HYDE (Hybrid-Design) ist ein flexibles CAD-Entwurfssystem für die Entwicklung von Dickschicht- und Dünnfilm- sowie von LTCC- Schaltungen. Der Leistungsumfang reicht dabei von der Schaltplanzeichnung, über den Widerstandsentwurf bis hin zur Fertigungsanbindung. Zeitraubende Berechnungs- und Entwurfsarbeiten bei der Erstellung einer Hybrid-Schaltung werden mit dieser Software wesentlich vereinfacht. Die Software beherrscht die Single-, Crossover- und Multilayer Technologie. HYDE basiert auf dem grafischen Editor GraffyBAS. Die hervorragenden grafischen Eigenschaften von GraffyBAS sind einerseits wichtig für den Entwurf des Hybrid-Layouts und andererseits auch für die Schaltplanerstellung. Die im Schaltplan definierten Widerstände werden im Layout-Modul automatisch  in parametrisierte Bauteile umgesetzt und durch den Befehl zur Widerstandsberechnung berechnet und optimiert und anschließend grafisch dargestellt und in einer Bauteilbibliothek abgelegt. Es können wahlweise auch Widerstände als innenliegend definiert werden.

Schaltplan-Modul (SCH)

Mit Hilfe des Schaltplan-Moduls lassen sich Schaltbildzeichnungen komfortabel und schnell erstellen. Zu den wichtigsten Funktionen des Schaltplan-Moduls gehören:

• Darstellung von Logiksymbolen
• Zuordnung von Attribut-Informationen an Bauelemente wie Referenz-Bezeichner, Typen-Bezeichner, Teile-Nr., usw.
• Stücklistengenerator
• Generieren von Verbindungslisten (Netzlisten)
• Verketten von Verbindungslisten
• Datenübergabe an Dokumentationspakete
• Datenübernahme von anderen CAD-Systemen
• Flexible Anpassung an individuelle Benutzeranforderungen (Makroerstellung)

   

Hybrid-Layout-Modul (HLM)

Dieses Modul bietet eine grosse Anzahl von speziellen Funktionen für einen effizienten Hybrid-Layout-Entwurf. Mit HYDE können ebenfalls zweiseitige Layouts entwickelt werden. Der Entwickler einer Schaltung muss seine Entwicklung nicht zwangsläufig mit dem Schaltplan-Modul beginnen. HYDE ermöglicht es jedem Benutzer, bedarfsweise einen Einstieg direkt mit der Entwicklung des Hybrid-Layouts zu beginnen. Mit der Maus oder durch die Eingabe der Koordinaten, können die Bauteile an beliebigen Stellen auf dem Substrat plaziert und stufenlos gedreht werden. Bereits plazierte Bauteile können verschoben werden, ohne dass die bestehenden elektrischen Verbindungen verloren gehen. Logische Informationen, wie z.B. Lötaugengrösse, Abstände von einzelnen Leitungs-Elementen oder Netzlisten-Informationen sind am Bildschirm jederzeit abfragbar. Die wichtigsten Funktionen dieses Moduls sind:
Grafik zum HYDE-Konzept 

• Single-Layer-, Cross-Over- und Multilayer-Technik
• Rasterentwurf oder rasterloser Entwurf
• Stücklisten- und Verbindungslistengenerierung
• Verbindungslistenvergleich zur Prüfung auf Übereinstimmung zwischen Schaltplan- und Layout
• Übernahme von Pastenwiderständen einschliesslich der Trimmschnitte in das Layout
• Segmentweise Entflechtung einer Punkt-zu-Punkt Verbindung zwischen zwei Bauteilen durch eine variable Leiterbahnführung. Durchkontaktierungen (Vias) werden zwischen den Lagen automatisch gesetzt
• Interaktives Editieren bzw. Neuberechnen und Austauschen bereits plazierter Pastenwiderstände
• Individuelle elektrische Zuordnung von SMD-, Bond- und Widerstandspads zu den verschiedenen Leiterbahnebenen
• Berechnung der jeweiligen Widerstandspastenmengen
• Ermittlung der Bond-Draht-Längen mit Bildschirmwarnung bei Überschreitung einer minimalen bzw. maximalen Bond-Draht-Länge
• Datenschnittstellen zu zahlreichen Postprozessoren für Fotoplotter sowie Bohr-, Fräs- und Bestückungsautomaten, Lasertrimmern u.a.
• Anpassungsfähigkeit des Systems an die individuellen Anforderungen des Benutzers durch die Makrotechnik
• Unterstützung von SMD- und Chip & Wire-Technologie, einschliesslich MCM, LTCC
• Halbautomatische Cross-Over-Generierung mit Formvorgabe
• Verwendung mehrerer Isolationsschichten mit variablem Treppen-Effekt

HYDE-Screenshot

LTCC-Modul

Für die Entwicklung von LTCC-Schaltkreisen bedarf es spezieller Funktionen, die herkömmliche EDA-Systeme in der Regel nicht bieten. HYDE verarbeitet bis zu 50 Tapes mit jeweils ca. 100 Informationslagen pro Tape. Zusätzlich sind auf beiden Außenseiten der Keramik bis zu 5 gedruckte Leiterbahnlagen (Hybrid-Schichten) vorhanden (mit jeweils bis zu 3 Isolationslagen). Da LTCC-Schaltungen wegen ihrer hervorragenden HF-Eigenschaften sehr oft für HF-Applikationen eingesetzt werden, sind einerseits anspruchsvolle grafische Funktionen nötig und andererseits sollen komplexe Schaltungen mit komfortablen Routingwerkzeugen schnell und zuverlässig entwickelt werden. Beide Eigenschaften werden mit dem LTCC-Modul in bester Weise erfüllt.

Durch die hohe Flexibilität und Offenheit von HYDE lassen sich auch ungewöhnliche Technologien realisieren. So können z.B. vergrabene DIEs, platziert werden mit der Möglichkeit, dass auf verschiedenen Lagen gebondet wird. Auch in diesem ungewöhnlichen Fall stellt der Design Rule Check eine große Hilfe dar. LTCC-spezifische DRC-Prüfungen gewährleisten eine fehlerfreie Entwicklung komplexer Schaltungen. Durch eine komfortable Kopierfunktion lassen sich polygonale Tape- sowie Cavity-Strukturen auf beliebige Tapes übertragen, so dass der Einsatz von vergrabenen DIEs schnell umgesetzt werden kann.

Unerlässlich für die Entwicklung von HF-Applikationen ist die Platzierung von innen liegenden HF-Strukturen, Widerstände, Kapazitäten und Induktivitäten. Diese lassen sich mit HYDE auf jedes  beliebige Tape übertragen. Auch simulierte HF-Layouts der Simulationssoftware ADS (Agilent) können in die Bauteilbibliothek von HYDE importiert werden, wodurch eine sehr einfache Handhabung zwischen ADS und HYDE gegeben ist.

Selbstverständlich unterstützt HYDE mit seinem modernen Routingwerkzeug auf einfache Art und Weise hochkomplexe Strukturen und verwendet dabei beliebige Größen und Formen von VIAs (auch thermischer VIAs). Diese können individuell definiert werden. Mit dem 2-Punkt-Autorouter werden elektrische Verbindungen durch Anklicken der Airline sehr komfortabel entflechtet. Dabei wird die Leiterbahn automatisch, entsprechend den Design-Rules verlegt. Mit dem Cursor kann die Richtung des Verlaufs der Leiterbahn einschließlich von Zwischenstopps, nach dem "Follow-Me"-Prinzip direkt beeinflusst werden. Durch die variable VIA-Selektion ist das Routen auch zwischen den Tapes möglich.

Bei der Erstellung der Fertigungsdaten wird der Schrumpfungsprozess der Keramikfolien von LTCC-Schaltungen während des Sintervorganges mit berücksichtigt. Über die komfortable integrierte CAM-Schnittstelle lassen sich Filme und deren Nutzendarstellung mit allen zu druckenden Lagen einschließlich Passermarken und einer Legende in Sekunden in das Gerber- oder GDSII-Format umsetzen.

LTCC-Querschnitt

LTCC Screenshot

Online-Design-Rule-Check (DRC)

Mit dem Online-Design-Rule-Check wird die elektronische Schaltung sowohl in geometrischer als auch in elektrischer Hinsicht überprüft. Bei der geometrischen Prüfung werden die Abstände der jeweiligen Komponenten, ebenso wie die der Leiterbahnen zueinander überprüft. Bei der elektrischen Prüfung wird die Schaltung auf elektrische Kurzschlüsse entsprechend der eingelesenen Verbindungsliste überprüft. Bei der Cross-Over-Technik wird gleichzeitig auf ausreichende Isolation zwischen den Leiterbahnebenen geprüft.

Siehe Screnshot

2-Punkt-Router

Der 2-Punkt-Router ist ein Autorouter mit interaktivem Eingriff, welcher einen Weg zwischen 2 Punkten selbständig nach dem "Follow-Me"-Prinzip entflechtet. Er hilft beim Routen von Hybriden und Leiterplatten. Seine Arbeitsweise ist 45° bezogen und "gridless". Unter Einhaltung der im DRC definierten Regeln und Abstände berücksichtigt er vorhandene Sperrflächen. Zuerst werden Start- und Endpunkt des Netzes (z.B. durch Anklicken einer "Airline") festgelegt. Dann kann mit dem Cursor die Richtung des automatischen Entflechtungs Vorganges beeinflusst werden. Solange die entflochtene Leiterbahn nicht abgeschlossen ist, wird die Leiterbahn hervorgehoben dargestellt. Gegenüber der manuellen Entflechtung stellt dieser 2-Punkt Router eine wesentliche Beschleunigung und Fehlerreduzierung dar.

