Содержание
Введение 4
1 Разработка платы ГИМС
1.1 Выбор материалов для подложки, плёночных элементов и плёночных проводников 5
1.2 Выбор конструкции плёночных элементов и описание методики их расчета 10
1.3 Расчёт топологических размеров элементов 13
1.4 Выбор размера платы и разработка топологии платы 14
Заключение 19
Список использованных источников 20
Приложения
1 Приложение А. ГИМС. Схема электрическая принципиальная.
2 Приложение Б. ГИМС. Топологический чертёж.
3 Приложение В. ГИМС. Чертёж резистивного слоя.
Введение
Задача курсового проекта - разработка конструкции платы ГИС.
Используя данные технического задания и принципиальную электрическую схему, в соответствии с приложением А, необходимо разработать конструкцию платы гибридной ИМС, т.е.:
1.1выбрать материалы для подложки, пленочных элементов и пленочных проводников;
1.2 выбрать конструкцию пленочных элементов;
1.3 рассчитать топологические размеры пленочных элементов;
1.4 выбрать размер платы и разработать топологию платы;
1.5 разработать необходимую конструкторскую документацию.
В техническом задании дана принципиальная электрическая схема устройства.
Электрическая схема включает в себя 13 резисторов R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8 ,R9, R10, R11, R12, R13 со следующими характеристиками
R = 1100:12000 Ом, γR= 15%, P =10:25 мВт. Также данная схема имеет навесные элементы: 9 транзисторов и 1 микросхему, имеющие гибкие проволочные вывода, выполненные из золота диаметром 40 мкм. Метод сборки – термокомпрессионная сварка.
Тонкие пленки формируют методом термовакуумного напыления с помощью метода свободной маски.
Данная гибридная ИМС является маломощной и имеет небольшое быстродействие. Исходя из этого, выбирают материалы элементов схемы.
При выборе резистивного материала следует учитывать, что αR<=2*10-4 1/ºС, γRст<=3%, а элементы должны иметь оптимальные размеры.
Следующим этапом является выбор конструкции элементов, которые мы будем располагать на плате. Выбранная конструкция должна соответствовать выбранным параметрам элементов. Далее выполняем расчет размеров пленочных элементов схемы, выбор размера платы по формуле и разработку топологии платы.
1.1 Выбор материалов для подложки, пленочных элементов и плёночных проводников
Подложки ГИС служат основанием для расположения пленочных и навесных элементов, а также для теплоотвода. Для изготовления подложек ГИС применяют материалы, приведённые в таблице 1.1
Таблица 1.1 Электрофизические параметры подложек ГИС
Параметры
Материалы
Стекло
Ситалл
СТ50-1
Плавленый
Кварц
Керамика
C41-1
C48-3
22ХС
(96% Al2О3)
Поликор
1
2
3
4
5
6
7
Класс чистоты обработки поверхности 14 14 13-14 14 12 12-14 Температурный коэффициент линейного расширения ТКЛР при Т=20÷300ºС
(41±2)**10ˉ7
(48±2)**10ˉ7
(50±2)*10ˉ7
(55±2)*10ˉ7
(60±2)**10ˉ7
(70±2)*10ˉ7
Коэффициент теплопроводности, Вт/(м* ºС) 1 1,5 1,5 7-15 10 30-45
Диэлектрическая проницаемость при f=106 Гц и Т=20 ºС
7,5 3,2-8 5-8,5 3,8 10,3 10,5
Тангенс угла диэлектрических потерь при f=106 Гц и Т=20 ºС
20*10ˉ4
15*10ˉ4
20*10ˉ4
-
6*10ˉ4
10*10ˉ4
Объёмное сопротивление при Т=25 ºС, Ом*См
1017
1014
-
1015
- - Электрическая прочность, кВ/мм 40 40 - - 50 -
К материалу подложки независимо от конструкции и назначения микросхемы предъявляют следующие требования:
1. высокое качество обработки рабочей поверхности, обеспечивающие чёткость и прочность рисунка схемы;
2. высокая механическая прочность при относительно небольшой толщине;
3. минимальная пористость;
4. высокая теплопроводность;
5. химическая стойкость;
6. высокое удельное сопротивление;
7. близость коэффициентов термического расширения подложки и наносимых на неё плёнок;
8. низкая стоимость исходного материала и технологии его обработки.
Недостатком керамики является значительная шероховатость поверхности, что затрудняет получение воспроизводимых номиналов тонкоплёночных элементов. ............
