Масштабные графические документы микросхем

Специфичными формами представления для микросхем отличаются топологические и сборочные чертежи. Совершенствование техники и приёмов проектирования, повышение степени интеграции микросхем определяют широкое применение средств и методов вычислительной техники и в проектировании, и в производстве микросхем. Поэтому конструкторские и прочие документы на микросхемы в настоящее время свой «жизненный цикл» проходят и в виде исполнений на твёрдых носителях (чертежи, тексты), и в форме программных каталогов и файлов. Несмотря на определённую специфику движения, информационные аспекты формирования документов разных форм исполнения в основном едины. Приводимые далее требования к информационному содержанию конструкторских документов на микросхемы в равной мере относятся к обеим формам их исполнения.

Топологический чертёж по существу является чертежом сложной детали, которой для технологии гибридных и плёночных схем в основной надписи чертежа присваивается наименование «Плата», а для полупроводниковых микросхем — «Кристалл». На общем топологическом чертеже изображаются в двумерном представлении технологические слои. Несмотря на наличие различий, топологические чертежи плат и кристаллов имеют много общего. Границы отдельных слоёв на общем топологическом чертеже выделяются линиями разного типа (либо разного цвета), а их поверхности — разной формой штриховки (или расцветки).

Контактные площадки для внешних подключений плат и кристаллов на топологическом чертеже должны быть пронумерованы в соответствии с нумерацией, принятой на принципиальной электрической схеме. Как ранее отмечалось, нумерация площадок на платах и кристаллах выполняется относительно принятого конструктивного объекта, названного ключом. Для удобства последующего пользования нанесение номеров контактных площадок целесообразно предусматривать в форме топологических знаков, а не условных номеров чертежа, не переносимых на платы и кристаллы. На общем топологическом чертеже в форме таблиц приводится расшифровка принятых обозначений слоёв кристаллов и плат. Формы таблиц нормативно не регламентируются, но должны содержать номер слоя по последовательности формирования, принятое его обозначение на чертеже, материал слоя, технологический контрольный параметр (толщина, концентрация, удельное сопротивление, диэлектрическая проницаемость), функциональный контрольный параметр (сопротивление квадрата, удельная ёмкость). Примеры представления характеристических сведений о слоях плат и кристаллов соответственно иллюстрируются фрагментами вариантов таблиц 4, 5.

Масштаб увеличения топологических конфигураций элементов принимается таким, чтобы минимальный размер на плате или кристалле был равен или превышал 5 мм на топологическом чертеже. Для кристаллов со степенью интеграции выше четвёртой размеры листа чертежа превышают 1000´1000 мм, что делает необходимым исполнение топологического чертежа на нескольких листах с последующим объединением их при переносе изображений на платы и кристаллы. При объединении, как и на этапах проектирования, редактирования топологий электрических схем, топологии кристаллов (плат), управления производственным оборудованием, в настоящее время основным инструментом являются технические и программные средства вычислительной техники.

Формы и размеры элементов топологии связываются с координатной сеткой чертежа. Сведения о размерах элементов топологии для плат представляются в таблице координат вершин (см. фрагмент табл. 6), размещаемой вместе с позиционными обозначениями на полях топологических чертежей отдельных слоёв (или в виде отдельного текстового документа). В таблице координаты приводятся раздельно для каждого отдельного объекта слоя. Позиционная нумерация объектов слоя выполняется обходом снизу вверх и слева направо. Нумерация вершин объектов в таблице осуществляется обходом топологического объекта по часовой стрелке, начиная с его левой нижней вершины.

На общем (первом) топологическом чертеже в соответствии со схемой Э3 проставляются позиционные обозначения элементов схемы. Для удобства работы с платой или кристаллом, как и номера контактных площадок, позиционные обозначения элементов на чертеже могут быть объявлены не только условно, но и как объекты топологии. На плате (кристалле) выделяется место в форме ограниченных технологических зон для размещения технологических или контрольных фигур совмещения, размещения маркировочных знаков, ключа платы (или названные фигуры и знаки представляются как объекты топологии платы (кристалла)).

На поле общего топологического чертежа может размещаться таблица контрольных параметров элементов платы (кристалла) или ссылка на таблицу таких параметров в виде отдельного документа. В качестве примера исполнения для элементов платы ГИМС приведена таблица 7.

Таблица 7

На общем топологическом чертеже платы, а по необходимости и на соответствующем слойном чертеже, формируются области под монтаж компонентов, с указателями ориентации и ограничителями пространственного положения.

На поле топологического чертежа помещаются специальные технические требования по производству, идентификации, контролю в текстовом виде. Примерный вариант формулировки технических требований к топологическому чертежу может быть следующим.

1. *Размер для справок (идентификатор справочного размера).

2. Элементы исполнять по координатной сетке в масштабе чертежа. Координаты вершин областей элементов приведены в таблице …..

3. Внешний вид платы должен соответствовать требованиям ….. (шифр нормативного акта).

4. Параметры слоёв должны соответствовать таблице …..

5. Параметры радиоэлементов должны соответствовать таблице …..

6. Номера контактных площадок и обозначения радиоэлементов соответствуют принципиальной схеме. Исполнить на плате (кристалле) в последнем слое металлизации №__. Размер шрифта принять — 0,3 линейного размера контактной площадки в масштабе чертежа, платы (кристалла).

7. Ключ платы (кристалла) в форме круга Ø 50 мкм исполнить согласно чертежу в последнем №___ слое металлизации одновременно с номерами контактных площадок.