Расчет коэффициентов формы для резисторов

3.2. Расчет коэффициентов формы для резисторов.

Расчет коэффициента формы, который определяет форму резистивного элемента, производим по формуле:

n=R/r_s

n= R/r_s= 0.5<1

 

3.3. Расчет резистора с коэффициентом формы, меньшим единицы.

1. Рассчитаем минимально допустимую длину резистора, исходя из требуемой точности к его сопротивлению:

l_minточн=0,033 см

2. Рассчитаем минимальную длину резистора в зависимости от рассеиваемой на нем мощности:

l_minP=0,045 см

3.Определение расчетного значения ширины резисторов:

Окончательно за ширину резистора принимается ближайшее (в сторону увеличения) к полученному по данной формуле целое значение b, кратное 100 мкм.

l_расч=0,05 см

4.Найдем расчетную ширину резистора по формуле:

b_расч=l_расч/n

b_расч=0,1 см

5.Вычислим площадь резистора:

S_R= b_расч×l_расч

S_R= 5×10^-3 см²

6.Рассчитаем удельную мощность P₀’, рассеиваемую резисторами

P₀’=8 Вт/см²<10 Вт/см²

Условие P₀’< P₀ выполняется.

7.Рассчитаем удельную погрешность коэффициента формы:

g_n1= 0.045

8.Определим ожидаемую погрешность величины сопротивления и сравним с заданным допуском.

, где g_Rk=0.01

g_Rрасч=0.072 <0.1

Ожидаемая погрешность величины сопротивления не превышает допустимую.

3.4 Расчет конденсаторов.

Рассчитаем конденсатор С=50пФ.

1.Выберем материал: моноокись германия (ЕТО.035.014 ТУ)

С₀=5000 пФ/см², e=11, Е_пр=10⁶ В/см.

2.Рассчитаем площадь S.

S=0,01 см²=1 мм²

3.Определим минимально возможную толщину слоя диэлектрика.

d_min=2,1×10^-5 см

4.Исходя из полученного значения толщины расчитаем удельную емкость конденсатора.

С_0пр=0,0885×e/d

C_0пр=4.636×10⁴ пФ/см²

5.Определим максимально допустимую относительную погрешность площади конденсатора.

g_{S доп}=14,142 %

6.Вычислим максимальную удельную емкость конденсатора С_{0 точн max} по заданной точности. При k_{ф. об2}=1 формула для расчета имеет вид:

7.Окончательное значение С₀ выбирается из условия:

C₀£min{C_0прmax,C_0точнmax, C_0техн}

C₀=5000 пФ/см²

8.Определяем толщину диэлектрика с учетом выбранного C₀:

d=0,0885×e/ С₀=1,947×10^-4 см

9.Определим рабочую площадь пленочного конденсатора:

S=C/C₀=0,01 см²

10.Определим размеры верхней обкладки конденсатора:

11.Определим размеры нижней обкладки конденсатора:

L₁=L₂+2(dL+dl_y)=0,102 см

B₁=B₂+2(dB+dl_y)=0,102 см

12.Определим размеры диэлектрического слоя конденсатора:

L_D=L₁+2(dL+dl_y)=0,104 см

B_D=B₁+2(dB+dl_y)=0,104 см

13.Определим действительную погрешность конденсатора, определив предварительно g_S:

g_C<g_Сдоп Условие выполнено.

3.5Выбор контактных площадок.

Контактные площадки и контактные соединения будем выполнять методом фотолитографии.

Примем диаметр проволоки 0,04 мм, тогда размер контактной площадки 0,2´0,2, откуда S_КП=0,04мм²

Для периферийных контактных площадок с шагом 0,625 мм размер контактных площадок 0,4´0,4 мм, S_КП=0,16 мм².

§4.Разработка топологии микросборки.

Расчет площади платы. Выбор типоразмера платы и типа корпуса.

После выбора материалов и геометрических размеров пленочных элементов для разработки топологии микросборки необходимо определить площадь платы. Ориентировочную площадь платы определим по формуле:

где q_S=2,5 – коэффициент дезинтеграции по площади; S_Ri, S_Ci, S_НКi, S_КПi – площади i-х резисторов, конденсаторов, навесных компонентов и контактных площадок соответственно; n, m, k, l – число резисторов, конденсаторов, навесных компонентов и контактных площадок соответственно.

S_n=0.195 см²=19,5 мм²

Выберем типоразмер подложки 6´4 мм

§5. Расчет надежности по внезапным отказам.

Расчет надежности заключается в определении показателей надежности по известной надежности элементов и условиям эксплуатации.

Основными количественными характеристиками надежности являются вероятность безотказной работы РЭС P(t)=exp(-l_эt) и среднее время наработки на отказ T=1/l_э, где t – время непрерывной работы изделия, l_э – эксплутационное значение интенсивности отказов РЭС.

l_эi=a_i×k1×k2×k3, где a_i – поправочный коэффициент на температурную и электрическую нагрузку элемента, k1 – коэффициент, учитывающий влияние механических воздействий, k2 – учитывает воздушные климатические факторы, k3 – отражает условия работы при пониженном атмосферном давлении.

Для резисторов l_эР=0,03×1,65×2,5×1×10^-6=0,124×10^-6

Для конденсаторов l_эК=0,15×1,65×2,5×1×10^-6=0,619×10^-6

Для пайки печатного монтажа l_эП=0,01×1,65×2,5×1×10^-6=0,41×10^-6

Для микросхемы l_эТ=0,5×1,65×2,5×1×10^-6=2,063×10^-6

l_эОбщ=0,124×10^-6+0,619×10^-6+0,41×10^-6+2,063×10^-6=

=3,216×10^-6

Отсюда T=1/3,216×10^-6=310000 ч.

310000>3000 - условие надежности выполняется.

§6. Схема технологического процесса.

1)   Входной контроль материалов и компонентов.

2)   Подготовка элементов к монтажу.

3)   Приклеивание микросхемы.

4)   Приваривание выводов.

5)   Контроль внешнего вида.

6)   Выходной контроль.

§7.Список использованной литературы.

1. “Конструирование и технология микросхем”, Москва “ Высшая школа”, 1984 г.

2. Методические указания к практическим занятиям по курсу ” Конструирование и технология микросхем и микропроцессоров”, Москва “МАИ” , 1990 г.