Разработка принципиальной электрической схемы и топологии микросборки, выбор печатного узла и элементов для формирования тонкопленочной микросборки. Технологическая разработка микросборки, страница 4

-  разводку проводников.

1.7.1 Определение площади платы S_П и выбор её размера

Определение площади платы:

 = 2-3 - коэффициент использования площади платы, учитывающий наличие зазоров, необходимость прокладки проводников, технологические поля и т.д.;

- соответственно площадки i-гo резистора, конденсатора, внешней контактной площадки для контроля параметров, установочная площадь навесного элемента вместе с контактными площадками;

 - количество резисторов, конденсаторов, контактных площадок, навесных элементов.

Установочная площадь навесного элемента  включает площадь навесного элемента и площади соответствующих этому элементу контактных площадок с учетом зазоров между ними.

1. Площадь, занимаемая тонкопленочными резисторами

2. Площадь занимаемая внешними контактными площадками
3. Площадь занимаемая навесными компонентами (транзистором и конденсатором)

Принимаем К_ИП=3, тогда площадь платы S_П=3∙(11.4+2.25+5,86)=58,53 мм².

Исходя из полученного размера S_П, выбираем ближайшую стандартную плату большего размера. Выбрана плата 10мм∙12мм, отклонение от номинального значения длины и ширины 0.1 мм.

Платы размером 10x12 мм размещаются на стандартной подложке 48x60.

Рис 8. Схема размещения плат размером 10x12 мм на стандартной подложке 48x60 мм

1.7.2 Выбор материала платы.

В качестве материала подложки выберем ситалл. Следует отметить, что в тонкопленочной технологии в настоящее время  применяют именно этот материал, так как он обладает хорошей теплопроводностью и является относительно дешевым материалом по сравнению с другими

Таблица 6.

Электрофизические и механические характеристики материала подложки.

Таблица 7

Материал	Чистота поверхности Rz	ТКЛР*107, 1/°С	Теплопроводность, Вт(м.К)	Термостойкость, °С	e, на f=1 МГц	Электрическая прочность, кВ/мм	r, Ом.см	Удельная мощность рассеивания, Вт/см2
Ситалл	0.1-0.032	50	1.2	350	8.5	40	1015	6

.

1.8. Тепловой расчет

Тепловой расчет МСБ включает в себя:

·  Анализ теплового режима МСБ;

·  Определение зон защиты, предохраняющих термокритичные элементы от влияния других элементов и компонентов;

·  Расчет перегревов элементов МСБ.

Анализ теплового режима МСБ

В  микросборке присутствуют навесные элементы: чип-конденсатор и транзистор. Оценим мощность этих элементов, чтобы выбрать наиболее теплонагруженный компонент для продолжения расчета.

Реальные конденсаторы, помимо ёмкости, обладают также собственными сопротивлением и индуктивностью. С высокой степенью точности, эквивалентную схему реального конденсатора можно представить   рис. 9, где

Рис. 9

С-ёмкость конденсатора;

r - сопротивление изоляции конденсатора;

R - эквивалентное последовательное сопротивление;

L - эквивалентная последовательная индуктивность.

Эквивалентное последовательное сопротивление (ЭПС, англ. ESR) обусловлено главным образом электрическим сопротивлением материала обкладок и выводов конденсатора и контакта(-ов) между ними, а также потерями в диэлектрике. Обычно ЭПС возрастает с увеличением частоты тока, протекающего через конденсатор. В данном случае этим параметром можно пренебречь.

Мощность, рассеиваемая конденсатором, определяется прежде всего, величинами токов пульсаций и утечки. Выделяемое при этом тепло отводится во внешнюю среду, и перегрев зависит  от её   температуры,      способа отвода тепла и размеров    конденсатора.

Ток пульсации определяет омические потери I²_RMSR, где I_RMS- среднеквадратичное значения тока пульсаций, а R- эквивалентное последовательное сопротивление (ERS) на данной частоте. Как было описано выше данным параметром можно пренебречь, т.к рабочая частота рассматриваемого узла не превышает 30 кГц, следовательно, произведение I²_RMSR стремится к 0, и при тепловом расчете микросборки не нужно учитывать мощность, рассеиваемую чип-конденсатором.

Мощность, рассеиваемая транзистором – 0,015 Вт.

Исходные данные для расчета: