Звоните! 
 (926)274-88-54 
 Бесплатная доставка. 
 Бесплатная сборка. 
Ассортимент тканей

График работы:
Ежедневно. С 8-00 до 20-00.
Почта: soft_hous@mail.ru
Читальный зал -->  Электронные вычислительные машины 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 [ 37 ] 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69

где &ф= Ь -коэффициент формы резистора, представляющий отношение длины резистора к его ширине или число квадратов резистора. ГЧ 1Г>Г>

Коэффициент формы прямоугольных резисторов йф=и,1 ... ши. При 1<ф<10 выбирают резистор прямоугольной формы (рис. 15.1, а), при ф> 10 -резистор сложной формы (рис. 15.1, б, б), при 0,1 <ф<1- резистор прямоугольной формы, у которого длина

меньше ширины.

Допустимая мощность рассеяния тонкопленочных резисторов зависит от площади S, занимаемой ими на подложке. Она должна быть достаточно большой во избежание перегрева:

5>Я/Рд, (15.3)

где Р -мощность рассеяния, выделяемая в сопротивлении при максимальной температуре, Вт; Рд -допустимая мощность рассеяния (экспериментально определяемая величина), Вт/см.

Площадь, занимаемая резисторами на подложке, S = lb или S = = ЬЯ1рк, откуда

/СфЯд

Полная относительная погрешность изготовления резистора представляет собой сумму погрешностей:

(15.4).

пленочного

(15.5)

где ук.ф - погрешность коэффициента формы; - погрешность воспроизведения величины рк резистивной пленки; л* -температурная погрешность; уст - погрешность, обусловленная старением пленки; унк - погрешность сопротивления, обусловленная контактами.

Погрешность коэффициента формы зависит от погрешностей геометрических размеров резистора:

y, = M/l+b/b, (15.6)

где А/ и Ab - погрешности длины и ширины резистора.

Погрешность воспроизведения резистивной пленки ук зависит от условий напыления и материала резистивной пленки и обычно не превышает 5%.

Температурная погрешность зависит от материала пленки:

Y / = (7max-20C),

(15.7)

где - температурный коэффициент сопротивления материала пленки (ТКС), 1/°С.

Погрешность -укст зависит от материала пленки, эффективности ее защиты, а также от условий хранения и эксплуатации.

Погрешность сопротивления контактов у составляет обычно 1 ...2% и этой погрешностью можно пренебречь. Допустимое значение погрешности формы

YK4==Yi?-YpK-Yi?/-Yi?cT-Yi?K. (15.8)

Если значение ук.ф превышает допустимое, то необходимо выбрать другой материал с меньшим ТКС либо использовать подгонку резисторов.

Расчетное значение ширины, резистора должно быть не менее наибольшего значения одной из трех величин:

*расч>тах(6р; Ь /, (15.9)

где 6р -минимальная ширина резистора, при которой обеспечивается заданная мощность рассеяния [определяется по формуле (15.4)]; Ьтех - минимальная ширина резистора, определяемая возможностями технологического процесса (при масочном методе Ьтех = 0,3 мм; при фотолитографическом методе Ьтех = 0,1 мм); Ьточ ширина резистора, определяемая точностью изготовления геометрических размеров.

На основании формулы (15.6) получим

04>(A* + A*/V/Yk4- (15.10)

За ширину резистора Ь принимают ближайшее к расчетному значению Ьрасч большее значение ширины, кратное шагу координатной сетки, принятому для чертежа топологии с учетом масштаба. Если шаг координатной сетки принят 1 мм при масштабе 20:1, то округление производят до величины, кратной 0,05 мм. Расчетная длина резистора

1Ькф. (15.11)

За длину резистора принимают значение, кратное шагу координатной сетки. При этом необходимо оценивать погрешность, возникшую вследствие округления размеров Ь и /.

Для резисторов, имеющих йф<1, определяют длину, а затем ширину резистора.

Расчет геометрических параметров резисторов типа меандр при известной ширине пленки сводится к определению расстояния между резистивными полосками и числа звеньев меандра (рис. 15.1,0).

Для получения стабильных пленочных сопротивлений толщина пленки должна быть 0,01... 1 мкм. Очень тонкие пленки (до 0,005 мкм) значительно изменяют свои параметры в процессе кристаллизации. Кроме того, последующее воздействие воздуха вызывает поверхностное окисление пленки, которое приводит к изменению ее сопротивления. В более толстых пленках это окисление сказывается меньше. Пленки толщиной более 1 мкм не обеспечивают достаточно прочного сцепления с основанием.



