1. Анализ исходных данных и конструктивно-технологических особенностей построения гис.

Процесс проектирования интегральных микросхем можно условно разделить на следующие основные этапы:

1. Анализ технического задания (исходных данных для проектирования: электрической схемы функционального элемента, технических требований к элементу, условий эксплуатации, требований к точности, мощности рассеивания и других требований).

2. Анализ конструктивно-технологических особенностей и ограничений, налагаемых различными методами производства ИМС и выбор наиболее рационального технологического метода для заданного функционального элемента.

3. Выбор материалов подложки, компонентов, выбор материалов и расчеты пленочных элементов, исходя из заданных технических требований.

4. Разработка топологической структуры ИМС: размещение элементов и компонентов, трассировка соединений. Выбор размеров подложки и типа корпуса.

5. Оценка уровня помех, обусловленных паразитными связями. Определение запаса помехоустойчивости.

6. Расчет теплового режима.

7. Расчет точности и стабильности параметров элементов и компонентов ИМС.

8. Оценка надежности разработанной конструкции.

9. Разработка технологии изготовления ИМС (обоснование технологического маршрута, основных технологических операций, выбор и обоснование контрольных операций)

10. Разработка и изготовление конструкторской и технологической документации.

В курсовом проекте предусматривается проектирование узлов, выполняющих несложное функциональное преобразование информации. К таким узлам относятся генераторы, компараторы, мультивибраторы, триггеры, усилители и т.д. Разрабатываемая конструкция должна быть выполнена в виде гибридной интегральной микросхемы. При этом в виду ограниченного объема курсового проекта и в зависимости от функциональной сложности ГИС по согласованию с консультантом могут исключаться из рассмотрения пункты 5, 6, 7 и 8 основных этапов проектирования.

Рассмотрим последовательно содержание выделенных этапов.

1.1. Анализ исходных данных

Глубокий и всесторонний анализ технического задания на проектирование служит разработчику основной для выбора наиболее рационального технического решения при разработке конструкции и технологии ИМС. В техническом задании (ТЗ) на проектирование формируется комплекс технических требований, которые подразделяют на общие и частные. Общие требования устанавливаются государственными и отраслевыми стандартами (ГОСТ и ОСТ) [1]. Частные требования к конструкции определяются специфическими особенностями ее применения в конкретном изделии (требования к выходным параметрам с учетом условий эксплуатаций, к расположению выводов, общей конструкции и т.д.)

В результате анализа необходимо выяснить всю полноту исходных данных, изучить функциональные преобразования, осуществляемые ИМС, отметить специфику ее работы и наметить пути ее конструктивно-технологического исполнения.

Отметим на примерах некоторые особенности, возникающие при анализе исходных данных.

Например, в ТЗ сформулированы высокие требования к точности сопротивлений некоторых резисторов или конденсаторов. В связи с этим, нужно обратить внимание на выбор материалов данных элементов (чтобы они обладали высокой температурной стабильностью и малым уходом параметров во времени), на выбор технологии, обеспечивающей данную точность и дополнительные конструктивно-технологические особенности проектирования, предусмотреть дополнительные контрольные контактные площадки предусмотреть в техпроцессе подгонку пленочных элементов для которых требуется высокая точность и т.п. В ТЗ могут быть сформулированы особые требования к техническим условиям эксплуатации (повышенное или пониженное атмосферное давление, температура, влажность, уровень вибрационных, линейных или ударных нагрузок).Необходимо выявить влияние данных факторов на функционирование микросхемы и предусмотреть при проектировании меры, позволяющие снизить нежелательные эффекты от этих воздействий. При наличии в электрической схеме элементов, имеющих высокие значения сопротивления или емкости, которые не позволяют выполнять пленочная технология, необходимо применять навесные компоненты.

Если в ТЗ на проектирование не указаны требования к распределению выводов электрической схемы по контактным площадкам и выводам корпуса необходимо использовать общие рекомендации по расположению выводов. Например, в 14-ти выводном корпусе плюсу источника питания соответствует вывод 14, минусу или корпусу – вывод 7, остальные выводы должны быть распределены в соответствии с особенностями функционирования микросхемы.