印刷微电子设计软件 需求分祈

　　随着微电子技术的高速发展，人们对电子产品的要求越来越高;虽然蕊片的集成度已经达到了一定程度，但是，对于线路的设计要求，也是越来越高的。在微电子技术发展的同时，各行业对微电子器件的需求置与曰俱增，但微电子生产速度却受到极大限制。很多单位及科研机构开始利用印刷方式高速、快捷地制备全印刷微电子器件，以此来提高微电子生产速度。传统的PCB制板技术，除包含计算机辅助制造处理技术，即CAD/CAM,还有光绘技术，生产量大，工作耗时，相应的生产速度不是很理想。传统的微电子电路设计软件完成的原理图、PCB图设计，只适合于传统的非全印刷集成电路生产使用。全印刷微电子设计软件不仅需要传统电路设计中的原理图设计和PCB图设计，还要在设计的过程中完成元器件的材料、打印时序、印刷工艺等的设计和设置。

　　对于现存的微电子设计软件进行大量分析调查后，我们发现现存的微电子设计软件都不能满足印刷微电子的设计要求，因为印刷微电子与传统微电子在生产工艺上存在很大的区别。我们计划在传统微电子设计软件的基础上，增加印刷微电子设计的个性化的软件，这就要求我们向软件开发人员提供明确的软件功能需求报告，这对大部分微电子工作人员来说，都是一项极具挑战性的工作，这就要求我们具备相当完善的知识体系，掌握计算机应用等相关学科的知识。如果缺乏对印刷微电子的全面、深入的认识，就不可能提交高质量的印刷微电子设计软件的需求分析报告。缺乏准确、全面的需求分析报告，必然会成为制约软件设计的因素，以至于软件设计人员只能借由自己对印刷微电子的主观认识和有限了解来构建软件，最终导致设计的软件并不适合于实际生产应用。为了解决这一问题，笔者在阅读大置有关印刷微电子方面资料的基础上，结合需求分析的相关知识，总结得出了，印刷微电子设计的主要流程，确定了印刷微电子设计软件的基本功能，并对印刷微电子的设计流程以及软件的功能需求做出了详细、全面的描述。

　　一、确定印刷微电子设计流程

　　如果使用传统的微电子设计软件，势必不能满足全印刷微电子设计的需求，要实现微电子全印刷，就需要在传统微电子设计软件中将印刷微电子设计的功能就加入到软件中，实现传统微电子设计与全印刷微电子设计的集成，从系统论的角度对微电子设计的流程进行整体规划，使软件的功能更加全面、强大。印刷微电子，顾名思义就是基于印刷原理的电子学。既然是以印刷的方式实现微电子制造，在电路设计之初就要考虑到印刷方面的问题：哪些器件可以由印刷的方式实现，由哪种印刷工艺实现印刷，以及印刷参数设置等。所以印刷微电子设计与传统的微电子设计存在很多不同之处，传统的微电子设计软件并不能满足印刷微电子设计。

　　传统PCB板的设计流程是：

　　1、设计目标，比如草图、器件的资料准备。

　　2、原理图封装准备，如果库里有的可以直接用，没有的直接绘制图形，也可以建立自己的库文件。

　　3、原理图绘制，将所需器件都摆好，然后根据电路要求连线。

　　4、原理图检查，比如连线是否正确、标号调整、封装制定等等，或使用DRC功能检查。

　　5、检查无误进行下一步。

　　6、PCB封装准备，这一步也可与第2步同时进行。

　　7、板框准备，将器件从原理图或网络表里导入到PCB软件里面，并设置设计规则。

　　8、布局，然后布线。

　　9、敷铜，检査。

　　10、生产文档准备，如器件列表，贴装图等。

　　而全印刷微电子的电路全部利用印刷方式来实现，原理图设计部分与传统PCB的原理图设计基本相同。与传统PCB所不同的是，在PE图设计的过程中，就要对元器件的材料、打印时序、线宽、印刷工艺、固膜方式等进行设置，无需敷铜的检查。

