Общие положения

Цель практической части:

а) знакомство с топологическими расчетами тонкопленочных ГИС;

б) приобретение практического навыка в кон­струировании гибридной интегральной мик­росхемы.

Содержание практической части - разработать конструкцию тонкопленоч­ной

ГИС, герметизированной в корпусе.

Исходные данные для выполнения задания:

а) схема электрическая принципиальная функционального узла;

б) номиналы электрорадиоэлементов (ЭРЭ) схемы;

в) допуск на номинал резисторов R % , и конденсаторов C %;

г) рабочая частота fр;

д) мощность рассеяния Ррас , мВт (для резисторов);

е) рабочее напряжение Uраб, B (для диодов, конденсаторов);

ж) технологические ограничения.

Порядок выполнения практической части.

I. Анализ схемы электрической принципиальной.

Выявить элементы схемы, которые будут реализованы в пле­ночном и в объемном (навесные элементы - компоненты) исполнении; выбрать марку компонента исходя из заданных технических характе­ристик с учетом его размеров и вида его выводов (гибкие, шарико­вые).

Транзистор выбирается из табл. I с учетом вида (n-p-n, p-n-p) и граничной частоты fг , которая должна удовлетворять условию fг 10fр (fр - рабочая частота схемы). Диод выбирают из табл. 2 с учетом Uобр(принять равным Uраб). а Конденсатор выбирают в соответствии с заданным рабо­чим напряжением Uраб, его габаритами, видом выводов и температурным коэффициентом.

На рис. I, 2 и 3 представлены способы ус­тановки транзисторов, диодов и конденсаторов в зависимости от вида и количества выводов.

Преобразовать принципиальную схему путем уменьшения числа возможных пересечений проводников, вносящих дополнительную пара­зитную емкость в схему. Разместить выводы схемы по периферии ее с одной, с двух противоположных или с четырех сторон в зависи­мости от удобства размещения выводов и их количества. Вычертить коммутационную схему.

Таблица I

Бескорпусные транзисторы

Марка	fT, МГц	Вид	Ск пФ	Габариты, мм	Тип выводов (способ уста-ювки по рис.1)
КТ 307 А,Б,В,Г	250	п-р-п	6	0,86 х 0,86 х 0,8	Гибкие (а)
КТ 317 А,Б,В	100	п-р-п	11	1,3 х1,3 x l,l	Гибкие (а)
КТ 332 А,Б,В,Г	250...500	п-р-п	5	1,2 x l,2 x 0,8	Гибкие (а)
КТ 333 А...Е	450...550	п-р-п	5	0,75 x 0,75 x 0,34	Шариковые (б)
КТ 348 А,Б,В	100	п-р-п	11	0,75 x 0,75 x 0,34	Шариковые (б)
КТ 364 А,Б,В	250	р-п-р	15	3 x l,25 x l	Гибкие на
					кристаллодерж
КТ 380 А,Б,В	300	р-п-р	б	0.75 x 0,75 x 0.34	Шариковые (б)
КТС 395 А,Б	300	п-р-п	8	4 x 4 x l ,8	Гибкие (а)

Рис. I. Способы установки транзисторов.

Таблица 2

Диоды, диодные сборки

Марка	Uобр В	Iпр мА	Кол-во диодов	Схема сое­динений	Габарит, мм			Способ ус­тановки по рис. 2
					а.	6	Н
2Д918Б	40	50	4	С общим	1,15	1.15	1,0	а)
				Анодом
2Д904Е	12	5	6	Общим	1,0	1.0	1,0	б)
				Катодом
2ДС408А	12	20	4	Диоды, не	0,9	1,1	0.7	в)
				Связанные
				м/с
2Д912А	10	5	3	С общим	0,75	0,75	0,34	г)
				Анодом
КД913А	10	10	3	С общим	0,75	0,75	0,75	г)
				Катодом

Рис. 2. Способы установки диодов и диодных сборок

Рис. 3. Способы установки конденсаторов

2. ТОПОЛОГИЯ ТОНКОПЛЕНОЧНОЙ ГИС

Разработать топологию пленочной схемы, включающую опреде­ление геометрических размеров пленочных элементов (резисторов, конденсаторов, проводников, контактных площадок), размещение пленочных элементов на подложке и последовательность слоев при изготовлении пленочной части ГИС.

2.1. Тонкопленочные резисторы.

Топологический расчет пленочного резистора заключается в определении его формы, геометрических размеров и площади, зани­маемой резистором на подложке.

Исходные данные для расчета:

• номиналы резисторов Ri , Ом ;

• мощности рассеяния Ррас i , Вт;

- технологические ограничения (табл. 3);

- допустимые отклонения сопротивления резисторов от номи­нала Ri , %.

При расчете тонкопленочных резисторов принять мощность их рассеяния, если она не задана, Ррас 15 мВт, допустимые отклонения сопротивления ре­зисторов от номинала R=  10.

Выбрать материал резистивной пленки (табл. 4), полагая, что в ГИС должно быть реализовано не менее 2-х резисторов типа меандр, для которых Кф> 10. При этом необходимо также стремиться к тому, чтобы ТКR материала был минималь­ным, а удельная мощность рассеяния P0 - максимальной. Следует иметь в виду, что такoй материал, как кермет является труднообрабатываемым а тантал – требует специальной технологии.

Конструкция резисторов определяется по коэффициенту формы

Кфi = Ri / s (1)

При 1Кф10 рекомендуется конструировать резистор прямо­угольной формы, изображенной на рис. 4а; при Кф>10 резистор сложной формы типа меандр (см. рис. 4б); при 0,1< Кф < 1 резистор прямоугольной формы, у которого длина меньше ширины. Конструировать резистор Кф<0,1 нецелесообразно. В этом случае рекомендуется выбрать материал с меньшим значением s.

Если в одной схеме содержатся низкоомные и высокоомные резисторы, можно использовать два резистивных материала, разбивая резисторы на две группы с близкими номиналами и выбирая матери­ал для каждой группы резисторов в отдельности.

Ширина резистора выбирается из условия: