Содержание:
Анализ схемы
Выбор и обоснование элементов
Расчет тонкопленочных резисторов
Расчет тонкопленочных конденсаторов
Разработка топологии МСБ
Расчет надежности
Вывод
Список литературы

Работа № 3982. Это ОЗНАКОМИТЕЛЬНАЯ ВЕРСИЯ работы, цена оригинала 1000 рублей. Оформлен в программе Microsoft Word.

Оплата. Контакты

Анализ схемы
На схеме представлен регулятор для кулера.
В его схеме содержится микроконтроллер ATtiny13, датчик температуры DS18B20,стабилизатор напряжения 78L05.
Выбор и обоснование элементной базы микросборки
Выбор проводится с целью установления перечня элементов, выполняемых в интегральном варианте и обоснования состава (типа, размеров) навесных компонентов.
Элементная база выбирается с учетом номинальных значений параметров схемных элементов из принципиальной схемы МСБ, указанных в ТЗ уровней климатических и механических факторов эксплуатации, ранее рассчитанных максимальных токов и напряжений, действующих в элементах.
Все резисторы и конденсаторы данной схемы могут быть выполнены в тонкопленочном варианте, т.к. удовлетворяют необходимым требованиям.
Стабилизатор напряжения78L05, микросхема ATtiny13, транзисторыBC847 иBC857, датчик температуры DS18B20 и диод выполняются в навесном варианте.
Расчет тонкопленочных резисторов:
В качестве резистивного материала выбираем сплав РС-3710.
Материал ρ_(□ ),Ом/□ P_0,Вт/〖см〗^2 α_R,1/C^o
сплав РС-3710 2000 2 2,0 *10-4
Расчет для резисторов R1,R3,R5 = 4.7 КОм:
Рассчитываем коэффициент формы:
k_ф= R_i/ρ_(□ ) = 4700/2000=2,35
Фотолитографическим методом резисторы могут изготавливаться при 0,1≤kф≤50.
Пределы допустимого в условиях эксплуатации изменения сопротивления резистора относительно номинала при фотолитографическом методе изготовления
γ_R=10%;
Относительная погрешность R за счет влияния температуры эксплуатации:
γ_t=a_R (t_+-20 С^o )∙100%
γ_t=2*〖10〗^(-4)*(55-20 С^o )∙100%=0.7%
Относительная погрешность R за счет старения:
γ_τ= 1/1000*τ= 1/1000*2000=2%
Относительная погрешность R за счет переходного сопротивления резистивный слой — контактная площадка:
γ_(R_k )=2%
Относительная погрешность, обеспеченная величиной ρ_□:
γ_(ρ_□ )=5%
Погрешность коэффициента формы:
γ_k=γ_R-γ_(ρ_□ )-γ_t-γ_τ-γ_(R_k )
γ_k=10%-5%-0.7%-2%-2%=0.3%
Резистивный материал выбран верно, т.к. γ_k>0
Минимальная ширина резистора b_min^П , обеспечивающая 〖 γ〗_k :
b_min^П= ((∆b+ ∆l/k_ф ))/γ_k
b_min^П= ((5*〖10〗^(-6)+ (5*〖10〗^(-6))/2.35))/0,003=0.0035 см
где: ∆b=∆l ⩾5 мкм –абсолютныепроизводственныепогрешностиизготовления при фотолитографическом методе;

Advertisement
Узнайте стоимость Online
  • Тип работы
  • Часть диплома
  • Дипломная работа
  • Курсовая работа
  • Контрольная работа
  • Решение задач
  • Реферат
  • Научно - исследовательская работа
  • Отчет по практике
  • Ответы на билеты
  • Тест/экзамен online
  • Монография
  • Эссе
  • Доклад
  • Компьютерный набор текста
  • Компьютерный чертеж
  • Рецензия
  • Перевод
  • Репетитор
  • Бизнес-план
  • Конспекты
  • Проверка качества
  • Единоразовая консультация
  • Аспирантский реферат
  • Магистерская работа
  • Научная статья
  • Научный труд
  • Техническая редакция текста
  • Чертеж от руки
  • Диаграммы, таблицы
  • Презентация к защите
  • Тезисный план
  • Речь к диплому
  • Доработка заказа клиента
  • Отзыв на диплом
  • Публикация статьи в ВАК
  • Публикация статьи в Scopus
  • Дипломная работа MBA
  • Повышение оригинальности
  • Копирайтинг
  • Другое
Прикрепить файл
Рассчитать стоимость

Расчет для R1:
Минимально допустимое значение ширины резистораb_min^Р, обеспечивающее заданную мощность рассеивания P:
b_min^Р= √(P/P_0 〖*k〗_ф )
b_min^Р= √(4,78/2*2,35) =2,37 см
Технически реализуемая при изготовлении ширина резистора при фотолитографическом методе:
b_min^Т=100 мкм=100*〖10〗^(-6) м=0,01 см
Расчетное значение ширины резистора:
b=max⁡{b_min^Т;b_min^П;b_min^Р }
b=ma x⁡{〖10〗^(-2);3,5* 〖10〗^(-3);2,37}=2,37
Определение геометрических размеров резистора:
Длина l:
l=k_ф*b=2,35*2,37=5,5695 см
Площадь резистивной полоски:
S=l*b= 5,5695*2,37=13,199715〖 см〗^2
Фактическая удельная мощность:
P_0^Ф= P_(R_1 )/S
P_0^Ф= 1,055/13,199715=0,08
Условие P_0^Ф⩽P_0выполняется.
Коэффициент нагрузки по мощности K_Н:
K_Н=(P_0^Ф)/P_0
K_Н=0,08/2= 0,04
Условие K_Н⩽1выполняется.
Определяем фактическую погрешность коэффициента формы γ_k^Ф:
γ_k^Ф= ∆b/b+∆l/l
γ_k^Ф= (5*〖10〗^(-6))/2,37+(5*〖10〗^(-6))/5,5=0,0005%
Условие γ_k^Ф<γ_kвыполняется.
Расчет для R3:
Минимально допустимое значение ширины резистораb_min^Р, обеспечивающее заданную мощность рассеивания P:
b_min^Р= √(P/P_0 〖*k〗_ф )
b_min^Р= √(4,78/2*2,35) =2,37 см
Технически реализуемая при изготовлении ширина резистора при фотолитографическом методе:
b_min^Т=100 мкм=100*〖10〗^(-6) м=0,01 см
Расчетное значение ширины резистора:
b=max⁡{b_min^Т;b_min^П;b_min^Р }
b=ma x⁡{〖10〗^(-2);3,5* 〖10〗^(-3);2,37}=〖10〗^(-2)
Определение геометрических размеров резистора:
Длина l:
l=k_ф*b=2,35*2,37=5,5 см
Площадь резистивной полоски:
S=l*b= 5,5*2,37=13,199715〖 см〗^2
Фактическая удельная мощность:
P_0^Ф= P_(R_3 )/S
P_0^Ф= 1,1879/13,199715=0,09
Условие P_0^Ф⩽P_0выполняется.
Коэффициент нагрузки по мощности K_Н:
K_Н=(P_0^Ф)/P_0
K_Н=0,09/2= 0,045
Условие K_Н⩽1выполняется.
Определяем фактическую погрешность коэффициента формы γ_k^Ф:
γ_k^Ф= ∆b/b+∆l/l
γ_k^Ф= (5*〖10〗^(-6))/2,37+(5*〖10〗^(-6))/5,5=0,0005%
Условие γ_k^Ф<γ_kвыполняется.
Расчет для R5:
Минимально допустимое значение ширины резистораb_min^Р, обеспечивающее заданную мощность рассеивания P:
b_min^Р= √(P/P_0 〖*k〗_ф )
b_min^Р= √(4,78/2*2,35) =2,37 см
Технически реализуемая при изготовлении ширина резистора при фотолитографическом методе:
b_min^Т=100 мкм=100*〖10〗^(-6) м=0,01 см
Расчетное значение ширины резистора:
b=max⁡{b_min^Т;b_min^П;b_min^Р }
b=ma x⁡{〖10〗^(-2);3,5* 〖10〗^(-3);2,37}=〖10〗^(-2)
Определение геометрических размеров резистора:
Длина l:
l=k_ф*b=2,35*2,37=5,5 см
Площадь резистивной полоски:
S=l*b= 5,5*2,37=13,199715〖 см〗^2
Фактическая удельная мощность:
P_0^Ф= P_(R_5 )/S
P_0^Ф= 1,1897/13,199715=0,09
Условие P_0^Ф⩽P_0выполняется.
Коэффициент нагрузки по мощности K_Н:
K_Н=(P_0^Ф)/P_0
K_Н=0,09/2= 0,045
Условие K_Н⩽1выполняется.
Определяем фактическую погрешность коэффициента формы γ_k^Ф:
γ_k^Ф= ∆b/b+∆l/l
γ_k^Ф= (5*〖10〗^(-6))/2,37+(5*〖10〗^(-6))/5,5=0,0005%
Условие γ_k^Ф<γ_kвыполняется.
Расчет для резисторов R2, R6, R7, R8 = 1 КОм:
Рассчитываем коэффициент формы:
k_ф= R_i/ρ_(□ ) = 1000/2000=0,5
Фотолитографическим методом резисторы могут изготавливаться при 0,1≤kф≤50.
Пределы допустимого в условиях эксплуатации изменения сопротивления резистора относительно номинала при фотолитографическом методе изготовления
γ_R=10%;
Относительная погрешность R за счет влияния температуры эксплуатации:
γ_t=a_R (t_+-20 С^o )∙100%
γ_t=2*〖10〗^(-4)*(55-20 С^o )∙100%=0.7%
Относительная погрешность R за счет старения:
γ_τ= 1/1000*τ= 1/1000*2000=2%
Относительная погрешность R за счет переходного сопротивления резистивный слой — контактная площадка:
γ_(R_k )=2%
Относительная погрешность, обеспеченная величиной ρ_□:
γ_(ρ_□ )=5%
Погрешность коэффициента формы:
γ_k=γ_R-γ_(ρ_□ )-γ_t-γ_τ-γ_(R_k )
γ_k=10%-5%-0.7%-2%-2%=0.3%
Резистивный материал выбран верно, т.к. γ_k>0
Минимальная ширина резистора b_min^П , обеспечивающая 〖 γ〗_k :
b_min^П= ((∆b+ ∆l/k_ф ))/γ_k
b_min^П= ((5*〖10〗^(-6)+ (5*〖10〗^(-6))/0.5))/0,003=0.0033 см
где: ∆b=∆l ⩾5 мкм –абсолютные производственные погрешности изготовления при фотолитографическом методе;

Расчет для R2:
Минимально допустимое значение ширины резистора b_min^Р, обеспечивающее заданную мощность рассеивания P:
b_min^Р= √(P/P_0 〖*k〗_ф )
b_min^Р= √(100/2*0,5) = 5 см
Технически реализуемая при изготовлении ширина резистора при фотолитографическом методе:
b_min^Т=100 мкм=100*〖10〗^(-6) м=0,01 см
Расчетное значение ширины резистора:
b=max⁡{b_min^Т;b_min^П;b_min^Р }
b=ma x⁡{〖10〗^(-2);3,3* 〖10〗^(-3);5}=5
Определение геометрических размеров резистора:
Длина l:
l=k_ф*b=0,5*5=2,5 см
Площадь резистивной полоски:
S=l*b=2,5*5=12,5〖 см〗^2
Фактическая удельная мощность:
P_0^Ф= P_(R_2 )/S
P_0^Ф= 0,5/12,5=0,04
Условие P_0^Ф⩽P_0 выполняется.
Коэффициент нагрузки по мощности K_Н:
K_Н=(P_0^Ф)/P_0
K_Н=0,04/2= 0,02
Условие K_Н⩽1 выполняется.
Определяем фактическую погрешность коэффициента формы γ_k^Ф:
γ_k^Ф= ∆b/b+∆l/l
γ_k^Ф= (5*〖10〗^(-6))/5+(5*〖10〗^(-6))/2,5=0,000502%
Условие γ_k^Ф<γ_k выполняется.

Расчет для R6:
Минимально допустимое значение ширины резистора b_min^Р, обеспечивающее заданную мощность рассеивания P:
b_min^Р= √(P/P_0 〖*k〗_ф )
b_min^Р= √(100/2*0,5) = 5 см
Технически реализуемая при изготовлении ширина резистора при фотолитографическом методе:
b_min^Т=100 мкм=100*〖10〗^(-6) м=0,01 см
Расчетное значение ширины резистора:
b=max⁡{b_min^Т;b_min^П;b_min^Р }
b=ma x⁡{〖10〗^(-2);3,3* 〖10〗^(-3);5}=5
Определение геометрических размеров резистора:
Длина l:
l=k_ф*b=0,5*5=2,5 см
Площадь резистивной полоски:
S=l*b=2,5*5=12,5〖 см〗^2
Фактическая удельная мощность:
P_0^Ф= P_(R_6 )/S
P_0^Ф= 0,5/12,5=0,04
Условие P_0^Ф⩽P_0 выполняется.
