版图设计论文15篇
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基于bandgap版图设计毕业论文目录第1章引言 (1)1.1选题背景及意义 (1)1.2国微电子发展状况 (1)第2章 Bandgap简介 (3)2.1 什么是Bandgap (3)2.2 Bandgap的原理 (3)2.3 Bandgap的应用 (5)第3章 Virtuoso工具及版图绘制 (7)3.1 Cadence 软件介绍 (7)3.2 Virtuoso工具的使用 (8)3.2.1建立版图库 (8)3.2.2层选择窗的设置 (11)3.2.3版图编辑窗的设置 (13)3.2.4Virtuoso的常用快捷键 (14)第4章 Bandgap的版图设计 (17)4.1版图设计中的相关主题 (17)4.1.1器件的匹配规则 (17)4.1.2匹配管子的版图设计 (21)4.1.3电阻版图设计 (24)4.1.4倒比管版图设计 (25)4.1.5双极型晶体管版图设计 (26)4.1.6电容版图设计 (27)4.2全局规划(floor plan) (28)4.2.1模块摆放 (28)4.3整体布线 (29)第5章 Bandgap电路版图验证 (31)5.1版图验证的概述 (31)5.2版图的DRC验证 (32)5.3 版图的LVS验证 (35)结束语 (40)参考文献 (41)致谢 (42)附录 (44)外文资料原文 (48)第1章引言1.1选题背景及意义随着IC工艺的发展,在模拟电路和数模混合电路中,片集成的基准源电路已被普遍采用,它是集成电路中的一个重要模块。
产生基准的目的是建立一个与电源波动和工艺无关、具有确定温度特性的直流电压或电流。
为了提高电路的性能对基准源的要求越来越高。
而相应的版图设计也是至关重要的,它直接关系到基准源性能的好坏。
集成电路版图设计是连接集成电路工艺的桥梁,它在集成电路发展过程中起着重要作用。
随着特征尺寸的不断减小,使得版图设计中需要考虑的问题越来越多,对版图设计人员的要求也越来越高。
集成电路版图设计班级姓名学号摘要:介绍了集成电路版图设计的各个环节及设计过程中需注意的问题,然后将IC版图设计与PCB版图设计进行对比,分析两者的差异。
最后介绍了集成电路版图设计师这一职业,加深对该行业的认识。
关键词: 集成电路版图设计 PCB版图设计版图设计师AbstractIntroduces the integrated circuit layout design each link and the problems needing attention in the design process, and then the IC layout design and PCB layout design are compared, analyzed the differences. Finally introduced the IC Layout Designer this occupation, deepen the understanding of the industry.Keywords: integrated circuit layout design PCB layout design the IC Layout Designer引言: 集成电路版图设计是实现集成电路制造所必不可少的设计环节,它不仅关系到集成电路的功能是否正确,而且也会极大程度地影响集成电路的性能、成本与功耗。
近年来迅速发展的计算机、通信、嵌入式或便携式设备中集成电路的高性能低功耗运行都离不开集成电路掩模版图的精心设计。
一个优秀的掩模版图设计者对于开发超性能的集成电路是极其关键的。
一、集成电路版图设计的过程集成电路设计的流程:系统设计、逻辑设计、电路设计(包括:布局布线验证)、版图设计版图后仿真(加上寄生负载后检查设计是否能够正常工作)。
集成电路版图设计是集成电路从电路拓扑到电路芯片的一个重要的设计过程,它需要设计者具有电路及电子元件的工作原理与工艺制造方面的基础知识,还需要设计者熟练运用绘图软件对电路进行合理的布局规划,设计出最大程度体现高性能、低功耗、低成本、能实际可靠工作的芯片版图。
论文题目:带隙基准源电路与版图设计摘要基准电压源具有相对较高的精度和稳定度,它的温度稳定性以及抗噪性能影响着整个系统的精度和性能。
