
- •Проектирование интегральных
- •1.1. Цель работы
- •1.2. Объекты изучения
- •1.3. Лабораторный макет
- •1.4. Задание на лабораторную работу
- •1.5. Методические указания по выполнению работы
- •1.6. Работа с микроскопом
- •1.7. Содержание отчета
- •1.8. Вопросы для самоконтроля
- •Каталог гис
- •2.3. Лабораторный макет.
- •2.4. Задание на лабораторную работу
- •2.5. Методические указания по выполнению работы
- •2.6. Работа с микроскопом
- •2.8. Вопросы для самоконтроля
- •Приложение а2
- •3.1. Цель работы
- •3.2. Общие сведения
- •3.3. Задание на работу
- •3.4. Технические средства исполнения работы
- •3.5. Варианты индивидуальных заданий
- •Данные к вариантам индивидуальных заданий
- •3.6. Последовательность проектирования.
- •3.7. Содержание отчета
- •3.8. Вопросы для самоконтроля
- •Приложение а3 Соотношения согласования размеров и параметров бпт
- •4.1. Цель работы
- •4.2. Общие сведения
- •4.3. Задание на лабораторную работу
- •4.4. Технические средства исполнения работы.
- •4.5. Варианты индивидуальных заданий.
- •Данные вариантов индивидуальных заданий
- •4.6. Последовательность проектирования
- •4.7. Содержание отчета.
- •4.8. Вопросы для самоконтроля
- •Приложение а4
- •5.4. Среда исполнения работы
- •5.6. Содержание отчёта
- •5.7. Вопросы для самоконтроля
- •Приложения а5 Материалы к проектированию плат гис
- •6.1. Цель работы
- •6.2. Задание на работу
- •6.3.Состав работ по проектированию гис
- •6.4. Среда исполнения работы
- •Приложения а6 Материалы к проектированию гис
- •Список литературы
- •Леонид Александрович Торгонский проектирование интегральных микросхем и микропроцессоров Лабораторный практикум
- •634055, Г. Томск, пр. Академический, 13-24, Тел. 49-09-91.
2.3. Лабораторный макет.
В состав лабораторного оборудования включены технические средства, применённые в лабораторной работе 1. К выполнению работы взамен каталога фотографий гибридных микросхем придаётся каталог цифровых фотографий электрических схем, общего вида и кристаллов полупроводниковых микросхем (ПриложениеА2«КаталогПИМС»). При необходимости ознакомьтесь с разд. 3 описания лабораторной работы 1.
При формировании каталога цифровых фотографий кристаллов применён темнопольный микроскоп с увеличением около 200 крат, что позволило повысить качество воспроизведения минимальных размеров на кристаллах. Исследование конструкции ПИМС выполняется по «картинкам» экрана монитора ПЭВМ. Пакет «МикроИМС» с каталогом фотографий позволяет исключить техническое обслуживание и утомительные операции настройки микроскопа в процессе выполнения работы, исключить постоянную и крайне трудоёмкую подготовку рабочего материала (обновление отработанных и приведенных в неудовлетворительное состояние образцов микросхем).
2.4. Задание на лабораторную работу
2.4.1. Выполните анализ конструктивного состава и способов монтажа составных частей предложенной исследованию конструкции ПИМС.
2.4.2. Выполните анализ конструктивного состава кристалла ПИМС.
2.4.3. Оформите отчет по работе.
Примечание: Вариант задания исполнителям работы выдаётся руководителем занятия.
2.5. Методические указания по выполнению работы
Материалы вариант микросхемы к исполнению работы выдаётся руководителем занятия по каталогу цифровых фотографий ПИМС предлагаемых исследованию микросхем (прил. А2, папка «КаталогПИМС» является составной частью лабораторного цикла) и предоставляется доступ к программе «МикроИМС» (программа «МикроИМС» является составной частью лабораторного цикла).
Работа может выполняться в учебных лабораториях кафедры, оснащённых ПЭВМ с установленным пакетом «МикроИМС» и каталогом цифровых фотографий ПИМС, с приданным планшетом образцов микросхем и лупой, для удобства внешнего осмотра ИМС. Нет особых ограничений для постановки лабораторной работы на иных дистанционно удалённых территориях с использованием ПЭВМ, оснащённых накопителями для загрузки пакета «МикроИМС» и каталога фотографий. Описание работы с программой «МикроИмс» приведено в прил. Б1 руководства к работе №1 по исследованию конструкции ГИС.