Siehe Screenshot

Hybrid-Widerstands-Design-Modul (RDIM)

HYDE benötigt zur Berechnung der Pastenwiderstände zweierlei Informationen: Pasten-Messreihen von Test-Substraten mit Widerstands-Werten verschiedener Rechteckgeometrien sowie Technologie-Daten (Herstellerangaben, Pastenflächenwiderstand, Substrat, Anzahl der Brände, Leiterbahnmaterial, usw). Da die Flächenwiderstände von der Geometrie abhängig sind und kein lineares flächenbezogenes Verhalten vorliegt, muss eine individuelle Berechnung aller Widerstände mittels der im System abgelegten Pasten-Messreihen vorgenommen werden. Die Datenbasis wird für jede neu hinzukommende Paste einmalig ermittelt und dient als Basis für zukünftige Widerstandsentwürfe.
Screenshot zur Pastendatenerfassung

HYDE unterstützt folgende Widerstandsformen:
Rechteck, Tophat, Tophat mit Dach, U-Form, U-Form mit Dach, Winkel, Doppelwinkel, Drei-Seiten-Kontaktierter, Mäander, Mäander mit Dach

Nachdem eine Widerstandsform ausgewählt wurde, können folgende Parameterpaare vorgegeben werden, nach denen der Hybrid-Widerstand berechnet wird:

• Trimm-Schnitt-Toleranz und Widerstands-Wert
• Leistung und Widerstands-Wert
• Länge oder Breite und Widerstands-Wert
• Fläche und Widerstands-Wert
• Länge und Breite

Es lassen sich weitere Parameter definieren, wie z.B. die Anschluss-Pad-Breite sowie die Anschluss-Pad-Überlappungen und der Pad-Überstand. Der im Widerstands-Design-Modul berechnete Widerstand wird dann als grafisches Makro abgespeichert und kann im Hybrid-Layout-Modul aufgerufen und beliebig plaziert werden. Eine nachträgliche Änderung der einzelnen Widerstandsparameter ist jederzeit möglich.
Screenshots zur Widerstandsdimensionierung

Polygonförmige Widerstands-Analyse (PSRA)

Die PSRA erlaubt es jederzeit, Hybridwiderstände mit beliebigen polygonalen Geometrien zu realisieren. Die Anschluss-Pads können an jeder beliebigen Stelle des polygonförmigen Widerstandes plaziert werden. Der Entwickler ist damit in der Lage, den Platz auf dem Keramikträger optimal durch die polygonale Form des Widerstandes auszunutzen. Auch gehören nachträgliche Änderungen des Layouts wegen Platzmangel der Vergangenheit an und eine verstärkte Miniaturisierung der Schaltung ist damit gegeben. Das Hybrid-Entwurfsmodul kann sowohl für die Dickschicht- als auch für die Dünnfilmtechnologie eingesetzt werden.
Siehe Beispiel hier

Dünnfilm-Widerstands-Dimensionierung (CTFR)

Mit dieser Option ist es möglich, spezielle mäandrierte und trimmbare Dünnfilm-Widerstände zu erstellen, wie sie häufig in hochgenauen elektronischen Schaltungen eingesetzt werden. Durch Eingabe unterschiedlicher Parameter wie der Festlegung der geometrischen Aussenmasse des Dünnfilm-Widerstands einschliesslich der Lage der Anschlusspads, des Flächenwiderstandes, des Widerstands-Sollwertes, der Widerstands-Bahnbreite und der Prozessgenauigkeit lässt sich ein Dünnfilmwiderstand innerhalb von wenigen Sekunden exakt berechnen und grafisch dimensionieren. Für den Trimmbereich stehen 3 Zonen zur Verfügung: Auftrennen der beiden unteren Schleifen (Grob- und/oder Mitteltrimm) sowie Trimmen eines dicken Leiterzuges in Längsrichtung (Feintrimm).
Siehe Beispiel hier 

Thermische Simulation (TSIM)

Um Aussagen über die zu erwartende Temperaturverteilung auf dem Hybrid-Layout vornehmen zu können, wurde in HYDE eine thermische Simulation integriert. Diese ermöglicht es, bereits beim Entwurf einer Schaltung die voraussichtlich auftretende Temperaturverteilung zu berechnen. Für die thermische Simulation werden lediglich folgende Parameter benötigt:

• Substratmaterial: Breite, Höhe, Dicke, Lambda-Wert
• Wärmequellen (u.a. Widerstände, aktive Bauelemente und IC´s): Breite, Höhe, Position im Layout und Leistung der Bauteile
• Anschluss-Pins (Lead-Frames): Breite, Höhe, Position im Layout und Wärmeleitwert
• Umgebende Luft-Temperatur
• Alpha-Strahlung
• PCB-Träger-Temperatur

Nach Eingabe dieser Parameter berechnet HYDE automatisch die Temperaturverteilung. Diese wird in Form von Isothermen über dem Hybrid-Layout angezeigt.
Siehe Beispiel hier

Schnittstellen

Folgende Schnittstellen und Datenaustauschformate werden von HYDE unterstützt:

• Grafische und mechanische Systeme
• Elektronik-Design-Systeme 
• CAM-Systeme (Fertigungsanbindung)

Liste der Schnittstellen

Zurück zur Auswahlseite