模拟电路使用基准源,或者是为了得到与电源无关的偏置,或者为了得到与温度无关的偏置,其性能好坏直接影响电路的性能稳定,可见基准源是子电路不可或缺的一部分,因此性能优良的基准源是一切电子系统设计最基本和最关键的要求之一,而集成电路版图是为了实现集成电路设计的输出。
本文的主要目的是用BiCMOS工艺设计出基准源电路的版图并对其进行验证。
本文首先介绍了基准电压源的背景发展趋势及研究意义,然后简单介绍了基准电压源电路的结构及工作原理。
接着主要介绍了版图的设计,验证工具及对设计的版图进行验证。
本设计采用40V的0.5u BiCMOS工艺库设计并绘制版图。
仿真结果表明,设计的基准电压源温度变化为-40℃~~85℃,输出电压为2.5V及1.25V。
最后对用Diva 验证工具对版图进行了DRC和LVS验证,并通过验证,表明本次设计的版图符合要求。
关键字:BiCMOS,基准电压源,温度系数,版图Subject: Research and Layout Design Of Bandgap ReferenceSpecialty: MicroelectronicsName: Zhong Ting (Signature)____Instructor: Liu Shulin (Signature)____ABSTRACTThe reference voltage source with relatively high precision and stability, temperature stability and noise immunity affect the accuracy and performance of the entire system. Analog circuit using the reference source, or in order to get the bias has nothing to do with power, or in order to be independent of temperature, bias, and its performance directly affects the performance and stability of the circuit shows that the reference source is an integral part of the sub-circuit, excellent reference source is the design of all electronic systems the most basic and critical requirements of one of the IC layout in order to achieve the output of integrated circuit design. The main purpose of this paper is the territory of the reference circuit and BiCMOS process to be verified.This paper first introduces the background of the trends and significance of the reference voltage source, and then briefly introduced the structure and working principle of the voltage reference circuit. Then introduces the layout design and verification tools to verify the design of the territory.This design uses a 40V 0.5u BiCMOS process database design and draw the layout.The simulation results show that the design of voltage reference temperature of -40 ° C ~ ~ 85 ° C, the output voltage of 2.5V and 1.25V. Finally, the Diva verification tool on the territory of the DRC and LVS verification, and