2.5.1. По п.2.4.1 задания следует выполнить следующие работы:
– откройте фотографию общего вида исследуемой ИМС в программе «МикроИМС», произведите разметку составных частей, сопроводите их надписями, снимите копию экрана для отчёта и сопроводительными надписями объектов состава ИМС;
– определите и проставьте габаритные размеры ПИМС;
– определите размеры установочной зоны для кристалла в корпусе, пользуясь указанным или измеренным значением размера корпуса ИМС;
– выполните оценку размера кристалла, пользуясь указанным или измеренным значением размера корпуса ИМС;
– визуально определите и аргументируйте предположительные способы монтажа кристалла;
– определите и аргументируйте способ монтажа крышки к основанию корпуса (если таковые имеются);
– определите и аргументируйте способ электромонтажа кристалла в корпусе;
– определите факт наличия защитных покрытий кристалла в конструкции ПИМС;
– определите принятый способ идентификации номеров выводов ПИМС;
– оцените количество расходных материалов на 1000 изделий;
Примечание:
1. Для определения габаритных размеров пользуйтесь механическим измерительным инструментом, если размеры не указаны на фотографиях.
2. При выполнении остальных пунктов параграфа 5.1 используйтесь по своему выбору лупой, микроскопом, планшетом микросхем и программой «МикроИМС».
2.5.2. По п.2.4.2 задания следует выполните следующие работы:
– откройте с помощью программы «МикроИМС» фотографию кристалла;
– выполните разметку радиоэлементов по электрической схеме (в отсутствие электрической схемы выполните разметку радиоэлементов относительно ключа кристалла, а для схем средней степени интеграции (155КП5, 155КП7) выполните разметку радиоэлементов базисного логического элемента), сопроводите их надписями;
– снимите копию изображения экрана (Print Screen) для отчёта (с сопроводительными надписями радиоэлементов кристалла или базисного логического элемента);
– определите число слоёв структуры кристалла;
– определите топологический объект кристалла, выполняющий функцию ключа ориентации кристалла, укажите в комментарии местоположение на плате, его форму;
– определите размеры контактных площадок и факт выделения для них зоны размещения на кристалле;
– определите наличие и размеры зоны по краю кристалла с удалённым окислом;
– определите размеры защитного промежутка от элементов топологии до края кристалла;
– определите факт выделения буферной зоны между контактными площадками и областью размещения элементов (при наличии определите её размеры и размеры общей области размещения элементов);
– определите факт наличия, расположение и размеры фигур совмещения и тестовых элементов на кристалле;
– выберите по одному радиоэлементу (резистор, диод, входной и выходной транзистор и пр.) и определите их размеры, прокомментируйте принятую форму;
– приведите предположительные варианты структур выбранных радиоэлементов;
– руководствуясь заданным значением сопротивления, указанного на схеме резистора (или входным током лог. нуля I0 при известной схеме входной цепи), определите сопротивление квадрата R слоя, применённого для исполнения резистора;
– выполните измерение минимальных размеров (элементов и расстояний между элементами принятых в топологии кристалла и оцените технологические погрешности линии рисунка dл и совмещения шаблонов dc;
– снимите копию электрической схемы для отчёта (или исполните для базисного логического элемента), по форме элементов и сопротивлению квадрата определите сопротивления резисторов и представьте их либо в виде обозначений на схеме, либо в виде таблицы;
– полагая удельную плотность тока эмиттера равной Io = 4 A/мм2, определите номинальный рабочий ток Iрк, выделенных топологий транзисторов;
– полагая коэффициент передачи транзисторов В равным В = 60 оцените сопротивление квадрата базового слоя под эмиттером структуры кристалла;
– полагая вносимую одним контактом для резистора заданного номинала погрешность сопротивления равной 2%, оцените значение удельного сопротивления контакта Ro (Ом∙мм2);
– определите факт наличия маркировки кристалла, способа, места и размеров зоны её размещения.
2.5.3. Оформите отчёт по лабораторной работе.
Расчётные соотношения к выполнению расчётных оценок.
1) R = R(B/L – 0,5∙Nизг), где сопротивление R, ширина B, длина L по средней линии топологии и Nизг есть число уголковых изгибов выбранного резистора кристалла;
2) Iрк ≤ Io∙Lэ∙Bэ, где Lэ, Bэ – есть длина и ширина эмиттера;
3) Rб огр ≤ 0,2 ∙φт∙B/ (Io∙ L2э);
4) Rо = 0,02∙R∙ Sк, где Sк – есть площадь контакта;
5) Ri = R∙ Li/Bi – Li, Bi – длина и ширина i-го резистора микросхемы;
6) dл = Вmin/20, dc = [(Вп.min – Вmin)/2] – dл, где Вп.min, Вmin – есть минимальные значения ширины перекрывающего контакта и ширины перекрытой резистивной полосы.
Кз = Sa /Sp, где Sa, Sp – есть площади выделенная под размещение логического элемента Sа и занятая радиоэлементами Sр.