Пленочные элементы интегральных микросхем и микросборок, страница 2

, если это условие не выполняется, то необходимо изменить величину а и опять вычислять: n_опт, l, B.

5) Выполняется коррекция размеров меандра с учетом того, что в резисторах такого типа плотность тока прибавляется неравномерно. Суть коррекции заключается в том, что меандр разбивается на отдельные участки.

а) тип , б) , в) , г) .

r_к –эквивалентное сопротивление контактного перехода, образованного резистивной низкоомной пленкой, зависит от геометрических размеров контакта, проводящей резистивной пленки и от величины удельного контактного сопротивления.

Под удельным контактным сопротивлением понимают сопротивление единицы площади контактного слоя току протекающему по нормали к слоям контакта. r_к – определяется экспериментально для каждой вакуумной установки. Для многопозиционных установок . Для однопозиционной установки .

Наименьшее возможное переходное значение сопротивления при известных физических свойствах контактирующих пленок и известной ширины перекрытия определяется:

,

Длина перекрытия пленок при которой превышение сопротивление перекрывающего контакта по сравнению с R_{к мин} составляет не более 10 % определяется:

В тех случаях, когда длина переходного контакта по топологическим соображениям будет меньше l_топол, то для точного расчета переходного сопротивления вводят коэффициент m:

,   .

l_к и B проводника определяются с учетом погрешности изготовления масок: Dl, DB и погрешности установки и совмещения их с подложкой Dl_y:

,   .

Подгонка прецизионных сопротивлений

Сопротивление может подгоняться либо скачками путем удаления заранее предусмотренных шунтирующих перемычек из проводящей или резистивной пленки, либо плавного путем постепенного удаления части резистивной пленки, угол расширения в этом случае подстраиваемого участка рекомендуется выбирать в пределах 40 – 50°. Увеличение угла расширения приведет к резкой концентрации плотности тока в местах перехода от узкого участка к широкому. Малый угол будет сужать диапазон регулировки.

Пленочные конденсаторы

Пленочные конденсаторы делятся на 3 основных группы: однослойные, многослойные и гребенчатые.

Емкость плоского конденсатора:

,

d – толщина диэлектрика (см),

S – площадь перекрытия обкладок (см²),

e₀=8,854×10¹² Ф/м,

e – относительная диэлектрическая проницаемость.

.

Конструкция пленочного конденсатора определяется площадью перекрытия S:

если S³5 мм², то первый вариант, если 1£S<5 мм², то используется пересечение двух проводников (б)

если 0,1£S<1 мм², то используется последовательное соединение конденсаторов или конденсатор с подложкой в роли диэлектрика.

,

– коэффициент, зависит от ширины проводников и расстояния между ними,

l – длина совмещенной границы проводников,

e_р – расчетное значение диэлектрической проницаемости для конденсатора.

– без защитного покрытия.

– с защитным покрытием.

Исходные значения для расчета:

С (пФ), e, U₀ (В), g_доп (%), С₀ (пФ/см²), ориентировочный размер верхней обкладки – DL, DB.

Минимальная толщина диэлектрического слоя ограничена требованиями получения сплошной пленки без сквозных форм и с заданной электрической плотностью.

,

К_з – рекомендуется (2–3),

[Е_пр]=1 В\см

(t_max=20° C)?

,

S, L, B – площадь, длина, ширина верхней обкладки.

Для учета отклонений от квадратной формы используется коэффициент:

, если верхняя обкладка отличается от квадратной формы, то g_s увеличивается.

Если DL=DB, то:

,

Для обеспечения заданной емкости необходимо, чтобы выполнялось условие :

.

Из этих двух выражений следует, что при выбранной из топологических соотношений коэффициента формы площадь верхней обкладки:

,

.

В частном случае наиболее распространено, когда коэффициент формы равен 1.

С учетом

.

Площадь верхней обкладки 0,5´0,5 мм, максимальная площадь:

.

На практике:  .

При расчетах часто задают тангенс угла потерь:

Алгоритм

1.  Выбираем материал диэлектрика по рабочему напряжению;

2.  Вычисляем температурную погрешность;

3.  Выбираем относительную погрешность активной площади конденсатора;

4.  Рассчитываем минимальную толщину диэлектрика из учета диэлектрической прочности;

5.  Определяем удельную емкость конденсатора, исходя их необходимого обеспечения его электрической прочности;

6.  Определяем удельную емкость конденсатора. Исходя из требуемой точности его изготовления, выбираем минимальное значение удельной емкости С₀ электрическую прочность и точность изделия ;

7.  Определяем коэффициент, учитывая краевой эффект:

К=1, если С/С₀³5 мм², К=1,3, если С/С₀<5 мм²;

8.  Вычисляем площадь верхней обкладки: ;

9.  Определяем размеры верхней обкладки;

10.  Размеры нижней обкладки;

11.  Размеры диэлектрика;