книги из ГПНТБ / Микроминиатюризация высокочастотных радиоустройств

140

Глава ш еотая. РАСЧЁТ ДОПУСКОВ ГИБРИДНЫХ ПЛЕНОЧНЫХ МИКРОСХЕМ

1 . АНАЛИЗ ДОПУСКОВ

При решении задач анализа допусков в схемах РЭА встре­

чаются трудности, связанные с определением коэффициентов влияния параметров элементов и наличием корреляционных свя­

зей [ б .і] . Применительно к гибридным пленочным микросхемам

решение этих задач можно упростить, если учесть особенность их конструкции и технологии.

Особенность технологии гибридных пленочных микросхем

состоит в том , что группы однотипных элементов напыляются

в вакууме через общие маски в одинаковых условиях. Элементы имеют одинаковое физико-химическое строение и на них дей­ ствуют одновременно и примерно в одинаковой степени различ­ ные причины, вызывающие случайные погрешности. Это приводит к примерно равным относительным погрешностям параметров од­ ной группы элементов и к сильной зависимости между ними с коэффициентом корреляции Лу = 0 ,8 4 0 ,9 . Коэффициент корре­ ляции между параметрами элементов разных групп равен нулю.

Большинство параметров бескорпусных транзисторов, кото­ рые применяются как навесные элементы, связаны очень сильной корреляционной зависимостью. У остальных навесных элементов коэффициент корреляции может быть различным между параметра­ ми одного элемента и равен нулю между параметрами разных элементов.

I4I

В исходном уравнении для выходного параметра

(6 .2 ) получим:

142

Пользование обобщенным коэффициентом влияния в ряде слу­ чаев может значительно упростить решение задачи анализа до­ пусков .

Номинальные значения параметров Хкв в S -й группе мож­ но выразить через номинальное значение Ха0 одного из элемен­ тов этой же группы

погрешность вычислений за счёт принятых допущений не превыша­ ет 10-15$ для большинства практически применяемых схем .

Методика анализа допусков сводится к следующему.

1 . В качестве исходных данных должно быть известно урав­

2 . Согласно топологии микросхемы, группируются' элементы,

изготовляемые за один технологический цикл. Параметры навес­ ных элементов выделяются отдельно.

145

2 . СИНТЕЗ ДОПУСКОВ

Задача синтеза допусков, как правило, является неопреде­ ленной и в общей случае может быть решена только методом по­ следовательных приближений. Это обстоятельство вытекает из того, что число уравнений системы, рассматриваемых при реше­ нии задачи синтеза допусков, всегда меньше общего числа пер­ вичных параметров, на которые рассчитывается допуски. След­ ствием этого является неоднозначность решения. Наличие кор­ реляционных связей между параметрами значительно усложняет задачу синтеза [ б .і ] .

Известные методы синтеза допусков условно можно разде­ лить на две группы. К первой группе можно отнести методы,

основанные на формализации математического аппарата. Они по­ зволяет более целенаправленно применять итерационные вычи­ сления, что быстрее приводит к искомому результату. Ко вто­ рой группе можно отнести методы, в которых для определен­ ности задачи налагается дополнительные связи, например ра­ венство относительных допусков всех параметров элементов,

равенство парциальных допусков (метод равных влияний) и т .п .

Для решения задачи оинтеза допуоков элементов гибридных пленочных микросхем целесообразно объединить эти методы. На­ личие ПЯЛТ.ЯНТ корреляционных связей при определенных, услови­ ях можно использовать для значительного упрощения решения.

Для групп элементов, напыляемых за один технолотческий цикл,

и параметров транзисторов с сильной корреляционной связью целесообразно назначать одинаковые допуокн. Допуски же групп параметров нужно выбирать согласно их парциальному влиянию

N

146

При указанном условии группа элементов, оказывающая наибольшее влияние на выходной параметр, будет иметь меньший допуск, и

обратно.

Может оказаться, что допуск,рассчитанный по формуле (6 .1 3 ),

нельзя обеспечить для параметров некоторых элементов при су­ ществующей технологии серийного изготовления, т .е . нельзя вы­

147

В этом случае из группы элементов, изготовляемых за один тех­ нологический цикл, выделяем один-два элемента, влияние кото­ рых на выходной параметр наибольшее, и предусматриваем для

149

° с Іг /Г ' я Щ г ~ /Г /° ■

Так как допуски параметров элементов обеспечиваются сравни­ тельно легко, то нет необходимости вводить в схему подстроеч­ ные элементы.

3 . РАСЧЁТ ДОПУСКОВ С УЧЁТОМ ЧАСТОТНОЙ ЗАВИСИМОСТИ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕМЕНТОВ

Конечным итогом процесса проектирования япляется разработ­ ка конструкции с оптимальными параметрами, удовлетворяющей за­ данным условиям эксплуатации. Комплексное решение задач кон­ струирования немыслимо без привлечения современных математиче­ ских методов, основанных на применении ЭЦВМ. Эффективность применения математических методов в значительной степени опре­ деляется спецификой задачи, возможностями описания задачи в математических терминах.

При решении задач анализа и синтеза допусков гибридных пле­ ночных высокочастотных схем необходимо прежде всего хорошо представлять физическую сущность исследуемого явления. Схемы замещения высокочастотных устройств, которые являются прибли-

хеввш отражением физических явлений, обычно включают в себя большое число основных и "паразитных" параметров. Для того чтобы анализировать эти схемы, прибегают к их упрощению, при котором могут быть допущены грубые ошибки, приводящие к непра­ вильному результату.

При конструировании высокочастотных гибридных пленочных радиоустройств необходимо учитывать зависимость параметров элементов от частоты . В связи с этим возникает задача анализа