Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Документ'
Подравнялись, тихо сели И на доску посмотрели. -4- (Ученики повторяют движения за учителем) Раз – подняться, подтянуться, Два – согнуться, разогнуться...полностью>>
'Руководство'
Информируем Вас о том, что с 14 марта 2016 г. ФБУ Череповецкий ЦСМ восстановлен приём заявок от граждан г. Череповца на поверку счётчиков воды (диамет...полностью>>
'Расписание'
Чемпионат области проводится с 14 по 17 сентября 2016 года в п. Суземка Брянской области, в здании Детской юношеской спортивной школы (МБОУ ДОД Суземс...полностью>>
'Документ'
Положение о порядке выдачи свидетельства о допуске к определенному виду или видам работ, которые оказывают влияние на безопасность объектов капитально...полностью>>

Главная > Методические указания

Сохрани ссылку в одной из сетей:
Информация о документе
Дата добавления:
Размер:
Доступные форматы для скачивания:

Федеральное агентство образования

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)

Л.А. Торгонский

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМ И МИКРОПРОЦЕССОРОВ

Методические указания

по курсовому проектированию для студентов специальности ''Проектирование и технология электронно-вычислительных средств'' (220500)

2004

Содержание

1. Введение

2. Цель и задачи курсового проектирования

3. Тематика курсового проектирования

4. Состав, содержание, защита проекта

5. Конструирование и технология производства микросхем

5.1. Общие сведения

5.2. Анализ технического задания на микросхему

5.3. Выбор и обоснование структуры слоев кристалла (платы)

5.4. Выбор и расчёт активных приборов микросхем

5.5. Выбор конструкций и расчёт пассивных элементов микросхемы

5.6. Разработка компоновки кристалла (платы) и эскиза топологии

5.7. Выбор и обоснование конструкции микросхемы

5.8. Оценка основных показателей качества конструкции микросхемы

5.9. Разработка конструкторской документации

5.10. Подготовка пластин и подложек

5.11. Изготовление фотошаблонов

5.12. Избирательная обработка слоев кристаллов и плат

5.13. Изготовление слоев на кристаллах и платах

5.14. Установка и монтаж навесных элементов на платах

5.15. Герметизация микросхем

5.16. Контроль и испытания микросхемы

5.17. Стандартизация

  1. Список литературы

1. ВВЕДЕНИЕ

Выполнение курсового проекта является заключительным этапом в изучении дисциплины «Проектирование интегральных микросхем и микропроцессоров». На этом этапе студент приобретает навыки самостоятельной работы по разработке микросхем на основе использования справочной технической литературы и нормативно-технической документации.

В пособии рассмотрены основные задачи курсового проектирования, требования к составу и оформлению текстовых и графических документов курсового проекта.

В методических указаниях приведены обобщенные сведения об источниках проектирования и рекомендации по выполнению курсового проекта.

2. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ КУРСОВОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Целью курсового проектирования является закрепление полученных знаний при изучении теоретической части курса, приобретение навыков самостоятельной работы по проектированию интегральных микросхем (ИМС).

Исполнителю проекта по исходному техническому заданию необходимо:

  1. проанализировать возможную степень свободы в проектировании;

  2. принять и аргументировать технические решения;

  3. подготовить комплект конструкторских документов с учетом требований действующих стандартов.

3. Тематика курсового проектирования

Курсовой проект по дисциплине «Проектирование интегральных микросхем и микропроцессоров» посвящается разработке конструкции интегральной микросхемы.

Объектом проектирования являются гибридные (ГИС) и полупроводниковые (ПИМС) микросхемы. Исходными данными для проектирования являются:

1) эскиз функциональной схемы;

2) показатели функционального назначения микросхемы;

3) требования к конструктивному исполнению;

4) технологические требования;

5) эксплуатационные требования;

6) требования к составу проекта.

В процессе проектирования автору проекта надлежит, руководствуясь требованиями задания, теоретическими знаниями, практическими навыками, используя научно-технические источники и нормативно-техническую документацию по теме проекта, разработать графические и текстовые документы проекта и защитить принятые технические решения.

Каталог рисунков функциональных схем для заданий по проектированию гибридных микросхем приведен в Приложении А.

4. СОСТАВ, СОДЕРЖАНИЕ, ЗАЩИTA ПРОЕКТА

Курсовой проект состоит из комплекта чертежей и пояснительной записки.

Требования к содержанию и оформлению пояснительной записки и чертежей приведены в соответствующих разделах методических указаний. Законченный и подписанный студентом проект (пояснительная записка и чертежи) сдается руководителю за два-три дня до защиты проекта. После проверки чертежей и пояснительной записки руководитель подписывает документы проекта и назначает срок защиты. В случае необходимости руководитель фиксирует замечания по проекту для доработки или к защите проекта.

