Создание технологичной геоинформационной системы - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника контрольная работа

Конструирование микросхемы по электрической принципиальной схеме. Обоснование выбора материала подложки. Расчет тонкопленочных конденсаторов, резисторов. Диапазон рабочих температур. Выбор навесных элементов. Расчет показателя надежности микросхемы.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.


Интегральная микросхема (ИМС) - это конструктивно законченное изделие, выполняющее определенные функции преобразования информации и содержащая совокупность электрически связанных между собой электрорадиоэлементов (ЭРЭ), изготовленных в едином технологическом цикле.
Аппаратура построенная на ИМС по сравнению с аналоговой на дискретных компонентах обладает следующими преимуществами:
2. более низкая стоимость процесса производства;
3. повышенная надежность, что уменьшает стоимость процесса эксплуатации за счет сокращения простоев аппаратуры.
Микросхемы разделяют на группы по принципу устройства:
Применение ИМС произвело революцию в РЭА, позволило усовершенствовать и создавать новые методы производства и проектирования РЭА, повысить ее технологические и эксплуатационные характеристики.
Целью данного курсового проекта является создание технологичной ГИС. В качестве электрической принципиальной схемы была выбрана схема усилителя низкой частоты. Анализируя схему рис. 1, выделяем элементы, которые можно выполнять с помощью тонкопленочной технологии. Такими элементами является конденсатор C1 с небольшой емкостью и резисторы. Транзистор целесообразно выполнить навесным элементом. В процессе разработки микросхемы требуется определить геометрические параметры интегральных компонентов микросхем, выбрать материал изготовления резисторов, облаток конденсаторов, его диэлектрика, проводников и контактных площадок, а так же материала для подложки микросхемы.
Рис. 1. Схема электрическая принципиальная
Таблица 1. Перечень элементов схемы электрической принципиальной
2. Обоснование выбора материала подложки
Подложки в ГИС являются механическим и диэлектрическим основанием, на которых располагаются пленочные элементы и навесные компоненты. В качестве материала подложки выбираем СИТАЛЛ СТ-50-1 (ТХО.735.062.ТУ).
класс точности обработки поверхности 1314;
температурный коэффициент линейного расширения при t=2030 равен (502)10-1 [1/ C];
диэлектрическая проницаемость при f=106 Гц и t=20C составляет 58,5
тангенс угда диэлектрических потерь при f=106 Гц и t=20C составляет 2010-4.
3. Расчет конструкционных элементов
Для расчета мощности резисторов рассмотрим эквивалентную схему.
Выбираем резистивный материал для всех резисторов - сплав РС-3001 (ЕТО.021.019.ТУ). S=2 кОм/. Допустимая удельная мощность рассеяния: P0=2 Вт/см2, температурный коэффициент сопротивления ТКР=-0,210-4 1/С при T=-60125C.
Данный материал является одним из наиболее распространённых. Технология исполнения плёночных элементов на его основе хорошо отлажена, что позволяет добиваться стабильной воспроизводимости.
Проверяем правильность выбранного материала:
RT=R(Tmax - 20C); s=5%;RНП=1%;R сопр=0,3%.
Определим коэффициенты формы резисторов: KФi=Ri/S.
По таблице 3.15 [1] определяем технологические ограничения:
bрасч=0,1мм; bточн(b+l/KФ)/ к,ф доп;
Минимальная ширина резистора с точки зрения рассеиваемой мощности:
Расчётная длина резисторов определяется из соотношения:
Полная длина резистора с учётом перекрытия контактных площадок:
С точки зрения конструкторской оптимизации изделия, при изготовлении тонкоплёночных резисторов можно использовать пропорциональное увеличение или уменьшение данных элементов (с сохранением коэффициента формы).
3.2 Расчет тонкопленочных конденсаторов
Материал для напыления диэлектрика выбираем из таблицы исходя из Up: моноокись германия (ГОСТ 19062-74), для напыления облаток: алюминий А99 (ГОСТ 11069-64).
Диэлектрическая проницаемость при f=1 кГц =1112.
Тангенс диэлектрических потерь при f=1 кГц tg =0,0050,007.
Электрическая проницаемость Eпр=1106 В/см.
Рабочая частота, не более fраб=300 МГц.
Определяем min толщину диэлектрика dmin и удельную емкость C0V: dminK3Up/Eпр. K3 - коэффициент запаса электрической прочности (для пленочных конденсаторов K3=3).
dmin=35/1106=0,1510-4см. C0V=0,0885/d=0,088512/0,1510-4 =708пФ/мм2.
Допустимая погрешность активной площади конденсатора: Sдоп=с-с0-с+-С стар.
