Содержание.
 
Введение
1 Аналитический обзор работы принципиальной схемы ИМС 6
2 Разработка технических требований на микросхему 8
3 Выбор и обоснование конструктивно-технологического исполнения
микросхемы 10
4 Расчет элементов и выбор навесных компонентов 13
4.1 Конструктивный расчет тонкопленочных резисторов 13
4.1.1 Расчет рассеиваемой мощности
4.1.2 Расчет конструкции тонкопленочных резисторов
4.2 Рассчет тонкопленочных конденсаторов 21
4.3 Выбор навесных компонентов 27
5 Разработка топологии интегральной микросхемы 28
5.1 Выбор материала платы 29
5.2 Определение минимального размера платы 30
5.3 Разработка коммутационной схемы 32
5.4 Оценка качества разработанной топологии 33
5.4.1 Оценка празитных связей 33
5.4.2 Тепловой расчет резисторов 35
5.4.3 Тепловой расчет транзисторов 36
5.5 Оценка надежности 37
6 Разработка и обоснование технологического маршрута изготовления ИМС 38
6.1 Очистка поверхности и контроль подложек 38
6.2 Формирование элементов тонкоплёночных ГИС 49
6.3 Технология нанесения тонких плёнок 40
6.4 Операции контроля тонких плёнок 42
6.5 Разделение подложек на платы 43
6.6 Сборка микросхем 44
6.6.1 Монтаж плат в корпус 46
6.6.2 Монтаж навесных компонентов 45
6.6.2 Присоединение выводов 46
6.6.3 Герметизация 47
Заключение 49
Список литературы 50

Введение

Электронные приборы и устройства используются в аппаратуре связи, автоматики, вычислительной и измерительной техники, приборостроении. Электронная промышленность, научной основой развития которой являются достижения электроники, серийно производит вакуумные, газоразрядные, полупроводниковые, фотоэлектронные, пьезоэлектрические приборы. Начиная с 60-х годов особое место в номенклатуре изделий электронной промышленности занимают интегральные микросхемы (ИМС), микропроцессоры и микросборки.
Создание микроэлектронной аппаратуры явилось результатом процесса комплексной микроминитюаризации электронно-вычислительных средств (ЭВС), аппаратуры связи, устройств автоматики. Этот процесс возник в связи с потребностями развития промышленного выпуска изделий электронной техники на основе необходимости резкого увеличения масштабов их производства, уменьшения их массы, занимаемых ими объемов, повышения их эксплутационной надежности.
Особая роль отводится микроэлектронике в развитии вычислительных средств, поскольку умелое, широкое использование электронно-вычислительной техники – один из важнейших факторов происходящей научно-технической революции.
В данном курсовом проекте разработан комплект документации, необходимый для производства гибридной интегральной микросхемы усилителя радиочастот. В гибридных интегральных микросхемах пассивные элементы выполняются по тонкопленочной или толстопленочной технологии, а активные элементы являются навесными компонентами. Такой метод проектирования ИМС обеспечивает большие производственно-экономические выгоды и расширяет схемотехнические возможности выбора оптимальных режимов работы ИМС. Гибридные ИМС создаются на подложке с хорошими изоляционными свойствами, поэтому материал подложки практически не оказывает влияния на электрические связи элементов, как это имеет место в полупроводниковых ИМС

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР
В курсовом проекте разрабатывается микросхема балансного усилителя. Схема электрическая принципиальная и схема включения микросхемы приведены на рисунках 1.1 и 1.2 соответственно.


Рисунок 1.1 Схема электрическая принципиальная.
 


Рисунок 1.2 Схема включения микросхемы.
 
