Конструирование мікросхем і микропроцессоров

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Информатика, программирование


Узнать стоимость новой

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Московський Державний інститут електроніки і математики

(Технічний университет)

Кафедра: РТУиС

Пояснювальна записка з виконання курсового проекту на тему:

«Конструювання мікросхем і микропроцессоров»

Виконав: студент групи Р-72

Густов А.М.

Керівник: доцент кафедри РТУиС,

кандидат технических

наук Мішин Г. Т.

Москва, 1994

Завдання курсове проектирование

У цьому курсовому проекті потрібно розробити комплект конструкторської документації інтегральної мікросхеми До 237 ХА2. По функціональному призначенню розроблювана мікросхема є підсилювач проміжної частоти. Мікросхема мусить бути виготовлено по тонкопленочной технології методом вільних масок (ЧСЧ) як гібридної інтегральної мікросхеми (ГИМС).

[pic]

Рис. 1. Схема електрична принципиальная

Таблица 1. Номінали елементів схемы:

|Элемент |Номінал |Елемент |Номінал |Елемент |Номінал |Елемент |Номінал | |R1 |950 Ом |R7 |4,25 кОм|R13 |1 кОм |R19 |1 кОм | |R2 |14 кОм |R8 |12,5 кОм|R14 |3,5 кОм |C1 |3800 пФ | |R3 |45 кОм |R9 |500 Ом |R15 |10 кОм |VT1-VT8 |КТ 312 | |R4 |35 кОм |R10 |3 кОм |R16 |3,5 кОм |E |7,25 У | |R5 |12,5 кОм|R11 |10 кОм |R17 |2,5 кОм | | | |R6 |950 Ом |R12 |500 Ом |R18 |1 кОм | | |

Для подачі на схему вхідного сигналу і зняття вихідного до мікросхемі потрібно підключити певна кількість навісних елементів. Один із можливих схем включення приведено ось на чому рисунке.

[pic]

Рис. 2. Можлива схема включения

Таблиця 2. Номінали елементів схеми включения

|Элемент |Номінал |Елемент |Номінал | |RA |8,2 кОм |CB |1 мкФ | |RB |43 Ом |CC |0,033 мкФ | |RC |2,2 кОм |CD |0,015 мкФ | |RD |1,5 кОм |CE |4700 пФ | |CA |3300 пФ |CF |3300 пФ |

Технічні требования:

Конструкцію мікросхеми виконати відповідно до електричної принципової схемою по тонкопленочной технології методом вільних масок в корпусе.

Мікросхема має відповідати загальним технічних умов і задовольняти наступним вимогам: — гранична робоча температура — 150(З; - розрахункове час експлуатації - 5000 годин; - вібрація із частотою — 5−2000 гц; - удари багаторазові з прискоренням 35; - удари однократные з прискоренням 100; - прискорення до 50.

Вигляд виробництва — дрібносерійне, обсяг — 5000 в год.

Аннотация

Ц ялиною даного курсового проекту є розробка інтегральної мікросхеми відповідно до вимогами, які у технічному завданні. Мікросхема виконується методом вільних масок по тонкопленочной технологии.

У процесі виконання роботи виконали такі дії і отримали результаты:

— справили електричний розрахунок схеми з допомогою програми електричного моделювання «VITUS», у результаті якого ми маємо необхідні дані до розрахунку геометричних розмірів элементов;

— справили розрахунок геометричних розмірів елементів й одержали їх розміри, необхідних вибору топології микросхемы;

— справили вибір підкладки для мікросхеми і розмістили у ньому елементи, соціальній та відповідність до електричної принципової схемою зробили сполуки між элементами;

— вибрали корпус для мікросхеми про те розрахунком, щоб стандартна підкладка з розміщеними елементами поміщалася одного з корпусів, які рекомендуються ДОСТом 17 467−79.

П риведем принципи праці та основні характеристики розроблюваної микросхемы:

Мікросхема До 237 ПХЕ 2 варта посилення і детектування сигналів ПЧ (проміжної частоти) радіоприймальних пристроїв які мають УКХ діапазону, і навіть посилення напруги АРУ (автоматичної регулювання посилення). Широкосмуговий підсилювач ПЧ складається з регульованого підсилювача на транзисторах Т4, Т5 і Т6. Посилений сигнал надходить на детектор ГАМ- сигналів (амплитудно-модулированных сигналів), виконаний на складеному транзисторі Т7, Т8. Низькочастотний сигнал з резистора R19, включеного в эмиттерную ланцюг, подається через зовнішній фільтр на попередній підсилювач НЧ (низькою частоти), і навіть через резистор R15 на базу транзистора Т3, входить у підсилювач АРУ. Посилене напруга АРУ звільняє з эмиттера транзистора Т2. Зміна напруги на эмиттере транзистора Т2 викликає зміна напруги харчування транзистора Т1, отже й його усиления.

На частоті 465 кГц коефіцієнт посилення підсилювача ПЧ становить 1200 — 2500. Коефіцієнт нелінійних спотворень вбирається у 3%. Якщо вхідний сигнал змінюється від 0,05 до 3 мВ, то зміна вихідного напруги не перевищує 6дБ. Напруга не вдома системи АРУ за відсутності вихідного сигналу становить 3 — 4,5 У. Напруга харчування становить 3,6 — 10 У. Споживана потужність трохи більше 35 мВт.

Аналіз завдання на проект

М икросхема посилення проміжної частоти (ПЧ) До 237ХА2 то, можливо виготовлено по тонкопленочной технології із застосуванням навісних елементів. Конструкція мікросхеми виконується методом вільної маски, у своїй кожен шар тонкопленочной структури наноситься через спеціальний трафарет. На поверхні підкладки сформовані плівкові резисторы, конденсатори, а також контактні майданчики і межэлементные сполуки. Плівкова технологія коштів виготовлення транзисторів, тому транзистори виконані як навісних елементів, приклеєних на підкладку мікросхеми. Висновки транзисторів привариваются до відповідним контактним площадкам.

Електричний розрахунок принципової схемы

Еге лектрический розрахунки здійснювалися з допомогою системи «VITUS».

Система VITUS — це комп’ютерне інструментальне засіб розробника електронних схем. Система VITUS дозволяє розрахувати струми, напруги, потужності переважають у всіх вузлах і елементах схеми, частотні і спектральні характеристики схеми. Система VITUS об'єднує у собі комп’ютерний аналог вольтметрів, амперметрів і ваттметров постійного насилля і змінного струму, генераторів сигналів довільній форми, багатоканального осцилографа, вимірювача частотних характе-ристик.

Система VITUS:. дозволяє описувати принципову схему як і графічному вигляді, і на вмонтованому вхідному языке;

. виводить необхідні результати розрахунку в графічному вигляді;. оснащена довідником параметрів елементів;. працює під керівництвом дружнього интерфейса.

Основне завдання електричного розрахунку є визначення потужностей, рассеиваемых резисторами і тимчасових робочих напруг на обкладках конденсаторів. Через війну розрахунку отримано реальні значення потужностей та напруг, що є вихідними для розрахунку геометричних розмірів элементов.

Результати розрахунку наводяться у розрахунку геометричних розмірів элементов.

