0,23
0,115
Расчет геометрических размеров тонкопленочных резисторов, выполненных методом свободной маски (МСМ)
1. Исходные данные:
а). конструкторские: , где
Rн - номинальное сопротивление резистора;
gR - относительная погрешность номинального сопротивления;
Pн - номинальная мощность;
T°max C - максимальная рабочая температура МС;
tэкспл - время эксплуатации МС.
б). технологические: , где
Db(Dl) - абсолютная погрешность изготовления;
Dlустан - абсолютная погрешность совмещения трафарета;
- относительная погрешность удельного сопротивления.
2. Определяем диапазон , в котором можно вести расчет:
0,02 Rmax < < Rmin Þ 900 < < 500
Видим, что неравенство не выполняется, значит все эти резисторы изготовить из одного материала невозможно. Чтобы мы все же могли изготовить резисторы, надо разбить их на две группы и для каждой группы выбрать свой материал.
Таблица 5. Разбивка резисторов на группы
Первая группа
R1, R6, R7, R9, R10, R12, R13, R14, R16, R17, R18, R19 (500 - 4250 Ом)
Вторая группа
R2, R3, R4, R5, R8, R11, R15 (10 - 45 кОм)
Расчет резисторов первой группы.
1. Определяем диапазон , в котором можно вести расчет:
0,02 Rmax < < Rmin Þ 85 < < 500
Видим, что неравенство выполняется, следовательно эти резисторы выполняются из одного материала. Для того чтобы резисторы были как можно меньше выберем материал с как можно большим удельным поверхностным сопротивлением (). Остановим свой выбор на материале “МЛТ-3М”. Этот материал обладает следующими характеристиками:
Таблица 6. Материал для первой группы резисторов
№
Наименование
, Ом/€
a R , 1/°C
P0 , мВт/мм2
S, %/103 час
1
Сплав МЛТ-3М sК0,028,005,ТУ
200 -500
0,0002
10
0,5
Как уже говорилось, лучше взять как можно больше, т.е. в данном случае это =500. Этот материал обладает неплохими характеристиками, присущими резистивным материалам, а именно: низким ТКС (aR), низким коэффициентом нестабильности (старения) (S), хорошей адгезией и технологичностью.
2. Вычислим относительную температурную погрешность:
=0,0002(150-20)=0,026
3. Вычислим относительную погрешность старения:
, где
tисп - время испытания за которое определен коэффициент старения S;
tисп = 1000 часов.
4. Вычислим относительную погрешность контактирования:
= 0,01 - 0,03 Þ зададимся =0,01
5. Вычислим относительную погрешность формы:
gкф = gR - - - - = 0,2 - 0,1 - 0,026 - 0,025 -0,01=0,039;
6. Определение вида резистора (подстраиваемый или неподстраиваемый):
gкф > Db/ bmax , где bmax = 2 мм Þ gкф > 0,01 Þ резистор неподстраиваемый.
Предпочтение отдается неподстраиваемому резистору.
7. Вычислим коэффициент формы рассчитываемого резистора:
= 950/500 = 1,9;
8. Определение вида резистора (прямой или меандр):
Если коэффициент формы меньше 10, то резистор прямой, а если больше десяти, то резистор изготовляется в форме меандра. Предпочтение отдается прямому резистору. В данном случае резистор изготовляется прямым.
9. Определение ширины резистора по мощности рассеяния:
10. Определение основного размера по заданной точности:
, где Dl=Db=0,02 при условии, что коэффициент формы больше единицы.
11. Выбор основного размера:
Þ b = 0,78 мм
12. Определение длины резистора:
13. Проверка проведенных расчетов:
Ом Þ расчет выполнен правильно !
На этом этапе мы рассчитали первый резистор из первой группы (R1). Расчет остальных резисторов этой группы аналогичен и далее не приводится. Результаты расчета всех резисторов данной группы сведены в таблицу.
Таблица 7. Результаты расчета резисторов первой группы
Резистор
Кф
bmin g , мм
bmin p , мм
b, мм
l, мм
Вид резистора
R1
1,9
0,78
0,0086
0,78
1,48
Прямой, неподстр.
R6
1,9
0,78
0,0000053
0,78
1,48
Прямой, неподстр.
R7
8,5
0,57
0,02
0,57
4,85
Прямой, неподстр.
R9
1
1,03
0,086
1,03
1,03
Прямой, неподстр.
R10
6
0,60
0,03
0,60
3,60
Прямой, неподстр.
R12
1
1,03
0,15
1,03
1,03
Прямой, неподстр.
R13
2
0,77
0,03
0,77
1,54
Прямой, неподстр.
R14
7
0,59
0,39
0,59
4,13
Прямой, неподстр.
R16
7
0,59
0,0043
0,59
4,13
Прямой, неподстр.
