Реферат: Толстопленочные интегральные микросхемы: общие сведения, резисторы, полупроводники, топология

(2)

где — сопротивление квадрата резистивной пленки, Ом/кв; — коэффициент формы, зависящий от длины и ширины резистора. Ширина резистора

(3)

где Р—расчетное значение мощности рассеяния резистора, Вт; Р_о — максимальная удельная мощность рассеяния резистивной пленки, Вт/мм² ;

к_P —коэффициент запаса мощности, учитывающий подгонку резистора:

п — допустимое отрицательное отклонение сопротивления резистора от номинального до подгонки, %. Максимальное значение п составляет 52%. Расчетная длина резистора находится по формуле (2).

Удельная мощность рассеяния резисторов на основе композиции палладий — серебро обычно принимается равной 0,5 Вт/см² , однако резисторы могут быть нагружены и сильнее, до 6 Вт/см² и более, при условии правильной организации охлаждения.

Стабильная работа толстопленочных резисторов зависит также от величины падения напряжения на них.

Рисунок 2. Формы подгоняемых толстопленочных резисторов.

Допустимая нагрузка по напряжению не должна превышать 20 В/мм по длине резистивной полоски. Изменение номинала сопротивления (стабильность) в зависимости от приложенного напряжения составляет: для напряжения от 0 до 40 В — (0,5—1) 10^-4 % /В; для напряжения от 40 до 400 В — (1—5) 10^-4 %/В.

Влияние напряжения на сопротивление объясняется проявлением частично-полупроводникового характера проводимости толстопленочных резисторов в связи с наличием в их структуре окислов металлов.

Повышение точности резисторов путем подгонки. Погрешность номинального сопротивления резисторов из паст на основе композиции серебро — палладий при подгонке лазером составляет ±2%. Точность подгонки зависит от инерционности устройства, перемещающего подложку с резисторами или инструмент, а также от инерционности измерительно-контрольного устройства. Прецизионная подгонка позволяет достичь в необходимых случаях погрешности номинала резистора не более 0,03%.

На рисунке 2 представлены различные варианты изготовления подгоняемых резисторов и конфигурации подгоночных резов (шлицев).

5. ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ

Пленочные конденсаторы. Диэлектрические пленки в толстопленочных микросхемах применяются в качестве: диэлектриков конденсаторов, межслойной изоляции, защитных слоев.

Диэлектрики толстопленочных конденсаторов должны обеспечивать высокие значения удельной емкости; широ­кий диапазон номинальных значений емкости; высокое пробивное напряжение; малый температурный коэффициент емкости (ТКЕ); малые диэлектрические потери; высокую временную стабильность.

Диэлектрические пасты для конденсаторов изготавливаются на основе смеси керамических материалов и флюсов. Толщина пленки после термической обработки составляет 40—60 мкм.

Используя пленки, обеспечивающие удельную емкость С₀ -=3700 пФ/см² , изготавливают конденсаторы с номинальной емкостью от 500 до 300 пФ, а пленки с С_о = = 10 000 пФ/см² позволяют изготавливать конденсаторы в диапазоне от 100 до 2500 пФ. Погрешность номинальной емкости конденсаторов обычно составляет ±15%. Пробивное напряжение не менее 150 В.

Величина диэлектрической проницаемости для диэлектрических паст конденсаторов на основе композиции титанат бария — окись титана-—окись алюминия — легкоплавкое стекло составляет от 10 до 2000.

Расчетная площадь верхней обкладки конденсатора определяется по формуле

S = С/Со,

где С — номинальное заданное значение емкости; С_о — удельная емкость.

Нижняя обкладка конденсатора должна выступать за край верхней не менее чем на 0,3 мм, пленка диэлектрика должна выступать за край нижней обкладки не менее чем на 0,2 мм.

Толстопленочные конденсаторы в некоторых случаях допускают подгонку воздушно-абразивной струей, при этом погрешность составляет не более 1%. Способы лазерной подгонки конденсаторов в настоящее время разрабатываются.

Пасты верхних обкладок должны быть инертны к лужению.

Межслойная и защитная изоляция. Пасты для межслойной изоляции и защиты от внешней среды изготавливаются из низкоплавкого стекла и глинозема. Толщина диэлектрического слоя составляет от 30 до 70 мкм, удельная емкость — от 150 до 200 пФ/см² , пробивное напряжение-— 500 В.

Диэлектрическая проницаемость паст для изоляции и защиты находится в пределах от 10 до 15. Тангенс угла диэлектрических потерь на частоте от 1 кГц до 1,5 МГц не превышает 25 10^-4 . Сопротивление изоляции более 10¹² Ом при постоянном напряжении 100 В.

Для многослойной сложной разводки межсоединений используется кристаллизующееся стекло.