Дані до розрахунку геометричних розмірів тонкоплівкових элементов

Таблица 3. Дані до розрахунку резисторов

|Резистор|Рном, |(R |[pic] |Резистор|Рном, |(R |[pic] | | |Вт | | | |Вт | | | |R1 |1,41E-6 |0,2 |0,1 |R11 |4,46E-3 |0,22 |0,1 | |R2 |3,36E-8 |0,22 |0,1 |R12 |2,23E-4 |0,2 |0,1 | |R3 |2,47E-4 |0,22 |0,1 |R13 |1,79E-5 |0,2 |0,1 | |R4 |1,98E-4 |0,22 |0,1 |R14 |1,05E-2 |0,2 |0,1 | |R5 |8,58E-6 |0,22 |0,1 |R15 |3,91E-10|0,22 |0,1 | |R6 |5,35E-13|0,2 |0,1 |R16 |1,27E-6 |0,2 |0,1 | |R7 |3,21E-5 |0,2 |0,1 |R17 |3,46E-4 |0,2 |0,1 | |R8 |3,30E-3 |0,22 |0,1 |R18 |1,95E-4 |0,2 |0,1 | |R9 |7,4E-5 |0,2 |0,1 |R19 |1,97E-4 |0,2 |0,1 | |R10 |4,51E-5 |0,2 |0,1 | | | | |

Таблиця 4. Дані до розрахунку конденсаторов

|Конденсатор |Uраб, У |[pic] |[pic] | |C1 |2,348 | 0,23 |0,115 |

Розрахунок геометричних розмірів тонкоплівкових резисторів, виконаних методом вільної маски (МСМ)

1. Вихідні дані: а). конструкторські: [pic], где

Rн — номінальне опір резистора;

(R — відносна похибка номінального сопротивления;

Pн — номінальна мощность;

T (max З — максимальна робоча температура МС; tэкспл — час експлуатації МС. б). технологічні: [pic], где

((((((- абсолютна похибка изготовления;

(lустан — абсолютна похибка суміщення трафарета;

[pic]- відносна похибка питомої опору. 2. Визначаємо діапазон [pic], де можна вести расчет:

0,02 Rmax ([pic] < Rmin (900 < [pic] < 500

Бачимо, що нерівність не виконується, отже, усе ці резисторы зліпити з одного матеріалу неможливо. Щоб ми ж могли виготовити резисторы, треба розбити їх у дві групи для кожної групи вибрати свій материал.

Таблица 5. Розбивка резисторів на группы

|Первая група |R1, R6, R7, R9, R10, R12, R13, R14, | | |R16, R17, R18, R19 (500 — 4250 Ом) | |Друга ж група |R2, R3, R4, R5, R8, R11, R15 (10 — | | |45 кОм) |

Розрахунок резисторів першої группы.

1. Визначаємо діапазон [pic], де можна вести расчет:

0,02 Rmax < [pic] < Rmin (85 < [pic] < 500

Бачимо, що нерівність виконується, отже ці резисторы роблять з одного матеріалу. Щоб резисторы були як і менше виберемо матеріал із, як можна великим питомим поверховим опором ([pic]). Зупинимо свій вибір на матеріалі «МЛТ-3М». Цей матеріал має такими характеристиками:

Таблица 6. Матеріал перша групи резисторов

|№ |Найменування |[pic], Ом/? |(R, 1/(C |P0, мВт/мм2 |P. S, %/103 годину | |1 |Сплав МЛТ-3М |200 -500 |0,0002 |10 |0,5 | | |(К0,028,005,ТУ| | | | |

Як мовилося раніше, [pic] краще взяти якнайбільше, тобто. в даному випадку це [pic]=500. Скло має непоганими характеристиками, властивими резистивным матеріалам, саме: низьким ТКС (®, низьким коефіцієнтом нестабільності (старіння) (P. S), хорошою адгезией і технологичностью.

2. Обчислимо відносну температурну погрешность:

[pic]=0,0002(150−20)=0,026

3. Обчислимо відносну похибка старения:

[pic], де tисп — час випробування протягом якого визначено коефіцієнт старіння P. S; tисп = 1000 часов.

4. Обчислимо відносну похибка контактирования:

[pic]= 0,01 — 0,03 (задамося [pic][pic]=0,01

5. Обчислимо відносну похибка формы:

(кф = (R — [pic]- [pic]- [pic] - [pic] = 0,2 — 0,1 — 0,026 — 0,025 -0,01=0,039;

6. Визначення виду резистора (подстраиваемый чи неподстраиваемый):

(кф > (b/ bmax, де bmax = 2 мм ((кф > 0,01 (резистор неподстраиваемый.

Перевага віддається неподстраиваемому резистору.

7. Обчислимо коефіцієнт форми рассчитываемого резистора:

[pic] = 950/500 = 1,9;

8. Визначення виду резистора (прямій чи меандр):

Якщо коефіцієнт форми менше 10, то резистор прямий, і якщо більше десяти, то резистор виготовляється у вигляді меандру. Перевага віддається прямому резистору. У разі резистор виготовляється прямым.

9. Визначення ширини резистора за проектною потужністю рассеяния:

[pic]

10. Визначення основного розміру по заданої точности:

[pic], де (l=(b=0,02 за умови, що коефіцієнт форми більше единицы.

11. Вибір основного размера:

[pic] (b = 0,78 мм

12. Визначення довжини резистора:

[pic]

13. Перевірка проведених расчетов:

[pic]Ом (розрахунок виконано правильно !

Аналізуючи цей етап ми розрахували перший резистор з першого групи (R1). Розрахунок інших резисторів цієї групи аналогічний і далі не наводиться. Результати розрахунку всіх резисторів цієї групи зведені в таблицу.

Таблица 7. Результати розрахунку резисторів першої группы

|Резистор |Кф |bmin (, мм|bmin p, мм|b, мм |l, мм |Вигляд резистора | |R1 |1,9 |0,78 |0,0086 |0,78 |1,48 |Прямий, | | | | | | | |неподстр. | |R6 |1,9 |0,78 |0,53 |0,78 |1,48 |Прямий, | | | | | | | |неподстр. | |R7 |8,5 |0,57 |0,02 |0,57 |4,85 |Прямий, | | | | | | | |неподстр. | |R9 |1 |1,03 |0,086 |1,03 |1,03 |Прямий, | | | | | | | |неподстр. | |R10 |6 |0,60 |0,03 |0,60 |3,60 |Прямий, | | | | | | | |неподстр. | |R12 |1 |1,03 |0,15 |1,03 |1,03 |Прямий, | | | | | | | |неподстр. | |R13 |2 |0,77 |0,03 |0,77 |1,54 |Прямий, | | | | | | | |неподстр. | |R14 |7 |0,59 |0,39 |0,59 |4,13 |Прямий, | | | | | | | |неподстр. | |R16 |7 |0,59 |0,0043 |0,59 |4,13 |Прямий, | | | | | | | |неподстр. | |R17 |5 |0,62 |0,083 |0,62 |3,10 |Прямий, | | | | | | | |неподстр. | |R18 |2 |0,77 |0,10 |0,77 |1,54 |Прямий, | | | | | | | |неподстр. | |R19 |2 |0,77 |0,10 |0,77 |1,54 |Прямий, | | | | | | | |неподстр. |

У цьому розрахунок резисторів першої групи завершено. Усі резисторы вийшли прямими і неподстраиваемыми. Завдяки цьому розміри резисторів мінімальні, що дозволить розташовувати їх у підкладці компактно і з найбільшої ступенем интеграции.

Розрахунок резисторів другий группы.

1. Визначаємо діапазон [pic], де можна вести расчет:

0,02 Rmax < [pic] < Rmin (900 < [pic] < 10 000

Бачимо, що нерівність виконується, отже ці резисторы роблять з одного матеріалу. Щоб резисторы були як і менше виберемо матеріал із, як можна великим питомим поверховим опором ([pic]). Зупинимо свій вибір на матеріалі «КЕРМЕТ». Цей матеріал має такими характеристиками:

Таблица 8. Матеріал для другої групи резисторов

|№ |Найменування |[pic], Ом/? |(R, 1/(C |P0, мВт/мм2 |P. S, %/103 годину | |2 |Кермет К-50С |5000 |0,0004 |10 |0,5 | | |ЕТО, 021,013,ТУ| | | | |

Скло має хорошими характеристиками, властивими резистивным матеріалам, саме: низьким ТКС (®, низьким коефіцієнтом нестабільності (старіння) (P. S), хорошою адгезией і технологичностью.

2. Обчислимо відносну температурну погрешность:

[pic]=0,0004(150−20)=0,052

3. Обчислимо відносну похибка старения:

[pic], де tисп — час випробування протягом якого визначено коефіцієнт старіння P. S; tисп = 1000 часов.

4. Обчислимо відносну похибка контактирования:

[pic]= 0,01 — 0,03 (задамося [pic][pic]=0,01

5. Обчислимо відносну похибка формы:

(кф = (R — [pic]- [pic]- [pic] - [pic] = 0,22 — 0,1 — 0,052 — 0,025 -0,01=0,033;

6. Визначення виду резистора (подстраиваемый чи неподстраиваемый):

(кф > (b/ bmax, де bmax = 2 мм ((кф > 0,01 (резистор неподстраиваемый.

Перевага віддається неподстраиваемому резистору.

7. Обчислимо коефіцієнт форми рассчитываемого резистора:

[pic] = 14 000/5000 = 2,8;

8. Визначення виду резистора (прямій чи меандр):

Якщо коефіцієнт форми менше 10, то резистор прямий, і якщо більше десяти, то резистор виготовляється у вигляді меандру. Перевага віддається прямому резистору. У разі резистор виготовляється прямым.

9. Визначення ширини резистора за проектною потужністю рассеяния:

[pic]

10. Визначення основного розміру по заданої точности:

[pic], де (l=(b=0,02 за умови, що коефіцієнт форми більше единицы.

11. Вибір основного размера:

[pic] (b = 0,82 мм

12. Визначення довжини резистора:

[pic]

13. Перевірка проведених расчетов:

[pic]Ом (розрахунок виконано правильно !

Аналізуючи цей етап ми розрахували перший резистор із другої групи (R2). Розрахунок інших резисторів цієї групи аналогічний і далі не наводиться. Результати розрахунку всіх резисторів цієї групи зведені в таблицу.

Таблица 9. Результати розрахунок резисторів другий группы

|Резистор |Кф |bmin (, мм|bmin p, мм|b, мм |l, мм |Вигляд резистора | |R2 |2,8 |0,82 |0,0011 |0,82 |2,30 |Прямий, | | | | | | | |неподстр. | |R3 |9 |0,67 |0,052 |0,67 |6,03 |Прямий, | | | | | | | |неподстр. | |R4 |7 |0,70 |0,053 |0,70 |4,90 |Прямий, | | | | | | | |неподстр. | |R5 |2,5 |0,85 |0,0185 |0,85 |1,03 |Прямий, | | | | | | | |неподстр. | |R8 |2,5 |0,85 |0,36 |0,85 |2,13 |Прямий, | | | | | | | |неподстр. | |R11 |2 |0,91 |0,47 |0,91 |1,82 |Прямий, | | | | | | | |неподстр. | |R15 |2 |0,91 |0,14 |0,91 |1,82 |Прямий, | | | | | | | |неподстр. |

У цьому розрахунок резисторів другої групи завершено. Усі резисторы вийшли прямими і неподстраиваемыми. У результаті розміри резисторів мінімальні, що дозволить розташовувати їх у підкладці компактно і з найбільшої ступенем интеграции.

Розрахунок резисторів закінчено !

Розрахунок контактних переходів для резисторів першої группы

1. Вихідні дані для низкоомных резисторів: [pic], где

Rн — номінальне опір резистора;

[pic]- відносна похибка контактирования;

[pic] - удільне поверхове опір; bmin — мінімальна ширина резистора;

2. Розрахуємо максимально дозволене значення опору контактного перехода:

[pic]Ом;

3. Розрахуємо опір контактного перехода:

[pic]Ом;

4. Перевірка условия:

Rк доп має перевищувати, ніж Rк п. Умова соблюдается.

