мм;
6. Находим реальную длину контактного перехода:
Остальные резисторы данной группы удовлетворяют этому условию.
Расчет контактных переходов для резисторов второй группы
1. Исходные данные для высокоомных резисторов: , где
Rн - номинальное сопротивление резистора;
- относительная погрешность контактирования;
- удельное поверхностное сопротивление;
bmin - минимальная ширина резистора;
2. Рассчитаем максимально допустимое значение сопротивления контактного перехода:
Ом;
3. Рассчитаем сопротивление контактного перехода:
Ом;
4. Проверка условия:
Rк доп должно быть больше, чем Rк п. Условие соблюдается.
5. Находим минимальную длину контактного перехода:
мм;
6. Находим реальную длину контактного перехода:
Остальные резисторы данной группы удовлетворяют этому условию.
Расчет геометрических размеров тонкопленочных конденсаторов, выполненных методом свободной маски (МСМ)
1. Исходные данные:
а). конструкторские: , где
Cн - номинальная емкость конденсатора;
gC - относительная погрешность номинальной емкости;
Up- рабочее напряжение на конденсаторе;
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 удельной емкости.
2. Выбор материала диэлектрика:
В качестве материала диэлектрика будем использовать “СТЕКЛО ЭЛЕКТРОВАКУУМНОЕ”. Характеристики этого материала приведены в таблице:
Таблица 10. Материал диэлектрика конденсатора
Материал
С0, пФ/мм2
e
tg d
Eпр, В/мкм
aс, 10-4
S, %/1000ч
Стекло электровакуумное С41-1
НПО.027.600
100 - 300
5 - 6
0,002 -
0,005
200 - 400
2
1,5
3. Определение толщины диэлектрика:
мкм, где
Кз - коэффициент запаса, необходимый для обеспечения надежностных характеристик и равный 2 - 4. Примем Кз = 2.
4. Определение удельной емкости по рабочему напряжению:
5. Определение коэффициента формы конденсатора:
Для большей компактности микросхемы выберем коэффициент формы конденсатора равным двум. Конденсатор такой формы удобнее разместить на подложке, чем квадратный.
Кф = 2;
6. Определение относительной погрешности старения:
, где
tисп - время испытания за которое определен коэффициент старения S;
tисп = 1000 часов.
7. Определение относительной температурной погрешности:
=0,0002(150-20)=0,026
8. Вычисление относительной погрешности:
= 0,23-0,115-0,026-0,075 = 0,014;
9. Определение удельной емкости по относительной погрешности:
;
10. Определение вида конденсатора:
Результаты расчета показали, что конденсатор будет изготавливаться неподстраиваемым. Это наиболее оптимальный вид конденсатора.
11. Выбор удельной емкости:
Удельная емкость выбирается из следующего соотношения:
и удовлетворять диапзону самого материала.
С0 = 300 пФ/мм2
12. Определение площади перекрытия обкладок:
S = Cн/C0 =3800/300 = 12,7 мм2;
13. Определение размеров верхней обкладки:
;
;
14. Определение размеров нижней обкладки:
;
;
15. Определение размеров диэлектрика:
;
;
16. Определение площади, занимаемой конденсатором:
мм2.
На этом расчет конденсатора закончен. Конденсатор получился неподстраиваемым. Вследствие этого его размеры минимальны, что позволит расположить его на подложке компактно и с наибольшей степенью интеграции.
Расчет конденсаторов закончен !
Выбор и обоснование топологии
1. Выбор топологии производится на основе принципиальной электрической схемы данной микросхемы;
2. Выбран вариант технологического процесса - метод свободной маски;
3. Перечень конструкторских и технологических ограничений:
Оборудование имеет шесть позиций:
- низкоомные резисторы и подслой для контактных площадок
- высокоомные резисторы
- нижняя обкладка конденсатора и соединительные проводники
- диэлектрик конденсатора
- верхняя обкладка конденсатора и контактные площадки
- защитный слой;
4. Ограничение перечня элементов в пленочном исполнении;
5. Произведен расчет геометрических размеров элементов;
6. Определение необходимой площади подложки:
, где Кзап=0,5-0,75
Из перечня стандартных размеров выбираем подходящие размеры подложки . Исходя из проведенных расчетов выберем подложку с размерами 12x20 мм.
7. При проведении граф-анализа данной схемы установлено, что все пленочные и навесные элементы расположены в плоскости, и схема их соединений удовлетворяет всем конструкторским и технологическим требованиям.
Граф - анализ электрической принципиальной схемы
Рис. 3. Граф - схема
Топология
