26027-1 (588371), страница 3
Текст из файла (страница 3)
В данной схеме для этих целей наиболее целесообразно использовать алюминий А99 (ГОСТ 11069-58) с подслоем нихрома Х20Н80 (ГОСТ 2238-58)
| Толщина подслоя (нихром Х20Н80): | 0.01-0.03 |
| Толщина слоя (алюминий А99): | 0.3-0.5 |
| Удельное поверхностное сопротивление s, Ом/: | 0.1-0.2 |
Преимущество алюминия, как проводникового материала, состоит в том, что он дешевле многих других материалов.
2.2.5 Выбор материала для защиты
Для создания защитного слоя в данной схеме наиболее целесообразно использовать окись кремния SiO2, имеющий следующие параметры:
| Удельная емкость С0, пФ/мм2: | 100 |
| Удельное объемное сопротивление V, Омсм: | 11013 |
| Электрическая прочность Eпр, В/см: | 6105 |
2.3 Выбор и обоснование метода создания заданной конфигурации элементов
При изготовлении данной микросхемы целесообразно использовать способ получения конфигурации при помощи свободной маски, так как допуски на номинал не превышают 20%.
В зависимости от способа нанесения пленки, свойств материала пленки, требований по точности, плотности размещения элементов и других факторов, выбирают метод свободной (съемной) или контактной маски.
Метод свободной (съемной) маски основан на экранировании части подложки от потока частиц напыляемого вещества с помощью специального трафарета — съемной маски, которая с высокой точностью повторяет спроектированную топологию тонкопленочной структуры.
Маску называют съемной, потому что она изготавливается и существует отдельно от подложки. Съемная маска — это тонкий экран из металлической фольги с отверстиями, очертания и расположение которых соответствуют требуемой конфигурации напыляемой пленки. При напылении пленочных элементов маску закрепляют в маскодержателе, который обеспечивает плотный прижим и ее фиксированное положение по отношению к подложке.
В промышленных условиях наибольшее распространение получили биметаллические маски. Такие маски представляют собой пластину толщиной 80-100мкм из бериллиевой бронзы, покрытую с одной или двух (для трехслойных масок) сторон тонким слоем никеля (10-20мкм). Бронзовая пластина служит механическим основанием, конфигурация достигается за счет рисунка в слое никеля.
Биметаллические маски рассчитаны на многократное применение. Обычно они выдерживают около ста циклов напыления пленок, после чего подлежат замене.
Схема изготовления тонкопленочной интегральной микросхемы с помощью свободных масок представлена на рис. 4
Схема изготовления тонкопленочной интегральной микросхемы с помощью свободных масок
A B
1
2
3
4
5 
6
A - свободная маска; B - подложка
1,2 — напыление резисторов, проводников и контактных площадок
3-6 — напыление слоев конденсатора и защитной пленки
Рис. 4
2.4 Выбор компонентов
В данной схеме 4 активных компонента: транзисторы VT1...VT4.
Для реализации данной схемы наиболее подходят по параметрам безкорпусные маломощные биполярные транзисторы КТ359А.
Основные параметры:
| Тип проводимости: | n-p-n |
| Максимальный ток коллектора Iк max, мА: | 20 |
| Максимальная мощность в цепи коллектора Pк max, мВт: | 15 |
| Постоянное напряжение коллектор-эмиттер при Rэб10 кОм Uкэ, В: | 15 |
| Коэффициент усиления по току в схеме с общим эмиттером h21э: | 50-280 |
| Диапазон рабочих температур, C | -5085 |
Габаритные размеры, мм:
| a: | 0.75 |
| b: | 0.75 |
| L | не более 3 |
| H: | 0.34 |
Интервал рабочих температур: -5085 C
Масса не более 0.010г
Размеры контактных площадок зависят от способа получения конфигурации (для маски: внешние - 0.4 0.4 мм, внутренние 0.2 0.25 мм)
Способ установки на плату, габаритные и присоединительные размеры транзистора изображены на рис. 5
Способ установки на плату, габаритные и присоединительные размеры транзистора КТ359А
L
0.2
0.75
n 0.75 n + 0.2
m m + 0.2
H
Рис. 5
2.5 Разработка схемы соединений
Разработка коммутационной схемы соединений является составной частью топологического проектирования и включает в себя преобразование исходной электрической схемы с целью составления плана размещения элементов и соединений между ними на подложке микросхемы.
Основные принципы разработки: упрощение конфигурации электрической схемы для уменьшения числа пересечений и изгибов, получения прямых линий и улучшения субъективного восприятия, выделение на преобразованной схеме пленочных и навесных элементов, размещения на электрической схеме внутренних и периферийных контактных площадок.
Коммутационная схема представлена на рисунке 6.
Коммутационная схема
Б1 К2 Б4 К3
C3 C1
К1 R3 C2 C4 R6
K4 R1 R7 R2
R5 R4 R8 R9
Э2 Б2
Э4 Э1 Э3 Б3
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Рис. 6
2.6 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.
Для микросхем серии K224 используется используется мателло-стекляный корпус типа «Трап», так он имеет необходимое количество выводов и удовлетворяет всем необходимым требованиям.Данный корпус имеет прямоугольную форму. Все 9 выводов расположены в один ряд по одной стороне.
Некоторые параметры корпуса представлены ниже:
масса - 3.0 г;
мощность рассеивания при Т=20С - 2 Вт
метод герметизации корпуса - аргонодуговой.
3. РАСЧЕТНЫЙ РАЗДЕЛ
3.1 Методика расчета пассивных элементов
3.1.1 Методика расчета тонкопленочных резисторов
Конструктивный расчет тонкопленочных резисторов сводится к определению формы, геометрических размеров и минимальной площади, занимаемой резисторами на подложке.
Определяем оптимальное значение сопротивления квадрата резистивной пленки: 
Для реализации пленочных резисторов выбираем резистивный материал с удельным сопротивлением, близким к расчетному.
Для резисторов R1..R3,R5..R9 (s.опт= 14.8 кОм/) наиболее целесообразно использовать резистивный материал кермет K50-C ЕТО.021.013 ТУ (s=10 кОм/, P0=2 Вт/см2, ТКR = -5 10-4 ).
Для резистора R4 (s опт = 150 Ом/) – нихром Х20Н80 ГОСТ 2238-58 (s = 50 Ом/, P0=2 Вт/см2, ТКR = -2.25 10-4)
Проводим проверку правильности выбранного материала с точки зрения точности изготовления резисторов.
Точность изготовления резистора зависит от погрешности Kф (Кф), от темпрературной погрешности (Rt), погрешности воспроизведения удельного сопротивления резистивной пленки (s), от погрешности старения (ст) и от погрешности сопротивления на переходных контактах (Rпк):
R = Кф + s + Rt + Rст + Rпк
Погрешность Кф определяет точность геометрических размеров резистора:
Кф = R - s - Rt - Rст - Rпк
Погрешность Кф зависит от погрешности геометрических размеров:
Погрешность воспроизведения удельного сопротивления зависит от условий нанесения пленки. В условиях стандартной технологии и серийного производства, s= 5%.
Температурная погрешность зависит от ТКR:
Rt = R (Tmax - 20C)
Погрешность старения зависит от материала пленки, защиты и условий эксплуатации:
Rст = 3%
Погрешность переходных контактов зависит от геометрических размеров контактных площадок и площади перекрытия их и резистивной пленки.
Rпк = 1%
Погрешность Кф для первого материала (кермет):
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