5. Знаходимо мінімальну довжину контактного перехода:

[pic]мм;

6. Знаходимо реальну довжину контактного перехода:

[pic]

Інші резисторы цієї групи задовольняють цьому условию.

Розрахунок контактних переходів для резисторів другий группы

1. Вихідні дані для высокоомных резисторів: [pic], где

Rн — номінальне опір резистора;

[pic]- відносна похибка контактирования;

[pic] - удільне поверхове опір; bmin — мінімальна ширина резистора;

2. Розрахуємо максимально дозволене значення опору контактного перехода:

[pic]Ом;

3. Розрахуємо опір контактного перехода:

[pic]Ом;

4. Перевірка условия:

Rк доп має перевищувати, ніж Rк п. Умова соблюдается.

5. Знаходимо мінімальну довжину контактного перехода:

[pic]мм;

6. Знаходимо реальну довжину контактного перехода:

[pic]

Інші резисторы цієї групи задовольняють цьому условию.

Розрахунок геометричних розмірів тонкоплівкових конденсаторів, виконаних методом вільної маски (МСМ)

1. Вихідні дані: а). конструкторські: [pic], где

Cн — номінальна ємність конденсатора;

(З — відносна похибка номінальною емкости;

Up- робоче напруга на конденсаторе;

T (max З — максимальна робоча температура МС; tэкспл — час експлуатації МС. б). технологічні: [pic], где

((((((- абсолютна похибка изготовления;

(lустан — абсолютна похибка суміщення трафарета;

[pic]- відносна похибка удільної емкости.

2. Вибір матеріалу диэлектрика:

Як матеріалу диэлектрика використовуватимемо «СКЛО ЭЛЕКТРОВАКУУМНОЕ». Характеристики цієї статті наведені у таблице:

Таблица 10. Матеріал диэлектрика конденсатора

|Материал |С0, пФ/мм2 |(|tg (|Eпр, |(з, |P. S, %/1000ч| | | | | |В/мкм |10−4 | | |Скло | | | | | | | |электровакуумно|100 — 300 |5 — 6 |0,002 — |200 — |2 |1,5 | |е С41−1 | | |0,005 |400 | | | |НПО. 027. 600 | | | | | | |

3. Визначення товщини диэлектрика:

[pic]мкм, где

Кз — коефіцієнт запасу, необхідний забезпечення надежностных характеристик слова й рівний 2 — 4. Приймемо Кз = 2.

4. Визначення удільної ємності по робочому напряжению:

[pic]

5. Визначення коефіцієнта форми конденсатора:

Для більшої компактності мікросхеми виберемо коефіцієнт форми конденсатора рівним двом. Конденсатор такої форми зручніше розмістити на підкладці, ніж квадратный.

Кф = 2;

6. Визначення відносної похибки старения:

[pic], где

tисп — час випробування протягом якого визначено коефіцієнт старіння P. S; tисп = 1000 часов.

7. Визначення відносної температурної погрешности:

[pic]=0,0002(150−20)=0,026

8. Обчислення відносної погрешности:

[pic]= 0,23−0,115−0,026−0,075 = 0,014;

9. Визначення удільної ємності по відносної погрешности:

[pic];

10. Визначення виду конденсатора:

Результати розрахунку показали, що конденсатор буде виготовлятися неподстраиваемым. Це найоптимальніший вид конденсатора.

11. Вибір удільної емкости:

Питома ємність вибирається із наступного соотношения:

[pic] і задовольняти диапзону самого материала.

С0 = 300 пФ/мм2

12. Визначення площі перекриття обкладок:

P.S = Cн/C0 =3800/300 = 12,7 мм²;

13. Визначення розмірів верхньої обкладки:

[pic];

[pic];

14. Визначення розмірів нижньої обкладки:

[pic];

[pic];

15. Визначення розмірів диэлектрика:

[pic];

[pic];

16. Визначення площі, займаній конденсатором:

[pic] мм2.