　　所以，全印刷微电子的设计流程是：

　　1、设计目标，比如草图、器件的资料准备。

　　2、原理图封装准备，如果库里有的可以直接用，没有的直接绘制图形，也可以建立自己的库文件。

　　3、原理图绘制，将所需器件都摆好，然后根据电路要求连线。

　　4、原理图检查，比如连线是否正确、标号调整、封装制定等等，或使用DRC功能检查。

　　5、检查无误进行下一步。

　　6、元件封装与放置，元件参数设置，包括材料选择，印刷时序，印刷方式和固化工艺等。

　　7、导线参数设置，包括材料，线宽，印刷时序，印刷方式和固化工艺等。

　　8、线路检查。

　　.9、电路仿真。

　　10、生产文档生成，驱动印刷设备。

　　与传统的生产工艺相比，全印刷微电子在生产过程中更具有连贯性，效率更高。全印刷微电子设计软件与传统的PCB设计软件相比，更方便，将电路设计的大部分工作交由软件完成，电路设计完成之后，剩下的工作就可以由打印机自动完成，省去了人力。

　　二、印刷微电子设计软件功能需求分析

　　1.印刷微电子设计软件功能需求报告是在印刷微电子需求分析的基础上结合微电子设计的特点提出来的，主要用于提交给软件开发人员来直接指导软件设计和开发的文档。印刷电子既然要以印刷的方式实现，再设计的过程中必然要考虑印刷制造的因素。以导线为例进行说明，在连接导线的过程中，除了传统微电子设计时需要的相应的参数设置外，还要对导线的印刷参数进行设罝，包括：印刷材料选择，导线的印刷尺寸(长、宽、后)，印刷温度，印刷方式以及固膜方式等，同时还要考虑到印刷对导线的电性能可能造成的影响因素，并尽可能选择影响最小的印刷制造方式。

　　2.目前，国内有关印刷微电子设计软件功能需求的分析还不够成熟更完善具体的软件功能需求分析需要在实践中不断的总结升华。笔者主要以本研究团队的实践，以及微电子和印刷方面的知识为基础，将印刷微电子设计除去传统微电子设计的功能之外的部分概括如下：印刷材料参数设置，印刷尺寸的确定，印刷工艺设置，打印时序设置。

　　3.材料参数设置是在电路图设计过程中，元器件可以选择库中存在的并根据数据自己配》，也可以自己配置且满足参数要求，其中材料参数设置主要包括：材料的组成，材料的印刷尺寸以及材料的使用温度范围。

　　印刷工艺可以由系统根据前面材料参数的设置自动给出，用户也可以根据方便性原则手动设置，但是所选印刷方式一定要符合材料的要求。印刷工艺选择是的主要内容是：印刷方式、固化方式。其中印刷方式可以是：喷墨印刷、丝网印刷、ro11-2-roll、柔印、热转印等印刷方式。固化方式可以是UV固化或高温煅烧。不管是印刷工艺还是固化方式都回对最终电路的性能产生影响，可以将印刷和固化对电路的影响以影响因子的方式给出，已选择最合适的印刷和固化方式。

　　打印时序主要是根据材料的印刷层次先后结合温度、印刷方式，给出最快捷、最高效的印刷制造顺序，系统可根据之前的参数设置给出可选项，设计人员也可以自行设定或在系统给出的可选项中选择并修改。

　　综上所述，我们可以得出：对于印刷微电子设计软件的功能进行需求分析，主要应包括设计流程的准确把握与分析和功能需求的科学分析，而且两者相互联系，前者是后者的分析基础，后者是前者实现的途径。一份高质量的印刷微电子需求分析报告，在印刷微电子设计软件开发过程中，是对软件开发的主要技术要求，并且在软件开发完成之后，又成为检验软件是否满足设计要求的检验指标。