Выбор конструкции пленочных элементов и описание методики их расчета

1.2.1 Резистор.

Пленочный резистор конструктивно состоит из резистивной пленки, имеющей определенную конфигурацию, и контактных площадок. На рисунке 1.1 представлены наиболее часто применяемые их конфигурации: на рисунке 1.1 а - резистор прямоугольной формы, подходящий для резисторов с небольшим сопротивлением и коэффициентом формы меньше 10, на рисунке 1.1 б – резистор типа меандр. Данную конфигурацию используют для резисторов с большим сопротивлением и коэффициентом формы больше 10. Во всех конфигурациях отсутствуют наклонные кривые линии различных радиусов, поэтому изготовление фотошаблонов резистивных слоев ГИС существенно упрощается.

1.2.3 Описание методики расчета резистора

Конструктивный расчет тонкопленочных резисторов заключается в определении формы, геометрических размеров и минимальной площади, занимаемой резисторами на подложке. При этом необходимо, чтобы резисторы обеспечивали рассеивание заданной мощности при удовлетворении требуемой точности γR в условиях существующих технологических возможностей.

Порядок расчета резистора прямоугольной формы

Рассчитаем коэффициент формы Кф по формуле (1.1)

Кф = (1.1)

где R – номинальное значение сопротивления, Ом;

ρS – поверхностное сопротивление материала, Ом/□.

Рассчитаем минимальную ширину резистора bр, мм, при которой обеспечивается заданная мощность по формуле (1.2)

bр = (1.2)

где Р – мощность, Вт;

Р0 –предельное значение удельной мощности рассеяния, Вт/см2.

Рассчитаем температурную погрешность γRt,%, по формуле (1.3)

γRt = άR*(tmax - 20°C)*100% (1.3)

где άR – температурный коэффициент сопротивления, 1/°С;

tmax – температурный диапазон, °С.

Рассчитаем относительную погрешность коэффициента формы γКфmax,%, по формуле (1.4)

γКфmax = γR - γρs - γRt - γRk - γRст (1.4)

где γR - относительная погрешность сопротивления, %;

γρs - относительная погрешность формирования поверхностного сопротивления ,%;

γRt - температурная погрешность, %;

γRk - погрешность сопротивления контактной области, %;

γRст - относительная погрешность сопротивления, %.

Рассчитаем минимальную ширину резистора bточн, мм, обусловленную точностью воспроизведения, по формуле (1.5)

bточн = (1.5)

где ∆l,∆b – абсолютная погрешность формирования геометрических размеров, мм;

Выбираем ширину резистора не меньше самого большого из трех значений bтехн, bP, bточн по формуле (1.6)

b > = max (bтехн; bP; bточн) (1.6)

где bтехн – разрешающая способность метода формирования пленки, мм.

Рассчитаем рабочую длину резистора l, мм, по формуле (1.7)

l = b*КФ (1.7)

Рассчитаем полную длину резистивной пленки l0, мм, по формуле (1.8)

l0 = l + 2*l1 (1.8)

где l1 - величина перекрытия резистивной и проводящей пленок, мм.

Площадь S, мм, занимаемая резистором рассчитывается по формуле (1.9)

S = b*l0 (1.9)