У цьому розрахунок конденсатора закінчено. Конденсатор вийшов неподстраиваемым. У результаті його розміри мінімальні, що дозволить розмістити на підкладці компактно і із найбільшою ступенем интеграции.

Розрахунок конденсаторів закінчено !

Вибір та обґрунтування топологии

1. Вибір топології виготовляють основі принципової електричної схеми даної микросхемы;

2. Вибрано варіант технологічного процесу — метод вільної маски;

3. Перелік конструкторських і технологічних ограничений:

Устаткування має шість позиций:

— низкоомные резисторы і подслой для контактних площадок

— высокоомные резисторы

— нижня обкладка конденсатора і з'єднувальні проводники

— діелектрик конденсатора

— верхня обкладка конденсатора і контактні площадки

— захисний слой;

4. Обмеження переліку елементів в пленочном исполнении;

5. Зроблено розрахунок геометричних розмірів элементов;

6. Визначення необхідної площі подложки:

[pic], де Кзап=0,5−0,75

[pic]

З переліку стандартних розмірів вибираємо підходящі розміри підкладки. З проведених розрахунків виберемо підкладку з розмірами 12×20 мм.

7. Під час проведення граф-анализа даної схеми встановлено, що це плівкові і навісні елементи перебувають у площині, і схему їхнього сполук задовольняє всім конструкторським і технологічним требованиям.

Граф — аналіз електричної принципової схемы

Рис. 3. Граф — схема

Топология

Рис. 4. Топология

Обгрунтування вибору корпуса

У ыбор типорозміру корпусу зроблено відповідно до геометричних розмірам підкладки. Вибір типорозміру корпусу зроблено з такою розрахунком, щоб підкладка стандартних розмірів з розміщеними у ньому елементами поміщалася в обраний корпус. Корпус 1221. 18−5 ГОСТ 17 467–88. Корпус металлостеклянный прямокутної форми з подовжнім розташуванням висновків. Вона має такими достоїнствами: o добре екранує плату від зовнішніх наведень; o ізоляція коваровых висновків склом забезпечує найкращу герметизацію і опірність термоциклированию; o кріплення кришки контактної зварюванням забезпечує хорошу герметизацію і міцність; o добре узгоджується з координатної сеткой.

Технологічна часть

Послідовність технологічного процесса

1. Виготовлення масок; 2. Підготовка підкладок; 3. Формування тонкопленочной структури; 4. Припасування номіналів; 5. Різка пластин на кристали; 6. Складання; 7. Установка навісних елементів; 8. Контроль параметрів; 9. Корпусні герметизація; 10. Контроль характеристик; 11. Випробування; 12. Маркування; 13. Упаковка.

Методи формування тонкоплівкових элементов

Про сновными методами нанесення тонких плівок в технології ГИМС є: термічне випаровування в вакуумі, катод, ионно-плазменное і магнетронное розпорошення. [pic]

Термічне випаровування в вакуумі 10−3 — 10 -4 Па передбачає нагрівання матеріалу до температури, коли він відбувається випаровування, спрямоване рух парів цієї статті та її конденсація на поверхні підкладки. Робоча камера вакуумної установки (Рис. 5, а) складається з металевого чи скляного ковпака 1, встановленого на опорною плиті 8. Гумова прокладка 7 забезпечує вакуум-плотное з'єднання. Усередині робочої камери розташовані підкладка 4 на подложкодержателе 3, нагрівач підкладки 2 і випаровувач речовини 6. Заслінка 5 дозволяє у потрібний момент дозволяє припиняти потрапляння испаряемого речовини на підкладку. Ступінь вакууму у робітничій камері вимірюється спеціальним приладом — вакуумметром.

Рис. 5. Методи осадження тонких плівок а) — термічне випаровування в вакуумі; б) — катод розпорошення; в) — ионно-плазменное распыление;

1 — ковпак; 2 — нагрівач підкладки; 3 — подложкодержатель;

4 — підкладка; 5 — заслінка; 6 — випаровувач; 7 — прокладка;

8 — опорна плита; 9 — катод-мишень; 10 — анод; 11 — термокатод

Катодным (іонним) розпиленням (Рис. 5, б) називають процес, при якому диодной системі катод-мишень 9, виконаний із распыляемого матеріалу, що у вигляді тонкої плівки на підкладці 4. Іонізація інертного газу здійснюється електронами, виникаючими між катодом- мішенню 9 і анодом 10 при U= 3−5 кВ і тиску аргону 1−10 Па.

При ионно-плазменном розпорошення (Рис. 5, в) до системи анод 10 — катод- мішень 9 вводять допоміжний джерело електронів (термокатод 11). Перед початком роботи робоча камера 1 відкачують до вакууму 10−4 Па і термокатод 11 подається струм, достатній для розігріву його й створення термоэлектронного струму (термоэлектронная емісія). Після розігріву термокатода 11 останнім і анодом 10 прикладається U=200 У, а робоча камера наповнюється інертним газом (Ar) до тиску 10−1 — 10−2 Па — виникає газовий плазмовий розряд. Якщо подати негативний потенціал на катод-мишень 9 (3−5 кВ), то позитивні іони, виникаючі внаслідок іонізації інертного газу електронами, будуть бомбардувати поверхню катода-мишени 9, розпорошувати його, а частки матеріалу осідати на підкладці 4, формуючи тонку пленку.

Певна конфігурація елементів ІМС виходить під час використання спеціальних масок, що становлять моно- чи біметалеві пластини з прорізами, відповідними топології (форми і розташуванню) плівкових элементов.

Щоб сформувати складних ТПЭ великий точності застосовують фотолитографию, коли він суцільні плівки матеріалів ТПЭ завдають на підкладку, створюють їхньому поверхні захисну фоторезистивную маску і витравлюють незахищені ділянки плівки. Є кілька різновидів цього. Наприклад, рпи прямий фотолитографии спочатку на диэлектрическую підкладку завдають суцільну плівку резистивного матеріалу і створюють захисну фоторезистивную маску, черз яку цькують резистивный шар. Потім цю маску видаляють і згори завдають суцільну плівку металу (наприклад, алюмінію). Після створення другий фоторезистивной маски і травлення незахищеного алюмінію лежить на поверхні підкладки залишаються отримані раніше резисторы, і навіть сформовані провідники і контактні майданчики, закриті фоторезистивной маской.

Видаливши непотрібну більш маску, на поверхню завдають суцільну захисну плівку (наприклад, SiO2) й утретє раз створюють фоторезистивную маску, відкриваючи ділянки захисного покриття над контактними майданчиками. Протравивши захисне покриття у цих місцях і видаливши фоторезистивную маску, отримують плату ГИМС з плівковими елементами і відкритими контактними площадками.

Використана литература

1. Методичні вказівки до виконання курсового проекту з курсу «Конструювання мікросхем і мікропроцесорів», МИЭМ, 1988

2. Романычева Э. Т., Довідник: «Розробка й конструкторської документації РЭА», Радіо і зв’язок, 1989

Завдання курсове проектирование

… 2

Анотація …

… 4

Запровадження …

… 5

Електричний розрахунок принципової схемы

… 6

Дані до розрахунку розмірів тонкоплівкових элементов

… 7

Розрахунок геометричних розмірів резисторов

… 8

Розрахунок контактних переходів … 13

Розрахунок геометричних розмірів конденсаторов

… 15

Вибір та обґрунтування топологии

… 17

Граф — аналіз схеми …

… 18

Топологія …

… 19

Обгрунтування вибору корпусу … 20

Послідовність технологічного процесса

… 20

Методи формування тонкоплівкових элементов

… 21

Використана литература

23

Зміст …

… 24

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой