5. Расчет конструкций толстопленочных конденсаторов

1. Выбор материала паст

В зависимости от диапазона номинальных значений, из таблиц [Л.3 стр.17] выбираем:

для диэлектрика – пасту «ПК–12» с характеристиками:

• толщина пленки, мкм–40÷60;

• минимальный размер, мм–1х1;

• диапазон номинальных значений, пФ–100÷2500;

• отклонения емкости от номинала, %–±15;

• удельная емкость, пФ/мм²–100;

• tgδ·10²(приf=1,5МГц) –3,5;

• пробивное напряжение, В–500.

для верхней и нижней обкладок – пасту «ПП–1» с характеристиками:

• толщина пленки, мкм–10÷20;

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

• прочность сцепления с керамикой, ПА–5·10⁶;

• растекаемость паст, мкм– не более50;

• шероховатость поверхности пленки, мкм–5.

2. Определение площади верхней обкладки конденсаторов

Площадь верхней обкладки конденсатора определяем по формуле:

;

.

3. Расчет размеров верхней обкладки конденсаторов

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

;

.

4. Расчет размеров нижней обкладки 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 таблицы [Л.3 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 пять транзисторов типа КТ319с характеристиками:

структура – n-p-n; fТ,МГц–100; UКЭmax,В–5; IКmax,мА–15; СК,пФ–15; PКmax,мВт–15; h21Э–15÷40; интервал рабочих температур, Сº–-60÷ +80.

Способ установки на плату, габаритные и присоединительные размеры транзистора:

• м, 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 таблицы [Л.3 стр.6], выберем материал: «Стекло С41-1» с характеристиками:}

• ТКЛР α·10⁷,1/град–41;

• температура размягчения Т,ºС–700;

• теплопроводность λ,Вт/м К–1,3;

• диэлектрическая проницаемость ε(приf = 1МГц,Т = 20ºС) –7,5;

• tgδ·10⁴(приf = 1МГц,Т = 20ºС) –20;

• электрическая прочность Е,кВ/мм–40;

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

Размеры подложки:

• номинальный размер, мм–10х12;

• предельные отклонения, мм–-0,1;

• толщина, мм–0,6.

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.5 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.}