Конструкционные расчёты резисторов

Определим мощность резистора R8 :

P8=I02*R=0,042*120=0,144 Вт (15)

Расчёт прямолинейного резистора:

Дальнейший расчет резисторов будем проводить в соответствии с [1].

Приведём конструкционный расчёт прямолинейного резистора R1:

Зададимся коэффициентом влияния = 0.02 и вычислим коэффициенты влияния:

; ; ; . (16)

Определим среднее значение и половины полей рассеяния относительной погрешности сопротивления, вызванной изменением температуры по следующим формулам:

; (17)

где - среднее значение температурного коэффициента сопротивления резистивной пленки.

, - верхняя и нижняя предельные температуры окружающей среды.

; (18)

; (19)

Таким образом, подставляя исходные данные в формулы (17) - (19) получаем следующее:

; ;

;

; .

Определим среднее значение и половину поля рассевания относительной погрешности сопротивления, вызванное старением резистивного материала по формулам:

(20)

(21)

где - среднее значение коэффициента старения резистивной пленки сопротивления. - половина поля рассеяния коэффициента старения сопротивления резистивной пленки.

; (22)

; (23)

Таким образом, получаем следующее:

(24)

(25)

(26)

(27)

Определим допустимое значение случайной составляющей поля рассеяния суммарной относительной погрешности сопротивления по следующей формуле:

(28)

(29)

где: , , Положив МRПР = 0, тогда:

(30)

(31)

Допустимое значение случайной составляющей поля рассеяния производственной относительной погрешности сопротивления по следующей формуле:

(32)

(33)

Подставим вычисленные выше значения в данную формулу, получим:

(34)

(35)

(36)

Определим допустимое значение случайной составляющей поля рассеяния производственной относительной погрешности коэффициента формы, по следующей формуле:

(37)

Подставим значения и получим:

(38)

Определим расчетное значение коэффициента форм резистора:

(39)

Определим ширину резистивной пленки:

мм(40)мм(4мм (42)

(43)

мм. (44)

(45)

Определим сопротивление контактного перехода резистора:

(46)

(47)

Проверим следующее условие:

(48)

(49)

Определим длину резистора:

мм (50) мм (51)

Теперь определим среднее значение коэффициента формы:

 (52)

Определим среднее значение МRПР и половину поля рассеяния RПР относительной производственной погрешности:

Мф=1.8% (53)

Мк=-9.3% (54)

(55)

(56)

(57)

(58)

Определим граничные условия поля рассеяния относительной погрешности сопротивления резистора:

% (59)

% (60)

% (61)

% (62)

(63)

Определяем длину резистивной пленки и площадь резистора:

мммм2 (64)

Определим коэффициент нагрузки резистора:

(65)

Подобно этому расчету рассчитываем резисторы R3, R4, R5, R6, R7, а результаты заносим в таблицу №1.

Таблица №1

Расчёт резистора типа “квадрат”:

Приведём конструкционный расчёт резистора типа “квадрат” R2:

Зададимся коэффициентом влияния = 0.06 и вычислим коэффициенты влияния:

; ; ; (66)

Определим среднее значение и половины полей рассеяния относительной погрешности сопротивления, вызванной изменением температуры по следующим формулам:

; (67)

где - среднее значение температурного коэффициента сопротивления резистивной пленки.

, - верхняя и нижняя предельные температуры окружающей среды.

; (68)

; (69)

Таким образом, подставляя исходные данные в формулы (67) - (69) получаем следующее:

; ;

;

; .

Определим среднее значение и половину поля рассевания относительной погрешности сопротивления, вызванное старением резистивного материала по формулам:

(70)

(71)

где - среднее значение коэффициента старения резистивной пленки сопротивления.

- половина поля рассеяния коэффициента старения сопротивления резистивной пленки.

; (72)

; (73)

Таким образом, получаем следующее:

(74)

(75)

(76)

(77)

Определим допустимое значение случайной составляющей поля рассеяния суммарной относительной погрешности сопротивления по следующей формуле:

(78)

(79)

где: , ,

Положив МRПР = 0, тогда:

 (80)

(81)

Допустимое значение случайной составляющей поля рассеяния производственной относительной погрешности сопротивления по следующей формуле:

(82)

(83)

Подставим вычисленные выше значения в данную формулу, получим:

(84)

(85)

(86)

Определим допустимое значение случайной составляющей поля рассеяния производственной относительной погрешности коэффициента формы, по следующей формуле:

(87)

Подставим значения и получим:

(88)

Определим расчетное значение коэффициента форм резистора:

 (89)

Определим ширину резистивной пленки:

мм(90)

мм (91)

мм (92)

(93)

мм. (94)

мм (95)

Определим сопротивление контактного перехода резистора:

Ом (96)

Ом (97)

Проверим следующее условие:

(98)

(99)

Определим среднее значение коэффициента формы:

 (100)

Определим среднее значение МRПР и половину поля рассеяния RПР относительной производственной погрешности:

Мф=0.0% (101)

Мк=17.8% (102)

(103)

(104)

(105)

Определим граничные условия поля рассеяния относительной погрешности сопротивления резистора:

% (106)

% (107)

% (108)

% (109)

(110)

Определим площадь занимаемую резистором:

см2 (111)

Определим коэффициент нагрузки резистора:

(112)

Подобно этому расчету рассчитываем резистор R8, а результаты заносим в таблицу №2.

Таблица №2

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:

(113)

где Si - площадь i - й площадки;

m - число площадок.

Определим площадь контактных площадок под резисторы:

мм2 (114)

Определим площадь контактных площадок под транзисторы и диодные сборки:

мм2 (115)

Определим площадь резисторов:

мм2 (116)

Определим площадь транзисторов:

мм2 (117)

Определим площадь диодов:

мм2 (118)

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

(119)

где Ки - коэффициент использования платы, обычно принимают Ки=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 (120)

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

Данной площади платы соответствует размер подложки 12*10 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 48*60 мм, поэтому на данной подложке изготавливается групповым методом несколько гибридных микросхем, потом эту подложку режут на заданное количество подложек, в данном случае на 24 подложки.

Данному размеру подложки соответствует корпус 158.28. Конструктивно-технологические характеристики этого корпуса даны в таблице № 3.

Таблица № 3

Заключение

Во время выполнения данного курсового проекта были освоены методики конструкционных расчётов резисторов. 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. Конструирование тонкоплёночных гибридных микросборок/ сост.: Клочков А.Я., Дьяков С.Н., Чистяков В.В. - Рязань: РГРТА 2002. 160с.

2. Партала О.Н. «Радиокомпоненты и материалы: Справочник».- К Радиоаматор, М.:КУбК-а, 1998. - 720с.

3. Бодиловский В.Г., Смирнова М.А. «Справочник молодого радиста», М., Высшая школа, 1976. - 351с.

4. Конструирование и технология микросхем: Курсовое проектирование, под. ред. Коледова Л.А.- Москва: Высшая школа 1984.231с.: ил.

5. Разработка и оформление конструкторской документации РЭА: справочник, под. ред. Романычевой Э.Т. - Москва: Радио и Связь 1989. 448с.: ил.

6. Конструирование пассивных элементов плёночных микросборок: Методическое указание к практическим занятиям / Сост. Б.Н. Сажин - Рязань: РРТИ, 1987. -40с.: ил.

7. Сёмин А.С. Тонкоплёночные резисторы гибридных микросборок: Руководство к практическим занятиям по курсу « Конструкции и технология микросхем ». - Рязань: РРТИ, 1982.- 44с.

Страницы: 1, 2