Коэффициент нагрузки по мощности K_Н:
K_Н=(P_0^Ф)/P_0
K_Н=0,04/2= 0,02
Условие K_Н⩽1 выполняется.
Определяем фактическую погрешность коэффициента формы γ_k^Ф:
γ_k^Ф= ∆b/b+∆l/l
γ_k^Ф= (5*〖10〗^(-6))/5+(5*〖10〗^(-6))/2,5=0,000502%
Условие γ_k^Ф<γ_k выполняется.

Расчет для R7:
Минимально допустимое значение ширины резистора b_min^Р, обеспечивающее заданную мощность рассеивания P:
b_min^Р= √(P/P_0 〖*k〗_ф )
b_min^Р= √(100/2*0,5) = 5 см
Технически реализуемая при изготовлении ширина резистора при фотолитографическом методе:
b_min^Т=100 мкм=100*〖10〗^(-6) м=0,01 см
Расчетное значение ширины резистора:
b=max⁡{b_min^Т;b_min^П;b_min^Р }
b=ma x⁡{〖10〗^(-2);3,3* 〖10〗^(-3);5}=5
Определение геометрических размеров резистора:
Длина l:
l=k_ф*b=0,5*5=2,5 см
Площадь резистивной полоски:
S=l*b=2,5*5=12,5〖 см〗^2
Фактическая удельная мощность:
P_0^Ф= P_(R_7 )/S
P_0^Ф= 0,5/12,5=0,04
Условие P_0^Ф⩽P_0 выполняется.
Коэффициент нагрузки по мощности K_Н:
K_Н=(P_0^Ф)/P_0
K_Н=0,04/2= 0,02
Условие K_Н⩽1 выполняется.
Определяем фактическую погрешность коэффициента формы γ_k^Ф:
γ_k^Ф= ∆b/b+∆l/l
γ_k^Ф= (5*〖10〗^(-6))/5+(5*〖10〗^(-6))/2,5=0,000502%
Условие γ_k^Ф<γ_k выполняется.
Расчет для R8:
Минимально допустимое значение ширины резистора b_min^Р, обеспечивающее заданную мощность рассеивания P:
b_min^Р= √(P/P_0 〖*k〗_ф )
b_min^Р= √(100/2*0,5) = 5 см
Технически реализуемая при изготовлении ширина резистора при фотолитографическом методе:
b_min^Т=100 мкм=100*〖10〗^(-6) м=0,01 см
Расчетное значение ширины резистора:
b=max⁡{b_min^Т;b_min^П;b_min^Р }
b=ma x⁡{〖10〗^(-2);3,3* 〖10〗^(-3);5}=5
Определение геометрических размеров резистора:
Длина l:
l=k_ф*b=0,5*5=2,5 см
Площадь резистивной полоски:
S=l*b=2,5*5=12,5〖 см〗^2
Фактическая удельная мощность:
P_0^Ф= P_(R_8 )/S
P_0^Ф= 0,5/12,5=0,04
Условие P_0^Ф⩽P_0 выполняется.
Коэффициент нагрузки по мощности K_Н:
K_Н=(P_0^Ф)/P_0
K_Н=0,04/2= 0,02
Условие K_Н⩽1 выполняется.
Определяем фактическую погрешность коэффициента формы γ_k^Ф:
γ_k^Ф= ∆b/b+∆l/l
γ_k^Ф= (5*〖10〗^(-6))/5+(5*〖10〗^(-6))/2,5=0,000502%
Условие γ_k^Ф<γ_k выполняется.

Расчет для резистораR4 = 2,2 КОм:
Рассчитываем коэффициент формы:
k_ф= R_i/ρ_(□ ) = 2200/2000=1,1
Фотолитографическим методом резисторы могут изготавливаться при 0,1≤kф≤50.
Пределы допустимого в условиях эксплуатации изменения сопротивления резистора относительно номинала при фотолитографическом методе изготовления
γ_R=10%;
Относительная погрешность R за счет влияния температуры эксплуатации:
γ_t=a_R (t_+-20 С^o )∙100%
γ_t=2*〖10〗^(-4)*(55-20 С^o )∙100%=0.7%
Относительная погрешность R за счет старения:
γ_τ= 1/1000*τ= 1/1000*2000=2%
Относительная погрешность R за счет переходного сопротивления резистивный слой — контактная площадка:
γ_(R_k )=2%
Относительная погрешность, обеспеченная величиной ρ_□:
γ_(ρ_□ )=5%
Погрешность коэффициента формы:
γ_k=γ_R-γ_(ρ_□ )-γ_t-γ_τ-γ_(R_k )
γ_k=10%-5%-0.7%-2%-2%=0.3%
Резистивный материал выбран верно, т.к. γ_k>0
Минимальная ширина резистора b_min^П , обеспечивающая 〖 γ〗_k :
b_min^П= ((∆b+ ∆l/k_ф ))/γ_k
b_min^П= ((5*〖10〗^(-6)+ (5*〖10〗^(-6))/1.1))/0,003=1,520152*〖10〗^(-3) см
где: ∆b=∆l ⩾5 мкм –абсолютные производственные погрешности изготовления при фотолитографическом методе;
Минимально допустимое значение ширины резистора b_min^Р, обеспечивающее заданную мощность рассеивания P:
b_min^Р= √(P/P_0 〖*k〗_ф )
b_min^Р= √(18,38/2*1,1) = 3,18 см
Технически реализуемая при изготовлении ширина резистора при фотолитографическом методе:
b_min^Т=100 мкм=100*〖10〗^(-6) м=0,01 см
Расчетное значение ширины резистора:
b=max⁡{b_min^Т;b_min^П;b_min^Р }
b=ma x⁡{〖10〗^(-2);1,520152*〖10〗^(-3); 3,18 }= 3,18
Определение геометрических размеров резистора:
Длина l:
l=k_ф*b=1,1* 3,18=3,498 см
Площадь резистивной полоски:
S=l*b= 3,18*3,498=11,12364〖 см〗^2
Фактическая удельная мощность:
P_0^Ф= P_(R_4 )/S
P_0^Ф= 0,2224/11,12364=0,02
Условие P_0^Ф⩽P_0 выполняется.
Коэффициент нагрузки по мощности K_Н:
K_Н=(P_0^Ф)/P_0
K_Н=0,02/2= 0,01
Условие K_Н⩽1 выполняется.
Определяем фактическую погрешность коэффициента формы γ_k^Ф:
γ_k^Ф= ∆b/b+∆l/l
γ_k^Ф= (5*〖10〗^(-6))/3,18+(5*〖10〗^(-6))/3,498=0,000501429%
Условие γ_k^Ф<γ_k выполняется.
Поз. обозн. Наминал, допуск, мощность Материал ρ_(□ ),Ом/□ k_ф γ_t,% γ_τ, % b, мм l, мм K_Н
R1 4,7 кОм ±10%;
4,78 мВт РС-3710 2000 2,35 0,7 2 2,37 5,596 0,04
R2 1кОм ±10%;
0,5 мВт 2000 0,5 0,7 2 5 2,5 0,02
R3 4,7 кОм ±10%;
4,78 мВт 2000 2,35 0,7 2 2,37 5,569 0,045
R4 2,2 кОм ±10%;
18,38 мВт 2000 1,1 0,7 2 3,18 3,498 0,01
R5 4,7 кОм ±10%;
4,78 мВт 2000 2,35 0,7 2 2,37 5,596 0,045
R6 1 кОм ±10%;
0,5 мВт 2000 0,5 0,7 2 5 2,5 0,02
R7 1 кОм ±10%;
0,5 мВт 2000 0,5 0,7 2 5 2,5 0,02
R8 1 кОм ±10%;
0,5 мВт 2000 0,5 0,7 2 5 2,5 0,02
Расчет тонкопленочных конденсаторов платы
U_р=3В => материал диэлектрика – моноокись германия
Материал диэлектрика C_0, пФ/〖см〗^2 U_р, В E, В/см ε α_С, 1/С^o
Моноокись германия 15*〖10〗^3 5 1*〖10〗^6 11-12 3*〖10〗^(-4)
Исходные данные по ТЗ:
τ = 1000 ч;
t_min^o= -40 C^o
t_max^o= +55 C^o
Эксплуатационная погрешность γ_С :
γ_С=10%
Рабочее напряжение U_р:
U_р=3В
Толщина диэлектрического слоя, обеспечивающая электрическую прочность конденсатора d:
d= (2*U_р)/E
d= (2*3)/(1*〖10〗^6 )=6*〖10〗^(-6) см
Соответствующий уровень удельной емкости С_0^E:
С_0^E= (0,0885*ε)/d
С_0^E= (0,0885*11,5)/(6*〖10〗^(-6) )=169,625*〖10〗^3 пФ/〖см〗^2
Относительная погрешность С за счет влияния температуры эксплуатации γ_t:
γ_t=α_С (t_+-20 С^o )∙100%
γ_t=3*〖10〗^(-4) (55-20 С^o )∙100%=1,05%
Относительная погрешность С за счет старения γ_τ:
γ_τ= 2/1000*τ
γ_τ= 2/1000*200=2%
Относительная погрешность обеспечения С_(0 ):
γ_(С_0 )=3%
Погрешность активной площади конденсатора (площадь верхней обкладки)γ_S:
γ_S=γ_С-γ_(С_0 )-γ_t-γ_τ
γ_S=10%-3%-1,05%-2%=3,95%
Расчет С1 = 2,2 нФ
Удельная емкость, обусловленная конечной точностью изготовления размеров верхней обкладки С_0^П:
С_0^П=С*(γ_S/∆L)^2*(k_C/〖(1+k_C)〗^2 )
где: k_C= L/B — коэффициент формы тонкопленочного конденсатора, т.к. к форме конденсатора не предъявляется требования возьмем k_C= 1;
∆L=∆B=50..100 мкм (при k_C= 1) – производственные погрешности изготовления длины и ширины конденсатора, возьмем ∆L=∆B=50 мкм
С_0^П=〖2,2*10〗^(3 )*((10,55*〖10〗^(-2))/(50*〖10〗^(-4) см))^2*(1/(1+1)^2 )=34325,5пФ/〖см〗^2
Расчетная удельная емкость〖 С〗_0^Р:
С_0^Р=min⁡{С_0^E; С_0^П}
С_0^Р=min⁡{169,625*〖10〗^3; 34325,5}=34325,5 пФ/〖см〗^2
Условие C_0⩽С_0^Р выполняется.
Фактическое значение толщины диэлектрического слоя:
d_Ф=0,0885*ε/(С_0^Р )
d_Ф=0,0885*11,5/34325,5=2,965*〖10〗^(-5) см
Безотказность и долговечность тонкоплёночного конденсатора обеспечивается при d=(600…15*〖10〗^3 ) Å
d_Ф=2,965*〖10〗^(-5) см=2,965*〖10〗^(-7) м=2965Å
Определение геометрических размеров конденсатора.
Площадь верхней (активной) обкладки S:
S=C/(С_0^Р )
S=〖2,2*10〗^3/34325,5=0,06409〖см〗^2
тогда:
L=√(k_C*S)=√(1*0,06409)=0,2531 см
B=√(S/k_C )= √(0,06409/1)=0,2531 см
Размеры нижней обкладки:
L_1=L+2*(∆L+h_L)
B_1=B+2*(∆B+h_B)
где: h_L=h_B⩾(0,1…0,2)мм — припуски на совмещение слоев, возьмем h_L=h_B=0,2 мм
L_1=0,2531см +2*(50*〖10〗^(-4) см +0,02 см)=0,3031 см
B_1=0,2531 см +2*(50*〖10〗^(-4) см +0,02 см)=0,3031 см
Размеры диэлектрического слоя:
L_2=L_1+2*(∆L+h_L)
B_2=B_1+2*(∆B+h_B)
L_2=0,1638 см +2*(50*〖10〗^(-4) см +0,02 см)=0,3531 см
B_2=0,1638 см +2*(50*〖10〗^(-4) см +0,02 см)=0,3531 см
Фактическое значение погрешности активной площадки:
γ_S^Ф=∆L/L+∆B/B
γ_S^Ф=(50*〖10〗^(-4) см)/(0,2531 см)+(50*〖10〗^(-4) см)/(0,2531 см)=0,0395=3,95%
Условие γ_S^Ф⩽γ_S выполняется.
Фактическая напряжённость электрического поля в конденсаторе:
E^Ф= U_Р/d_ф
E^Ф= (3 В)/(2,965*〖10〗^(-5) см)= 1,012*〖10〗^5 В/см
Условие E^Ф⩽E выполняется.
Расчет С2 = 100 нФ
Удельная емкость, обусловленная конечной точностью изготовления размеров верхней обкладки С_0^П:
С_0^П=С*(γ_S/∆L)^2*(k_C/〖(1+k_C)〗^2 )
где: k_C= L/B — коэффициент формы тонкопленочного конденсатора, т.к. к форме конденсатора не предъявляется требования возьмем k_C= 1;
∆L=∆B=50..100 мкм (при k_C= 1) – производственные погрешности изготовления длины и ширины конденсатора, возьмем ∆L=∆B=50 мкм
С_0^П=〖10〗^5*((10,555*〖10〗^(-2))/(50*〖10〗^(-4) ))^2*(1/(1+1)^2 )=156,025*〖10〗^5 пФ/〖см〗^2
Расчетная удельная емкость〖 С〗_0^Р:
С_0^Р=min⁡{С_0^E; С_0^П}
С_0^Р=min⁡{169,625*〖10〗^3; 156,025*〖10〗^5 }=169,625*〖10〗^3 пФ/〖см〗^2
Условие C_0⩽С_0^Р выполняется.
Фактическое значение толщины диэлектрического слоя:
d_Ф=0,0885*ε/(С_0^Р )
d_Ф=0,0885*11,5/(169,625*〖10〗^3 )=6*〖10〗^(-6) см
Безотказность и долговечность тонкоплёночного конденсатора обеспечивается при d=(600…15*〖10〗^3 ) Å
d_Ф=6*〖10〗^(-6) см=6*〖10〗^(-8) м=600Å
Определение геометрических размеров конденсатора.
Площадь верхней (активной) обкладки S:
S=C/(С_0^Р )
S=(〖10〗^5 пФ)/(169,625*〖10〗^3 )=0,5895〖см〗^2
тогда:
L=√(k_C*S)=√(1*0,5895)=0,767812 см
B=√(S/k_C )= √(0,5895/1)=0,767812 см
Размеры нижней обкладки:
L_1=L+2*(∆L+h_L)
B_1=B+2*(∆B+h_B)
где: h_L=h_B⩾(0,1…0,2)мм — припуски на совмещение слоев, возьмем h_L=h_B=0,2 мм
L_1=0,767812 см +2*(50*〖10〗^(-4) см +0,02 см)=0,8178 см
B_1=0,767812 см +2*(50*〖10〗^(-4) см +0,02 см)=0,8178 см
Размеры диэлектрического слоя:
L_2=L_1+2*(∆L+h_L)
B_2=B_1+2*(∆B+h_B)
L_2=0,8178 см +2*(50*〖10〗^(-4) см +0,02 см)=0,8678 см
B_2=0,8178 см +2*(50*〖10〗^(-4) см +0,02 см)=0,8678 см
Фактическое значение погрешности активной площадки:
γ_S^Ф=∆L/L+∆B/B
γ_S^Ф=(50*〖10〗^(-4) см)/(0,767812 см)+(50*〖10〗^(-4) см)/(0,767812 см)=0,013024=1,3024%
Условие γ_S^Ф⩽γ_S выполняется.
Фактическая напряжённость электрического поля в конденсаторе:
E^Ф= U_Р/d_ф
E^Ф= (3 В)/(6*〖10〗^(-6) см)=5*〖10〗^5 В/см
Условие E^Ф⩽E выполняется.
Поз. Обозн. Номинал C_0, пФ/〖см〗^2 U_р, В L, мм B, мм L_1, мм L_2, мм
С1 2,2 нФ 15 3 2,532 2,532 3,032 3,532
С2 100 нФ 15 3 7,678 7,678 8,178 8,678
С3-С5 0,1 мкФ Для поверхностного монтажа
С6 100 мкФ
Площадь верхней (активной) обкладки S:
Для C1: S=C/(С_0^Р )=102,7 мм2
Для C2: S=C/(С_0^Р ) = 5,895 мм2

Разработка топологии МСБ.
Составление коммутационной схемы и выбор типоразмера подложки.
Коммутационная схема представляет собой графическое изображение электрического соединения элементов и компонентов МСБ. Коммутационную схему МСБ получают преобразованием заданной принципиальной электрической схемы, в которой все дискретные компоненты, а также электрические соединения по входу – выходу заменяются соответствующими контактными площадками.
Рис. 2. Коммутационная схема
Коммутационная схема содержит 36 контактных площадок, монтаж навесных компонентов проводится при помощи пайки.
Размеры внутренних контактных площадок:
Площадки под пайку конденсаторов С1, С2,C3, C4, C5, C6
будут размером 0.4 х 0.4 мм.
Площадки под пайку транзисторов VT1, VT2 будут размером 0.3 х 0.9 мм.
Площадка под пайку диода VD1будет размером 0.6 х 0.6 мм.
Для выбора размера подложки необходимо рассчитать суммарную площадь, занимаемую всеми элементами на схеме: тонкопленочными резисторами SR, конденсаторами SC, навесными элементами SH и контактными площадками Sкп.
Площадь, занимаемая тонкопленочными резисторами:
S_R=100,28 мм2
Площадь, занимаемая тонкопленочными конденсаторами:
S_С=297,38мм2
Рассчитаем площадь, занимаемую навесными элементами:
S_н=7+7+7+13+15+23+35+13+15+16=151мм2
Площадь, занимаемую контактными площадками, примем за 11,3мм2.
Рассчитаем величину площади подложки МСБ:
S_МСБ=〖2,5*(S〗_R+S_С+S_Н+S_КП)=1594,895 мм2
В соответствии с выполненными ранее расчетами, необходимо выбрать размер подложки.Выбираем типоразмер подложки из таблицы 2.3 рекомендуемых размеров подложек – 60х32мм.

Расчет надежности
Надежность—свойствообъектасохранятьвовремени,вустановленныхпределах, значениявсехпараметров, характеризующихспособностьвыполнятьтребуемыефункциивзаданныхрежимах,иусловияхприменения техническогообслуживания, храненияитранспортирования.
Расчет надежности заключается в определении показателей надежности изделия по известным характеристикам надежности элементов и условиям эксплуатации.
Надежность элементов рассчитывают по формуле:
P(t)=e^(-λ_∑∙t)
где: P(t)– вероятность безотказной работы;
t- время непрерывной работы изделия;
λ_э–эксплуатационноезначениеинтенсивностиотказовРЭС.
Интенсивность отказов МСБ:
λ а n
Резисторы 0,000000001 2,5 8
Конденсаторы 0,00000005 2,65 6
Транзисторы 0,000000001 3,1 2
Диод 0,00000007 2,85 1
Микросхемы 0,0000001 3,5 1
Гдеn — количество транзисторов, диодов, пленочных резисторов и конденсаторов
а — относительные коэффициенты интенсивностей отказов транзисторов, диодов, резисторов и конденсаторов с учетом температуры окружающей среды;
λ- интенсивности отказов транзисторов, диодов, резисторов, конденсаторов и соединений;
Число внешних выводов N = 11.
Проведем вычисления на интенсивность отказов:
λ_м=2,122*10-6
Проведем вычисления на надежность микросборки, при наработке в 1000 часов:
P(1000)=0,997879551

Выводы
В данной курсовой работе был разработан вариант схемы с реализацией всех резисторов и конденсаторов с помощью тонкопленочной технологии. Так же были произведены расчеты тонкопленочных резисторов и конденсаторов.
В электрической схеме присутствуют две микросхемы, транзистор, а также светодиод, которые было решено устанавливать, как навесные элементы.
Был произведен расчет надежности, которой показал, что надежность данной микросборки достаточно высока. При на работке в 1000 часов вероятность безотказной работы составляет 0,997879551.

Список литературы
Методические указания к курсовой работе «Конструирование и технология производства РЭА», Лукин В.С., Чермошенский В.В., Т.Л. Воробъева, издательство «МАИ»,1981;
Методические указания к практическим занятиям по курсу «Конструирование и технология производства МЭА», Чермошенский В.В., издательство МАИ,1988;
Основы конструирования и технологии РЭС: «Учебное пособие для курсового проектирования», В.Ф. Борисов, А.А. Мухин, В.В. Чермошенский и др. издательство «МАИ», 2000.
Сайты: