Проектування гібридної інтегральної тонкоплівкової мікросхеми радіомікрофона, страница 7

Звідки

де =0,01мм  і S=1мм²

Підставимо дані до отриманих вище виразів та отримаємо значення для С2 - С8:

;

0,00197<0,02;

;

0,00084<0,02;

;

0,00023<0,02;

;

0,00016<0,02;

;

0,01<0,02;

(В/см²).

<.

0,5%<0,7%<1,2%<1,3%<0,2%<2.5%

Умови виконуються, отже розрахунок проведено вірно.

Складемо таблицю 3.2 і занесемо туди основні параметри плівкових конденсаторів, згідно, згідно [3].

 Таблиця3. 2 – Розміри плівкових конденсаторів

Позначення	Номінал, пФ	B,мм	L, мм	S, мм2
С2	47	3,87	3,87	14,98
С3	20	2,66	2,66	7,08
С4	20	2,66	2,66	7,08
С5	5,6	1,72	1,72	2,96
С6	3,9	1,51	1,51	2,28
С7	240	8,24	8,24	67,9
С8	47	3,87	3,87	14,98

3.3 Розрахунок котушки індуктивності

Можливим конструктивним вирішенням плівкових індуктивних елементів є багатовиткова квадратна спіраль [4] (рисунок 3.3).

Рисунок 3.3 Багатовиткова квадратна індуктивність

           Для робочої частоти, яка складає f=50МГц та індуктивності L1=0,2мкГн  розрахуємо основні параметри плівкових індуктивностей, згідно [2].

Задаємось внутрішнім діаметром спіралі d=1мм, обираємо відношення D/d=7,  звідки D=7, k=0,18.

Крок спіралі h шукаємо з наступної формули:

,                                               (3.32)

Звідки слідує

.                                               (3.33)

Підставивши значення  в (3.42) отримуємо:

 (мм);

Кількість витків N визначаємо по формулі:

 ;                                               (3.34)

.

Для виготовлення котушки індуктивності будемо використовувати алюміній. Для визначення товщини провідної плівки t скористаємось формулою:

,                                                 (3.35)

де k₁ – параметр, який залежить від матеріалу плівки (для алюмінію k₁=0,51);

      λ – довжина хвилі, 600 см.

Підставимо дані в формулу (3.44):

(мкм).

Визначаємо добротність котушки

                                         (3.36)

де ρ – питомий опір матеріалу;

b – попередньо обрана ширина провідника, см.

.

Розрахуємо ширину провідника без урахування скін-ефекту

 .                                       (3.37)

Отримуємо:

З урахуванням скін-ефекту

b=1.5∙b₀ .                                              (3.38)

Отже:

b1=1,5∙0,16=0,24 (мм).

Тепер необхідно знайти відстань р між витками котушки:

p=h - b(3.39)

                                           p1=0,4 - 0,24= 0,16(мм).

Площу котушки знаходимо за формулою:

,                                                  (3.40)

S1=7²=49 (мм²).

          Таким чином розрахована котушка індуктивності буде мати наступні параметри, які занесені до таблиці 3.3:

Таблиця 3.3- Розміри плівкової індуктивності

Позначення	Номінал, мкГн	b, мм	p, мм	N, кількість витків
L1	0,2	0,24	0,16	8

3.4 Розрахунок провідників і контактних площадок

Провідники служать для з’єднання окремих елементів мікросхеми один з одним, а контактні площадки – для з’єднань плівкових і навісних елементів з провідниками, а також для зв’язку із зовнішніми виводами мікросхеми. Основними вимогами до плівкових провідників і контактних площадок є: висока електрична провідність; добра адгезія до підкладки; малий перехідний опір; хімічна інертність по відношенню до інших шарів. 

Золото з підшаром танталу або хромує найбільш поширеним матеріалом тонкоплівкових провідників у гібридних інтегральних схемах.