При выборе линейных размеров резистивных пленок необходимо учитывать, что при очень узких пленках даже небольшие отклонения от заданной ширины вызывают значительные изменения сопротивления. Точность изготовления резистивных пленок по ширине зависит от техники получения рисунка пленки на подложке. Практически путем напыления получают сопротивления с отклонением от номинала до ±5%- Эту точность можно повысить с помощью подгонки.

Таблица 15.1

Материал

град- (при температуре

-60 ...

-Ц25°С)

резистивной пленки

контактной площадки

Рк-Ом/П

Вт/см

Хром (Сг)

Медь (луженая)

0,6-10-*

Тантал (Та)

Алюминий с подслоем нихрома

-2-10-*

Нихром NiCr (Ni = = 80%; Cr=207a)

Медь

МО-*

Сплав МЛТ (Si= = 43.67о; Сг = 17,6%; Fe=14,l%; W= =24,7 /о)

Медь с подслоем ванадия

2-10-*

Кермет (Сг=50.. 90%; Si=50...10%)

Золото с подслоем хрома

3000

3-10-*

Сплав РС-3001 (Сг=37,9%; N1= =9,4% Si=52,7%)

Золото с подйлоем хрома

3000

МО-*

Материал, используемый для изготовления pe-j зистивных пленок. Такой материал должен обеспечивать; возможность получения стабильных по времени резисторов с низким температурным коэффициентом сопротивления (ТКС), обла- дать хорошей адгезией, высокой коррозионной стойкостью и устой- \ чивостью к длительному воздействию высоких температур. При-осаждении материала на подложку должны образовываться чет- кие линии с хорошей повторяемостью рисунка от образца к об- разцу. I

Материалом для резистивных пленок могут быть различные металлы, металлические сплавы, оксиды металлов и металлокера-! мичёские соединения (табл. 15.1). Из чистых металлов наиболее! часто используют хром, тантал, вольфрам и рений. I

Хром удовлетворяет большинству требований, предъявляемых к материалу резистивной пленки. Он хорошо совместим с любыми проводящими материалами, имеет достаточно высокое удельное сопротивление, может служить в качестве адгезионного слоя, образует стабильную и плотную пленку.

Тантал используют для создания резисторов с высоким удельным сопротивлением. На основе тантала можно изготовить законченные интегральные микросхемы, включая сопротивления, резисторы и конденсаторы. Универсальность тантала объясняется возможностью изменения электрических параметров путем легирования и оксидирования. Термически обработанные и анодированные пленки тантала характеризуются высокой стабильностью электрических свойств с малым значением ТКС.

Вольфрам и рений используют для изготовления резисторов с высоким удельным сопротивлением при малом ТКС. Основные преимущества пленок рения - устойчивость и стабильность при высоких температурах. Тугоплавкость рения позволяет использовать его при очень малых толщинах пленки. Пленки рения получают чаще всего путем электронно-лучевого разогрева гранул рения в вакууме (10-* Па). Осаждение осуществляется при температуре подложки ~350°С.

Хромоникелевый сплав (нихром) дает возможность изготовлять пленки толщиной 100 А при малом ТКС. Многокомпонентный ме-таллосилицидный сплав (МЛТ) применяют для получения резисторов с хорошей воспроизводимостью и малым ТКС.

Оксидно-металлические пленки получают путем распыления в атмосфере кислорода. Наиболее часто применяют пленки на основе оксида олова. Керметы представляют собой смеси металлов с изолирующими материалами. Хорошими адгезионными свойствами, стабильностью, высокой температурной устойчивостью и хорошими механическими свойствами обладают керметы на основе оксида кремния и хрома. В зависимости от состава смеси сопротивление может варьироваться в широких пределах.

Удельное сопротивление резистивных пленок обычно не превышает 100 ...300 Ом/П. Этот диапазон может быть расширен до 30... 1500 Ом/П, но стоимость резисторов возрастает в два раза. При этом получаются номиналы в пределах 100... 100 000 Ом. Такой диапазон охватывает все значения современных транзисторных схем..

