5. Расчет конструкций толстопленочных конденсаторов

1. Выбор материала паст

В зависимости от диапазона номинальных значений (C1=200пФ; С2=1000 пФ) из таблиц [1, стр.17] выбираем:

для диэлектрика:

пасту «ПК–12» с характеристиками:

• толщина пленки: 40÷60 мкм;

• минимальный размер: 1х1 мм;

• диапазон номинальных значений: 100÷2500 пФ;

• отклонения емкости от номинала: ±15%;

• удельная емкость: 100 пФ/мм²;

• tgδ(приf=1,5МГц):3,5·10²;

• пробивное напряжение: 500 В.

для верхней и нижней обкладок:

пасту «ПП–1» с характеристиками:

• толщина пленки: 10÷20 мкм;

• удельное поверхностное сопротивление: 0,05 Ом/□;

• прочность сцепления с керамикой: 5·10⁶ ПА;

• растекаемость паст (не более): 50 мкм;

• шероховатость поверхности пленки: 5 мкм.

2. Определение площади верхней обкладки конденсаторов

Площадь верхней обкладки конденсатора определяем по формуле:

;

.

3. Расчет размеров верхних обкладок конденсаторов

Геометрические размеры верхней обкладки конденсатора (для обкладок квадратной формы) рассчитываются по формуле:

;

.

4. Расчет размеров нижних обкладок конденсаторов

Геометрические размеры нижней обкладки конденсатора рассчитываются по формуле:

, где:

p– перекрытие между нижней и верхней обкладками (0,3мм).

;

.

5. Определение размеров диэлектрика

Геометрические размеры диэлектрика определяются по формуле:

, где:

f– перекрытие между нижней обкладкой и диэлектриком (0,2мм).

;

.

6. Вычисление площади конденсатора

Площадь, занимаемая конденсатором на плате, вычисляем:

.

;

.

6. Навесные компоненты гимс

1. Выбор конденсатора

В соответствии с исходными данными из табл.3.3.[1, стр.23] выберем конденсаторК10–17с габаритными размерами:

L = 2мм; B = 1,7мм; H = 1,0мм; m = 0,2÷0,7мм.

Для установки конденсатора на плату необходимы две контактные площадки площадью каждая.

2. Транзисторы

В данной ГИМС используются 6 транзисторов типа КТ307с характеристиками (табл.3.9.)[1,с.35]:

структура – p-n-p; fТ=250 МГц; UКЭmax=10 В; IКmax=20 мА; СК=6 пФ; PКmax=15 мВт; h21Э=20÷80; интервал рабочих температур (-60÷ +85) Сº.

Способ установки на плату, габаритные и присоединительные размеры транзистора (рис.3.5.а) [1, с.37]:

• m,мкм–400;

• n,мкм–300.

Рассчитаем площадь контактных площадок под один транзистор:

7. Выбор подложки и корпуса

Площадь подложки размещения элементов и компонентов микросхемы берется с некоторым запасом, определяемым конструктивно-технологическими соображениями. Полная площадь подложки определяется следующим выражением:

, где:

К_s– коэффициент заполнения или коэффициент плотности топологической структуры платы микросхемы;

S_Ri– площадьi-ого резистивного элемента;

S_Ci– площадьi-ого емкостного элемента;

S_Hi– площадьi-ого навесного элемента;

S_k– площадь контактной площадки;

N– число контактных площадок.

_{Для подложки, из табл.2.1. [1, с.6], выберем материал:}

_{«Стекло С41-1» с характеристиками:}

• ТКЛР: α= 41·10⁷град^-1;

• температура размягчения: Т=700 ºС;

• теплопроводность: λ=1,3 Вт/м К;

• диэлектрическая проницаемость (при f = 1МГц,Т = 20ºС):ε =7,5;

• tgδ(приf = 1МГц,Т = 20ºС):20·10⁴;

• электрическая прочность: Е=40 кВ/мм;

• удельное объемное сопротивление (Т = 25ºС):10¹⁷ Ом/см.

Размеры подложки:

• номинальный размер, 10х16 мм;

• предельные отклонения, – 0,1 мм;

• толщина, 0,6 мм.

Корпус предназначен для защиты микросхемы от механических и других воздействий дестабилизирующих факторов. Конструкция корпуса должна удовлетворять следующим требованиям: надежно защищать элементы и соединения микросхемы от воздействий окружающей среды; обеспечивать чистоту и стабильность характеристик материалов, находящихся в непосредственном соприкосновении с кристаллом полупроводниковой микросхемы или платой гибридной микросхемы; обеспечивать удобство и надёжность монтажа и сборки микросхемы в корпус; отводить от неё тепло; обеспечивать электрическую изоляцию между токопроводящими элементами микросхемы и корпусом; обладать коррозийной и радиационной стойкостью; обеспечивать надежное крепление, удобство монтажа и сборки корпусов в составе конструкции ячеек и блоков микроэлектронной аппаратуры; быть простой и дешёвой в изготовлении; обладать высокой надёжностью.

_{Выбор типоразмера корпуса произведен с таким расчетом, чтобы подложка стандартных размеров с размещенными на ней элементами помещалась в выбранный корпус. Корпус 1206.14-5 ГОСТ 17467-88 [Л._ стр.6]. Корпус металлостеклянный пря­моугольной формы с продольным расположением выводов. Он обладает следующими достоинствами:}

• _{хорошо экранирует плату от внешних наводок;}

• _{изоляция коваровых выводов стеклом обеспечивает наилучшую герметизацию и устойчивость к термоциклированию;}

• _{крепление крышки контактной сваркой обеспечивает хорошую герметизацию и прочность;}

• _{хорошо согласовывается с координатной сеткой.}