4.4.7 Материалы толстоплёночных конденсаторов

Электрофизические свойства рекомендуемых к применению в толстоплёночных микросхемах конденсаторных и изолирующих паст приведены в таблице 4.11.

Таблица 4.11 — Параметры диэлектрических паст

Марка пасты	Толщина, мкм	Суд, пФ/см^2	tgδ, 10^–3 1,5 МГц	Uпр, B	ТКЕ, К^–1,10^–4	Назначение
ПК-1000 -30	40–60	3700	3,5	150	± 3,5	Диэлектрик С, изоляция проводников
ПК-12	40–60	10000	3,5	150	± 3,5	Диэлектрик С
ПД-1	40–70	160	2	500	–	Межслоевая изоляция
П Окончание табл. 4.11 Д-2	50–60	220	3	500	–	Межслоевая изоляция
ПД-3	30–50	–	2	–	–	Защитный слой по слою ПД-1
ПД-4	30–50	–	3	–	–	Защитный слой по слою ПД-2
Цемент СЦ-273	30–50	  = 17	2,5	300	–	Межслоевая изоляция
Цемент СЦ-45	30–50	 =  = (7–8)	3	300	–	Межслоевая изоляция

Согласно табличным данным, параметры конденсаторных паст по большинству параметров сопоставимы, различаясь значением удельной ёмкости. Температура вжигания изолирующих паст сопоставима с температурой вжигания проводящих паст. Нижнюю обкладку необходимо исполнять с более высокой температурой вжигания, а верхнюю — с более низкой.

4.4.8 Проектирование толстоплёночных конденсаторов

Толстоплёночные конструкции конденсаторов, как и резисторов, отличаются в связи со специфическими ограничениями технологии формирования слоёв. Вследствие значительного производственного разброса удельной ёмкости не имеет смысла вводить ограничения на размеры иначе, чем по критериям электрической прочности и ожидаемого минимального значения ёмкости. Подгонка ёмкости для толстоплёночных конденсаторов также мало эффективна. Вместе с тем толстоплёночные конденсаторы могут быть встроены в конструкции толстоплёночных ГИМС в качестве блокировочных или разделительных элементов, когда требуемые номиналы технологически достижимы и позволяют исключить однотипные компоненты. К проектированию толстоплёночных конденсаторов исходными данными являются функциональные параметры:

• номинальная емкость конденсатора С, пФ;

• рабочее напряжение Upaб, В.

Технологические ограничения:

• по погрешностям линейных размеров ∆В, мкм;

• по погрешностям совмещения ∆С, мкм;

• по толщине паст h, мкм;

По параметрам паст, согласно таблицам 4.10, 4.6, 4,7.

Последовательность проектирования:

• в зависимости от диапазона номинальных значений ёмкости выбирается диэлектрическая паста ПК-1000-30 или ПК-12 из табл. 4.10 и проводящие пасты нижней и верхней обкладок из таблицы 4.6;

• определяется площадь верхней обкладки конденсатора:

S = C/Cуд.

Для обкладок квадратной формы определяются линейные размеры верхней обкладки:

Ав = Bв = √S

и геометрические размеры нижней обкладки конденсатора:

Ан = Вн = Ав + 2∙p,

где р — перекрытие между нижней и верхней обкладками.

Определяются геометрические размеры диэлектрика между обкладками:

А_Д = В_Д = Ан + 2∙f,

где f — перекрытие между нижней обкладкой и диэлектриком. Размеры перекрытий p и f принимаются в соответствии с нормами, представленными в таблице 4.9. Размеры окон шаблонов для учёта растекания паст (для обкладок) должны быть уменьшены на (1–2) толщины пасты после вжигания, подобно тому как это принималось в проектировании толстоплёночных резисторов.

Оценка потерь в толстоплёночном конденсаторе выполняется по формуле (4.47) с учётом (4.44). Для повышения добротности при прочих равных условиях следует уменьшать отношение размеров А/В. В формообразовании топологических областей конденсаторов следует учитывать направленность нанесения слоёв через сеточные трафареты, как это оговаривалось для конструкций резисторов.