Занятие №1
РАСЧЕТ ПЛЕНОЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СЕНСОРОВ
1.1 Конструкции тонкопленочных резисторов
Резистивные элементы сенсоров получают нанесением на диэлектрическую подложку резистивных пленок различной конфигурации, которые завершаются контактными переходами, образованными резистивной полоской и контактной площадкой (рис.1.1).
Если расчетная длина резистора оказывается чрезмерно большой и не может быть размещена на подложке в одну линию, его выполняют в виде изогнутых полосок (рис.1.2, 1.3).
Конструкция резистора, показанного на рис.1.2, имеет более высокую точность по сравнению с конструкцией, изображенной на рис.1.3, однако занимает большую площадь.
При масочном методе изготовления резисторов отношение длины полоски l к его ширине b (см. рис.1.1) не должно превышать 10. Для резисторов формы меандр отношение амплитуды меандра к расстоянию между полосками также не должно превышать 10. Это требование объясняется необходимостью достаточной жесткости маски во избежание подпыления под нее, что может привести к уменьшению сопротивления резистора. При фотолитографическом методе эти соотношения не критичны и зависят от площади, отведенной для резистора.
1.2. Материалы пленочных резисторов
Материалы, применяемые для изготовления пленочных резисторов, должны обеспечивать возможность получения широкого диапазона стабильных во времени сопротивлений, обладающих низким температурным коэффициентом сопротивления (ТКС) и высокой коррозионной стойкостью. Тонкопленочные резисторы можно изготавливать из металлов (Cr, Ta), сплавов (NiCr), полупроводников и смесей металлов и неметаллов (керметы). Отличительной особенностью пленочных резисторов является возможность осуществлять подгонку номиналов (лазерная подгонка, електроискровой метод).
Сведения о материалах, наиболее часто применяемых для изготовления пленочных резисторов, приведены в табл.1.1.
Таблица 1.1
Электрофизические характеристики материалов
для тонкопленочных резисторов
Материал |
R, кОм |
кв, Ом/ |
Рдоп , мВт/мм2 |
ТКС х10-4, 1/0С |
Rст, % |
Хром
Нихром
Сплав МЛТ
Кермет
Тантал
Сплав РС |
0,5 - 30
0,05 - 30
0,05 - 50
1,0 - 1000
0,05 - 100
1,0 - 200 |
200 - 500
100 - 300
300 - 500
3000 - 10000
20 - 100
3000 |
10
20
20
20
30
20 |
+0,6
1
2
5...+3
2
3 |
2
0,4
0,1
0,3
1 |