Расчет геометрических размеров пленочных элементов ИМС

Расчет пленочных резисторов

Конструктивно пленочный резистор представляет собой резистивную пленку, нанесенную на соответствующую подложку и состыкованную с контактными площадками. Исходными данными для расчета тонкопленочных резисторов являются схемо­технические данные и данные по материалам (см. табл. 1.1).

Цель расчета – определение геометрических размеров и формы тонкопленочных резисторов, обеспечивающих получение резисторов с воспроизводимыми и стабильными параметрами.

Производится расчет коэффициента формы К_ф для определения степени сложности геометрической конфигурации резисторов. Величина К_ф рассчитывается по формуле:

(1.1.1)

Для R1:

Для R2:

Так как у первого и второго резисторов , то осуществляется расчет резистора формы типа «меандр» (рис. 1.1.1)

Рисунок 1.1.1 – Резистор формы типа «меандр»

Расчет ширины резистора осуществляется по формуле:

где:

P_i - мощность рассеяния резистора (14 мВт);

Р₀ - удельная мощность рассеяния материала пленки резистора (см. табл. 1.2).

Для R1:

Для R2:

Определение расчетной ширины b_расч резистора по формуле:

где: – величина, обусловленная технологическими ограничениями

где: – погрешности, вызванные точностью изготовления геометрических контуров пленки, которые при масочном методе изготовления составляют ±10 [мкм].

- допустимая погрешность коэффициента формы резистора, которая определяется из выражения:

где: погрешность номинала Ri. Берется из исходных данных.

- погрешность воспроизведения удельного поверхностного сопротивления;

- погрешность сопротивления контактов;

- относительное изменение сопротивления, рассчитывается по формуле:

где: коэффициент старения, характеризует временную нестабильность сопротивления, исходные данные (см. табл. 1.2), - время эксплуатации.

- относительная температурная погрешность, рассчитывается по формуле:

где: - температурный коэффициент сопротивления TKR, (см. табл. 1.2), Δ Т= Т_В– Т_Н =30-(-30)= 60 - интервал рабочих температур.

Для R1:

Для R2:

Определение оптимального числа звеньев n_опт «меандра»:

Значение n_опт рассчитывается, исходя из условия минимизации площади S_Ri «меандра». Минимальное значение S_Ri достигается при меандре квадратной формы, когда выполняются условия А=В и а = b_расч. В этом случае:

Для R1: звена

Для R2: звена

Расчет шага t одного звена меандра, вычисляется по следующей формуле:

Для R1:

Для R2:

Определение габаритного размера А.

Значение А рассчитывается по формуле:

Для R1:

Для R2:

Расчет уточненного габаритного размера В=В₀.

Необходимость корректировки размера В вызвана следующими причинами. Величина В получена в предположении, что общая длина l резистивной пленки, свернутой в виде меандра и обеспечивающей достижение номинала сопротивления Ri, равна длине вытянутой прямоли­нейной полоски, т.е. I = b_расч К_ф. На самом деле, при свертывании прямолинейной полоски в меандр общее сопротивление резистивной пленки увеличивается из-за увеличения сопротивления R_H в местах прямоугольных изгибов. В связи с этим сопротивление меандра R_im превышает заданное номинальное значение сопротивления R_i в связи с чем возникает необходимость в изменении геометрических размеров меандра. Корректировка осуществляется за счет изменения параметра В, оставляя неизменными ширину b_расч. резистивной пленки и размер А.

Уточненное значение размера В₀ определяется по следующей формуле:

где B=A – рассчитывается по формуле (1.1.10); m_и = 2n_опт.- 1 – число прямоугольных изгибов; R_и= 2, 55ρ _s – сопротивление одного прямоугольного изгиба.

для R1: m_и = 2*n_опт.- 1=2·4-1=7

для R2: m_и = 2n_опт.- 1=2·3-1=5

Расчет длины резистивной пленки меандра:

для R1:

для R2:

Определение полной длины резистивной пленки:

где e – размер перекрытия контактной площадкой резистивной пленки выбирается из технологических ограничений (е ≥ 200).

для R1:

для R2:

Расчет габаритной площади S_г, занимаемой меандром.

для R1:

для R2:

Определение площади S_Ri резистивной пленки:

для R1:

для R2:

Мощность рассеяния P_Ri резистором:

где - удельная мощность рассеяния материала резистивной пленки, значение которой берется из табл. 1.2.

Для R1:

Для R2:

Определение коэффициента К_З запаса по мощности:

Для R1:

Для R2:

 

Для всех резисторов , следовательно, все резисторы удовлетворяют исходным требованиям минимально допустимой мощности рассеяния.

Определим общую площадь резисторов ИМС:

Общая площадь S_RIрезисторов, расположенных на подложке ИМС, рассчитывается по формуле:

где I - количество резисторов на подложке.

На подложке расположены резисторы R1, R2

После произведенных расчетов резисторы, расположенные на подложке ИМС, изображены на рис. 1.1.2 (масштаб 20: 1):

Рисунок 1.1.2 – Резисторы, расположенные на подложке

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. I Межрегионального фестиваля фольклора среди художественных коллективов русской самобытной культуры «Веселая карусель», посвященный Году гостеприимства в Республике Тыва.
2. I. Происхождение готов. Жизнь готов в Южной России. Нападения на Римскую империю.
3. II. Проблемы миграций. Отношение Атаульфа к Римской империи. Римляне и вестготы. Состав племени. Королевская власть. Христианизация вестготов.
4. А. Расчёт железобетонных элементов по первой группе
5. Анализ состояния оборудования, эффективности работы элементов технологической схемы
6. Анализ уровней элементов системы коммерческой логистики
7. Арт-терапевтические шкалы формальных элементов.
8. В XVIII веке до и. э. в Египет вторглись азиатские племена — гиксосы, которые владели страной до 1580 года. Египтяне заимствовали у них боевую колесницу.
9. В ЗАДАННОМ БАЗИСЕ ЛОГИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ
10. В чем наше благо? Избранные мысли римского мудреца.
11. Векторный тип объектов, которые основаны на определении пространственных размеров
12. Величины заряда ядра атомов этих элементов.