validated, show that the territory of the design meet the requirements.Keywords: BiCMOS,band gap , temperature coefficient, layout目录1 绪论 (1)1.1 背景介绍及发展趋势 (1)1.2 研究意义 (3)1.3 本文主要工作 (4)2 基准电压源电路设计 (5)2.1 基准电压源的分类及特点 (5)2.2 基准电压源的温度特性 (7)2.2.1 负温度系数项V (7)BE2.2.2 正温度系数电压 (7)2.3 基本原理 (8)2.3.1 与温度无关的电路 (8)2.3.2.与电源无关的偏置电路 (8)2.4 基准电压源电路设计 (9)2.4.1 基本原理 (9)2.4.2 运放的设计 (10)2.4.3 带隙核心电路设计 (13)2.5 仿真分析 (14)3 版图设计 (19)3.1 版图设计的基础 (19)3.1.1 集成电路版图设计与掩膜版、制造工艺的关系 (19)3.1.2 版图设计的设计规则 (19)3.1.3 版图通用设计步骤 (22)3.2工艺介绍 (23)3.2.1 常见工艺简介 (23)3.2.2 BiCMOS工艺 (25)3.3 带隙基准电路的版图设计 (28)3.3.1 版图的分层及连接 (28)3.3.2 版图设计环境介绍 (29)3.3.3 器件及总体版图 (29)4 版图验证 (39)4.1 版图验证概述 (39)4.2 验证工具介绍 (38)4.2.1 Cadence概述 (38)4.2.2 Diva使用介绍 (39)4.3 版图的DRC验证 (43)4.4 版图的LVS验证 (43)5总结 (45)致谢 (48)参考文献 (49)1 绪论1.1 背景介绍及发展趋势基准源是模拟与数字系统中的核心模块之一,它被广泛应用于动态存储(DRAM)、闪存(flash memory)以及其他模拟器件中。
CMOS运算放大器版图设计毕业论文目录前言 (5)第1章绪论 (6)1.1 课题背景 (6)1.1.1 研究背景 (6)1.1.2研究容 (7)1.2 电路设计流程 (8)1.3 主要工作以及任务分配 (10)1.3.1主要工作 (10)1.3.2 任务分配 (10)第2章版图基础知识 (11)2.1 版图的设计简介 (11)2.1.1 版图的概念 (11)2.1.2 版图中层的意义 (11)2.2 CMOS工艺技术 (14)2.2.1概述 (14)2.2.2 CMOS工艺的一些主要步骤 (15)2.2.3 CMOS制造工艺的基本流程 (16)2.3 设计规则 (18)2.4 MOS集成运放的版图设计 (22)第3章 CMOS运算放大器简介 (23)3.1 概述 (23)3.2两级CMOS运算放大器的优点 (24)3.3 两级运算放大器原理简单分析 (24)第4章 CMOS运算放大器的仿真 (27)4.1 概述 (27)4.2 MOS运算放大器技术指标总表 (27)4.3仿真数据 (29)4.3.1 DC分析 (29)4.3.2测量输入共模围 (30)4.3.3 测量输出电压围 (31)4.3.4 测量增益与相位裕度 (33)4.3.5 电源电压抑制比测试 (34)4.3.6 运放转换速率和建立时间分析 (36)4.3.7 CMRR的频率响应测量 (38)第5章算放大器版图设计 (40)5.1 Cadence使用说明 (40)5.2 版图设计 (42)5.3 CMOS运放版图 (43)第6章总结 (44)参考文献 (44)致谢词 (45)外文资料原文 (45)外文资料译文 (46)第1章绪论1.1 课题背景1.1.1 研究背景运算放大器(简称运放)是具有很高放大倍数的电路单元。
在实际地电路中,通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。
由于早期应用于模拟计算机中,用以实现数字运算,故得名“运算放大器”。
目录摘要 (3)第一章引言 (3)§ (3)§ CMOS 电路的发展和特点 (5)第二章CMOS运算放大器电路图 (8)§Pspice软件介绍 (8)Pspice运行环境 (12)Pspice功能简介 (12)§CMOS运算放大器电路图的制作 (14)§小结 (20)第三章版图设计 (20)§L-EDIT软件介绍 (20)§设计规则 (21)§集成电路版图设计 (24)PMOS版图设计 (24)NMOS版图设计 (27)CMOS运算放大器版图设计 (27)优化设计 (32)第四章仿真 (40)§DRC仿真 (41)§LVS 对照 (42)第五章总结 (48)附录 (50)参考文献 (52)致谢 (53)摘要介绍了CMOS运算放大电路的版图设计。
并对PMOS、NMOS、CMOS运算放大器版图、设计规则做了详细的分析。
通过设计规则检查(DRC)和版图与原理图对照(LVS)表明,此方案已基本达到了集成电路工艺的要求。
关键词:CMOS 放大器 NMOS PMOS 设计规则检查版图与原理图的对照AbstractThe layout desigen of CMOS operation amplifer is presented in this the layouts and design rules of PMOS,NMOS, and CMOS operation amplifer. The results of design rule check(DRC)and layout verification schmatic(LVS) shown that the project have already met to the needs of IC fabricated processing. Keywords: CMOS Amplifer NMOS PMOS DRC LVS第一章引言1.1 集成电路版图设计的发展现状和趋势集成电路的出现与飞速发展彻底改变了人类文明和人们日常生活的面目。
平面设计论文(优秀10篇)摘要:平面设计是现代设计领域的重要组成部分,在市场竞争日益激烈的环境下,充满丰富文化内涵的设计作品可以凸显其文化性和科学性,为了更有效的突出平面设计作品的文化性,传统文化受到了越来越多的重视。
中国传统文化博大精深,有着五千年的历史文化底蕴,因此其产生的影响也十分深远。
在现代市场经济体制下,西方文化的融入对我国传统文化产生了一定的冲击,人们对于传统文化的应用与发展也有了更深层面的认识。
传统文化与当代设计领域的有效融合,对当代平面设计产生了重大影响,本文就对此进行详细的论述。
关键词:平面设计;当代设计;传统文化当代艺术设计领域中,关于中国传统文化应用的成功作品数不胜数,传统文化在设计领域始终有着广泛的应用。
由于平面设计要将虚拟的设计作品转变为真实存在的作品,所以设计本身应当具有科学性和可操作性,而且要与使用者的需求相适应;同时,平面设计也是文化的发展过程,必然要与周围的生存环境发生碰撞,因此也在无形中实现了与传统文化的接触,在潜移默化中形成了传统文化的应用基础。
由此可见,传统文化对当代平面设计的影响,已经深入到平面设计的具体设计环节中,为平面设计作品赋予更多文化内涵。
一、传统文化融入当代平面设计的意义传统文化是宝贵的精神财富,对当代平面设计领域的发展产生了深远的影响,我们学习传统文化精神,将其渗透到生活和生产的各个领域中,为我国艺术领域的发展提供了极为丰富的精神文化内涵。
在设计领域中融入传统文化,具有重要的意义,主要体现在:1)传统文化的内涵十分丰富,为平面设计文化体系的形成奠定的了基础。
2)传统文化凝聚了民族的力量,增强群众对平面设计作品的认同感。
在传统文化的影响下,人们的精神认同感和文化认同感十分强烈,虽然生活在不同的地区,但是共同文化的认同作用,使得中华民族可以呈现出巨大的民族力量,而其具体的表现形式,就是不同民族对于传统文化的传承方式,如民族服装、风俗习惯、艺术品、戏剧等等,所以民族文化融入当代平面设计活动中,可以为设计作品赋予更多文化内涵,从而增强作品的民族认同感。
超大规模集成电路版图布局优化设计方法研究随着社会的进步和科技的发展,超大规模集成电路(Very Large Scale Integrated Circuit,VLSI)作为电子信息技术的重要组成部分,已在许多领域得到广泛应用。
而超大规模集成电路版图布局优化设计方法的研究则对于提高集成电路的性能和降低功耗具有重要意义。
本文将对超大规模集成电路版图布局优化设计方法的研究进行探讨和分析。
首先,我们需要了解什么是超大规模集成电路版图布局。
VLSI 版图布局是指将电子元件(如晶体管、电容器等)以及它们之间的连线等在芯片上进行布置的过程。
该过程主要包括位置分配(placement)和连线布线(routing)两个阶段。
其中,位置分配决定了电子元件在芯片上的相对位置,连线布线则决定了电子元件之间的连线路径。
优化设计方法旨在在满足芯片功能和性能需求的前提下,提高集成电路的布局效果。
在超大规模集成电路版图布局优化设计方法的研究中,传统的方法主要采用人工设计和试错的方式。
但随着电子电路规模的不断扩大,这种方法已经无法满足需求,因为它耗时、耗力、易出错且灵活性不高。
因此,研究人员积极探索基于算法和仿真的自动优化设计方法。
一种常用的超大规模集成电路版图布局优化设计方法是基于遗传算法的布局优化。
遗传算法是模拟自然界生物进化过程的一种优化算法。
该方法通过定义适应度函数、设计染色体编码和选择交叉变异等操作,利用进化的过程搜索最优解。
在超大规模集成电路版图布局优化中,通过遗传算法,可以对电子元件的相对位置进行优化,从而提高电路的性能和布局效果。
另一种常用的方法是基于模拟退火算法的布局优化。
模拟退火算法是一种全局优化算法,模拟了固体退火过程的温度变化规律。
通过定义能量函数、设定初始温度和降温策略等操作,模拟退火算法能够通过概率的方式跳出局部最优解,寻找全局最优解。
在超大规模集成电路版图布局优化中,模拟退火算法可以灵活地探索电子元件的相对位置,从而达到更好的布局效果。
有关计算机绘图的论文(2)有关计算机绘图的论文篇二《计算机辅助设计与AutoCAD绘图研究》摘要:AutoCAD是当前世界上主流的绘图软件,其广泛地应用到机械、航天等各个领域,该文从AutoCAD的应用、AutoCAD系统的构成与实现以及AutoCAD绘图效率提升三个方面对计算机辅助设计和AutoCAD绘图进行了研究。
关键词:计算机辅助设计;AutoCAD;绘图中图分类号:TP317 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2015)06-0195-02AutoCAD能够让绘图设计人员在计算机上完成绘图工作,完成的绘图能够通过绘图仪输出到图纸上,利用AutoCAD,设计人员能够方便的设计、绘制图件,基于以上,本文简要研究了计算机辅助设计与AutoCAD绘图。
1AutoCAD的应用相较于CAD来说,AutoCAD使用起来要更加方便,近年来计算机技术的发展给AutoCAD的发展带来了便利,许多原来要在图形工作站和大型计算机完成的绘图工作有可能在微机上借助AutoCAD来完成。
设计人员在绘图的过程中通常是在基础图纸上进行修改,在AutoCAD为出现之前,人们首先要复印基础图纸,之后通过裁剪、拼接、粘连将所需要的基础图纸合在一起,然后在粘连后的基础图纸上进行相关画线、尺寸标注等绘制,最后由描图员进行描图工[1]。
这种传统的绘图设计方式且不说效率如何,但是质量就难以把握。
AutoCAD设计绘图能够找到原图文件路径,实现了在原图纸上的直接修改,这就大大节省了绘图时间,同时还减少了工作量,保证了绘图质量。
2系统的构成与功能实现2.1 AutoCAD绘图环境设置AutoCAD属于一个CAD的支撑环境,主要是通过图形元素的生成和处理完成在计算机上的绘图,因此对绘图环境的设置是必要的:1)对文字尺寸以及绘图单位的设置;2)尺寸标注的变量设置;3)对于汉字型文件的预定义设置;4)AutoCAD二次开发软件系统中共用图库以及相关符号库的建立和设置;5)AutoCAD中绘图通用菜单以及绘图模板的设置生成[3]。
上海城市管理职业技术学院毕业设计(论文)分院人文与信息技术学院专业应用电子班级 11应用电子(1)姓名胡穆学号 110502003指导教师崔玉美设计(论文)题目模拟电路版图设计方法与框架结构二○一三年三摘要集成电路的出现与发展彻底改变了人类的文明和人们的日常生活面目,比如:手机、U盘、麦克风、等等。
集成电路是电子电路,它不不同于一般意义上的电子电路,它是把成千上万的电子元件包括晶体管,电阻,电容甚至电感集成在微小的芯片上面,正是这种奇妙的设计和制造方式使它为人类社会的进步创造了空前绝后的奇迹,而使这种奇迹变为现实的是集成电路掩膜版图设计。
集成电路或称微电路(microcircuit)、微芯片(microchip)、芯片(chip)在电子学中是一种把电路(主要包括半导体装置,也包括被动元件等)小型化的方式,并通常制造在半导体晶圆表面上。
集成电路是相对分立器件组成的电路而言、把组成电路的元件、器件以及相互间的连线放在单个芯片上,整个电路就在这个芯片上,把这个芯片放到管壳中进行封装,电路与外部的连接靠引脚完成。
根据电路功能和性能的要求,在正确选择系统配置、电路形式、器件结构、工艺方案和设计规则的情况下,尽量减小芯片面积,降低设计成本,缩短设计周期,以保证全局优化,设计出满足要求的集成电路。
