Secțiunea 3. Elemente și componente ale circuitelor integrate
Subiect 3.2. Elemente și componente ale circuitelor hibride integrate
3.2 Elemente și componente ale circuitelor hibride integrate
3.2.1 Componente și componente ale circuitelor hibride integrate și parametrii lor de bază
Circuitele integrate hibride au devenit foarte răspândite. în care elementele pasive sunt elemente de film, iar elementele active (diode, tranzistoare) sunt articulate. Elementele turnante din micro-miniatură electronică numite diode în mod normal neîmpachetate și tranzistori, care sunt elemente separate care sunt lipite ( „agățate“) în locații la substratul corespunzător și conectate cu elemente de circuit film subțire provodnichkami. Uneori, în circuite integrate hibride, pot exista elemente pasive, de exemplu transformatoare miniatură. În unele cazuri, circuitele integrate semiconductoare hibride sunt articulate [1].
Elemente pasive. adică, rezistențele, condensatoarele, bobinele și conexiunile dintre elemente sunt realizate sub formă de diferite filme depuse pe substrat. Elemente pasive sunt pelicule subțiri a căror grosime a filmului nu este mai mare de 1 micron, film gros și în care grosimea filmelor, dar cele mai considerabile (zeci de microni) []. Diferența dintre aceste circuite integrate nu este atât în grosimea filmelor, cât și în diferitele tehnologii ale aplicării lor.
Substraturile sunt plăci di-electrice din sticlă, ceramică, cuarț, safir etc., cu grosimea de 0,5-1,0 mm, măcinate cu atenție și lustruite. În producția de rezistențe de film, se aplică filme rezistive pe substrat. Dacă rezistența rezistorului nu trebuie să fie foarte mare, filmul este realizat dintr-un aliaj de înaltă rezistență, de exemplu din nicrom, tantal. Iar pentru rezistențele de rezistență ridicată este folosit un amestec de metal și ceramică, numit cermet. La capetele filmului rezistiv se fac concluzii sub forma de filme metalice, care in acelasi timp sunt linii care leaga rezistenta de alte elemente. Rezistența unui rezistor de film depinde de grosimea și lățimea filmului, de lungimea și de materialul acestuia. Pentru a crește rezistența, se fac rezistențe de film în formă de zig-zag. Figura 3.2 prezintă structura rezistențelor de film [1].
Rezistivitatea rezistoarelor de film este exprimat în miolo specific - Zach - ohmi pe pătrat (ohm / ; ohmi / pătrat), deoarece rezistența filmului sub forma unui pătrat este independent de dimensiunea pătrat. Într-adevăr, dacă facem partea laterală a pătratului, de exemplu, de două ori mai mare, lungimea căii curente va fi dublată, dar zona secțiunii transversale a filmului pentru curent va dubla, de asemenea; prin urmare, rezistența rămâne neschimbată.
Rezistența unui film cu lungimea L, lățimea h, grosimea k și rezistența ρ este dată de
Pentru pătratul L = h și pentru rezistența filmului
și anume nu depinde de dimensiunea laturilor pătratului.
Rezistențele de film subțire în precizie și stabilitate sunt mai bune decât rezistoarele de film gros, dar producția lor este mai complexă și mai scumpă. În rezistoarele de film subțire rezistivitatea poate fi de la 10 la 300 Ohm / și valoarea nominală este de la 10 la 10 6 Ohm. Precizia fabricării lor este de ± 5%, iar reglajul este de ± 0,05%.
Se potrivește că, într-un fel sau altul, stratul rezistiv este îndepărtat parțial și rezistența, făcută în mod deliberat oarecum mai mică decât este necesar, crește la valoarea necesară. Stabilitatea termică a rezistoarelor de peliculă subțire este caracterizată de o valoare TCR de aproximativ 0,25⋅10 -4 K -1. Pentru o durată lungă de funcționare, rezistența acestor rezistențe variază foarte puțin.
rezistori film gros au o rezistivitate de 5 ohmi la 1 Megaohm pe pătrat, rating de 0,5 la 5 10 august ohm precizie, fără sub-cursa ± 15%, și cu reglaj ± 0,2% din TCS este de aproximativ 2-10 -4 K -1. Stabilitatea lor în timp este mai rea decât rezistențele de film subțire.
Conductoarele de film sunt realizate cel mai adesea doar cu două plăci. Unul dintre ele este aplicat pe substrat și continuă ca o linie de legătură, apoi se aplică o peliculă di-electrică, iar cea de-a doua suprapunere este plasată pe partea superioară, trecând de asemenea în linia de legătură (Figura 3.3). În funcție de grosimea condensatoarelor dielectrice sunt subțiri și pelicule groase. Oxizii de siliciu, aluminiu sau titan se folosesc de obicei ca dielectrici. capacitate specifică poate fi de la zeci la mii de picofarads pe milimetru pătrat, și, respectiv, dar atunci când acest domeniu condensator de 25 mm 2 ajunge la capacitatea nominală de la sute la zeci de mii de picofarads. Precizia fabricației este ± 15%, iar TKE este obținută egală cu (0,05 ÷ 0,2) 10 -4 K -1.
Capacitatea specifică a unui condensator de film subțire este
la 1 mm2 se determină folosind expresia
unde ε este permitivitatea relativă a materialului izolant; d este grosimea stratului de material izolant.
Astfel, pentru valori mari ale nominale condensator capacitances folie de material dielectric trebuie să fie ales cu un înalt ε și să facă aceste materiale pot straturi subțiri.
Bobinele de film sunt realizate sub formă de spirale plane, cel mai adesea de formă de cărbune drept (Figura 3.4) [1]. Lărgimea benzilor conductoare și lumenilor dintre ele este de obicei câteva zeci de micrometri. Apoi se obține o inductanță specifică de 10-20 nH / mm2. Pe o suprafață de 25 mm2 se poate obține o inductanță de până la 0,5 μH. De obicei, astfel de bobine sunt fabricate cu inductanță nu mai mult de câteva microgene. Creșterea inductanței poate fi aplicată bobinei unui film feromagnetic, care va acționa ca un nucleu. Unele dificultăți apar în aranjarea ieșirii de la capătul interior al bobinei de film. Este necesar să se aplice o peliculă dielectrică în locul corespunzător al bobinei în acest scop și apoi să se aplice o peliculă de metal și o ieșire peste acest film.