Конденсаторы. Их получают в виде трехслойной структуры (рис. 15.2, а) проводник -диэлектрик -проводник. При этом нижняя обкладка 2 конденсатора выходит за периметр верхней обкладки 3, а периметр диэлектрической пленки / выходит за периметр нижней обкладки. Это исключает возможность замыкания обкладки и устраняет погрешность от их смещения. Такая конструкция характерна для конденсаторов повышенной емкости (сотни - тысячи пикофарад) и имеет площадь верхней обкладки более



5 мм2. Для конденсаторов небольшой емкости (десятки пикофа-рад) обкладки конденсаторов выполняют в виде двух взаимно пересекающихся проводников /, разделенных пленкой диэлектрика 2. Расчетная площадь конденсаторов составляет 1...5 мм (рис. 15.2, б).

Емкость конденсатора с параллельно расположенными электродами

C = 0,0S85tS/d, (15.12)

где е - относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрического слоя; 5 -активная площадь конденсатора, равная площади верхней обкладки, см, rf -толщина диэлектрического слоя, см; Co=0,0885s/5 -удельная емкость.

IT----fC

rj----1




Рис. 15.2. Тонкопленочные конденсаторы: a - повышенной емкости; б - небольшой емкости

Минимальную толщину диэлектрика определяют по формуле

dm\n Кз

(15.13)

где /(3=2...3 -коэффициент запаса электрической прочности; t/раб - рабочее напряжение. В; -электрическая прочность материала диэлектрика. В/мм.

При расчете конденсаторов необходимо обеспечить возможно меньшую площадь конденсатора, выбирая материал с большой диэлектрической проницаемостью. Толщину материала желательно свести к минимуму, который необходим для того, чтобы выдерживать заданное напряжение. Если требуется большая емкость, то диэлектрик наносят в несколько слоев, что, однако, значительно

усложняет производство. Наиболее экономичное использовйнив площади обеспечивают конденсаторы квадратной формы.

Материал, используемый для изготовления диэлектрических пленок конденсатора, должен иметь хорошую адгезию с металлом, применяемым для обкладок конденсатора, не подвергаться механическому разрушению при воздействии температур, обладать высоким пробивным напряжением и малыми диэлектрическими потерями, иметь высокую диэлектрическую проницаемость и обладать минимальной гигроскопичностью.

В качестве материала для диэлектрической прослойки конденсаторов применяют диоксид кремния SiOj, оксид германия СеО, халькогенидное стекло ХГ-44, оксиды алюминия AI2O3, тантала ТагОз, титана ТЮг и др. Особенно перспективны диэлектрические пленки из сложных по составу стекол. Эти материалы имеют низкие диэлектрические потери на разных частотах вплоть до самых высоких.

Хорошим материалом для изготовления обкладок конденсаторов является алюминий, дающий значительно меньшее по сравнению с другими металлами количество коротких замыканий. Это объясняется относительно низкой температурой испарения алюминия и тенденцией к оксидированию. Поверхностный слой алюминия легко можно превратить в диэлектрик путем его оксидирования. Полученные таким образом конденсаторы обладают малыми диэлектрическими потерями и имеют высокое пробивное напряжение.

Емкость тонкопленочного конденсатора выбирают от 10 до Ю* пФ. Наименьшее значение емкости зависит от толщины диэлектрического слоя, принимаемой 0,5 мкм. В более толстых слоях образуются внутренние напряжения, приводящие к их отслаиванию. При точности ±20% нижним пределом является емкость в 50 пФ. Верхний предел емкости зависит от рабочего напряжения и определяется наименьшей толщиной слоя диэлектрика, при которой наступает пробой. Кроме того, площадь, отводимая под пленочные конденсаторы, ограничена и обычно не превышает 1,6 см.

Отклонение емкости тонкопленочного конденсатора от номинального значения обусловлено производственными погрешностями, изменением температуры и старением материала. К производственным погрешностям относятся разброс емкости Со и геометрических размеров верхней обкладки конденсатора. Удельная емкость определяется диэлектрической проницаемостью диэлектрика и его толщиной.

Конденсаторы подгоняют путем уменьшения верхнего электрода. При этом оии должны иметь специальную топологию с подстро-ечными секциями, которые можно отключать путем удаления перемычек. Отключение дополнительной секции уменьшает емкость конденсатора. Для увеличения емкости используют несколько не связанных между собой секций, которые присоединяют параллельно друг другу.

8-673 225



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 [ 37 ] 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69



ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку.



Звоните! Ежедневно!
 (926)274-88-54 
Продажа и изготовление мебели.


Копирование контента сайта запрещено.
Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы
.