, 0,05 Ом / ?Пленочный конденсатор представляет собой трехслойную структуру, нанесенную на диэлектрическую подложку. Первый слой – проводящий слой, являющийся нижней обкладкой конденсатора, второй слой представляет собой однослойный или многослойный диэлектрик, и третий слой – проводящий слой верхней обкладки конденсатора.
Основным требованием при проектировании тонкопленочных и толстопленочных конденсаторов так же, как и для пленочных резисторов, является минимальная площадь SCi ,занимаемая конденсатором.
Классификация пленочных конденсаторов.
тонкопленочные (номинальной емкостью Ci до 105 пФ и допуском на номинал ?Ci = ±(5…10)%)
толстопленочные (от 500 до 2500 пФ с ?Ci=±15%.)
по конструкции
конденсаторы с простой прямоугольной (квадратной) формой
сложной фигурной формой, например в виде гребенки (ВЧ и СВЧ конденсаторы).
Геометрическая форма конденсатора выбирается, исходя из требования компактного размещения тонкопленочных элементов на подложке. Толстопленочные конденсаторы изготавливаются только прямоугольной или квадратной формы.
При проектировании пленочных конденсаторов следует руководствоваться следующими рекомендациями по конструкции:
конденсаторы повышенной емкости в сотни -тысячи пФ следует проектировать таким образом, чтобы верхняя обкладка вписывалась в контур нижней обкладки;
конденсаторы емкостью в десятки пФ изготавливаются в виде пересекающихся проводников одинаковой ширины, которые разделены слоем диэлектрика.
Основные параметры пленочных конденсаторов.
номинальное значение
допуск на номинал ( погрешность)
электрическая прочность Eпр
рабочее напряжение Uр
добротность Qi
сопротивление утечки Rут
температурный коэффициент емкости ТКC = ?Ci
коэффициент старения емкости КстC
диапазон рабочих частот ?f
интервал рабочих температур ?? = Tв?Tн
время эксплуатации ?t
надежность.
Номинальное значение емкости Ci определяется по формуле:
Ci = ??0S /d = 8,85?S/d, [пФ]
При использовании конденсаторов с многослойной структурой диэлектрических слоев
Ci = 8,85?nS/d, [пФ], где n – число диэлектрических слоев между обкладками.
Емкость пленочных конденсаторов удобно выражать через удельную емкость C0, [пФ/см2] :
Ci = С0S ,[пФ], где C0 = 8,85?/d [пФ]
Расчет толстопленочных конденсаторов начинается с выбора материала диэлектрика по рабочему напряжению. Чтобы конденсатор занимал как можно меньшую площадь, нужно выбирать материал с возможно более высокими диэлектрической проницаемостью, электрической прочностью, а также малыми значениями ТКС и tgd.
В зависимости от диапазона номинальных значений, выбирают диэлектрическую пасту, ПК 12, имеющих следующие параметры:
Для нижней и верхней обкладок ПП – 3:
, 0,05 Ом / ?Определим площадь верхней обкладки конденсатора:
Рассчитаем геометрические размеры верхних обкладок конденсатора. Для обкладок квадратной формы:
Для конденсаторов, учитывая, что нормировочный множитель равен 0,1 удобнее сделать верхнюю обкладку неквадратной формы. Надо учесть площадь вывода и компенсатора верхней обкладки (Sвыв= Sкомп), а также сделать вырез для получения необходимой емкости:
Вычислим геометрические размеры нижних обкладок конденсатора:
где р – перекрытие между верхней и нижней обкладками Р = 0,3
Определим геометрические размеры диэлектрика:
где f – перекрытие между нижней обкладкой и диэлектриком.
Вычисляют площадь, занимаемую конденсатором на плате:
