Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Контрольная работа по дисциплине. "Электроника ч.2"

"Электроника ч.2"

 

 

Работу выполнил студент: Высотский А.С.

Курс: II

Специальность: 210400.62

Шифр: 1150030109

 

Работу проверил:

 

 

Санкт-Петербург

2013 год

Задача: Разработать топологию безкорпусной тонкопленочной микросборки “Г-образный фильтр”. Построить принципиальную электрическую схему проектируемого фильтра, рассчитать геометрию тонкопленочных резисторов и конденсаторов, входящих в его состав, начертить эскиз топологии фильтра и разработать технологический процесс его изготовления.

Исходные данные:

Основание микросборки: ситалл марки СТ50-1

Фильтр:

• Нижних частот

• Частота среза: 10,1 кГц

• Число звеньев: 2

R: 2,4 кОм

P: 8 мВт

Uс: 7 В

Материал резисторов: тантал (удельное поверхностное сопротивление ρs - 500 Ом, удельная мощность рассеяния Руд - 2 Вт/см2)

Материал диэлектрика конденсаторов: моноокись германия (относительная диэлектрическая проницаемость ε - 10, электрическая прочность Епр - 7·105 В/см, тангенс угла диэлектрических потерь диэлектрика tgδ - 0.001)

Вариант технологии изготовления:

• Диэлектрика конденсаторов - термическое испарение

• Резистора - ионно-плазменное распыление

• Проводников, контактных площадок, обкладок конденсаторов - термическое испарение

 

ХОД РАБОТЫ

1. Принципиальная электрическая схема фильтра:

 

 

2. Произведём расчёт плёночных резисторов:

2.1 Найдём коэффициент формы резистора N, равный отношению длины резистора l к его ширине b из соотношения:

 

где R - номинальное значение сопротивления резисторов фильтра,

s - удельное поверхностное сопротивление материала резистивного слоя.

 

2.2 Найдём минимально допустимую площадь резистора Smin из соотношения:

 

где Р - мощность рассеивания резистора,

Руд - удельная мощность рассеивания материала резистивного слоя.

 

2.3 Найдём ширину резистора bmin, соответствующую его минимально допустимой площади, с учетом прямоугольной формы резистора, из соотношения:

 

2.4 Рабочая ширина резистора, bраб, выбирается с запасом в 20 - 30 % по отношению к минимальному значению. С учётом запаса примем рабочую ширину равной 0,4 мм

2.5 Найдём длину резистора lраб, соответствующую его рабочей ширине:

 

2.6 Определим запас по мощности рассеивания проектируемого резистора, для чего заданную мощность рассеивания резисторов фильтра сравним с максимально допустимой мощностью рассеивания резистора с размерами lраб и bраб, рассчитанную по формуле:

 

 

Вывод: Проектируемый резистор обладает запасом по мощности рассеивания.

 

3. Произведём расчёт номинальной ёмкости, толщины диэлектрика и площади верхней обкладки плёночных конденсаторов.

3.1 Найдём номинальную емкость конденсаторов фильтра С из условия равенства активного R и емкостного Rc сопротивлений на заданной частоте среза фильтра f :

 

где - циклическая частота, равная 2

3.2 Найдём рабочую толщину диэлектрика конденсаторов d, исходя из электрической прочности диэлектрика Епр и рабочего напряжения конденсаторов Uc, по формуле:

 

где k = 3 ... 4 - коэффициент, учитывающий дефектность (неидеаль- ность) диэлектрической пленки.

3.3 Найдём площадь верхней обкладки конденсатора Sв, определяющую ёмкость конденсатора С, из формулы ёмкости для плоского конденсатора с однослойным диэлектриком:

 

где 0 - диэлектрическая постоянная вакуума (0 = 8,8510-12 Ф/м);

- относительная диэлектрическая проницаемость конденсаторного диэлектрика;

S = Sв;

d - толщина диэлектрика конденсатора.

 

 

3.4 Определим тангенс угла диэлектрических потерь конденсатора из соотношения:

 

где tgд - тангенс угла диэлектрических потерь материала диэлектрика;

- удельное поверхностное сопротивление материала обкладок конденсатора (0,06 Ом для толщины обкладки 0,5 мкм);

и - сопротивление верхней и нижней обкладок конденсатора, соответственно; значения и рассчитываются из соотношений:

 

 

Исходя из расчётных данных площади верхней обкладки и правил топологического проектирования примем Вв = 5,5 мм, а Lв = 4,5 мм. Тогда с учётом тех же правил Вн = 5,55 мм и Lн = 4,55 мм.

 

 

3.5 Найдём добротность конденсатора:

4. Выберем типоразмер подложки. Выбор производится на основании предварительной оценки суммарной площади, занимаемой элементами фильтра, Sэл. На данном этапе площадь конденсаторов учитывается по площади верхней обкладки Sв, площадь резисторов Sраб - по площади резистивной пленки между контактными площадками (Sраб = ), площадь элементов коммутации Sк - по площади контактных площадок для присоединения внешних выводов:

Sэл = n (Sв + Sраб + Sк),

где n - количество звеньев фильтра.

 

Для выбора типоразмера подложки фильтра необходимо оценить необходимую для размещения элементов площадь, для чего предварительно полагают коэффициент заполнения подложки Кs, представляющий собой отношение площади, занимаемой элементами, к площади основания фильтра S, равным 0,3:

Исходя из полученных данных примем размеры подложки 10Х16 мм.

 

 

Технология изготовления микросхемы

Метод термического испарения основан на нагреве веществ в специальных испарителях до температуры, при которой начинается заметный процесс испарения, и последующей конденсации паров вещества в виде тонких пленок на обрабатываемых поверхностях, расположенных на некотором расстоянии от испарителя. Важным фактором, определяющим эксплуатационные особенности и конструкцию установок термического испарения, является способ нагрева испаряемых материалов: резистивный (омический) или электронно-лучевой.

Метод ионного распыления основан на бомбардировке мишени, изготовленной из осаждаемого материала, быстрыми частицами (обычно положительными ионами аргона). Выбитые из мишени в результате бомбардировки частицы образуют поток наносимого материала, который осаждается в виде тонкой пленки на подложках, расположенных на некотором расстоянии от мишени.

 

Последовательность напыления слоёв при изготовлении микросхемы следующая:

1. Напыление алюминия для формирования нижних обкладок конденсаторов, проводников и контактных площадок;

2. Напыление моноокиси германия в качестве изоляции между обкладками конденсатора и токопроводящих дорожек, расположенных в разных слоях;

3. Напыление алюминия для формирования верхних обкладок конденсаторов, проводников и контактных площадок;

4. Напыление тантала для формирования резисторов;

5. Напыление диэлектрика для защиты от воздействия внешней среды.

 

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.