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09.11.1984 - 

Bauelemente und CADCAM:

Ansätze in Richtung Quatitätssicherung

MÜNCHEN (pi) - Betrachtet man die geradezu magisch anmutende Buchstabenkombination CAD/CAM nicht als allzuoft und gern mißbrauchtes Schlagwort. sondern als die Gemeinsamkeit rechnerunterstützter Konstruktion (CAD) und rechnerunterstützter Fertigung (CAM). fällt der Blick auch rasch und wie von selbst auf die Verbindung zu den Bauelementen der Elektronik. Dabei geht es keineswegs um die Tatsache, daß bereits die im CAD/CAM-Bereich eingesetzten Rechner und deren Peripheriegeräte mehr oder weniger Bauelemente enthalten. Vielmehr liegt hier das Augenmerk auf der Konstruktion und der Fertigung von Bauelementen mit Rechnerunterstützung.

Schon frühzeitig entstand eine Verbindung von CAD zu den Bauelementen. Allerdings betraf dies zunächst noch nicht deren ureigenste Konstruktion, sondern ausschließlich ihre Anordnung auf Leiterplatten. So entstanden mit Rechnerunterstützung mehr und mehr Leiterplatten-Layouts.

Der dabei erforderliche Aufwand hielt sich erfreulicherweise in Grenzen, zumal die Konstruktionen zweidimensional erfolgten. Daran änderten auch spätere doppelseitige oder Mehrlagenleiterplatten sowie -substrate im Prinzip wenig. Dies bedeutete aber alles in allem für CAD ein weites Feld, auf dem eine Fülle praktischer Erfahrungen gesammelt werden konnte.

Es lag auf der Hand, daß sich im Lauf der Zeit CAM-Anwendungen hinzugesellten, denn die inzwischen entstandenen Bestückungsautomaten bedurften geeigneter Steuerungen. Gesichtspunkte, die bei der Kleinserienfertigung eindeutig für die Handarbeit sprechen, gelten bei größeren oder großen Fertigungsserien heute eben nicht mehr.

Hier arbeitet man mit CAM, wobei vom vorausgegangenen CAD-Einsatz herrührende Daten der Konstruktion für die Fertigung genutzt werden können.

Begnügte man sich noch vor wenigen Jahren mit der rechnerunterstützten Konstruktion von Leiterplattenlayouts, ist man mittlerweile längst zur CAD-Anwendung auf die Entwicklung und Konstruktion monolithisch integrierter Halbleiterschaltung (ICs) übergegangen. So steht die Rechnerunterstützung heutzutage bei der überwiegenden Anzahl von IC-Konzepten Pate.

Sie umfaßt auch die Simulation der Schaltungsfunktionen - lange bevor die eigentliche Fertigung eingeleitet wird - und trägt auf diese Weise entscheidend dazu bei, daß Fehlinvestitionen in diesem Bereich praktisch der Vergangenheit angehören. Wenn schon nicht das allerletzte Risiko einer Schaltungsentwicklung durch derartige Maßnahmen beseitigt werden kann, ist es doch immerhin weitgehend minimiert.

Auf die mit Hilfe von CAD durchgeführte Entwicklung von IC-Konzepten folgt die durchgehend rechnerunterstützte Konstruktion. Sie besteht - ähnlich wie beim Leiterplattenlayout - aus der zweckentsprechenden Anordnung der einzelnen Bauelemente (Funktionen) auf dem späteren Kristallplättchen (Chip) und der daraus resultierenden Konstruktion der Masken für die diversen Fertigungsschritte bei der noch verbreitet angewandten Fotolithografie beziehungsweise der Entwicklung von Steuerungsprogrammen für die Elektronenstrahllithographie. Auf welcher Technologie auch immer ein bestimmtes IC-Konzept beruht, CAD/CAM-Anwendungen sind nicht mehr wegzudenken.

Mit dem fertigen IC-Chip endet die rechnerunterstützte Fertigung (CAM) noch lange nicht. Was in mikroelektronischer Winzigkeit entstanden ist, bliebe ohne Verbindungen zur umgegebenen Schaltung nutzlos. Hierzu bedarf es allerdings einer angepaßten Verbindungstechnik. Die Verbindungsdrähte feinsten Durchmessers werden durch Bondern am Chip befestigt. Es versteht sich, daß dabei die Rechnerunterstützung sowohl für die geometrische Anordnung wie auch für die Dosierung der zugeführten Energie unverzichtbar ist.