Электрические параметры микросхемы:
–напряжение питания +5В, -5В;

2 РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКИХ ТРЕБОВАНИЙ НА МИКРОСХЕМУ
Технические условия (ТУ) на ИМС представляют собой комплекс основ­ных требований к ней и определяют ее выходные параметры, условия эксплуатации и хранения.
ОТУ на ИМС широкого применения. Согласно ГОСТ 18725 - 73, ОТУ со­держат требования к электрическим параметрам, конструкции, устойчивости к механическим и климатическим воздействиям, надежности, долговечности и со­храняемости.
Требования к электрическим параметрам и режимам. Электрические па­раметры ИМС при изготовлении, хранении и эксплуатации в режимах и условиях, допускаемых в технической документации на ИМС конкретных типов, должны соответствовать определенным нормам. Согласно ГОСТ 17230 - 71, предпочти­тельным является следующий ряд номинальных значений: 1,2; 2,4; 3,0; 4,0; 5,2; 6,0; 9,0; 12,0; 15,0; 24,0; 30,0; 48,0; 100; 150; 200 В.
Руководствуясь приведенным рядом и параметрами схемы, приведенными в задании, выбираем напряжение питания 12 В.
Требования к конструкции. Габаритные и присоединительные размеры, внешний вид и масса ИМС должны соответствовать требованиям, установленным в технической документации на ИМС конкретных типов. Выводы ИМС должны выдерживать растягивающие усилия, и изгибы, легко паяться и свариваться.
Требования к устойчивости при механических повреждениях. ИМС должны сохранять параметры в пределах норм, установленных технической до­кументацией в соответствии с группой жесткости согласно ГОСТ 16962 - 71 в процессе и после воздействия механических нагрузок: вибрационных с частотой 1 - 2000 Гц и максимальным ускорением 10 - 20 g, многократных ударов длитель­ностью 2 - 6 мс с ускорением 75 -150 g, линейных нагрузок с максимальным ус­корением 25- 2000 g.
Требования к устойчивости при климатических воздействиях. ИМС должны сохранять параметры в пределах норм, установленных технической до­кументацией, в процессе и после воздействия на них следующих климатических факторов: температуры воздуха с верхними значениями + 55, +70, +85, + 100, +125, + 155и нижними значениями – 10, – 25, – 40, – 45, – 55, – 60, измене­ния температур от верхнего предела до нижнего; относительной влажности 98% при температуре + 35. ИМС должны допускать эксплуатацию после их транспор­тировки при температуре – 50. ИМС в корпусном исполнении, предна­значенные для эксплуатации в условиях тропического климата, должны быть устойчивыми к длительному воздействию влаги, соляного тумана, и среды, зараженной плесневыми грибами.
Разрабатываемая микросхема усилителя низкой частоты предназначена для использования в бытовой аппаратуре. Принимаем верхнее значение темпера­туры окружающей среды + 55, а нижнее — 25.
Требования к надежности. Минимальная наработка ИМС в указанных ре­жимах и условиях должна быть не менее 15000 ч. Интенсивность отказов ИМС в режимах и условиях работы, соответствующих ТУ, не должна превышать 3,7∙10^-5 (ч^-1) для микросхем первой и второй степени интеграции и 5∙10^-5 (ч^-1) для ИМС третьей – шестой степени интеграции.
Срок хранения ИМС. Для ИМС в корпусном исполнении, размещенных в упаковке предприятия изготовителя, срок хранения в отапливаемых помещениях не менее 6 лет. Срок хранения ИМС исчисляется с момента изготовления.
Маркировка. На каждом корпусе ИМС должны быть отчетливо нанесены: товарный знак предприятия - изготовителя, условное обозначение типа ИМС, ме­сяц и две последние цифры года изготовления, обозначение первого вывода, если он не указан другими способами. Маркировка должна оставаться прочной и раз­борчивой при эксплуатации ИМС в режимах и условиях, оговоренными в ТУ.
Упаковка. Все ИМС должны быть упакованы в потребительскую тару, ис­ключающую возможность их повреждения и деформацию выводов, и уложенных в картонные коробки, куда вкладывают паспорт.

3 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНО–ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ИСПОЛНЕНИЯ МИКРОСХЕМЫ
Основными достоинствами ИМС является их весьма высокая надежность, малая масса, размеры и энер­гопотребление.
По конструктивно-технологическому исполнению, ИМС подразделяют на следующие группы: полупроводниковые, пленочные, гибридные и прочие.
В полупроводниковой ИМС все элементы и межэлементные соединения выполнены в объеме или на поверхности полупроводниковой подложки.
В пленочной ИМС все элементы и соединения между ними выполнены в виде пленок. В настоящее время методами пленочной технологии реализуются только пассивные элементы микросхем – резисторы, конденсаторы и индуктивно­сти. Попытки создания пленочных транзисторов успеха не имели.
В зависимости от толщины пленок и способа создания элементов микро­схемы подразделяют на тонко- и толстопленочные.
К классу полупроводниковых относят совмещенныемикросхемы, в них все активные элементы и часть пассивных изготовляют по полупроводниковой технологии в пластине кремния, а часть пассивных элементов – по тонкопленочной технологии.
В гибридной микросхеме в качестве активных электрорадиоэлементов используются навесные дискрет­ные полупроводниковые приборы или полупроводниковые ИМС, а в качестве пассивных элементов – пленочные резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности и соединяющие их пленочные проводники. В качестве навес­ных компонентов могут также использоваться миниатюрные дискретные конденсаторы, резисторы, катушки ин­дуктивности, дроссели, трансформаторы.
Показателем сложности микросхемы является степень интеграции, которая определяется числом содер­жащихся в ней элементов и компонентов:, где округляется до ближайшего большего целого числа. По степени интеграции микросхемы подразделяют:
на малые интегральные схемы(МИС) – это схемы 1...2-й степени сложности, в состав которых входит один или несколько видов функциональных аналоговых или логических элементов, например логических элемен­тов И, ИЛИ, НЕ, триггеров, усилитель, фильтр и т. п.;
средние интегральные схемы (СИС) – это схемы 2...3-й степени сложности, в состав которых входят один или несколько одинаковых функциональных узлов электронных устройств(регистр, счетчик, дешифратор, постоянное запоминающее устройство);
большие интегральные схемы (БИС) – это схемы 3...4-й степени сложности, в состав которых входят одно или несколько функциональных устройств(например, арифметико-логическое устройство, оперативное запо­минающее устройство, перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство);
сверхбольшие интегральные схемы (СБИС) – это схемы 5...7-й степени сложности, представляющие со­бой законченное микроэлектронное изделие, способное выполнять функции аппаратуры (например, ЭВМ).
Классификация микросхем в зависимости от уровня сложности и класса ИМС приведена в таблице 3.1.
 
Таблица 3.1 — Классификация микросхем по уровням интеграции.

Уро­Вень Ин­теграции	Количество элементов и компонентов в одной ИМС
	Цифровые ИМС		Аналоговые ИМС
	на МДП-транзисторах	на биполяр­ных транзисторах
МИС	100	100	30
СИС	1000	500	100
БИС	10000	2000	300
СБИС

Заданную ИМС удобнее реализовать в гибридном конструктивно-техно­логическом варианте изготовления, так как в ней число пассивных элементов значительно превышает число активных. Пленочные резисторы имеют допуски, диапазон параметров, температурные коэффициенты и другие параметры, значительно превосходящие соответствующие параметры по­лупроводниковых ИМС.
Лучшие параметры навесных компонентов вместе с надежной их изоля­цией обеспечивает гибридным пленочным микросхемам явное преимущество.
Любой из конструктивно - технологических вариантов изготовления микросхем накладывает ограниче­ние на рассеиваемую мощность. Для максимальной надежности необходимо, чтобы рассеиваемая мощность была минимальна. В линейных микросхемах обеспечить малые мощности рассеяния труднее, чем в логических микро­схемах, так как обычно на их выходе требуется получать заданное напряжение и мощность. В пленочных гибрид­ных микросхемах эта мощность может быть вполне приемлемой, по причине более широкого диапазона ограничений.
Цена оборудования, необходимого для производства тонкопленочной гиб­ридной микросхемы определенного типа, значительно меньше, чем для производ­ства полупроводниковой схемы того же типа.
Наличие большого числа контактных узлов, сварных соединений не­сколько снижают надежность гибридных микросхем, но использование при их производстве пленочных и навесных активных и пассивных компонентов, опре­деляет широкий диапазон применения гибридных микросхем, оправдывая целе­сообразность и перспективность их производства как схем частого применения при разработке любой серийности.
Перечислим преимущества гибридных ИМС по сравне­нию с полупроводниковыми:
1.Возможность использования широкого диапазона номиналов пассив­ных элементов, меньше пределы допусков на номиналы и лучшие электрические характеристики.
2.Широкая номенклатура применяемых навесных компонентов разнооб­разных по конструкции и характеристикам.
3.Более простая технология и комплект оборудования для производства гибридных микросхем позволяют значительно сократить сроки подготовки про­изводства.
4.Более легкая и быстрая подготовка персонала.
5.Меньшая стоимость при серийном и мелкосерийном производстве.
Разрабатываемая микросхема является маломощной, поэтому более рацио­нальным будет использование тонкопленочной гибридной технологии, которая по сравнению с толстопленочной имеет следующие преимущества:
1.Возможность получения без дополнительной подгонки более узких до­пусков на номиналы пассивных элементов.
2.Более высокая плотность размещения элементов на подложке.
3.Возможность задания более сложных конфигураций элементов микро­схемы.
4.Возможность реализации пленочных катушек индуктивности.
5.Отсутствие ограничений на взаимную ориентацию пленочных резисто­ров.
6.Подложки тонкопленочных микросхем обладают меньшими высокочас­тотными потерями и имеют более высокую радиационную стойкость.

4. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ И ВЫБОР НАВЕСНЫХ КОМПОНЕНТОВ
4.1 КОНСТРУКТИВНЫЙ РАСЧЕТ ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ РЕЗИСТОРОВ

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 в усло­виях существующих технологических возможностей. Параметры тонкопленочных резисторов определяются свойствами применяемых резистивных материалов, толщиной резистивной пленки и условиями ее формирования. Для создания ГИС необходимы резистивные материалы с удельным поверхностным сопротивлением от десятков до десятков тысяч Ом на квадрат. В качестве резистивных материалов используют чистые металлы и сплавы с высоким электрическим сопротивлением, а также специальные резистивные материалы - керметы. Широко распространены пленки хрома и тантала. В настоящее время промышленностью освоена большая группа металлосилицидных сплавов системы Сr-Si, легированные небольшим ко­личеством железа, никеля, вольфрама.
Определяем оптимальное сопротивление квадрата резистивной пленки. Так как в схеме присутствуют низкоомные и высокоомные резисторы, то исполь­зуем два резистивных материала, для выбора которых определяем сначала для всех резисторов по формуле
 (4.1)
Ом/□.
По таблице 3.4 (2) выбираем материал резистивной пленки с ближайшим к значением.
Выбранный материал:
Сплав РС 4400 с характеристиками:
ρ_S=1000 □;
P_max=10;
ТКС 3∙10^-4К^-1;
γ_ст=0%
Проверяем правильность выбранного материала.
γ_RΔ= γ_R-( γ_ρкв+ γ_Rt+ γ_Rст+ γ_Rк), (4.2)
где – допустимая погрешность коэффициента формы, %;
– полная относительная погрешность изготовления пленочного ре­зи­стора по ТЗ;
– погрешность воспроизведения величины резистивной пленки, %, принимаем ;
– температурная погрешность;
– погрешность, обусловленная старением пленки, ;
– погрешность переходных сопротивлений контактов; при правиль­ном подборе материала проводников и контактных площадок его значением пренебре­гают.
Температурная погрешность определяется по формуле (4.3)]:
 (4.3)
где – температурный коэффициент сопротивления материала пленки;
– максимальная температура разогрева элемента.
Поскольку схема малопотребляющая, ток потребления 6 мА, тем­пература резисторов не превысит 55^о С.
Подставляем значения в формулу 4.3.


Поскольку в данной схеме резисторы R1—R4 играют роль делителя напря­жения, пропорциональное отклонение всех резисторов не повлияет на сигнал. По­грешность воспроизведения резисторов мала по отношению к их размерам, по­этому можно считать, что отклонение будет близким к пропорциональ­ному. Точ­ность для всех резисторов можно принять равной 10%. Подставляем значения в формулу 4.2.
γ_RΔ=10-5-0-1.05=3.95%
Материал выбран верно.

4.1.1 Расчет рассеиваемой мощности.
Рисунок 4.1. Схема электрическая принципиальная.