关键词:版图设计;设计规则;版图验证;电阻,电容,二极管;目录摘要------------------------------------------------------------ 2前言-------------------------------------------------------------- 4 第一章了解版图-------------------------------------------------- 5 1。
1 版图意义----------------------------------------------------- 5 1.2 版图定义-------------------------------------------------------- 5 1。
版图设计论文15篇版图设计论文摘要:集成电路版图设计教学应面向企业,按照企业对设计工程师的要求来安排教学,做到教学与实践的紧密结合。
从教学开始就向学生灌输IC行业知识,定位准确,学生明确自己应该掌握哪些相关知识。
从集成电路数字版图、模拟版图和逆向设计版图这三个方面就如何开展教学可以满足企业对版图工程师的要求展开探讨,安排教学有针对性。
在教学方法与内容上做了分析探讨,力求让学生在毕业后可以顺利进入IC行业做出努力。
关键词版图设计设计论文设计版图设计论文:一种基于厚膜工艺的电路版图设计摘要:在电子线路版图设计中,通常采用印刷线路板技术。
如果结合厚膜工艺技术,可以实现元器件数目繁多,电路连接复杂,且安装空间狭小的电路版图设计。
通过对3种不同电路版图设计方案的理论分析,确定了惟一能满足要求的设计方案。
基于外形尺寸的要求,综合考虑电路的性能和元件的封装形式,通过合理的电路分割和布局设计,验证了设计方案的合理性和可实现性。
体现了厚膜工艺技术在电路版图设计中强大的优越性,使一个按常规的方法无法实现的电路版图设计问题迎刃而解。
关键词:电路版图设计;电路分割设计;厚膜混合集成电路;厚膜工艺0 引言随着电子技术的飞速发展,对电子设备、系统的组装密度的要求越来越高,对电路功能的集成度、可靠性等都提出了更高的要求。
电子产品不断地小型化、轻量化、多功能化。
除了集成电路芯片的集成度越来越高外,电路结构合理的版图设计在体积小型化方面也起着举足轻重的作用。
1 厚膜工艺技术简述厚膜工艺技术是将导电带和电阻通过丝网漏印、烧结到陶瓷基板上的一种工艺技术[1]。
厚膜混合集成电路是在厚膜工艺技术的基础上,将电阻通过激光精调后,再将贴片元器件或裸芯片装配到陶瓷基板上的混合集成电路[2]。
厚膜混合集成电路基本工艺流程图见图1。
图1 厚膜工艺流程图厚膜工艺与印制板工艺比较见表1。
2 电路版图设计2.1 设计要求将电路原理图(图2,图3)平面化设计在直径为34 mm的PCB板上(对电路进行分析后无需考虑相互干扰),外形尺寸图见图4。
版图设计论文15篇版图设计论文摘要:集成电路版图设计教学应面向企业,按照企业对设计工程师的要求来安排教学,做到教学与实践的紧密结合。
从教学开始就向学生灌输IC行业知识,定位准确,学生明确自己应该掌握哪些相关知识。
从集成电路数字版图、模拟版图和逆向设计版图这三个方面就如何开展教学可以满足企业对版图工程师的要求展开探讨,安排教学有针对性。
在教学方法与内容上做了分析探讨,力求让学生在毕业后可以顺利进入IC行业做出努力。
关键词版图设计设计论文设计版图设计论文:一种基于厚膜工艺的电路版图设计摘要:在电子线路版图设计中,通常采用印刷线路板技术。
如果结合厚膜工艺技术,可以实现元器件数目繁多,电路连接复杂,且安装空间狭小的电路版图设计。
通过对3种不同电路版图设计方案的理论分析,确定了惟一能满足要求的设计方案。
基于外形尺寸的要求,综合考虑电路的性能和元件的封装形式,通过合理的电路分割和布局设计,验证了设计方案的合理性和可实现性。
体现了厚膜工艺技术在电路版图设计中强大的优越性,使一个按常规的方法无法实现的电路版图设计问题迎刃而解。
关键词:电路版图设计;电路分割设计;厚膜混合集成电路;厚膜工艺0 引言随着电子技术的飞速发展,对电子设备、系统的组装密度的要求越来越高,对电路功能的集成度、可靠性等都提出了更高的要求。
电子产品不断地小型化、轻量化、多功能化。
除了集成电路芯片的集成度越来越高外,电路结构合理的版图设计在体积小型化方面也起着举足轻重的作用。
1 厚膜工艺技术简述厚膜工艺技术是将导电带和电阻通过丝网漏印、烧结到陶瓷基板上的一种工艺技术[1]。
