Примечание: К – керамический, МК – металлокерамический, МС -  металлостеклянный, П – пластмассовый.

Низкая стоимость пластмассового корпуса определяется: дешевизной применяемого материала и технологии изготовления корпуса, в которой операции формирования монолитного корпуса и герметизации ИМС совмещены; возможностью автоматизации сборки с использованием плоских выводов в виде рамок; возможностью осуществления групповой технологии герметизации, например литьевого прессования с помощью многоместных прессформ или метода заливки эпоксидным компаундом в многоместные литьевые формы. При использовании пластмассового корпуса монтаж кристалла производится на технологическую контактную рамку, представляющую собой пластину с выштампованными внешними выводами, которые в процессе монтажа остаются прикрепленные к контуру рамки. Более длинный вывод заканчивается площадкой, находящейся в центре системы выводов, на нее припаивается кристалл. После монтажа термокомпрессионной сваркой проволочных перемычек  между контактными площадками кристалла и выводами корпуса осуществляется предварительная защита собранного узла ( особенно проволочных перемычек) каплей компаунда холодного отвердевания. Когда отвердевание компаунда завершено, узел направляют на заливку под давлением во временной форме компаундом горячего отвердевания. После герметизации технологическая рамка отделяется в штампе, а выводы формуются соответственно типоразмеру изготавливаемого пластмассового корпуса.

Выводы в технологических рамках целесообразно выполнять в отрезках ленты длиной до 250 мм на несколько микросхем. Это облегчает автоматизацию процесса монтажа, а также обеспечивает загрузку многоместных форм для заливки компаундом. Для крепления кремниевых кристаллов на основание корпуса наиболее широкое распространение получил метод пайки эвтектическим сплавом золота (98% Au) с кремнием (2% Si) c температурой плавления 370оС. Такой сплав образуется в месте соприкосновения кремния с золотым покрытием основания корпуса благодаря взаимной диффузии золота и кремния. Более дешевым методом является  клейка кремниевых кристаллов на основание корпуса(например клеем ВК-9 ) [8].

Для присоединения выводов к контактным площадкам кремниевых ИМС и внешним выводам корпуса прибора используется метод УЗ-сварки. Метод состоит в присоединении выводов в виде тонких металлических проволочек (диаметр 10…30мкм) к контактным площадкам при одновременном воздействии инструмента, совершающего высокочастотные колебания. Для изготовления проволоки применяются пластические металлы, обычно алюминий и золото. В качестве материала проволоки  выбираем более дешевый алюминий. Достоинства такой сварки – соединение без применения флюса и припоев металлов в твёрдом состоянии при сравнительно низких температурах и малой их деформации 10…30% как на воздухе, так и в атмосфере защитного газа.

3. Конструктивные расчеты

3.1 Расчет параметров транзисторов

Таблица  3.1.1  Исходные параметры транзистора КТ805А

Основные параметры дрейфового транзистора при малых уровнях токов определяются по формулам, которые помещены ниже. Размеры транзистора определяются, исходя из особенностей конструкции и величины Δ (обычно принимают Δ=3…4 мкм).

Ширина эмиттера Rэ=3Δ, площадь эмиттера Sэ=300 мкм2

 Длина эмиттера:

                                ;                                                            (1)

   мкм

Длина базы:

                                                                                             (2)

Значения омических сопротивлений областей транзистора можно оценить по формулам :

                                                     (3)

 Ом

                                                        (4)

  Ом

где Кк = 0 для конструкции с одним базовым контактом; ,-удельное поверхностное сопротивление пассивной и активной областей базы, Ом/□; (100 – 300) Ом/□; (1 – 10) кОм/□; hк – толщина коллекторной области , см,(2 -10) мкм; hб – глубина залегания p-n – перехода база – коллектор, см, (1 - 3) мкм; ρк – удельное объемное сопротивление коллекторной области Ом*см; (0,1 – 1)

Ширина базы составляет :

                                                                                                   (5)

где =(0,5 – 2,5) мкм

 мкм

Коэффициент переноса  вычисляется по формуле:

                                                         (6)

где - диффузионная длина базы, =(2 – 50) мкм; - концентрация донорной примеси у эмиттерного перехода,

=(0,1–1) * 1018 см; - концентрация донорной примеси в коллекторе, см-3, =(0,05 – 1)*1017 ;

Коэффициенты  ,   и высчитываются по формулам :

                                                            (7)

мкм;

                                                                                          (8)

                                                                          (9)

Максимальные напряжения переходов (коллектор – база, эмиттер – база, эмиттер - коллектор) рассчитываются по формулам:

                                                                (10)

 В

                                                                    (11)

 В

                                                                               (12)

 В

- концентрация носителей заряда в собственном  полупроводнике.

Инверсный коэффициент передачи транзистора (Bi) можно определить по следующей формуле:

(13)

             Емкость перехода коллектор-база эмиттер – база определим как:

                                                 (14)         

Ф;
                                       (15)    

Ф;

Обратный ток эмиттера определяется по формуле:                              

                 (16)

  А;

            Обратный ток коллектора  определяется по формуле:              

           (17) 

А;

 [8. стр.20-27]

Расчет параметров транзистора, необходимых для реализации транзистора VT1 в интегральном исполнении, показал что длина эмиттера Ze=144 мкм достаточно велика. Отношение параметров Zе/Re>1, следовательно целесообразно длинную эмитерную полоску разделить на несколько коротких эмиттеров, что и было сделано в ходе разработки топологии ИМС.

Решив неравенство   получили, что М=3. Следовательно исходный эмиттер разбиваем на три полоски.

Таблица 3.1.2  Расчетные параметры транзистора КТ805А.

Таблица  3.1.3  Исходные параметры транзистора КТ502Е

Расчет  параметров транзисторов структуры p-n-p практически аналогичен расчету транзисторов структуры n-p-n.

Ширина эмиттера Rэ=3Δ, площадь эмиттера Sэ=300 мкм2

 Длина эмиттера:

                                ;                                                           

 мкм

Длина базы:

                                                                                             (18)

Значения омических сопротивлений областей транзистора можно оценить по формулам :

                                                     (19)

 Ом

                                                        (20)

  Ом

где Кк = 0 для конструкции с одним базовым контактом; ,-удельное поверхностное сопротивление пассивной и активной областей базы, Ом/□; (100 – 300) Ом/□; (1 – 10) кОм/□; hк – толщина коллекторной области , см,(2 -10) мкм; hб – глубина залегания p-n – перехода база – коллектор, см, (1 - 3) мкм; ρк – удельное объемное сопротивление коллекторной области Ом*см; (0,1 – 1)

Ширина базы составляет :

                                                                                                   (21)

где =(0,5 – 2,5) мкм

 мкм

Коэффициент переноса  вычисляется по формуле:

где - диффузионная длина базы, =(2 – 50) мкм; - концентрация донорной примеси у эмиттерного перехода,

=(0,1–1) * 1018 см; - концентрация донорной примеси в коллекторе, см-3, =(0,05 – 1)*1017 ;

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7