- •1. Описание работы схемы.
- •2. Технические условия на проектирование
- •3. Конструктивный расчет тонкопленочных резисторов.
- •3.1 Расчет резистора r1:
- •4. Расчет тонкопленочных конденсаторов.
- •4.1 Росчет конденсаторов.
- •4.3. Расчет добротности конденсаторов
- •5. Расчет сопротивлений контактных переходов
- •6.Расчет паразитных связей
- •7. Выбор и обоснование навесных элементов гис
- •8. Разработка топологии
- •9. Выбор корпуса микросхемы
- •10. Тепловой расчет микросхемы
- •10.1. Расчет температуры эксплуатации разрабатываемой имс.
- •11. Технология изготовления
- •12. Выбор способа проверки герметизации
- •Заключение
- •Список используемой литературы
ПТЭС
432410.001
ПЗ
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подп.
Дата
Содержание
Введение…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….2
Описание схемы………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………3
Технические условия на проектирование………………………………………………………………………………………………………...4
Конструктивный расчет тонкопленочных резисторов …………………………………………………………………………….5
Расчет резистора…………………………………………………………………………………………………………………………………………………7
Расчет тонкопленочных конденсаторов…………………………………………………………………………………………………………..9
Расчет конденсаторов……………………………………………………………………………………………………………………………………..10
Расчет добротности конденсаторов………………………………………………………………………………………………………..13
Расчет сопротивлений контактных переходов…………………………………………………….…………………………………….14
Расчет паразитных связей…………………………………………………………………………………………………………………………………….16
Выбор и обоснование навесных компонентов ГИС………………………………………………………………………………………17
Разработка топологии……………………………………………………………………………………………………………………………………………..18
Выбор корпуса микросхемы…………………………………………………………………………………………………………………………………….19
Тепловой расчет микросхемы……………………………………………………………………………………………………………………………….20
Технология изготовления………………………………………………………………………………………………………………………………………24
Выбор способа проверки герметизации………………………………………………………………………………………………………….25
Заключение…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….26
Библиографический список…………………………………………………………………………………………………………………………………………..27
Введение.
ИМС - это конструктивно законченное изделие электронной техники, выполняющее определенную функцию преобразования информации и содержащее совокупность электрически связанных между собой электрорадиоэлементов (ЭРЭ), изготовленных в едином технологическом цикле.
По способу изготовления различают полупроводниковые и пленочные ИМС. В полупроводниковых ИМС все ЭРЭ и часть меж соединений сформированы в приповерхностном слое полупроводниковой (обычно кремниевой) подложки. В пленочных ИМС пассивные ЭРЭ изготовлены в виде совокупности тонких (менее 1 мкм) или толстых (10-50 мкм) пленок, нанесенных на диэлектрическую подложку. Гибридные ИМС (ГИС) представляют собой комбинацию пленочных пассивных ЭРЭ с миниатюрными бес корпусными дискретными, активными приборами (полупроводниковыми ИМС, транзисторами, диодами), расположенных на общей диэлектрической подложке. ЭРЭ, которые являются неотъемлемой составной частью ИМС и не могут быть выделены из нее как самостоятельное изделие, называют элементами ИМС, а дискретные активные ЭРЭ ГИС - навесными компонентами (или просто компонентами), подчеркивая тем самым что их изготавливают отдельно в виде самостоятельных приборов, которые могут быть приобретены изготовителем ГИС как покупные изделия. В отличие от дискретных компонентов элементы ИМС называют интегральными. В совмещенных ИМС, активные ЭРЭ выполняют в приповерхностном слое полупроводникового кристалла (как у полупроводниковой ИМС), а пассивные нанесены в виде пленок на покрытую диэлектриком поверхность того же кристалла (как у пленочной ИМС).
Развитие технологии ИМС оказало большое влияние на конструкции и производство РЭА. Технология изготовления ИМС представляет собой совокупность механических, физических, химических способов обработки различных материалов (полупроводников, диэлектриков, металлов), в результате которой создается ИМС.
1. Описание работы схемы.
Данная схема предназначена для усиления входного сигнала. Ее принципиальная схема приведена на рис. 1.
Рис. 1.