с=30%; с0=5%; с+=3,15%; С стар=1%. Sдоп=20-5-3,15-1=10,85%>0
Минимальная удельная емкость, для обеспечения точности изготовления напыленного по номиналу конденсатора:
C0 точн=680[0,1085/0,02]2=20103 пФ/мм2.
Определяем, какова должна быть удельная емкость напыленного по номиналу конденсатора с учетом технологических возможностей изготовления по площади перекрытия облаток и толщине диэлектрика. Зададим Smin=1мм2.
С0 min=Cmin/Smin=560/1=560 пФ/мм2. С0 min{C0 min ,C0 V , C0 точн}.
C0 min =560 пФ/мм2; C0 V=708 пФ/мм2; C0 точн=20000 пФ/мм2.
Определяем какая толщина диэлектрика соответствует выбранной удельной емкости C0. d=0,0885 / C0=0,088512/68000=0,15610-4 см, что вполне приемлемо для тонкопленочной технологии.
Коэффициент учитывающий краевой эффект:
Площадь перекрытия облаток: S2= C2/ C0K=1,3 мм2.
Определяем геометрические размеры верхней облатки: Kф=1,
f - размер перекрытия нижней облатки и диэлектрика: f=0,1.
Площадь диэлектрика конденсатора: Sд2=L д2 Bд2=1,92=3,6 мм2.
2. Рабочая напряженность электрического поля Eраб не превышает Eпр диэлектрика:
Eраб=Uраб/d=0,32106 B/см<1106 В/см.
3.Погрешность активной площади конденсатора не превышает допустимую: L=0,01мм
Для конструирования микросхемы по электрической принципиальной схеме и анализу задания необходимо выбрать навесной транзистор.
Выбор производится по следующим факторам:
максимальный ток коллектора, IK,max
максимум мощности рассеиваемой на коллекторе транзистора PK,max
напряжение, действующее на переходе коллектор - эмиттер
Выбираем транзистор КТ369А. Его параметры:IK,max=250мА, PK,max=15мВт, Uкэ=20В, h21э=40200. Габаритные размеры: 0,86х0,86х0,8. Масса - 0,002 г.
Определим ориентировочную площадь платы по формуле:
где K - коэффициент запаса по площади. K=1,5. - площади, занимаемые всеми резисторами, конденсаторами, контактными площадками; - площадь навесных компонентов, которые не могут быть расположены над пленочными элементами.
Выбираем плату размером 10х8 мм. Целесообразно применять подложку из сеситалла толщиной 0,6 мм. Для защиты тонкопленочной ИС наиболее удобно применение металлостеклянного корпуса 1203 (151.15-4). Благодаря этому корпусу ГИМС является герметичной и защищенной от попадания пыли и влаги.
Основным способом защиты ИМС от воздействия дестабилизирующих факторов (температуры, влажности, радиации, механических воздействий) является герметизация. Ее осуществляют с помощью специально разработанных конструкций корпусов, в которых размещают ИМС. Либо нанесением защитных материалов непосредственно на ИМС.
Корпус изготавливать из металлического дна, металлической крышки, а также стеклянных деталей, в которые впаяны металлические выводы. Дно также спаяно или скреплено со стеклом. Исходя из размеров платы выбираем типовой корпус .
Основным показателем надежности МС является вероятность безотказной работы в течении определенного промежутка времени: P(t=1000ч)=exp(-t), - интенсивность отказов.
где R , k , nk , kc - интенсивность отказов резисторов, конденсаторов, навесных компонентов, контактных площадок:
n, m, l, k - число соответствующих элементов. n=5, m=2, l=1, k=17. 1 и 2 - поправочные коэффициенты. 1R=1,5; 1k=2; 1nk=1c=1; 2R=0,23; 2nn=2kc=0,2.
Тогда =2,310-81/час. Отсюда P(t=1000ч)=exp(-2,310-5)=0,999977. Из расчета видно, что надежность МС удовлетворяет техническому заданию.
Для формирования конфигурации проводящего, резистивного и диэлектрического слоев, используют различные методы. Наибольшее распространение получили масочный и фотолитографический методы. Для изготовления резистивных слоев будем использовать метод контактной маски. При изготовлении МС создается сложность получения номинала резистора. Точность при этом методе составляет 10%. Для изготовления проводящего слоя, контактных площадок используем фотолитографический метод. Точность изготовления 1%.
Масочный метод является дешевле, чем фотолитографический, но не всегда удовлетворяет требованиям точности. Поэтому в большинстве случаев методы формирования слоёв на подложке комбинируют.
В приложении представлены основные этапы производства платы микросхемы комбинированным методом.
