Моделирование и алгоритмизация сквозного проектирования конструкций микросборок в интегрированных САПР

• Автор: Тебекин, Леонид Алексеевич
• Шифр специальности: 05.13.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 168 с.

ВВЕДЕНИЕ
1. ОСОБЕННОСТИ СКВОЗНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ КОНСТРУКЦИЙ МИКРОСБОРОК И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Этапы и особенности проектирования МСБ

1.2. Системы автоматизированного проектирования МСБ и основные направления повышения их эффективности

1.3. Цель и задачи исследования

2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СКВОЗНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ КОНСТРУКЦИЙ МСБ

2.1. Состав и структура математического обеспечения сквозного проектирования конструкций МСБ
2.2. Математические модели пассивных пленочных элементов, применяемых при топологическом проектировании МСБ

2.2.1. Математические модели пленочных резисторов

2.2.2. Математические модели пленочных конденсаторов

2.2.3. Математические модели пленочных контактов

2.2.4. Математические модели пленочных катушек индуктивности
2.2.5. Математические модели пленочных К.С
структур
2.3. Математическое моделирование температурных полей в МСБ
2.4 Математическое обеспечение анализа паразитных параметров и устойчивости работы схемы МСБ
2.5. Проектирование и оптимизация топологии МСБ
2.6. Основные выводы второй главы
3. АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО
ПРОЕКТИРОВАНИЯ КОНСТРУКЦИЙ МСБ
3.1. Информационное обеспечение сквозного
проектирования МСБ
3.2. Алгоритмы проектирования пленочных элементов
3.2.1. Проектирование пленочных резисторов
3.2.2. Проектирование пленочных конденсаторов
3.2.3. Проектирование пленочных контактов
3.2.4. Проектирование пленочных .микроиндуктивностей
3.2.5. Проектирование пленочных ГСструктур с распределенными параметрами
3.3. Анализ устойчивости работы схемы с учетом паразитных параметров
3.4. Алгори тм анализа температурных полей в МСБ
3.3. Проектирование топологии
3.5.1. Алгоритмы оптимального размещения пленочных элементов
3.5.2. Алгоритмы многокритериальной оптимизации
топологии
3.5.2.1. Алгоритмы получения начального размещения
3.5.2.2. Алгоритм размещения элементов по
критерию минимизации суммарной длины межсоединений
3.5.2.3. Алгоритм размещения элементов по
критерию минимизации отклонения функциональных параметров
3.5.2.4. Алгоритм размещения элементов по
тепловому критерию
3.5.2.5. Алгоритм оптимизации топологии по
критериям минимизации суммарной длинны межсоединений, тепловому, устойчивости работы схемы и минимизации разброса выходных параметров
3.6. Основные выводы третьей главы
4. РАЗРАБОТКА СРЕДСТВ ПРОГРАММНОГО И ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОДСИСТЕМЫ СКВОЗНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ КОНСТРУКЦИЙ МСБ
4.1. Организация программного и информационного обеспечения подсистемы
4.2. Использование разработанного программного обеспечения для проектирования МСБ и анализ его эффективности
по результатам внедрения ЗI
4.3. Основные выводы четвертой главы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСЮЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Под МСБ понимается интегральная схема ИС, в которой применяются пленочные пассивные элементы и навесные компоненты резисторы, конденсаторы и бескорпусные полупроводниковые приборы диоды, транзисторы, кристаллы полупроводниковых ИС. В МСБ электрические связи между элементами, компонентами и кристаллами осуществляются с помощью пленочного и или проволочного монтажа. Изделия микроэлектронной техники являются сложными техническими устройствами как с точки зрения изготовления, так и с точки зрения проектирования. При их проектировании решается широкий круг схемотехнических, функциональнологических, конструкторскотопологических и технологических задач. При этом большое внимание следует уделять с обязательным учетом теплоотвода, паразитных связей. При разработке специализированных микросхем практически невозможно получить достоверные статистические данные по разбросу выходных параметров. Поэтому особое значение приобретает изучение методов оптимизации характеристик таких микросхем, которые основаны на достоверных статистических данных технологического оборудования и отработанных, стабильных технологических режимов, освоенных на конкретном предприятии. Постоянное увеличение степени интеграции МЭУ обусловливает рост требований к техническим характеристикам микросхем, что приводит к необходимости постоянного совершенствования средств и методов их проектирования и производства. В связи с этим возникает необходимость дальнейшего усовершенствования математического обеспечения и разработки на этой базе нового информационного и программного обеспечения объектноориентированных САПР МЭУ. При этом одним из основных требований является поддержка интеграции средств САПР для различных этапов в единую систему сквозного проектирования конструкций МСБ . Проектирование конструкции МСБ проходит несколько этапов. В общем виде этапы сквозного конструкторскотехнологическог о проектирования можно представить в следующей последовательности 1,2,9. Анализ требований технического задания на разработку МСБ. Определение возможности реализации пассивных элементов резисторов, конденсаторов и др. Выбор материалов и метода нанесения пленок. Выбор метода реализации конфигураций пленочных пассивных элементов для обеспечения заданной точности воспроизведения их номиналов. Выбор номенклатуры пассивных компонентов. Автоматизированный расчет статического режима МСБ и выбор бескорпусных активных приборов. Автоматизированное проектирование пассивных пленочных элементов резисторов, конденсаторов, микроиндуктивностей, распределенных ЯСструктур, контактных переходов. Автоматизированное проектирование топологии и выбор материала и размеров подложки микроплаты. Анализ и обеспечение устойчивости работы схемы, минимизации влияния паразитных параметров на функциональные параметры МСБ. Моделирование тепловых полей на подложке плате и расчет критических температур. Выбор методов и средств электрического контроля в процессе производства МСБ. Определение методов подгонки и юстировки пленочных элементов в случае необходимости. Расчет процента выхода г одных МСБ и его статистическая оптимизация. Расчет надежности МСБ. Определение стоимости изготовления и других экономических показателей. Оформление конструкторской документации. Рассмотрим особенности каждого этапа проектирования. В ходе анализа требований технического задания выясняют полноту исходных данных технического задания на разработку МСБ, изучают специфические особенности электрической схемы и особенности ее функционирования. В результате анализа формулируют дополнительные технические требования . Для определения возможности реализации резисторов электрической схемы МСБ методами пленочной технологии по известным номинальным значениям резисторов Проводят оценку величины соотношения КмаксКмин, где Ршкс и кмин соответственно максимальное и минимальное значения номиналов резисторов схемы. В случае, если ЯшксКми , можно применять один материал, при ИшксКмик целесообразно применение двух материалов для пленочных резисторов. По найденным значениям р. К рхшг.