Особенностей расстановки элементов на подложке при гибридной технологии изготовления микросхем
Введение
Предпосылкой развития электроники явилось требование высокой надежности и малых габаритов аппаратуры, при широком наборе выполняемых ею функций и большем объеме перерабатываемой информации. Однако если на начальном этапе развития микроэлектроники в основном ставилась задача миниатюризации и повышения надежности элементов, то в дальнейшем успехи, достигнутые в технологии производства интегральных микросхем (ИМС), позволили существенно повысить степень интеграции и создать цифровые и аналоговые микросхемы высокой степени интеграции, реализующие различные функции преобразования и обработки информации.
Надежность и качество аппаратуры, в которой используются ИМС, в значительной степени определяются их качественными показателями. Поэтому необходимость обеспечения высокого качества ИМС выдвигает определенные требования к организации контроля исходных материалов, технологических процессов и готовой продукции. Трудность реализации этих требований объясняется непрерывным повышением функциональной сложности ИМС, совершенствованием их характеристик и массовостью производства.
В данной работе рассмотрены основные
СОДЕРЖАНИЕ
Список сокращений 3
Введение 4
1 ОПИСАНИЕ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ 6
1.1 Описание гибридной технологии изготовления микросхем и особенности проектирования 6
1.2 Анализ алгоритмов размещения элементов на подложке 19
1.3 Сравнительный анализ программ, осуществляющих размещение элементов на подложке 27
2 РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ И ПРОГРАММЫ АВТОМАТИЧЕСКОЙ КОМПОНОВКИ ЭЛЕМЕНТОВ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ 35
2.1 Особенности автоматизации проектирования топологии ИМС 35
2.2 Разработка UML-диаграмм 37
2.3 Разработка алгоритмов расстановки элементов 46
3 РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ 53
3.1 Описание среды разработки 53
3.2 Описание технологии XML, использованной для хранения входных и выходных данных 54
3.3 Разработка программного кода 57
4 ТЕСТИРОВАНИЕ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ 69
4.1 Основные аспекты тестирования программного обеспечения 69
4.2 Формирование файла данных для тестирования программы 70
4.3 Проверка различных вариантов работы программы 72
Заключение 75
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 76
ПРИЛОЖЕНИЕ А (обязательное) Пример разметки управляющего файла в формате XML 78
ПРИЛОЖЕНИЕ Б (справочное) Листинг программы для ЭВМ 80
ПРИЛОЖЕНИЕ В (справочное) Инструкция по работе с приложением «Автоматическая расстановка элементов ATIS» 90
ПРИЛОЖЕНИЕ Г (справочное) Публикации автора 100
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Преснухин Л.Н., Воробьев Н.В., Шишкевич А.А. Расчет элементов цифровых устройств. М.: Высш. шк., 2001. – 526 с.
2. Букреев И.Н., Горячев В.И., Мансуров Б.М. Микроэлектронные схемы цифровых устройств. М.: Радио и связь, 2000. – 416 с.
3. Новиков Ю.В. Основы цифровой схемотехники. Базовые элементы и схемы. Методы проектирования. М.: Мир, 2001. – 379 с.
4. Новиков Ю.В., Скоробогатов П.К. Основы микропроцессорной техники. Курс лекций. М.: ИНТУИТ. РУ, 2003. – 440 с.
5. Малика А.С. Автоматизация конструирования РЭА / А. С. Малика, В.А. Деньдобренко. М.: Высшая школа, 1988. – 304 с.
6. Пухальский Г.И., Новосельцева Т.Я. Цифровые устройства: Учеб. пособие для ВТУЗов. СПб.: Политехника, 2006. – 885 с.
7. Соломатин Н.М. Логические элементы ЭВМ. М.: Высш. шк., 2000. – 160 с.
8. Уваров A.Р. P-CAD 2000, ACCEL EDA. Конструирование печатных плат: учебный курс / А.Р. Уваров. СПб.: Питер, 2001. – 320 с.
9. Разевиг В.Д. Система проектирования печатных плат ACCEL EDA 15 (P-CAD 2000) / В.Д. Разевиг. М.: Солон-Р, 2000. – 418 с.
10. Норенков И.П. САПР электронной и вычислительной аппаратуры / И.П. Норенков, Н.Б. Маничев. М.: Высшая школа, 1983. – 272 с.
11. Петухов Г.А. Алгоритм
Пластины кремния изготовляют из слитков цилиндрической формы диамет-ром 20–150 мм. Слитки разрезают в плоскости, перпендикулярной образующей цилиндра, с помощью алмазных дисков или резцов, а также ультразвука, проволо-ки или полотен, использующих абразив. При этом толщина реза составляет 0,15 – 0,2 мм, а толщина отрезаемой пластины 0,2 – 0,8 мм в зависимости от диаметра слитка.
Технологический процесс формирования в кремнии локальных областей, выполняющих роль транзисторов, диодов, резисторов, конденсаторов и изолирующих областей, требует очень качественной подготовки поверхности пластины. Чистота обработки поверхности пластины должна соответствовать наивысшему классу 14. На поверхности пластины не допускается наличие рисок, царапин, сколов, различных раковин и бугорков. Пластины должны быть плоскопараллельны с точностью 1–2 мкм. Разброс толщины пластин не должен превышать ±3 мкм. Особым требованием является отсутствие нарушенных слоев, т. е. приповерхностного слоя с нарушенной кристаллической решеткой [3].
Для выполнения перечисленных требований пластины последовательно под-вергают механическому шлифованию, механическому полированию, химическому травлению (или электрохимическому полированию).
Механическое шлифование производят