版图设计论文15篇

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。