 
Для оценки мощности рассеиваемой на резисторах преобразуем схему к виду показанному на рисунке 4.2. Для этого были замкнуты коллекторы с эмитте­рами транзисторов VT1 и VT2, контакты баз отключены. Конденса­торы при ра­боте в схеме постоянного тока имеют бесконечное сопротивле­ние (не учитывая токи утечек), поэтому их можно исключить из схемы. Есте­ственно, на самом деле токи через резисторы будут меньше, за счет того, что транзисторы половину пе­риода сигнала будут находиться в состоянии от­сечки, будет включена коллектор­ная нагрузка, а также часть тока будет про­текать через конденсаторы C1, C2.
Однако нам требуется оценить максимальную рассеиваемую мощ­ность на резисторах, и лишний запас только увеличит надежность схемы, поэтому применение для расчетов настолько упрощенной эквивалентной схемы пол­ностью оправдано.


Рисунок 4.2. Упрощенная эквивалентная схема по постоянному току.
Исходя из номиналов резисторов и напряжения питания рассчитаем мощ­ность выделяемую на каждом резисторе.

Подставим значения сопротивлений резисторов учитывая погрешность в худшем случае.
Ом.
Найдем максимальный ток, протекающий через схему:


Исходя из законов Кирхгофа, найдем токи через резисторы R1, R2 и R6 .
I_R1=I_R2=I_R3=I_R4=I_R5=I_R6=3мА;
Сведем результаты расчетов в таблицу.
Таблица 4.1 — Мощности рассеиваемые на резисторах

	R, Ом	I, мА	P, мВт
R1	1500	3	13,50
R2	620	3	5,58
R3	620	3	5,58
R4	1500	3	13,50
R5	1200	3	10,80
R6	1200	3	10,80

 

4.1.2 Расчет конструктивных размеров резисторов.
Расчет резисторов R2, R3.
Номинальное сопротивление резистора 470 Ом.
Вычисляем коэффициент формы


К_ф<1, следовательно расчет надо начинать с длины резистора, как с наи­меньшего размера.
 (4.4)
где – минимальная длина резистора, определяемая возможностями технологического процесса
;
— длина резистора, определяемая точностью изготовления, мм;
— минимальная длина резистора, определяемая возможностью рас­сеивания выделяемой мощности, мм.
Определим по формуле:
 (4.5)
где – погрешности воспроизведения ширины и длины резистора, зависящие от метода задания конфигурации;
— коэффициент формы резистора R1;
— допустимая погрешность коэффициента формы, определенная выше.
Подставляя численные значения в формулу (4.6), получим:


Определимпо формуле [2]:
 (4.6)
где – мощность, рассеиваемая резистором R₁ (таблица 4.1);
– допустимая удельная мощность рассеяния материала,
.
Подставляя значения в формулу (4.7), получим:

Определяем расчетную ширину резистора исходя из условия (4.5):
.
Расчетную длину резистора определяем по формуле [2]:
. (4.8)
По формуле (4.8 ), получим:
мм.
Определяем площадь, занимаемую резистором на подложке:
. (4.9)
Подставив значения в формулу (5.5), получим:
.
Для проверки находят действительную удельную мощность и погреш­ность резистора. Резистор считается спроектированным правильно, если он удов­летворяет следующим условиям:
–удельная мощность рассеяния не превышает допустимого значе­ния для материала резистора :
 (4.10)
–погрешность коэффициента формы не превышает допустимого зна­че­ния :
 (4.11)
–суммарная погрешность не превышает заданной из условий функ­циони­рования устройства погрешности :
. (4.12)
Воспользуемся приведенными выше формулами для проверки резистора R₁:
;
;
.

Расчет остальных резисторов полностью аналогичен расчету резистора R1, за исключением того, что у них коэффициент формы больше или равен 1. Следо­вательно, сначала производится расчет и выбор ширины, как наименьшего раз­мера, а потом, исходя из неё, находят длину резистора. Для удобства сведем ре­зультаты расчетов в таблицу.

Таблица 4.2 — Параметры резисторов R1, R4, R5, R6.

	R, Ом	I, мА	P, мВт	Кф	lточн, мм	lмощн, мм	lтехн, мм	bрасч, мм	bрасч, мм	S, мм2
R1	1500,00	3,00	13,50	1,50	0,36	0,30	0,10	0,4	0,6	0,24	5,63
R4	1500,00	3,00	13,50	1,50	0,36	0,30	0,10	0,4	0,6	0,24	5,63
R5	1200,00	3,00	10,80	1,20	0,40	0,30	0,10	0,4	0,5	0,20	5,40
R6	1200,00	3,00	10,80	1,20	0,40	0,30	0,10	0,4	0,5	0,20	5,40

 
Таблица 4.3 — Параметры резисторов R2-R3.

	R, Ом	I, мА	P, мВт	Кф	bточн, мм	bмощн, мм	bтехн, мм	bрасч, мм	lрасч, мм	S, мм2
R2	620,00	3,00	5,58	0,62	0,57	0,30	0,10	0,6	0,4	0,24	2,33
R3	620,00	3,00	5,58	0,62	0,57	0,30	0,10	0,6	0,4	0,24	2,33

4.3 ВЫБОР НАВЕСНЫХ КОМПОНЕНТОВ
В качестве компонентов ГИС применяются диоды и диодные матрицы, транзисторы и транзисторные матрицы, полупроводниковые ИМС, конденсаторы, индуктивности, дроссели, трансформаторы. Компоненты могут иметь жесткие и гибкие выводы. Способ монтажа компонентов на плату должен обеспечить фиксацию положения компонентов и выводов, сохранение его целостности, параметров и свойств, а также отвод теплоты, сохранение целостности ГИС при термоциклировании, стойкость к вибрациям и ударам.
В разрабатываемой микросхеме используются транзисторы КТ206А –кремниевые эпитаксиально – планарные n–p–nмаломощные.
Масса транзистора не более 0,012 г.
Внешний вид транзистора с габаритными размерами и обозначением выводов показан на рисунке 4.1.


Рисунок . 1 Внешний вид и основные размеры транзистора КТ206А.
Таблица 4.5 — Параметры транзистора КТ206А:

Транзистор	h21Э	Fт,МГц	Iко,мкА	Uкб,В	Uкэ,В	Uэб,В	Pк,мВт	Структура
КТ206А	30-90	10	1	20	20	20	15	n-p-n

Также в разрабатываемой микросхеме необходимо использовать конденсаторы с ёмкостью 0,01мкФ. Для наших требований подходит конденсатор К10-19. Его характеристики:
—Ёмкость 0,01 мкФ.
—Рабочее напряжение 15 В.
—Допустимое отклонение от номинала ±20%.
—Интервал рабочих температур –60…+80.
—Керамический


Рисунок 4.3 Габаритный чертеж конденсатора К10-9 0,01 мкФ 20% 15В.

5 РАЗРАБОТКА ТОПОЛОГИИ ИМС
Исходными данными для разработки топологического чертежа являются:
–схема электрическая принципиальная;
–конструктивные размеры пленочных элементов;
–габаритные размеры и расположение выводов навесных компонентов;
–требования по расположению выводов для микросхем данного класса;
–конструктивные и технологические ограничения при проектировании тонкопленочных ГИС [2].

5.1 ВЫБОР МАТЕРИАЛОВ
Материал подложки. Для тонкопленочных гибридных интегральных схем рекомендуется использовать ситалл. Он хорошо обрабатывается, выдерживает резкие перепады температуры, обладает высоким электрическим сопротивлением, газонепроницаем, по сравнению со стеклами имеет большую теплопроводность и механическую прочность.
По таблице 3.1 [2] выбираем ситалл СТ50-1 (ТХО.735.062 ТУ) со следующими параметрами:
–класс чистоты обработки поверхности 13 – 14;
–температурный коэффициент линейного расширения при ;
–коэффициент теплопроводности ;
–диэлектрическая проницаемость при и .
Материал проводников и контактных площадок. Он должен иметь малое удельное сопротивление, хорошую адгезию к подложке, высокую коррозионную стойкость. Самым распространенным материалом тонкопленочных проводников и контактных площадок в ГИС повышенной надежности является золото с подслоем хрома, нихрома, титана. Подслой обеспечивает высокую адгезию, а золото – нужную проводимость, высокую коррозионную стойкость, возможность пайки и сварки.
В аппаратуре с менее жесткими требованиями к надежности в качестве проводников используют пленки меди или алюминия с подслоем хрома, нихрома, титана. Для предотвращения окисления меди и улучшения условий пайки или сварки ее покрывают никелем, золотом или серебром.
Алюминий обладает достаточно высокой коррозионной стойкостью и может использоваться как с защитным покрытием никеля для обеспечения возможности пайки, так и без него, если присоединение навесных компонентов и внешних контактов осуществляется сваркой.
По таблице 3.4 для используемых материалов пленочных резисторов рекомендуется золото с подслоем хрома. Но применение золота неэкономично и неоправдано, так как разрабатываемая микросхема предназначена для использования в бытовой аппаратуре. Поэтому в качестве материала проводников и контактных площадок будем использовать многокомпонентную систему: слой – алюминий А99 (ГОСТ 11069–58); подслой – хром (ГОСТ 5905–67).

5.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРА ПЛАТЫ И ВЫБОР КОНСТРУКЦИИ И ТИПОРАЗМЕРА КОРПУСА
Определяем минимальную площадь платы. Ориентировочное значение находим по формуле [2]:
(5.1)
где — коэффициент запаса площади, определяемый количеством элементов в схеме, их типом и сложностью связей между ними, ориентировочно ; — площади, занимаемые всеми резисторами и контактными площадками; — суммарная площадь, занимаемая навесными компонентами.
Подставляя численные значения в формулу (5.1), получим:


По таблице 3.3 [2] – выбираем типоразмер платы №15 815 мм, площадь платы — .
Выбор типоразмера корпуса определяется:
–размером монтажной площадки для установки платы;
–максимальной высотой ИМС, равной толщине подложки плюс высота самого высокого навесного компонента;
–числом выводов ИМС.
Выбираем способ защиты ГИС. Основным способом защиты ИМС от воздействия дестабилизирующих факторов (температуры, влажности, солнечной радиации, пыли, агрессивных химических и биологических сред, механических воздействий) является герметизация. Ее осуществляют с помощью специально разработанных конструкций – корпусов, в которых размещают ИМС, либо нанесением защитных материалов непосредственно на поверхность ИМС.
Корпусы ИМС классифицируют по форме и расположению выводов и делят на пять типов [1]. Стандартом регламентируются габаритные размеры корпусов, количество выводов, расстояние между ними, диаметр (ширина) и длина выводов и т.д.
В зависимости от применяемых материалов корпусы ИМС подразделяют на стеклянные, керамические, пластмассовые, металлостеклянные, металлокерамические, металлополимерные, стеклокерамические и др.
Выбор типа корпуса для ИМС и конструктивно-технологического варианта его исполнения определяется условиями работы аппаратуры, для которой данная ИМС предназначена, и требованиями по сборке, установке и монтажу ИМС на печатных платах.
Выбираем металлостеклянный корпус. Корпусы в них состоят из металлического дна и металлической крышки, а также стеклянных и керамических деталей, в которые впаяны либо впрессованы металлические выводы круглого или прямоугольного сечения. Металлическое дно также спаяно или спрессовано со стеклом. Такие корпусы герметизируют созданием вакуумплотного соединения крышки с вваренным в диэлектрик фланцем путем сварки или пайки. Монтажная площадка, контактные площадки и выводы подобных корпусов имеют золотое покрытие толщиной 2 – 5 мкм для обеспечения процессов эвтектической пайки, разварки выводов и улучшения паяемости при сборки. При отсутствия золочения монтажной площадки для монтажа ИМС в корпус применяют не эвтектическую пайку, а используют клей холодного отверждения.
Исходя из этого выбираем металлостеклянный корпус 1203 (201.8-1).
Данный корпус имеет следующие конструктивно-технологические характеристики [1]:
– масса, не более 1,8 г
– размеры монтажной площадки 17х8,3 мм
– мощность рассеяния при t=20 ^оС 2 Вт
– метод герметизации корпуса аргонодуговая сварка

5.3 РАЗРАБОТКА КОММУТАЦИОННОЙ СХЕМЫ
В соответствии с размером платы и расположением выводов на корпусе разрабатываем коммутационную схему соединений элементов и компонентов.
Размещая элементы на плате необходимо соблюдать следующие основные правила: минимум длины соединений, минимум пересечений. Полученная коммутационная схема изображена на рисунке 5.1

Рисунок 5.1. Коммутационная схема