Схема обладает следующими характеристиками:
напряжение питания = 9 В;
рабочая частота =5…7 МГц;
коэффициент усиления не менее 48 дБ;
2. Технические условия на проектирование
Требования к электрическим параметрам и режимам.
Согласно справочной информации, напряжение питания ИМС 9В. [1]
Тип производства – серийное
Климатическое исполнение РЭА – О.
Категория РЭА – 4.
Группа РЭА – 9.
2.1. Требования к конструкции.
Габаритные и присоединительные размеры, внешний вид и масса ИМС должны соответствовать установленным требованиям. Бескорпусные ИМС должны быть стойкими к процессу сборки.
2.2. Требования к устойчивости при механических воздействиях.
ИМС должна сохранять параметры в пределах норм в процессе и после воздействия механических нагрузок:
вибрация с частотой 1-35 Гц;
максимальное ускорение 0,5g;
многократные удары длительностью 2-15 мс с ускорением 15g;
линейное с максимальное ускорение 25-2000g.
2.3. Требования к устойчивости при климатических воздействиях.
ИМС должна сохранять параметры в пределах норм в процессе и после воздействий на нее следующих климатических факторов:
температура воздуха в пределах -25 … +45 C;
относительная влажность воздуха 98%
2.4. Требования к надежности.
Время наработки на отказ 15000 ч.
Интенсивность отказов не должна превышать 1010 -4 ч -1.
3. Конструктивный расчет тонкопленочных резисторов.
3.1. Исходные данные для расчета:
R1=10 кОм, R2=15,1 кОм, R3=15,1 кОм, R4=5,1 кОм, R5= 5,1 кОм. Допуск на номинал: Ri = 20%
Напряжение питания U = 9В;
Мощность P, рассеиваемая каждым резистором (табл. 4.1.1), определяется:
Pi=Ui 2/Ri.
Табл. 4.1.
Резистор |
Номинальное сопротивление, Ом |
Ток, мА |
Рассеиваемая мощность, мВт |
R1 |
10000 |
1,74 |
4,02 |
R2 |
15100 |
1,83 |
5,87 |
R3 |
15100 |
1,75 |
5,06 |
R4 |
5100 |
1,54 |
3,51 |
R5 |
5100 |
1,37 |
3,07 |
Найдем оптимальное с точки зрения минимума площади под резисторами ГИС сопротивление квадрата резистивной пленки, по формуле:
(3.2.1)
Sопт =1,028* 104 Ом/
По таблице 3.4 [3] в качестве материала резистивной пленки выбираем сплав РС-3001 (ЕТО.021.019 ТУ).
Сплав РС-3001 (ЕТО.021.019 ТУ) имеет следующие параметры [3]:
удельное поверхностное сопротивление 0 = 100 Ом/;
допустимая удельная мощность рассеяния P0 = 4 мВт/мм 2;
температурный коэффициент сопротивления ТКR = 210 -4
Проверим правильность выбора материала с точки зрения точности изготовления резисторов. Для этого определим допустимую погрешность по формуле:
К доп = R - s - Rст - Rt - Rк; (3.2.2)
где:
s=5% - погрешность воспроизведения удельного поверхностного сопротивления в условиях серийного производства [3];
Rст=3% - погрешность, обусловленная старением пленки для ГИС [3];
Rк - погрешность переходных сопротивлений контактов, этой погрешностью можно пренебречь [3];
Rt - температурная погрешность определяется формулой:
Rt = TKR (TMAX - 20C) (3.2.3)
Rt = 210 -4 (4 - 20C) = 1,6%
К доп = 10 - 5 – 1,73 = 3,27%
Допустимая погрешность неотрицательна, значит выбранный материал резистивной пленки подходит [3].
Определим форму резисторов, для этого рассчитаем значение коэффициента формы КФ:
КФ = R / Sопт (3.2.4)
КФ (R1) = 10000 Ом / 1,028* 104 Ом = 0,97
КФ (R2,R3) = 15100 Ом / 1,028* 104 Ом = 1,47
КФ (R4,R5) = 5100 Ом / 1,028* 104 Ом = 0,5
Резисторы целесообразно делать прямоугольной формы