2
К.А. Андреев, А.И. Власов, Э.Н. Камышная, Ю.Н. Тиняков, А.В. Лавров
дельных блоков уменьшаются площадь и объем в общей конструкции дат-
чиков, выделяемый для схемы обработки сигналов [1, 2].
От оптимизации расположения элементов зависит не только умень-
шение занимаемого объема, последующая трассировка проводников и
адаптация линий связи, но также и надежность всего электронного мо-
дуля, что объясняется наличием взаимного влияния (например, тепло-
вого) соседних элементов друг на друга. Так, недопустимый перегрев
электронного компонента приводит к его отказу, а следовательно, и к
отказу всего модуля. А в случае нежелательного теплового влияния на
чувствительный элемент (ЧЭ) датчика давления появляется дополни-
тельная погрешность измерений температуры.
Поэтому актуально решение задачи по определению такого взаим-
ного расположения электронных элементов, которое было бы оптималь-
но по принятым критериям. Основными метрическими критериями
являются минимальная суммарная длина межсоединений, минимальная
площадь (объем) области размещенных элементов, а также их произ-
водные. К топологическим критериям относят такие критерии, которые
учитывают взаимное расположение элементов и соединений на комму-
тационном поле, например, близость расположения друг к другу тепло-
выделяющих элементов, минимум числа пересечений соединений и др.
Задачи конструкторско-технологического синтеза микромеханиче-
ских сенсоров, как правило, являются
NP
-трудными. К классу таких
задач относятся компоновка элементов по блокам, двумерное размеще-
ние элементов на печатных платах и БИС, синтез топологии сети меж-
соединений. Для перечисленных задач на достаточном уровне достиг-
нута формализация и проведено множество исследований, широко
освещенных в публикациях. При этом задача «теплового» размещения
разногабаритных компонентов и чувствительных элементов в сенсорах
с пространственной структурой (3
D
-сенсорах) является новой и мало
исследованной. В большей мере, это следствие того, что 3
D
-сенсоры
появились на рынке относительно недавно, их разработка и производ-
ство еще не вышло на массовый уровень и, как следствие, еще отсут-
ствует хорошо проработанная теоретико-математическая база, на кото-
рой бы основывались системы автоматизированного проектирования
(САПР) модулей трехмерной компоновки.
Отсюда становится очевидной актуальность разработки новых ме-
тодов для автоматизации конструкторского проектирования
3
D
-сенсоров, встает проблема оптимизации размещения элементов в
них, например, с учетом тепловых ограничений.
Целью работы является разработка метода решения задачи «тепло-
вого» размещения в 3
D
-сенсорах для реализации их автоматизирован-
ного проектирования и повышения показателей их надежности на эта-
пе проектирования.
