Проектування гібридних інтегральних схем гіс.

Основні етапи проектування.

1. Аналіз ТЗ. Основна мета – розробка плану проектування. ТЗ містить всі данні вихідні по елементам мікросхеми, рекомендована технологія.

2. Описування технологічного заданого процесу. Треба описати в записці основні етапи технологічного процесу і обрати варіанти їх виконання.

3. Розрахунок елементів і вибір компонентів.

4. Розробка топології – основний етап проектування, взаємне розташування елементів і компонентів. Задає властивості мікросхем.

5. Вибір корпусу та схеми з’єднань.

Конструкторсько-технологічні особливості. Цей етап зв’язаний з аналізом ТЗ. Вихідні данні проектування: 1). Схемотехнічні данні та вимоги, необхідня для подальшого проектування. До них відноситься схема електрична, принципова;2). перелік елементів і компонентів з їх параметрами і характеристика. Ці данні показані у специфікації. 3). Умови експлуатації.

Технологічні данні – описання обраної технології. необхідно підкреслити можливу точність виготовлення елементів. Ця властивість заданна у вихідних даних похибкою.

Технологічні обмеження. Перш ніж почати роботу необхідно вивчити цей розділ методички.

Конструкторські вимоги: контактні площадки можуть монтуватись по 2. Не всі площадки можуть бути задіяними. Крок розташування площадок відповідає ряду

Розрахунок і конструювання елементів гіс.

Тонкоплівкові резистори. Типові конструкції тонко плівкових резисторів мають такий вигляд.

а – смужка; б – система смужок; в – меандр.

Розрахунок конструкції. Розрахунок повинен визначити тип конструкції, геометричні розміри з метою здобуття резистора мінімальної площі. Резистор повинен задовольняти вимогам Р розсіювання і гама р.

Вихідні данні – це р іте(Ом), допуск у відсотках, потужність розсіювання(мВт), робочий діапазон температури, технологічні обмеження.

Послідовність розрахунку:

• розбиваємо всі резистори на групи за номінальним значенням опору. Принцип такого розподілу мінімальна різниця опору між резисторами даної групи. На приклад: сотні ом, одиниці кілоом, десятки кілоом.

• розраховуємо питомий опір(оптимальне значення) для кожної групи 1,2,3 з точки зору мінімальної площі для кожної групи.

• за додатком (див табл.. матеріалів тонко плівкових резисторів) обираємо матеріал резистивної плівки для кожної групи резисторів з ро с найближчим до ро с оптимальним.

• перевіряємо правильність вибору матеріалу з погляду точності виготовлення резистора.При цьому відносна похибка. Гамма ро с залежить від умов напилення і матеріалу плівки. Розрахувати цей параметр майже не можливо, тому він задається із експериментальних міркувань не більш 5%. Температурна похибка гама т залежить від ТКО. Похибка старіння обирається через коефіцієнт старіння на температуру. Коефіцієнт старіння визначає тимчасову нестабільність опору і обирається з таблиці 1.

05.03.12

Якщо 6 дає негативний результат, то такий резистор неможливо виготовити з обраного матеріалу. Необхідно обрати інший матеріал із меншими значеннями гамма, ро с, альфа р, і гамма р старіння; або необхідно в ТП ввести операцію підгонки опору.

Визначаємо коефіцієнт форми. За значенням коефіцієнта форми обирають конструкцію резистора: якщо коефіцієнт форми 1-10 – це смужка – рисунок А. Якщо коефіцієнт форми знаходиться в межах 1-50 – це складна форма меандр, Кф в межах 0,1 – 1 – смужка, резистор з Кф менш 0,1 - проектувати не рекомендується за великі КП, велика площа резистора.

Розрахунок резистора Кф 1-10

Визначаємо мінімальну ширину резистора за умовами: б розрахункове повинне бути не менше максимальних значень таких величин: б технологічне(мінімальне значення ширини з міркувань технологічних можливостей – див. тех.обмеж), якщо б менше – беремо Б мінімум, таке як сказано у обмеженнях; б точне – мінімальне значення ширини, що забезпечує задану точність виготовлення; дельта б і л – відносні похибки ширини і довжини, що залежать від методу виготовлення, береться в частках одиниці. Обираємо б розрахункове найближче до цього значення, кратного кроку координатної сітки(див. обмеження). Наприклад для тонко плівкової технології якщо крок 1мм, то при масштабі 20:1 округлення робимо до 0,05мм.

Л розрахункове б*Кф. Згідно цієї форми за довжину л приймають найближче до розрахункового більше ціле значення кратне кроку координатної сітки з урахуванням масштабу креслення топології. Повна довжина резистора буде розрахована за формулою 11

л+2Лк

Лк – перекриття резистора контактною площадкою. Це маскова технологія. При фотолітографії л повне = л за формулою 11.

Для резистора з Кф менш 1 ми спочатку розраховуємо довжину, а потім ширину.

Перевірка правильності розрахунків. Р0 – задане значення, Р0/ - значення з наших розрахунків.

Меандр.