 20К (rS= 20000 Ом/; P0= 50 мВт/мм2 )
Принимаем для всех резисторов мощность рассеяния P=0,125 Вт.
Длина резистора прямоугольной формы должен быть не меньше одной из двух величин:
где lтехн – минимальная длина резистора, обусловленная возможностями толстопленочной технологии; lтехн = 0,8 мм
Длина резистора определяется из условия выделения заданной мощности:
где Кр – коэффициент запаса мощности, учитывающий подгонку резистора:
Отсюда следует, что Кр = 1.1.
Согласно сказанному выше выбираем длину резистора R3 равной lрасч = 1.7 мм.
Расчетная ширина резистора определяется по формуле:
Длина резистора с учетом перекрытия с контактными площадками:
где е = 0,2мм – минимальный размер перекрытия,
Площадь резистора определяется по формуле:
Размеры резистора R6 аналогичны размерам резистора R3
Расчет резистора R9,
Резистивная паста:
ПР-20К(rS= 20000 Ом/; P0= 50 мВт/мм2)
Принимаем для всех резисторов мощность рассеяния P=0,125 Вт.
Ширина резистора прямоугольной формы должна быть не меньше наибольшего значения одной из двух величин:
где bтехн – минимальная ширина резистора, обусловленная возможностями толстопленочной технологии; bтехн = 0,8
Ширина резистора из условия выделения заданной мощности:
где Кр – коэффициент запаса мощности, учитывающий подгонку резистора:
Отсюда следует, что Кр =1+0.1=1.1
Согласно сказанному выше выбираем ширину резистора R9 равной bрасч = 0,8 мм.
Расчетная длина резистора определяется по формуле:
Для резистора R9 lиспр =3,7мм
Длина резистора с учетом перекрытия с контактными площадками:
где е = 0,2мм – минимальный размер перекрытия,
Площадь резистора определяется по формуле:
Для третьей группы:
По рассчитанному значению оптимального удельного сопротивления выбираем пасту с удельным сопротивлением, ближайшим к оптимальному:
для второй группы выбираем пасту ПР – 100 с удельным сопротивлением 100 Ом;
Определим коэффициенты формы резисторов по формуле:
1)для резистора R2 ,R13 : Кф7 = 51/100=0.51(резистор прямоугольной формы (0.1<=Кф3<=1)
2)для резистора R4 : Кф8 = 22/100=0.22(резистор прямоугольной формы (0.1<=Кф3<=1)
3)для резистора R12 : Кф9 = 820/100=8,2(резистор прямоугольной формы (1<Кф3<10)
Осуществим расчёты:
Расчет резистора R2 ,R13
Резистивная паста:
ПР – 100 (rS= 100 Ом/; P0= 50 мВт/мм2)
Принимаем для всех резисторов мощность рассеяния P=0,125 Вт.
Длина резистора прямоугольной формы должен быть не меньше одной из двух величин:
где lтехн – минимальная длина резистора, обусловленная возможностями толстопленочной технологии; lтехн = 0,8 мм
Длина резистора определяется из условия выделения заданной мощности:
где Кр – коэффициент запаса мощности, учитывающий подгонку резистора:
Отсюда следует, что Кр = 1.1.
Согласно сказанному выше выбираем длину резистора R2 равной lрасч = 1.2 мм.
Расчетная ширина резистора определяется по формуле:
Длина резистора с учетом перекрытия с контактными площадками:
где е = 0,2мм – минимальный размер перекрытия,
Площадь резистора определяется по формуле:
Размеры резистора R13 аналогичны размерам резистора R2
Расчет резистора R4
Резистивная паста:
ПР – 100 (rS= 100 Ом/; P0= 50 мВт/мм2)
Принимаем для всех резисторов мощность рассеяния P=0,125 Вт.
Длина резистора прямоугольной формы должен быть не меньше одной из двух величин:
где lтехн – минимальная длина резистора, обусловленная возможностями толстопленочной технологии; lтехн = 0,8 мм
Длина резистора определяется из условия выделения заданной мощности:
где Кр – коэффициент запаса мощности, учитывающий подгонку резистора:
Отсюда следует, что Кр = 1.02.
