Технология материалов и изделий электронной техники - файл n1.docx

Технология материалов и изделий электронной техники
Скачать все файлы (533.9 kb.)

Доступные файлы (1):
n1.docx534kb.31.03.2014 13:41скачать

n1.docx

  1   2
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

Филиал федерального государственного

бюджетного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

«Национальный исследовательский университет

Московский энергетический институт»

в городе Смоленске


Кафедра ЭиМТ
Курсовой проект по курсу

“Технология материалов и изделий электронной техники”

Проектирование гибридных интегральных схем


Студент группы ПЭ-09 Андрейкин Сергей Александрович

Преподаватель Ширяев Александр Олегович
Дата «___» ______2011 г.

Смоленск 2011

Аннотация

Целью работы над курсовым проектом является приобретение практических навыков решения инженерной задачи создания конкретного микроэлектронного изделия. Приведены этапы разработки гибридной интегральной микросхемы усилителя. В работе приведен метод масочного формирования ГИС, приведены методы расчета тонкопленочных резисторов и конденсаторов, выбора материалов, выбора материала подложки, выбор навесных элементов.

Приведена топология ГИС.

Содержание:

Введение

3

Техническое задание

4

1. Расчёт тонкоплёночных резисторов

5

1.1 Определение оптимального сопротивления квадрата резистивной плёнки




1.2 Определение значений для каждого из слоёв




1.3 Определение допустимой погрешности коэффициента формы




1.4 Определение конструкции по значению коэффициента формы




1.5 Расчёт полосковых резисторов прямоугольной формы




1.6 Расчёт резисторов прямоугольной формы, у которого длина меньше ширины




1.7 Расчёт резисторов сложной формы типа меандр




2. Расчёт тонкоплёночных кондесаторов

12

2.1 Выбор материала




2.2 Определение минимальной толщины диэлектрического слоя




2.3 Определение удельной ёмкости конденсатора




2.4 Определение допустимой погрешности активной площади конденсаторов




2.5 Определение удельной ёмкости конденсаторов, исходя из обеспечения требуемой точности




2.6 Определение минимальной удельной ёмкости




2.7 Определение коэффициента, учитывающего краевой эффект




2.8 Определение площади верхней обкладки конденсаторов




2.9 Определение размеров верхней обкладки




2.10 Определение размеров нижней обкладки и диэлектрика




2.11 Определение площади, занимаемой конденсаторами




3. Результат расчёта всех тонкоплёночных элементов

14

4. Выбор навесных элементов

15

4.1 Выбор конденсаторов




4.2 Выбор транзистора




5. Выбор подложки и корпуса

17

6. Описание технологического процесса

17

Заключение

19

Список литературы

20

Введение.

















Активная элементарная база современной электроники представляет собой широкий спектр силовых полупроводниковых приборов (СПП), интеллектуальных модулей и интегральных схем. Такое многообразие объясняется растущими потребностями устройств промышленной электроники в надёжных твёрдотельных ключевых приборах с высокими динамическими характеристиками и коммутируемыми мощностями, которые достигаются в ходе постоянного совершенствования структур и технологий Постоянное совершенствование приборов и технологий требует изучения базовых структур СПП, их характеристик, параметров, а также методов исследования последних.

Основной целью данного курсового проектирования является приобретение практических навыков расчета и конструирования тонкопленочных гибридных интегральных схем (ГИС). В тонкопленочных интегральных схемах пассивные элементы (резисторы, конденсаторы, индуктивности) и межэлементные соединения изготавливаются в виде пленок толщиной менее 1 мкм, нанесенных на диэлектрическую подложку. Т. о. ГИС представляют собой комбинацию пленочных элементов и навесных компонентов, к которым относятся бескорпусные дискретные приборы (диоды, транзисторы, кристаллы полупроводниковых интегральных схем), расположенных на общей подложке.

Разработка ГИС состоит из нескольких этапов: анализ технического задания; выбор технологии изготовления ГИС; расчет элементов и выбор компонентов ГИС с учетом технологических ограничений; разработка топологии; выбор подложки и корпуса ГИС; проверка качества разработано топологии; оформление конструкторской документации и расчетно-пояснительной записки для изготовления ГИС. Один из наиболее важных и трудоемких этапов разработки ГИС - это определение формы и расчет геометрических размеров резисторов, конденсаторов и индуктивностей, количество которых в зависимости от сложности схемы может быть значительным.