микросхема электрический резистор конденсатор
В процессе работы была сконструирована ГИМС усилителя по выбранной схеме, что значительно уменьшило габариты усилителя. Кроме миниатюризации к достоинствам сконструированной ГИМС можно так же отнести устойчивость тепловых режимов, малое значение паразитных параметров, значительно меньшее влияние параметров элементов друг на друга, а также возможность серийного производства данной ГИМС. Так как тонкопленочная технология является относительно новым разделом производства РЭА, схема имеет ряд недостатков: большие допуски при изготовлении ИМС параметров элементов после их напыления.
В процессе работы было выбрано расположение элементов с учетом более компактного расположения. Был произведен так же тепловой расчет с целью проверки теплового режима, а так же показателя надежности.
Конструирование и технология микросхем. Под ред. Л.А. Коледова - М.: “Высшая школа”, 1984г.
Разработка и оформление конструкторской документации РЭА.: Справочник под ред. Э.Т. Романычевой - М.: “Радио и связь”, 1989г.
Парфенов О.Д. Технология микросхем. - М.: “Высшая школа”,1986г.
Топологический расчет схемы принципиальной электрической для толстопленочной гибридной интегральной микросхемы (ГИС). Конструирование, технология толстопленочных ГИС. Расчет толстопленочных резисторов и конденсаторов. Выбор корпусов для микросхем. курсовая работа [260,5 K], добавлен 03.02.2010
Описание схемы электрической принципиальной приёмника для радиоуправляемой игрушки. Этап проектирования и расчет надежности микросхемы. Обоснование выбора элементов: резисторов, конденсаторов. Трассировка печатной платы и компоновка печатной платы. курсовая работа [29,8 K], добавлен 27.01.2009
Разработка конструкции, топологии и технологического процесса интегральной микросхемы по заданной электрической схеме. Топологический расчет транзистора и полупроводникового кристалла. Расчет геометрических размеров резисторов и конденсаторов. курсовая работа [1,3 M], добавлен 18.02.2010
Анализ исходных данных и выбор конструкции. Разработка коммутационной схемы. Расчет параметров элементов. Тепловой расчет микросхемы в корпусе. Расчет паразитных емкостей и параметров надежности микросхемы. Разработка технологии изготовления микросхем. курсовая работа [150,4 K], добавлен 12.06.2010
Выбор резистивного материала, проводников, подложки. Расчет размеров плёночных резисторов. Выбор конструкции корпуса, навесных компонентов, оборудования. Разработка топологии платы, схемы коммутации. Технология изготовления платы и сборки микросхемы. курсовая работа [610,8 K], добавлен 26.11.2014
Выбор микросхемы и его обоснование, внутренняя структура и элементы. Построение принципиальной и электрической схемы. Выбор материала печатной платы, методы и закономерности ее разработки, принципы работы. Расчет надежности и оценка ее показателей. курсовая работа [249,3 K], добавлен 02.10.2015
Проектирование пленочных элементов. Конструктивный расчет тонкопленочных резисторов, значения ширины, длины. Нахождение средней линии меандра. Коэффициент запаса электрической прочности. Особенности монтажа навесных компонентов, бескорпусных транзисторов. контрольная работа [105,2 K], добавлен 30.12.2014
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Создание технологичной геоинформационной системы контрольная работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Учебное пособие: Финансовый анализ коммерческого банка
Реферат по теме Налоговое планирование
Курсовая работа: Конденсатор переменной мкости
Реферат На Тему Жизненный Цикл Программного Обеспечения
Реферат по теме Истоки возникновения русской философии
Содержание Работы В Дневнике По Практике
Сочинение: Дефицит человечности в рассказе А. П. Чехова "Тоска"
Эссе На Тему Лучший Оратор В Истории
Клиническая биохимия
Курсовая работа: Кинематический анализ и расчет станка 1П 365. Скачать бесплатно и без регистрации
Контрольная Работа 2 По Геометрии Ответы
Реферат: В.С. Высоцкий или прерванный полет. Скачать бесплатно и без регистрации
Контрольная Работа Восьмой Класс
Реферат по теме Государственный бюджет Украины
Доклад по теме Макроконвейерная ЭВМ
Курсовая работа: Дидактическая игра как средство коррекции внимания умственно отсталых школьников
Курсовая работа по теме Технологии охоты на бурого медведя
Питание Беременных И Кормящих Женщин Реферат
Реферат по теме Русский язык. Пунктуация
Реферат по теме Общественное движение 30-50-х гг. ХIХ века
Право - Государство и право контрольная работа
Исполнительные органы юридических лиц - Государство и право курсовая работа
Анализ убийства с квалифицирующими признаками - Государство и право курсовая работа