25. Интеграл микросхемаларды жобалауда технологиялық және конструкциялық деректерді түсіндіріңіз

Технологиялық деректер мен талаптар берілген параметрлер мен дайындалған схеманы сипаттауға мүмкіндік береді. Негізгі технологиялық деректер болып табылатын гибридті ИМС элементтерінің құрылымдық параметрлері: пленкалы элементтер мен компоненттер (резистор, конденсатор, транзистор, диод т.б.), өткізгіштер, контактілік аймақтар, қабатаралық изоляция және қорғаныс қабаты. Бұл пленка және пленкалы құрылым алудың технологиялық сапалы параметрлері, әртүрлі пленкалардың әдістері, қабаттарының саны туралы деректер.

Технологиялық талаптарды атап өтейік: пленкалы құрылым қабаттарын төсеу реті дайындаудың таңдалған әдісі бойынша сақталу керек; гибридті ИМС түпнұсқасы 10:1 немесе 20:1 масштабындағы тікбұрышты жүйе координатасында орындалу керек; топологиялық сызбаларды дайындағанда технологиялық жолақтар ескерілу керек.

Конструкциялық деректер жалпы және жеке деп бөлінеді. Ол гибридті ИМС көлемі мен пішінін, подложканың өлшемін, шығыстарының санын, бірнеше микросхемаға бір топологиялық құрылымды жасау, компоненттердің монтаж түрін және мөлшерін, корпусқа ИМС монтажының әдісін сипаттайды.

Гибридті ИМС жобалау топологиясында келесі жағдайларды ескеру керек:

1) подложканың өлшемін ұсынылып отырған габариттер бойынша таңдайды;

2) перифириялық контактілік аймақты подложканың 4 немесе 2 қарама қарсы жағына орналастырады (сызықты ИМС болса бір жағына орналастыруға болады);

3) контактілік аймақтарды орналастыру қадамы - 0,625; 1,25 және 2,5мм қатарына (корпуссыз қорғаныс үшін) немесе корпус шығыстарының орналасуына сәйкес келеді.

26. Жобалау топологиясы және гибридті интеграл микросхемалар конструкциясын түсіндіріңіз

Гибридті ИМС топологиялық құрылымын жобалау процесі пленкалы элементтерді есептеудің комлексті жұмыстық ретімен орындалуын қамтамасыз етеді.

Жобалау процесі төрт негізгі кезеңнен тұрады:

1) подложканың ең минималды өлшемін анықтау және корпустың типразмерін таңдау;

2) коммутациялық байланыс схемасындағы подложкадағы элементтерді құру;

3) геометриялық өлшемдерді есептеу және пленкалы элементтердің пішінін таңдау;

4) топологияның соңғы нұсқасын (түпнұсқасын) дайындау.

Әр кезеңді орындау барысында берілген мәселені қолайлы әрі комплексті шешуге мүмкіндік беретіндей белгілі бір принциптерді ұстану керек. Топологиялық құрылымды жобалаудың барлық кезеңдеріне ортақ принциптер:

• Элементтер және схеманың алатын аумағының кіші болуы, элементтер арасындағы байланысатын қиылыс сандарының аз болуы;

• Подложка аймағында элементтердің дұрыс орналасуы;

• Пленкалы элементтерді жасауға арналған материал сандарының аз болуы;

• Элементтер және техникалық процестердің интеграция деңгейінің жоғарылауы.

Бұл принциптердің әрқайсысын жұқа пленкалы немесе калың пленкалы технологиялы гибридті ИМС топологиясын жобалауда ескеру керек.

Гибридті ИМС топологиялық құрылымын жобалауда оның барлық принциптері мен шарттары орындалатындай етіп компоновкасын жасау аса қиын жұмыс болып табылыды. Сондықтан оның топологиялық құрылымының компоновкасын дұрыс жасау жобалаудың бірінші кезеңінде аса маңызды рөл атқарады.

Жобалаудың бірінші (бастапқы) кезеңінде электрлік схема сараптамасы, схемотехникалық деректер, типтік технологиялық процестер және пленкалы элементтер материялдарының қасиеттеріне байланысты мәселелерді қамтиды. Оны орындаудың мақсаты: берілген гибридті пленкалы схеманы құрудағы мүмкіндіктерді білу; ИМС функционалдық қиындығын анықтау; гибридті ИМС құрылымының ең аз подложка аймағын алу; корпустың типразметін таңдау; ИМС интеграция деңгейін анықтау.

Гибридті ИМС топологиялық құрылымын жобалауда нақты типтік технологиялық процесіне негізделуін ескеру керек.

Топологияны дайындауда платадағы элементтердің орналасуын барлық шарттарды ескере отырып, екі бөлікке бөліп: алдымен топологияның эскизді нұсқасын, содан соң түпнұсқасын жасайды.

Элементтер байланыс схемасына сәйкес орналасады, мұнда подложканың бір бұрышында орналасқан бастап сызудың тізбектей паралельді әдісі ұсынылады. Элементтерді орналасу кезінде элементтер арасындағы минималды аралықты сақтай отырып, подложканың көлемін барынша үнемді пайдалану керек.

Дайындалған ИМС топологиясын сапа талаптарына сәйкестігін тексеру подложкадағы элементтердің орналасуымен, әсіресе топологияның құрылымын анықтаумен байланысты.

Түзетулер нәтижесінен кейін, топологияның нақты нұсқасын - түпнұсқасын дайындайды.

Осы дайындалған топология негізінде ИМС морфологиясын құрады. Ол үшін бір технологиялық циклдағы топологиялық құрылымдар бір материалдан жасалуы керек (мысалы, резисторлар қабаты, байланыстар қабаты, изоляция қабаты т.б.)

Содан кейін гибридті ИМС құрылымын дайындайды. Сонымен қатар сборка технологиясының талаптары, компоненттерінің монтажы мен корпустағы ИМС монтажы, температуралық режимді қамтамасыз ететін талаптар сақталады.

Гибридті ИМС жобалаудың соңғы этапы құрылымдық құжаттаманы дайындау болып табылады. Гибридті ИМС жобалаудағы құрылымдық құжаттамалар жиынтығы деп ИМСға байланысты графикалық және мәтіндік мәліметтерді айтамыз. Негізгі құрылымдық құжаттамаларға жататындар: электрлік схема, корпустағы ИМС сызбаларының жинағы, элементтер спецификациясы, ИМС топологиялық сызбалар жиынтығы, пассивті бөлігіндегі жеке қабаттардың топологиялық сызбасы, әр қабаттағы элементтер координаталарының конфигурация кестесі, технологиялық талаптары.