Микросборка фильтра верхних частот (стр. 5 из 5)

Допустимый коэффициент формы активной площади конденсатора:

(99)

Коэффициент формы берем из условия 2.39 [5]:

(100)

К = 1.

Определим максимальную удельную емкость, обусловленную заданным допуском на емкость по техническим параметрам:

пФ/мм² (101)

Коэффициент запаса электрической прочности конденсатора принимаем равный 3:

Определим максимальную удельную емкость, обусловленную электрической прочностью межслойного диэлектрика и рабочим напряжением:

пФ/мм² (102)

мм. – минимальная толщина диэлектрика, тогда максимальная удельная емкость из допустимого уровня производственного брака:

пФ/мм² (103)

Определим минимальную удельную емкость, приняв значение максимальной толщины диэлектрика:

мм.

Тогда:

пФ/мм² (104)

Выберем удельную емкость из условия:

(105)

пФ/мм²

Определим соответствующую С₀ толщину диэлектрика:

мкм. (106)

Определим расчетную активную площадь конденсатора:

мм² (107)

Определим расчетное значение длины и ширины верхней обкладки конденсатора при выбираем коэффициенте формы:

мм.

мм. (108)

С учетом масштаба фото оригинала:

мм (109)

h = 0,2 мм. – минимальное расстояние краем нижней и верхней обкладок, обусловленное выбранной технологией.

Определим расчетное значение длины и ширины нижней обкладки конденсатора:

мм. (110)

С учетом масштаба фото оригинала:

мм. (111)

мм. – минимальное расстояние между краем нижней обкладки и диэлектрическим слоем, обусловленное выбранной технологией.

Определим расчетное значение длины и ширины диэлектрического слоя конденсатора:

мм. (112)

С учетом масштаба фото оригинала:

мм. (113)

Определим площадь, занимаемую конденсатором:

мм² (114)

Определим точность емкости сконструированного конденсатора. Для этого определим среднее значение относительной погрешности активной площади:

(115)

Определим среднее значение производственной погрешности:

(116)

Определим поле рассеяния относительной погрешности активной площади:

(117)

Определим поле рассеяния производственной погрешности:

(118)

Определим положительное и отрицательное значение предельного отклонения емкости:

(119)

(120)

Предельное отклонение емкости будет равно максимальному из этих значений:

Проверим условие:

Как видно это условие выполняется, из этого следует, что выбранный материал нам подходит по своим характеристикам.

Занесем полученные результаты в таблицу №3:

Таблица №3

L₁, мм	B₁, мм	L₂, мм	B₂, мм	L_д, мм	B_д, мм	S, мм²	S_P, мм²
С₁; C₂	18,3	18,3	17,4	17,4	19	19	361	286

В связи с тем, что геометрические размеры конденсатора получились очень большие, то целесообразно выбрать навесной конденсатор марки К10-9 с параметрами:

длина L=5,5 мм; ширина В=2,5 мм;

Определим параметры для навесных конденсаторов емкостью 2,2 мкФ:

Конденсатор типа К53-16:

· рабочее напряжение U_р=6,3В

· длина L=5 мм

· ширина В=2,3 мм

· высота h=1,6 мм

· площадь занимаемая конденсатором S=11,5 мм²

Расчёт площади платы. Выбор типа подложки и корпуса

Для определения минимально допустимой площади платы, необходимо произвести расчёт площади под каждый вид плёночных (резисторов, конденсаторов, контактных площадок) и дискретных элементов.

Число контактных площадок определяется исходя из заданной схемы соединений. Технологические и конструктивные данные и ограничения позволяют оценить минимально допустимые геометрические размеры контактных площадок в зависимости от способа формирования плёночных элементов. Общая площадь необходимая под контактные площадки:

(121)

где S_i – площадь i – й площадки;

m – число площадок.

Определим площадь контактных площадок под резисторы:

мм² (122)

Определим площадь контактных площадок под транзисторы :

мм² (123)

мм² (124)

Определим площадь резисторов:

мм² (125)

Определим площадь транзисторов:

мм² (126)

Определим площадь конденсаторов:

мм² (127)

Определим площадь контактных площадок под конденсаторы :

мм² (128)

Суммарная (площадь) минимальная площадь платы, необходимая для размещения элементов и компонентов находится по формуле:

(129)

где К_и – коэффициент использования платы, обычно принимают К_и=2…3. Введение коэффициента использования связано с тем, что полезная площадь (площадь, занимаемая элементами и компонентами) несколько меньше полной, что обусловлено технологическими требованиями и ограничениями. Конкретное значение коэффициента использования зависит от сложности схемы и способа её изготовления.

мм² (130)

Исходя из ориентировочного расчёта суммарной площади, проведённого выше, выбираем подложку с необходимыми размерами и выбираем типоразмер корпуса.

Данной площади платы соответствует размер подложки 20х16 мм. Геометрические размеры подложек стандартизированы. Выбираем подложку из ситалла СТ50-1. Этот материал очень широко используется для изготовления гибридных интегральных микросхем, так-так имеет очень хорошие электрофизические и механические характеристики. Минимальный габаритный размер подложки из данного материала 48х60 мм, поэтому на данной подложке изготавливается групповым методом несколько гибридных микросхем, потом эту подложку режут на заданное количество подложек, в данном случае на 9 подложек.

Данному размеру подложки соответствует корпус 156.15. Конструктивно–технологические характеристики этого корпуса даны в таблице № 4.

Таблица № 4

Условное обозначение корпуса	Тип корпуса	Кол–вовыводов	Размер зоны крепления, мм	Максимальный размер платы, мм	Масса не более,гр.
156.15	металлостеклянный	15	16,7х23,2	16,5х22,5	8,7

Заключение

В ходе данного курсового проекта была разработана конструкция микросборки фильтра верхних частот. Проведен расчет топологии микросборки (расчет пассивных элементов схемы и их расположения на подложке). Разработана маршрутная технология микросборки. Сделан анализ конструкции микросборки. Таким образом, все требования технического задания были выполнены.

Список литературы

1. Коледов Л.А. Конструирование и технология микросхем. Курсовое проектирование. М: «Высшая школа» 1984 г.

2. Парфенов О.Д. Технология микросхем М:«Высшая школа» 1986 г.

3. Сажин Б.Н. Конструирование пассивных элементов плёночных микросборок, Рязань РРТИ 1987 г.

4. Сажин Б.Н. Фотолитография в технологии тонкоплёночных микросхем и микросборок, Рязань РРТИ 1993 г.

5. Сёмин А.С. Конструирование пассивных элементов плёночных микросборок. Рязань РРТИ 1983 г.

6. Сёмин А.С. Конструкция и технология микросхем, Рязань РРТИ 1978 г.

7. Сёмин А.С. Конструкция и технология микросхем ч.1. Рязань РРТИ 1981 г.

8. Сёмин А.С. Конструкция и технология микросхем ч. 2. Рязань РРТИ 1981г.

9. Сёмин А.С. Оформление конструкторской документации на плёночные микросборки, Рязань РРТИ 1983 г.

10. Сёмин А.С. Методические указания к курсовому проекту по курсу «конструирование и расчет микросхем», Рязань РРТИ 1971 г.