Если проект возвращается на доработку, то после доработки проект должен быть возвращен с предыдущими замечаниями.

Перед защитой проект возвращается проекту студенту для ознакомления с замечаниями.

Защита проекта производится перед комиссией в составе руководителя цикла и членов комиссии, назначенных заведующим кафедрой. Время и место защиты предварительно назначаются.

На доклад по защите проекта отводится 5-7 минут. В докладе следует обосновать состав, содержание и результаты выполненных работ по разработке и оценке показателей конструкции микросхемы, обосновать технологический процесс и производства микросхемы.

В ходе защиты проекта его автору могут быть заданы вопросы по содержанию проекта и теоретическим разделам дисциплины.

По итогам защиты комиссия принимает решение по оценке проекта. Оценка проекта объявляется по завершению заседания комиссии и проставляется в зачетной книжке студента.

В случае неудовлетворительной защиты проект возвращается на доработку и в последующем представляется на общих основаниях к защите.

5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА

МИКРОСХЕМ

5.1. Общие сведения

Конструкция микросхемы проектируются на основе отработанных и освоенных в производстве технологических процессов.

Процессы производства полупроводниковых и гибридных микросхем различаются преимущественно в части процессов формирования слоев кристаллов и плат. В производстве гибридных микросхем, в отличие от производства полупроводниковых микросхем, присутствуют процессы подготовки, установки и монтажа навесных элементов. Такие процессы, как монтаж кристаллов и плат в корпусах, герметизация, контроль и испытания микросхем имеют много общего. Различия в процессах обусловлены отличием в используемых материалах и размерах изделий.

В процессе проектирования выбираются допустимые технологические процессы и принимаются решения по конструктивному исполнению микросхемы. Конструкции оцениваются по системе количественных показателей, например показателей назначения.

Проектирование микросхем является итерационным процессом поиска конструктивных решений и адекватных им технологий производства. В процессе такого поиска генерируются и формируются новые требования, которые могут составить направление для поисковых работ совершенствования технологий и обеспечивающего их производство оборудования.

В учебном проектировании интерес представляют конструктивные решения и технологические процессы, освоенные в производстве и освещенные в нормативной и научно-технической литературе.

Выбор технологии производства изделия предшествует проектированию конструкции. В производстве микросхем можно выделить ряд укрупненных этапов. Состав работ на каждом этапе зависит от конструктивно-технологического исполнения микросхемы и требований предъявляемых к её параметрам.

На рисунке 1 приведена структурная схема процесса проектирования конструкции микросхемы, в которой опущены этапы формулировки технического задания и его согласования.

Взаимосвязанность конструктивных решений и технологических процессов представлена структурной схемой на рисунке 2.

Независимое рассмотрение этапов представляется условным. В учебном проектировании целесообразно выбор, обоснование и краткую характеристику технологических процессов и применяемого оборудования и оснастки в пояснительной записке производить при выполнении соответствующих этапов проекта.

5.2. Анализ технического задания на микросхему

На этапе анализа задания разработчику конструкции микросхемы необходимо:

I) определить конструктивный состав микросхемы,

2) выделить требования, предъявляемые к составным частям конструкции микросхемы и выбрать пути их удовлетворения;

З) выделить требования к элементам электрической схемы и выбрать способы их удовлетворения;

4) оценить приемлемость типовых решений по конструктивному исполнению микросхемы.

5.3. Выбор и обоснование структуры слоев кристалла (платы)

На этом этапе выбираются материалы кристалла (платы), слойный сос-


тав кристалла (платы), обосновываются и оцениваются параметры слоев. К числу таких параметров, кроме справочных электрофизических свойств, относятся:

  1. поверхностные сопротивления слоев;

2) переходные сопротивления контактов между слоями;

3) удельные ёмкости (для диэлектрических слоев), диэлектрическая проницаемость;

4) критические напряженности электрического поля;

При выборе параметров слоев для гибридных микросхем важно учитывать совместимость материалов по адгезии, по электрохимическим потенциалам для исключения угрозы коррозии, по температурным коэффициентам линейного расширения слоев и плат для снижения механических напряжений и деформаций в температурном диапазоне.

Выбор параметров слоев полупроводниковых микросхем предполагает выбор толщин слоев, концентраций примесей, оценку технологических режимов их воспроизведения. Важно обеспечить электрическую прочность р-n переходов и соответствие слоев заданным параметрам элементов ИМС. Справочные материалы по параметрам материалов слоев гибридных микросхем приведены в [l, с. 37 - 42], [3, c. ], [8, c. 426-438, 446-448], [9, c.87-93 ], [10, c.19-22, 40-42, 59-67], [11, c. 16-25, 30-35, 39-45], [14, c. 77-79, 89-95 ].