Согласно сказанному выше выбираем длину резистора R4 равной lрасч = 0,7 мм.
Т.к толстопленочная технология не может позволить изготовление резистора такой толщины, то резистор R4 будет исполнен в виде навесного элемента.
Расчет резистора R12,
Резистивная паста:
ПР – 100 (rS= 100 Ом/; P0= 50 мВт/мм2)
Принимаем для всех резисторов мощность рассеяния P=0,125 Вт.
Ширина резистора прямоугольной формы должна быть не меньше наибольшего значения одной из двух величин:
где bтехн – минимальная ширина резистора, обусловленная возможностями толстопленочной технологии; bтехн = 0,8
Ширина резистора из условия выделения заданной мощности:
где Кр – коэффициент запаса мощности, учитывающий подгонку резистора:
Отсюда следует, что Кр =1+0.1=1.1
Т.к толстопленочная технология не может позволить изготовление резистора такой толщины, то резистор R12 будет исполнен в виде навесного элемента.
ТАБЛИЦА:
| резистор | Номинал КОм | L мм | L полн | B мм |
S мм2 |
| R1,R11 | 2,2 | 1,4 | 1,8 | 2 | 3,6 |
| R2,R13 | 0,051 | 1,2 | 1,6 | 2,4 | 3,84 |
| R3,R6 | 20 | 1,7 | 2,1 | 1,7 | 3,57 |
| R5 | 5,1 | 2 | 2,4 | 1,3 | 3,12 |
| R7 | 6,8 | 2,4 | 2,8 | 1,2 | 3,36 |
| R8,R10 | 10 | 1,2 | 1,6 | 2,4 | 3,84 |
| R9 | 100 | 3,7 | 4,1 | 0,8 | 3,28 |
Вывод: в данных расчетах были приведены расчеты для трех групп резисторов, они должны наноситься по макс. габаритным параметрам для последующей подгонки. Если номиналы резисторов отличаются в одну сторону, то следует сначала провести отжег ГИС.
Расчет конденсаторов
Рабочее напряжение 12В,относительная погрешность изготовления конденсаторов 10%. Расчет конденсаторов на точность не проводят. Если точность изготовления конденсатора задана выше 15%, необходимо предусмотреть участок подгонки на верхней обкладке.
Выбираем диэлектрическую пасту ПД-1 для C2
Удельная ёмкость :С0=160пФ/см2
Выбираем диэлектрическую пасту ПК1000-30 для C6,C15
Удельная ёмкость :С0=3700пФ/см2
Расчет С2
1)Определяем площадь верхней обкладки конденсатора.
2)Рассчитываем геометрические размеры верхней обкладки конденсатора. Для обкладок квадратной формы.
3)Вычисляем геометрические размеры нижней обкладки конденсатора.
,
где р=0.3 — перекрытие между нижней и верхней обкладками (по таблице 1.5)
4)Определяем геометрические размеры диэлектрика.
где f=0.2 — перекрытие между нижней обкладкой и диэлектриком (по таблице 1.5).
5)Вычисляем площадь, занимаемую конденсатором на плате.
Расчет С15
1)Определяем площадь верхней обкладки конденсатора.
2)Рассчитываем геометрические размеры верхней обкладки конденсатора. Для обкладок квадратной формы.
3)Вычисляем геометрические размеры нижней обкладки конденсатора.
,
где р=0.3 — перекрытие между нижней и верхней обкладками (по таблице 1.5)
4)Определяем геометрические размеры диэлектрика.
где f=0.2 — перекрытие между нижней обкладкой и диэлектриком (по таблице 1.5).
5)Вычисляем площадь, занимаемую конденсатором на плате.
Расчет С6
1)Определяем площадь верхней обкладки конденсатора.
2)Рассчитываем геометрические размеры верхней обкладки конденсатора. Для обкладок квадратной формы.
