ПРИМЕР РАСЧЕТА ТОНКОПЛЕНОЧНОГО КОНДЕНСАТОРА

5. ПРИМЕР РАСЧЕТА ТОНКОПЛЕНОЧНОГО КОНДЕНСАТОРА

Задание:

Определить геометрические размеры и минимальную площадь конденсатора на подложке, при следующих исходных данных : С₁=100 пФ, допустимое отклонение γ_с=15%, U_раб=15 В,

Диапазон темпер. = -60 до 125 ⁰С, tgδ=0,03; f_мax=400 кГц; погр.восп.удел.емк. γ_Со=5%,

погр.стар. γ_Сст=1%

Расчет:

По табл. выбираем материал диэлектрика для конденсатора — моноокись кремния. Его параметры: ε=5; tgδ=0,01; E_np=2-10⁶ В/см; ТКС=2-10^-4 1/°С. Минимальную толщину диэлектрика d_min и удельную емкость C_ov для обеспечения необходимой элект­рической прочности находим :

Температурная погрешность емкости γ_ct==2•IO^-4 x (125—20) •100=2,1%, а допустимая погрешность активной площади конден­сатора γ_Sдоп=15—5—1—2,1=6,9%.

Минимальную удельную емкость для обеспечения точности изготовления наименьшего по номиналу конденсатора:

a ΔL=0,01 мм (см. табл)

Определяем, какова должна быть удельная емкость наименьшего по номи­налу конденсатора с учетом технологических возможностей изготовления по площади перекрытия обкладок и толщине диэлектрика. Задаемся S_min==l мм². Тогда :

Таким образом, получены три значения удельной емкости:

Окончательно выбираем Со==100 пФ/мм².

Определяем, какая толщина диэлектрика соответствует выбранной удельной емкости Со

d= 0,0885-5/ (100-10²) =0,44 *10^-4 см, что вполне приемле­мо для тонкопленочной технологии.

Далее проводим расчет геометрических размеров конденсаторов

Отношение C₁/Co ==100/100=1 мм². Коэффициент, учитывающий краевой эффект, К= 1,3-0,06*1 =

=1,24. Площадь перекрытия обкладок S₁= 1 • 1,24=1,24 мм²; форма обкладок перекрещивающиеся полоски квад­ратной формы (К_ф= 1),' размеры обкладок L₁=B₁=√1,24=1,11 мм; L_Н1=В_Н1=1,11 мм, L_Д1=B_Д1i== 1,11+2*0,1 ==1,31 мм; площадь конденсатора по ди­электрику S_Д1=1,72 мм².

Проверка расчета:

СОДЕРЖАНИЕ:

ВВЕДЕНИЕ стр.

2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЛЕНОЧНЫХ КОНДЕНСАТОРОВ стр.

3. РАСЧЕТ ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ КОНДЕНСАТОРОВ. стр.

4. МАТЕРИАЛЫ ПОДЛОЖЕК стр.

5. МАТЕРИАЛЫ ПЛЕНОК стр.

6. ПРИМЕР РАСЧЕТА ТОНКОПЛЕНОЧНОГО КОНДЕНСАТОРА стр.

7. ПРИЛОЖЕНИЕ (Характеристики материалов пленочных конденсаторов) стр.

8. ЭСКИЗ ТОНОКОПЛЕНОЧНОГО КОНДЕНСАТОРА

Характеристики материалов пленочных конденсаторов

Материал диэлектрика	Материал обкладок	Диэлектри­ческая прониц. На частоте 1 кГц	Удельная ем­кость	Тангенс угла д.потерь на частоте 1 кГц	Температур­ный коэф. ёмкости	Электриче­ская прочность Епр х 10-6	Стабильность В нормальных условиях Uраб, 1000 час.	Способ нанесения пленок­
Моноокись кремния	Алюминий	5—6	5000—10000	0,01—0,02	2—3,5	2—3	± (1,5-6)	Термическое напыление
Моноокись германия	»	10—12	5000, 10000	0,001—0,005	3—5	1	— 1	То же
Двуокись кремния	»	4	20000	0.5	2	5 – 10	Реактивное распыление
Окись алю­миния	алюминий + никель	8	30000, 40000	0,3—1	3—4	5	-	Реактивное распыление
Окись тан­тала	Тантал + ванадий	20—23	50000, 10000	0,02	4	2	± 1	То же
Боросиликатн. стекло	алюминий+ ванадий	3,9—4,2	15000	0,001	0,2	3—5		Термическое напыление
Алюмосиликат. стекло	То же	5,2—5,5	30000	0,003	1,5	3—5		То же
Иттрий-боритное стек.	---	10—12	60000	0,007	5	2—3		»
Паста ПК-12	Паста ПП-1, ПП-2	—	10 000	0,03—0,04	± 10	Uпр > 150 В	±5	Сектография
Паста ПК 1000-30	То же	—	3700	0,036	+ 10	Uпр > 150 В	±5	»

ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Микроэлектроника»

КУРСОВАЯ РАБОТА
РАСЧЕТ ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ КОНДЕНСАТОРОВ

Подготовили ст.гр.97РЮ-2:

Липелис Э.А

Принял:

Юдина Н. И.

Пенза, 1999г