4.4 Расчет пленочных проводников и контактных площадок имс

Выбор материала проводников и контактных площадок производиться из табл. 1.2 и 1.5 в соответствии с вариантом. Для обеспечения высокой технологичности при производстве ИМС пленочные проводники и контактные площадки изготавливаются из одного и того же материала - алюминия с подслоем нихрома.

Определение геометрических параметров соединительных проводников.

Длина l_inp i-гo проводника, соединенного с резистором номиналом R_i, определя­ется, исходя из условия:

R_iпр = _sпрℓ_iпр / b_iпр  R_пр.доп = (0,1…0,2)R_iR_i,

где _sпр - удельное поверхностное сопротивление материала проводника _sпр = 0,1 Ом/□; b_iпр – ширина проводника; R_i - отклонение от номинала R_i, заданное в исходных данных (см. табл. 1.1).

Тогда:

ℓ_iпр (0,1…0,2)b_iпрR_i R_i /_sпр.

Ширина b_iпр i-го проводника задается, исходя из условия, что b_iпр не более ширины резистивной пленки b_расч (см. формулу (4.13)) и соответствует технологическим ограничениям b_техн, т.е.

b_iпр = max {b_расч. , b_техн.},

b_np = max{177, 100}.

Ширина проводника выбирается равной 177 мкм.

Подставляя значения b_пр, | δR_i | и _sпр, получаем:

ℓ_iпр 17,7 · R_i

Для проводников R1: ℓ_пр1  17,7 ·13800 = 244260 мкм.

Для проводников R1: ℓ_пр2  70,4 ·6900 = 122130 мкм.

Для всех проводников, достаточно принять длину, равную ℓ_пр = 8000 мкм

Расчет ориентировочной габаритной площади S_iпр проводников производится по следующей формуле:

S_пр = q·ℓ_iпрb_iпр

где: q - количество проводников.

Общая габаритная площадь S_Jпр всех проводников на подложке ИМС определяется по формуле:

где J – число проводников на подложке, соединяющих через контактные площадки элементы, компоненты и отдельные контактные площадки.

S_Jnp = 12· (8000×177) = 16992000 мкм² = 0,1699 см²

Расчет геометрических размеров контактных площадок.

В пленочных и гибридных ИМС контактные площадки служат для обеспечения двух типов контактных переходов:

- "низкоомная проводящая пленка - низкоомная проводящая пленка", т.е. контакт "проводник - проводник",

- "резистивная пленка - низкоомная проводящая пленка".

К первому виду контактов относятся контакты типа "контактная площадка - об­кладка конденсатора", " проводник - контактная площадка - проводник".

Для первого типа контактов выбор длины ℓ_пл и ширины b_пл контактных площадок осуществляется, исходя из технологических ограничений и требований и выбираются равными 500×500 мкм.

Для второго типа контактов величина b_iпл (i – номер контактной площадки, соединенной с i-м резистором) выбирается с учетом технологических ограничений при совмещении разных слоев, т.е.

b_iпл. = b_Ri.+2·200

Для контактных площадок R1: b = b_R + 2·200=175+2·200=575 мкм.

Для контактных площадок R2: b = b_R + 2·200=177+2·200=577 мкм.

Для всех контактных площадок b выбирается равным 580 мкм.

ℓ_iпл рассчитывается, исходя из условия

R_iпл  _Rк R_i/2,

где R_i и R_iпл – номиналы сопротивления i-го резистора и сопротивление i-й контактной площадки соответственно; _Rк - погрешность переходного сопротивления области контакта “резистор - контактная площадка”, которая составляет _Rк  2 % (см. исходные данные в табл. 1.1).

Используя формулу

R_iпл = _sпл ℓ_iпл / b_iпл ,

где _sпл = _sпр., получим соотношение для определения ℓ_iпл.:

ℓ_iпл.  b_iпл. _Rк R_i/_sпр2.

Для контактных площадок R1: ℓ_пл.  580·0,02·13800/0,1·2 = 3201600 мкм.

Для контактных площадок R2: ℓ_пл.  580·0,02·6900/0,1·2 = 1600800 мкм.

С учетом технологических ограничений ℓ_iпл выбирается из условия

ℓ_техн.  ℓ_iпл.  b_iпл. _Rк R_i/_sпр2