3)Вычисляем геометрические размеры нижней обкладки конденсатора.
,
где р=0.3 — перекрытие между нижней и верхней обкладками (по таблице 1.5)
4)Определяем геометрические размеры диэлектрика.
где f=0.2 — перекрытие между нижней обкладкой и диэлектриком (по таблице 1.5).
5)Вычисляем площадь, занимаемую конденсатором на плате.
Вывод: в данных расчетах были приведены расчеты для двух групп конденсаторов, они должны наноситься по макс. габаритным параметрам для последующей подгонки.
Выбор корпуса
Корпус предназначен для защиты микросхемы от механических и других воздействий дестабилизирующих факторов (температуры , влажности , солнечной радиации, пыли, агрессивных химических и биологических сред и т.д.)
Конструкция корпуса должна удовлетворять следующим требованиям: надежно защищать элементы и соединения микросхемы от воздействий окружающей среды и, кроме того, обеспечивать чистоту и стабильность характеристик материалов, находящихся в непосредственном соприкосновении с кристаллом полупроводниковой микросхемы или платой гибридной микросхемы, обеспечивать удобство и надёжность монтажа и сборки микросхемы в корпус; отводить от неё тепло; обеспечивать электрическую изоляцию между токопроводящими элементами микросхемы и корпусом; обладать коррозийной и радиационной стойкостью; обеспечивать надежное крепление, удобство монтажа и сборки корпусов в составе конструкции ячеек и блоков микроэлектронной аппаратуры, быть простой и дешёвой в изготовлении, обладать высокой надёжностью.
Так как наша микросхема будет использоваться в военной промышленности, то целесообразней выбрать корпус. Этот тип корпуса способен обеспечить работу микросхемы в широком диапазоне температур, а так же способен защитить от различного рода физических и химических воздействий. Корпус будет заполнен инертным газом, для предотвращения коррозии. Корпус будет иметь прямоугольную форму, выводы будут располагаться по двум сторонам корпуса.
Заключение
В ходе выполнения курсовой работы были освещены вопросы конструирования и производства толстоплёночных гибридных интегральных схем (ГИС):
Порядок расчёта толстоплёночных пассивных компонентов, в частности: толстоплёночные резисторы и толстоплёночные конденсаторы.
Были изучены материалы, с помощью которых изготавливаются толстоплёночные ГИС, в частности пасты (фритты) для получения: материалы для плат, проводящих слоёв, резистивных элементов, плёночных конденсаторов.
Технологический процесс изготовления толстоплёночных ГИС, в частности: нанесение паст их последующая термообработка, установка выводов, установка полученной платы с выводами в корпус. Также были изучены наиболее применяемые типы корпусов.
Список литературы
Коледов Л.А. - Конструирование и технология микросхем. М.: Высшая школа, 1984.
В.Г. Барышев, А.А. Столяров Методические указания. Издательство: КФ МГТУ 1987г.
А.В. Нефедов, В.И. Гордеева – Отечественные полупроводниковые приборы и их зарубежные аналоги. М.: Радио и связь, 1990.
Диоды, тиристоры, транзисторы и микросхемы широкого применения. Справочник. / Б. Ф. Бессарабов, В. Д. Федюк, Д. В. Федюк – Воронеж: ИПФ “Воронеж”, 1994 г.
Разработка и оформление конструкторской документации РЭА: Справ. пособие/ Э. Т. Романычева, А. К. Иванова, А.С. Куликова, Т. П. Новикова. – М.: Радио и связь, - 1984. – 256 с., ил.
Березин А.С., Мочалкина О.Р. Технология и конструирование интегральных микросхем. - М.: Радио и связь, 1983.
Пономарёв М.Ф. Конструкции и расчёт микросхем и микроэлементов ЭВМ. М.: Радио и связь, 1982.
Конструирование и расчёт больших гибридных интегральных схем, микросборок и аппаратуры на их основе. Под ред. Б.Ф. Высоцкого, М.: Радио и связь, 1981.
fips/