(57)【要約】  基板装置は、基板装置上で過渡的な電気イベントに対処するための１つ以上の基準を特定することにより設計される。１つ以上の基準は、少なくとも一部は設計者から提供される入力に基づいてもよい。１つ以上の基準から、１つ以上の特性が、基板内部の少なくとも一部の又はこれに接した層としてＶＳＤ材料を集積するために決定されてもよい。ＶＳＤ材料の層は、過渡的な電気条件から基板の１つ以上の構成要素を保護するために配置されてもよい。
2010529688.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータによって実現される、設計段階またはシミュレーション段階で装置を設計する方法であって：
設計者からの入力に少なくとも一部は依存して、装置上で過渡的な電気イベントに対処するための１つ以上の基準を特定し、
前記１つ以上の基準から、電圧で切替え可能な絶縁性（ＶＳＤ）材料を、前記装置の少なくとも一部における内部または表面の１つの層として、前記過渡的な電気イベントから前記装置の１つ以上の電気的構成要素を保護するように配置して集積するための１つ以上の特性を決定する、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
ＶＳＤ材料を集積するための前記１つ以上の特性の決定が、前記基準の少なくとも１つに基づいて、１つ以上の種別のＶＳＤ材料を選択することを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記１つ以上の基準の特定が、前記過渡的なイベントから前記１つ以上の構成要素を保護するために、前記ＶＳＤ材料を絶縁状態から導通状態に切り替えることを開始するエネルギーのしきい値指標を特定することを含み、１つ以上の種別のＶＳＤ材料を選択することが、既知のエネルギーの特性指標を有するＶＳＤ材料の種別を特定することを含み、該種別の指定量のＶＳＤ材料が絶縁状態から導電状態に切り替わることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記１つ以上の特性の決定が、前記１つ以上の構成要素を保護電気経路から離隔させる層の直線寸法を決定することを含み、前記１つ以上の特性を決定することが、前記ＶＳＤ材料を導通状態に切り替えるエネルギーの前記しきい値指標を決定するに際し、前記既知の特性指標のエネルギーを前記直線寸法に印加することを含み、前記エネルギーのしきい値指標が前記１つ以上の構成要素の耐性レベルよりも低いことを特徴とする請求項３の方法。
【請求項５】
ＶＳＤ材料を集積するための１つ以上の特性を決定することが、前記ＶＳＤ材料の層が前記過渡的な電気イベントから前記１つ以上の構成要素を保護すべき複数の場所を、前記装置の少なくとも１つの層上で決定することを含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記１つ以上の基準の特定が、基準のうちの１つとして、エネルギーのしきい値指標を特定することを含み、該エネルギーのしきい値指標は、前記過渡的な電気イベントの結果として超えられると、前記ＶＳＤ材料を絶縁状態から導通状態に切り替えることを開始し、
前記１つ以上の特性の決定が、保護されるべき構成要素と前記装置の保護電気経路との間のギャップ離隔を規定するＶＳＤ材料の直線寸法を選択することを含み、
前記ＶＳＤ材料を絶縁状態から導通状態に切り替えるエネルギーのしきい値指標は、前記ＶＳＤ材料の直線寸法に依存し、
前記直線寸法の選択は、前記エネルギーのしきい値指標を前記１つ以上の構成要素によって対処可能なエネルギーの耐性指標よりも低くすることに少なくとも一部は基づくことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記直線寸法の選択が、所定寸法の前記ＶＳＤ材料の特性電圧レベルを特定することを含み、前記直線寸法の選択が、前記特性電圧レベルを使用して、前記ＶＳＤ材料を導通状態に切り替えるしきい値電圧レベルを、前記エネルギーのしきい値指標が前記１つ以上の構成要素または装置の耐電圧レベルよりも低くなるようにする直線寸法を決定することを含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記１つ以上の基準の特定が、保護されるべき装置の上で１つ以上の構成要素の１つ以上の電圧耐性または電流耐性を特定することを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記１つ以上の耐性が、前記１つ以上の構成要素または前記装置のその他の要素を故障させそうな電圧レベルに相当する破壊電圧を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記１つ以上の基準の特定が、前記１つ以上の構成要素の漏洩電流に対する耐性を特定することを含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記１つ以上の基準の特定が、前記１つ以上の構成要素の漏洩電流の耐性を特定することを含み、前記漏洩電流が前記直線寸法に依存し、該直線寸法の選択が、該直線寸法の前記ＶＳＤ材料の漏洩電流を決定することに少なくとも一部は基づくことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項１２】
前記１つ以上の特性の決定が、前記直線寸法のギャップ離隔に前記エネルギーのしきい値指標を印加することに使用されるＶＳＤ材料から得られる漏洩電流に少なくとも一部は基づいて前記ＶＳＤ材料の種別を決定することを含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記１つ以上の特性の決定が、（ｉ）前記ギャップ離隔の直線寸法に基づいて前記ＶＳＤ材料によって与えられるエネルギーのしきい値指標、および、（ｉｉ）前記しきい値エネルギーレベルを供給するために必要なギャップ離隔の直線寸法の少なくとも一方を特定することを含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記１つ以上の基準の特定が、少なくとも前記装置の前記ＶＳＤ材料の層が供給される部分における空間的な制約を特定することを含むことを特徴とする請求項１の方法。
【請求項１５】
前記１つ以上の特性の決定が、前記特定された空間的制約に一部は基づいて前記ＶＳＤ材料の種別を選択することを含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記ＶＳＤ材料の種別の選択が：