厚膜混合集成电路是在厚膜工艺技术的基础上,将电阻通过激光精调后,再将贴片元器件或裸芯片装配到陶瓷基板上的混合集成电路[2]。
厚膜混合集成电路基本工艺流程图见图1。
图1 厚膜工艺流程图厚膜工艺与印制板工艺比较见表1。
2 电路版图设计2.1 设计要求将电路原理图(图2,图3)平面化设计在直径为34 mm的PCB板上(对电路进行分析后无需考虑相互干扰),外形尺寸图见图4。
其中:序列号及电源为需要引出的引脚。
表1 厚膜工艺与印制板工艺比较图2 原理图(1)图3 原理图(2)图4 外形尺寸图2.2 设计步骤2.2.1 分类清点电路中的元器件数量分类清点电路中的元器件数量见表2。
表2 元器件数量2.2.2 确定电路设计方案根据电路原理图,对以下3个方案逐一进行分析:(1)方案1:在印制板上双面布线简单计算一下各种元器件所占面积:贴片电阻电容:4.8×46=220.8 mm2;贴片二三极管:8.9×5=44.5 mm2;贴片集成电路:77×3+72=303 mm2;贴片运算放大器:33.44×11=367.84 mm2;电位器:38×4=152 mm2;晶振:16 mm2。
元器件的总面积:220.8+44.5+303+367.84+152+16=1 104.14 mm2≈11 cm2。
印制板的可利用面积(单面):3.14×14.52=660.185 mm2≈6.6 cm2。
很显然,利用双面布局布线,印制板的面积远远满足不了设计的需要。
另外,印制板为圆形,元件布局时面积的利用率更低。
所以仅仅利用印制板的面积来进行平面化设计,理论上不可行。
(2)方案2:印制板上安装双列直插式厚膜电路模块采用厚膜工艺和印制板工艺相结合的方法进行布局布线。
首先将电路原理图进行合理分割,确定要利用厚膜工艺进行设计的那部分电路,剩余部分电路则布线到印制板上。
用厚膜工艺的电路,在陶瓷基板上采用双面布线,组装贴片元器件,可以增大布线的面积。
然而,为了和印制板结合起来,双列直插式厚膜电路模块的引出端数目需求较多,采用最多的引出脚数量,也满足不了印制板与厚膜电路电连接的需要。
若采用裸芯片元件进行布线,则必须采用金属全密封封装。
由于金属外壳的存在,导致基片的面积变得更小,模块的引出端数目随之减少。
另外,裸芯片的电路只能采用单面布线,这样不能满足元件放置的需要,更不可能实现布线的需求。
所以该方案也不可行。
(3)方案3:印制板上安装2个单列直插式厚膜电路模块由方案1和方案2得知:(1)必须在印制板上安装厚膜电路模块;(2)采用2个单列直插式厚膜电路模块,且均采用双面布线。
2个单列直插式厚膜电路模块和1个双列直插式模块进行比较,虽然引出脚数目相等,但2个单列直插式电路比1个双列直插式电路的布线面积增大了1倍。
对于圆形的印制板,将2个厚膜电路模块平行放置在直径上和与直径平行的最近位置,就可以保证厚膜电路模块和印制板之间的过渡线数目最多,且高度不会超过允许高度。
经验证,这样的布局达到了厚膜电路模块和印制板上电路连接的需要,而且所有元件达到合理放置。
所以,方案3是可行的。
2.2.3 电路版图设计过程[3?4]根据印制板外形尺寸的要求,2个单列直插式厚膜电路模块的陶瓷基片分别选用32 mm×16.5 mm×0.8 mm和30 mm×16.5 mm×0.8 mm两种,根据电路的工作原理,对2个电路原理图进行合理分割,可调元器件和大体积元件放置在印制板上,不可调部分分别放置在两个陶瓷基片上,经过合理布图,陶瓷基板上PCB图分别见图5,图6。
图5 厚膜电路1(正面和反面)图6 厚膜电路2(正面和反面)红色为一次导体,浅绿色为介质,深蓝色,红色为一次导体,湖蓝色为介质,为二次导体,其余颜色为厚膜电阻,紫色为二次导体,其余颜色为厚膜电阻,共有13个引出脚。
共有12个引出脚。
将两个厚膜电路模块按照厚膜电路的工艺进行封装完成后,作为印制板上的两个元器件,将其与厚膜电路模块外的元件在印制板上进行布局布线设计,即可完成整个电路的版图设计,并达到了设计要求。
整个产品的印制板装配图见图7。
图7中,W1~W4为电位器,X为晶振,J1和J2分别为两块单列直插式厚膜电路模块。
C2为片式钽电容,U7为SO?8集成电路,R*为片电容,其余为引出脚。
图7 印制板装配图3 结语在电路版图的设计过程中,充分考虑到调试的需要,将需调试的元件和体积较大的元件放置在印制板上,无需调试的小体积元件放置在厚膜电路模块里,使得仅利用印制板难以完成的布图任务因巧妙利用厚膜工艺集成而大大缩小了产品的体积,从而实现了复杂电路体积小型化的目的,而且使产品美观,调试方便。
厚膜技术从早期应用在航空航天、卫星通信等领域,发展到现在的汽车、家用电器、音响设备等工业领域,无不说明厚膜工艺技术有着很好的发展前景和实用价值。
版图设计论文:《集成电路版图设计》课程教学改革与探索《集成电路版图设计》课程对微电子专业学生理解电路设计的概念和工艺技术的认识,起到承前启后的作用,对此课程教学方法的研究有着重要的理论和现实意义。
集成电路版图;教学方法;改革集成电路版图设计是集成电路设计的最终结果,版图质量的优劣直接关系到整个芯片的性能和经济性,因此,如何培养学生学好集成电路版图设计技术,具备成为合格的版图设计工程师的基本潜质,是摆在微电子专业老师面前的一个普遍难题。
如何破解这个难题,我们做了以下探索。
一、突出实践,理论配合传统的《集成电路版图设计》课程采取理论教育优先,学生对于版图的基本理论和设计规则非常熟悉,但动手实践能力缺乏培养,往往在学生毕业后进入集成电路设计企业还需二次培训版图设计能力,造成了严重的人力资源浪费。
这是由于没有清晰的认识《集成电路版图设计》课程的性质,造成对它的讲授还是采取传统教学方式:老师讲,学生听,偏重理论,缺乏实践,影响到学生在工作中面临实际设计电路能力的发挥。
《集成电路版图设计》是一门承接系统、电路、工艺、EDA技术的综合性课程,如果按照传统方式授课,课程的综合性和实践性无法得到体现,违背了课程应有的自身规律,教学效果和实用意义不能满足工业界的要求。
我们在重新思考课程的本质特点后,采取了实践先行,理论配合的教学方法,具体如下:集成电路版图是根据逻辑与电路功能和性能要求,以及工艺水平要求来设计光刻用的掩膜图形,实现芯片设计的最终输出。
版图是一组相互套合的图形,各层版图相应于不同的工艺步骤,每一层版图使用不同的图案来表示。
我们首先讲授版图设计工具EDA软件的使用,让学生掌握EDA软件的每一个主要功能,从图形的选择、材料的配置,让学生从感性角度认识实际的版图设计是如何开展的,每一个步骤是如何使用软件完成的,整体芯片版图设计的流程有哪些规定,学生此时设计的版图可能不是很精确和完美,但学生对于什么是版图和如何设计版图有了初步的感性认识,建立起版图设计的基本概念,对于后续的学习奠定了牢实的实践基础,此时再去讲授版图设计理论知识,学生更能理解深层的工艺知识和半导体理论,真正做到了知行合一,实践先行的教育理念,对学生能力的培养大有裨益。
二、注重细节,加强引导传统方式讲授《集成电路版图设计》理论占大部分时间,学生知道二极管、晶体管、场效应管、电阻、电容等基本元器件的工作原理和构成要素,但是在版图设计中,这些元器件为什么要这样设计,其实内心中充满着疑惑和不解。
针对学生的疑惑,我们从工艺细节入手来解决这个问题。
作为集成电路版图设计者,首先要熟悉工艺条件和期间物理,才能确定晶体管的具体尺寸、连线的宽度、间距、各次掩膜套刻精度等。
版图设计的规则也是由工艺来确定的,掌握了工艺也就掌握了版图设计的钥匙。
我们将通用工艺文件的每一条规则向学生讲解,通用元器件的规则整理出它们的共性,最小宽度、长度、间距的尺寸提醒学生要记忆,不同芯片生产厂的工艺对比学习和研究,学生在这一系列规则的学习过程中,慢慢理解熟悉了工艺规则文件的组织构成及学习要点,能够举一反三的在不同工艺规则下,设计同一种元器件的版图,即使电路元器件的数量巨大,电路拓扑关系复杂,在老师耐心的讲解下,学生也能够依据工艺规则设计出符合要求的版图,这都是在理解了工艺规则细节的基础上完成的。
所以,关注细节,加强引导,是提高学生学习效果的一个重要方法。
三、完善考核机制,争取比赛练兵学生成绩的提高,合理完善的考核机制不可或缺。
以往《集成电路版图设计》课程的考核主要是理论知识作业和课程报告,学生的学习效果和实际动手能力没有得到考核,造成不能全面评价学生的学习成绩。
我们采取项目形式,全方位考核学生的学习效果。
根据知识点,将通用模拟电路分成五大类,每个大类提取出经典的电路10种,使用主流芯片加工厂的生产工艺,由经验丰富的老师把它们的版图全部设计出来,作为库单元放在服务器中供学生参考。
在学生充分理解库单元实例的基础上,将以往设计的一些实用电路布置给学生,要求在规定的时间内,设计出合格的版图,以此作为最终的考核结果。
学生在学习课程期间,可以接触到不同工艺、不同结构的多种类电路,而且必须在规定的时间内设计出版图,这极大的促进了他们学习的积极性和时间观念。