Техническое задание.
e:\универ\мой курсач\документ1.jpg

Позиционное обозначение

Номинал

Точность

Мощность, мВт

Дополнительные параметры

Резисторы




R1

10 кОм

±2%

менее 0,1




R2

180 кОм

±15%

1,5

Подстройка ±0,68%

R3

6,8 кОм

±15%

менее 0,1




R4

270 кОм

±2%

менее 0,1

Отношение R1 относ. R4 ±0,03%

R5

12 кОм

±15%

10




R6

1,8 кОм

±15%

1,5




R7

1,5 кОм

±2%

менее 0,1

Отношение R7 относ. R8

±0,15%

R8

10 кОм

±2%

менее 0,1

R9

10 кОм

±15%

менее 0,1




R10

100 кОм







Внеш.

R11

10 кОм

±15%

менее 0,1




R12

4,7 кОм







Внеш.

R13

22 кОм







Внеш.

R14

1мОм

±15%

менее 0,1




R15

3,9 кОм

±15%

60




Конденсаторы




C1

5 нФ, 6В

±50%







C2

5 нФ, 10В

±50%







C3

5 нФ, 10В

±30%







С4

12 нФ, 3В

±20%







С5

18 нФ, 3В

±20%







С6

18 нФ, 3В

±20%







С7

150 нФ, 3В

±20%







С8

12 нФ, 3В

±20%







Транзисторы




VT1

7 мкА, 15 В




50




VT2

1 мА, 15 В




7




VT3

4 мА, 15 В




30





Рис. 1 Предварительный усилитель
Спроектировать тонкоплёночную ГИС, представленную на рис.1, масочным методом. Данные для расчёта представлены в табл. 1.


  1. Расчёт тонкоплёночных резисторов.

1.1 Определение оптимального сопротивления квадрата резистивной плёнки:



1.2 По табл. 1.1. методического пособия подбираем значения для этого слоя

Материал для напыления резистивной плёнки:

Параметр:

удельное поверхностное сопротивление резистивной плёнки ?s, Ом/□

допустимая удельная мощность рассеяния Po, Вт/см2

температурный коэффициент TKR при T=-60ч125 oC,

1/ oC; Е(-4)

Сплав PC 2310

10000-80000

5

12

Материала выбирался с учётом более высокого значения Po и меньшего TKR.

1.3 Определение допустимой погрешности коэффициента формы:



?s=8956 (Ом/[]) мы уменьшили удельное поверхностное сопротивление резистивного слоя путем увеличения времени его напыления

Тогда имеем:



Т.к. в схеме предусмотрены резисторы с известным соотношением, то формула для них имеет вид:



Вычислим для делителей:


=
1) Для резистора R1: 2) Для резистора R2:


= =



3) Для резистора R7: 4) Для резистора R8:


= =




1.4 определяем конструкцию по значению коэффициента формы:




С целью снижения стоимости платы, резистор R14 представим как два резистора типа меандр R14 и R16.
Т.е. для R1, R5, R8, R9, R10 проектируем полосковый резистор прямоугольной формы;

для R3, R15, проектируем резистор прямоугольной формы, у которого длина меньше ширины; для R4,R14,R16 формируем резистор типа меандр.
1.5 Расчёт полосковых резисторов прямоугольной формы R1, R5, R8, R9, R11:

ширина:







длина:

е – размер перекрытия резистора и контактных площадок.



площадь:


1.6 Расчёт резисторов прямоугольной формы, у которых длина меньше ширины R3, R6, R7, R15:

длина:











ширина:



площадь:



1.7 Расчёт резисторов сложной формы типа меандр R6:

Ширина резистивной полоски:










длина:

ширина:



площадь:
Расчёт резисторов сложной формы типа меандр R14:

(чтобы избежать повышение себестоимости схемы, за счет чип-элемента, представим R14 как два последовательно соединенных меандра и обзовём один из них R16)








(при построении использовал нечетное значение 9)
длина:

ширина:



площадь:


1.8 Расчёт построечного резистора R2:
Обеспечиваем запас по мощности на величину не менее чем точность резистора

Рp і Р Ч (1+ g)=15·(1+0,08)=1,548 мВт

Определяем ширину резистивной пленки:

b= мм bмин=0,1мм

Найдем расчетную длину резистора:

l осн= мм . l =1,5 мм

где:





Найдем площадь, занимаемую резистором:

S=lосн·b=0,1·1,5=0,15 мм2
  1   2
Учебный текст
© perviydoc.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации