6.2 Исходные данные для проектирования топологии.

1. Схемотехнические данные и требования.

Схемотехнические данные являются главными при проектировании ГИС, так как они определяют связи и параметры элементов, их функциональное назначение и условия эксплуатации.

К ним относятся:

1. схема электрическая принципиальная;

2. перечень элементов схемы, их параметры и характеристики (номинальные значения, электрические и тепловые режимы, стабильность во времени и т.д.)

3. условия эксплуатации;

4. рабочий диапазон частот.

1. Технологические данные и ограничения.

Технологические данные и ограничения характеризуют возможность изготовления ГИС с заданными параметрами. Основными технологическими данными является параметры структурных элементов ГИС: подложек, плёночных элементов, проводников, контактных площадок, межслойной изоляции и защитного слоя, а так же требования по точности изготовления плёночных элементов. Характеристики основных материалов подложек, плёночных проводников, контактных площадок и защитных слоёв приведены в таблицах 6.1-6.3.

Технологические ограничения, как правило, как правило, заимствуются из конкретного технологического процесса и обусловлены современным уровнем плёночной технологии. К ним относится точность изготовления контура плёночных элементов, точность воспроизведения физических свойств плёнок в процессе изготовления.

При использовании биметаллических масок для формирования рисунка, ошибка по контуру =10мкм; ошибка в линейных размерах l=b=10мкм; ошибка совмещения масок с подложкой с=(13)мкм.

Основные технологические требования:

1. последовательное нанесение слоёв плёночной структуры;

2. оригинал топологи ГИС должен выполнятся в прямоугольной системе координат в масштабе 10:1 или 20:1;

3. при разработке топологических чертежей должны предусматриваться поля. При масочном методе не менее 0,5 мм, при фотолитографии не менее 1мм;

4. для совмещения элементов, расположенных в разных слоях, предусматривают перекрытие не менее 200мкм при масочном методе и 100мкм при фотолитографии;

5. для измерения номиналов элементов предусматриваются контактные площадки размером не менее 200200мкм;

6. компоненты устанавливают на расстоянии не менее 0,5 мм от плёночных элементов и не менее 600мкм от контактной площадки; минимальное расстояние между компонентами составляет 300мкм;

7. длина проволочных выводов компонентов 600мкм-3мм; не рекомендуется делать перегиб вывода через навесной компонент;

8. минимальное расстояние между пленочными элементами 300мкм при масочном методе и 100мкм при фотолитографии;

9. минимально допустимая ширина плёночных резисторов и проводников составляет 200мкм при масочном методе и 50мкм при фотолитографии;

10. у тонкоплёночных конденсаторов нижняя обкладка должна выступать за контур верхней обкладки не менее чем на 200мкм, а диэлектрик должен выступать за контур нижней обкладки не менее чем на 100мкм;

11. минимально допустимые размеры контактных площадок для приварки гибких выводов 200150мкм, для припайки 400400мкм;

12. минимально допустимые размеры контактных площадок для монтажа компонентов с шариковыми выводами 0,10,2мм;

13. не рекомендуется проектировать пленочные резисторы с числом квадратов менее 0,1 и конденсаторы с площадями менее 0,50,5мм и суммарной площадью более 2см2.

Таблица 6.1

Характеристики материалов подложек гибридных ГИС.

Характеристика	Материал
	Стекло		Ситал СТ50-1	Плавленный кварц	Керамика				Металл*	Полимид* ПМ-1
	С41-1	С48-3			22ХС(96 AL2O3)	Поликор	Глазурование	Брокерит (98 BeO)
Класс чистоты обработки поверхности	14	14	1314	14	12	1214	14	Высота микронеровностей 0,45мкм	1214	1214
Температурный коэффициент линейного расширения ТКЛР(107) при Т=20300С,град-1	412	482	502	55	605	7075	7378	70	62	200
Коэффициент теплопроводности, Вт/(мС)	1	1,5	1,5	715	10	3045	1,21,7	210	40	4,5
Диэлектрическая проницаемость при f=106Гц и Т=20С	7,5	3,28	58,5	3,8	10,3	10,5	1316	6,49,5	67	3,5
Тангенс угла диэлектрических потерь (104) при f=106Гц и Т=20С	20	15	20	--	6	10	18	16	6	30
Объёмное сопротивление при Т=25С, Омсм	1017	1014	--	1015	--	--	--	1014	1014	1017
Электрическая прочность, кВ/мм	40	40	--	--	50	--	50	20	--	15

* используется в гибридных БИС и МСБ.