Сведения по параметрам материалов оснований полупроводниковых микросхем приведены в [l, с. I56 – I57], [2, c. 200-205], [3, табл. 1.1], [8, c.57-59]. cведения о материалах подложек ГИС приведены в [l, с. 115 – 122], [2, с.152,190], [3, с. 89 - 98], [4, c. 268-269], [8, c. 442-446], [9, c. 84-86], [10, c. 56-59], [11, c. 46-49], [14, c. 76-77].

5.4. Выбор и расчёт активных приборов микросхем

Активными приборами микросхем являются транзисторы (биполярные, полевые), диоды и иные нелинейные приборы. В современных и перспективных конструкциях гибридных микросхем в качестве активных приборов применяются кристаллы полупроводниковых микросхем Сведения о бескорпусных активных приборах для гибридных микросхем приводятся в справочной литературе [l, с.69 - 85], [3, с.101 - 106], [4, c.287-298], где наряду с электрическими параметрами приведены сведения о габаритных и присоединительных размерах, способах их монтажа и подключения.

Рациональный выбор активных приборов гибридных микросхем по справочным данным осуществляется на основе оценки требований к функциональным, электрическим и теплофизическим параметрам активных приборов, таким как:

1) предельные токи, напряжения;

2) быстродействие;

3) усиление;

4) тепловые сопротивления (мощности рассеивания).

Справочные материалы по бескорпусным микросхемам в научно-технической литературе ограничены. В связи с этим, в конструкциях ГИС, содержащих полупроводниковые кристаллы, рекомендуется нумерацию выводов кристаллов принять аналогичной корпусированному исполнению микросхемы. Конструктивное исполнение кристаллов либо ограничивается заданием на разработку микросхемы, либо согласуется с руководителем проекта. Конструкции активных приборов ПИМС подлежат проектированию в процессе исполнения проекта. Как и для ГИС, для активных приборов ПИМС должна быть произведена оценка требований на электрические параметры приборов. Выбор активных приборов ПИМС следует производить либо по каталогу ранее спроектированных элементов, либо выполнить проектные работы по необходимому прибору. Каталогизация активных приборов преимущественно осуществляется в рамках стандартов предприятий. В учебном процессе необходимо выполнить проектирование активных приборов. Активные приборы ПИМС для сокращения типоразмеров могут быть разделены на группы по степени близости параметров назначения.

Рекомендации по выбору топологических конфигураций биполярных транзисторов (БПТ) приведены в[3, с. 39 – 48], [9, c.129-148] с примерами в [4, c. 199-202] и для топологических конфигураций полевых транзисторов в [3, с. 83 – 84]. Топологические конфигурации диодов реализуются на основе БПТ структур с учетом ограничений и рекомендаций [3, с. 17 - 18]. Результатом проектирования (или выбора) активного прибора является эскиз конструкции (с размерами) прибора соответствующего предъявленным требованиям.



Похожие документы:

  1. Методические указания по выполнению дипломного проекта студентами специальности 3514 прикладная информатика (в экономике)

    Методические указания
    ... МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА СТУДЕНТАМИ СПЕЦИАЛЬНОСТИ 3514 ... характеристик вычислительных машин ... методическими указаниями по оформлению дипломных и курсовых проектов ... Проектирование программных средств: Учеб. пособие для вузов по ...
  2. Методическое пособие по курсу "Моделирование" для студентов, обучающихся по направлению "Информатика и вычислительная техника" Москва Издательство мэи 2006

    Методическое пособие
    ... работы, курсовое и дипломное проектирование Методическое пособие по курсу "Моделирование" для студентов, обучающихся по направлению "Информатика и вычислительная техника" Редактор ...
  3. Методические указания по организации самостоятельной работы студентов по дисциплине «Электротехника и электроника» по специальности среднего профессионального образования

    Методические указания
    ... Методические указания по организации самостоятельной работы студентов по дисциплине «Электротехника и электроника» по специальности ... вычислительные средства ... проектировании ... переслать по электронной ... по технологии ... курсовой, дипломный проект  Презентация для ...
  4. Методические указания по выполнению курсового проекта для студентов заочной формы обучения на базе среднего (полного) общего образования направления подготовки

    Методические указания
    ... методических указаний по выполнению курсового проекта для студентов, обучающихся по направлению подготовки 210700 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи» по профилю ...
  5. Методические рекомендации по выполнению внеаудиторной самостоятельной работы по дисциплине «Обществознание» Для студентов

    Методические рекомендации
    ... проектирование Ханнанов Т.А. Методические указания по организации и выполнении выпускных квалификационных работ, 2009 г. Для студентов 4 курса специальностей 230105 16. Технология ...

Другие похожие документы..