Приклад розв¢язування задачі

Умова задачі.

Розрахувати розміри і розробити конструкцію плівкового резистора 30 ком із відносною похибкою на момент виготовлення, що не перевищує ± 0,1. Матеріал резистивної смужки – сплав МЛТ – 3М. Розсіювана потужність 2 мВт.

Розв’язування задачі.

1. Сплав МЛТ – 3М (Табл. Д.1.2) має такі електричні характеристики: R₀ = 200 – 500 Ом/□, P₀ = 2 Вт/см². Для розрахунків вибираємо значення R₀ = 300 Ом/□, g_R0 = 0,02.

2. Визначають розміри резистивної смужки за припущення, що вона має просту прямокутну форму (Рис. 6.1, а). Визначають коефіцієнт форми резистора за виразом (6.14):

КФ = R / R0 ;
.

3. Оскільки коефіцієнт форми , розраховують ширину резистора, яку визначають за формулою (6.15):

.

3.1. Обирають метод формотворення - контактну фотолітографію. Мінімальний розмір ширини для тонкоплівкових резисторів, формотворення яких виконано контактною фотолітографією, мкм (табл.Д.1.4).

3.2. Розраховують значення . Розрахунки виконують за формулою (6.17)

;
м або 31,6 мкм.

3.3. Розраховують значення . Розрахунки виконують за формулою (6.19):

,

де Db – абсолютна похибка лінійного розміру b. Для методу контактної фотолітографії Db = 5 мкм (табл.Д.1.4).

Відносну похибку опору резистора за рахунок контактних переходів вибрали рівною . Відносну похибка коефіцієнта форми розраховують із виразу (6.3) :

;
.

Визначають .

м = 84,2 мкм.

3.4. Із трьох отриманих значень вибирають більше мкм.

4. Довжину резистивної смужки визначають за формулою (6.23):

;
мм.

Розрахована резистивна смужка буде мати форму паралелепіпеда з відношенням сторін 100 (рис.6.1,а).

5. Розробляють конфігурацію резистора. Оскільки , то доцільно використати конструкцію резистора типу меандр (рис. 6.1.в).

5.1. Вибирають число секцій резистора N = 3.

5.2. Уточнюють довжину резистора . Розрахунки виконують за формулами (6.26):

;
мм.

5.3. Визначають довжину середньої лінії секції

,

мм.

Розраховане значення довжини секції реалізувати складно. Тому вибирають дві секції довжиною 3,4 мм, а одну секцію довжиною 3,47 мм.

6. Розрахунок контактного переходу резистивна смужка - контактна площина. Виберемо технологію нанесення провідникової плівки на поверхню резистивної без розгерметизації вакуумної камери. Електропровідність перехідного шару буде G_k = 5 Ом^-1мм^-2.

6.1. Визначають граничне значення опору контактного переходу. Розрахунки виконують за формулою (6.44):

,
Ом.

6.2. Визначають відносну похибку опору резистора за рахунок контактних переходів. Розрахунки виконують за формулою (6.45):

;
.

Отримане значення g_RК = 0,005 приблизно у чотири рази менше заданого нами для розрахунків 0,02. Корекцію контактного переходу проводити не потрібно.

6.3. Визначають мінімально допустиме значення довжини контактного переходу. Розрахунки виконують за формулою (6.46):

;
мм.

6.4. Вибирають довжину контактного переходу з урахуванням похибок формування розмірів, похибок суміщення і конструктивних обмежень. Розрахунки виконують за формулою (6.47):

,

Для обраного методу контактної фотолітографії мкм, мкм (табл.Д.1.4).

мкм.

Вибирають мкм.

6.5. Вибирають розміри напуску між краєм резистивної і краєм провідної плівки (рис. 6.1,а):

;
мкм.

З урахуванням існуючих технологічних обмежень, обирають мкм. Розрахований резистор буде мати конструкцію, зображену на (рис. 6.5).

Рекомендована література

1. Прищепа М. М. Мікроелектроніка. В 3 ч. Ч. 1. Елементи мікроелектроніки [Текст]: навч. посіб. / М. М. Прищепа, В. П. Погребняк. / За ред. М. М. Прищепи. – К.: Вища шк., 2004. – 431 с.: іл.

2. Прищепа М. М. Мікроелектроніка. Елементи мікросхем. Збірник задач. [Текст]: навч. посіб. / М. М. Прищепа, В. П. Погребняк. / За ред. М. М. Прищепи. – К.: Вища шк., 2005. – 167 с.: іл.

3. Ермолаев Ю. П., Пономарев М. Ф., Крюков Ю. Г. Кострукции и технология микросхем: Учебник для вузов / Под ред. Ю. П. Ермолаева.- М.: Советское радио, 1980.- 256 с., ил.

4. Конструирование и технология микросхем. Курсовое проектирование: Учеб. Пособие для вузов по спец. “Конструирование и производство радиоаппаратуры” и “Конструирование и производство электронно-вычислительной аппаратуры” / Коледов Л. А., Волков В. А., Докучаев Н. И. и др.; Под ред. Л. А. Коледова, - М.: Высш. Шк., 1984.- 231 с., ил.

5. Матсон Э. А., Крыжановский Д. В. Справочное пособие по конструированию микросхем.- Минск : Выш. школа, 1982, -224 с., ил.

6. Пономарев М. Ф., Коноплев Б. Г. Конструирование и расчет микросхем и микропроцессоров: Учебное пособие для высших учебных заведений. М.: Радио и связь, 1986 , - 176 с., ил.