前記過渡的な電気イベントから前記１つ以上の構成要素を保護するために、選択された種別のＶＳＤ材料であって、所定量の該選択された種別のＶＳＤ材料を絶縁状態から導電状態に切り替えるエネルギーの既知の特性指標を有するＶＳＤ材料を、絶縁状態から導通状態に切り替えることを開始するエネルギーのしきい値指標を特定すること;および
前記１つ以上の構成要素を前記保護電気経路から隔離する前記層の直線寸法を、前記ＶＳＤ材料を導通状態に切り替えるエネルギーのしきい値指標を決定する際に前記１つ以上の構成要素の耐性レベルよりも低いエネルギーの既知の特性指標を前記直線寸法に印加することによって、特定すること；
に少なくとも一部は依存し、
前記直線寸法が前記空間的制約を満たすことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記１つ以上の特性の決定が、保護すべき前記１つ以上の構成要素のうちの１つを前記保護電気経路から隔離する際に前記ＶＳＤ材料によって占有される面積を決定することを含み、該面積が前記空間的制約を満たすことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記１つ以上の特性の決定が、前記保護電気経路から前記１つ以上の構成要素のうちの前記１つを隔離するＶＳＤ材料の直線寸法を決定することを含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記ＶＳＤ材料を集積するための１つ以上の特性の決定が、前記１つ以上の基準から、前記集積回路装置上の１つ以上の位置に在るＶＳＤ材料の層の厚みを決定することを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
前記面積の決定がエリアの形状を決定することを含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
前記形状の決定が、複数の曲率半径を有するＶＳＤ材料の形状を決定することを含むことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
基板装置を製造するためのシステムであって、
基板装置の設計者から１つ以上の基準を受け取るように構成されたインターフェイス；
少なくとも１つの基板、または、様々な種別の電圧で切替え可能な絶縁（ＶＳＤ）材料の少なくとも１つの種別に関する情報を格納するメモリ資源；および
前記インターフェイスおよびメモリ資源に接続され、入力および前記メモリ資源に格納された情報を使用するように構成されたプロセッサ資源、
を備え、該プロセッサ資源は、
前記基板装置上の過渡的な電気イベントに対処する１つ以上の基準を特定し； 
前記基板装置の少なくとも一部の内部の層または表面の層として、前記ＶＳＤ材料を集積する１つ以上の特性を前記１つ以上の基準から決定し、前記ＶＳＤ材料の層が、前記過渡的な電気条件から前記基板の１つ以上の構成要素を保護するように配置されることを特徴とするシステム。
【請求項２３】
製造のワークフローと通信する製造インターフェイスを更に備え、前記プロセッサ資源は、ＶＳＤ材料を集積するための１つ以上の決定した基準に少なくとも一部は基づいた基板設計データを作成するように構成され、かつ前記基板設計データが製造すべき基板の設計を規定し、前記プロセッサ資源は、前記製造ワークフローに前記基板設計データを伝送するように構成されることを特徴とする請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
前記メモリ資源が複数のエントリーを格納し、各エントリーが１つ以上の既知の特性を有する１つの種別のＶＳＤ材料を参照し、該既知の特性が、（ｉ）所定の寸法のＶＳＤ材料を導通状態に切り替えるための特性電圧レベル、および、（ｉｉ）所定の寸法の前記種別のＶＳＤ材料から生成される漏洩電流の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項２２に記載のシステム。
【請求項２５】
コンピュータによって実現される、設計段階またはシミュレーション段階で装置を設計する方法であって：
設計者との交互作用に応答し、過渡的な電気イベントが発生すると、保護電気経路を提供する複数の位置を基板装置上に選択し、
前記複数の位置のそれぞれで、前記選択された位置で、電圧で切替え可能な絶縁（ＶＳＤ）材料の層の寸法を決定し、前記ＶＳＤ材料の層を絶縁状態から導通状態に切り替えるために必要なエネルギーのしきい値指標に少なくとも一部は基づいて前記ＶＳＤの層の寸法を選択し、前記ＶＳＤ材料が導通状態にあるときには、前記ＶＳＤ材料は１つ以上の構成要素を前記保護電気経路に接続する
ことを特徴とする方法
【請求項２６】
１つ以上の位置において、前記ＶＳＤ材料の層の寸法が、前記位置において前記１つ以上の構成要素を前記過渡的電気経路から隔離するギャップ距離に相当し、前記エネルギーのしきい値指標が前記ギャップ距離に少なくとも一部は依存することを特徴とする請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記エネルギーのしきい値指標が、前記１つ以上の位置において、前記１つ以上の構成要素の耐性内であると知られているしきい値電圧レベルに相当することを特徴とする請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
コンピュータによって実現される、基板装置上で接続可能な１つ以上の構成要素の間隔を決定する方法であって：
保護電気経路によって過渡的な電気イベントから保護されるべき電気的構成要素の１つ以上の電気的な耐性を特定し、
前記電気的構成要素と前記保護電気経路との間にギャップ離隔を与える電圧で切替え可能な絶縁（ＶＳＤ）材料の層を特定し、
前記ＶＳＤ材料が、しきい値レベルを超えるエネルギー指標の印加によって絶縁状態から導通状態に切り替わることができ、前記しきい値レベルが前記ＶＳＤ材料の寸法に少なくとも一部は依存するものであり；
前記ＶＳＤ材料を切り替える前記エネルギーの指標のしきい値レベルが前記電気的構成要素の１つ以上の耐性よりも低くなるように前記ギャップ離隔の寸法を決定することを特徴とする方法。
【請求項２９】
１つ以上の電気的耐性の特定が、前記電気的構成要素の破壊電圧を特定することを含み、前記ＶＳＤ材料が、しきい値電圧レベルを超える電圧の印加によって絶縁状態から導通状態に切り替わることができ、前記しきい値電圧レベルが前記ギャップ離隔の寸法に依存することを特徴とする請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
１つ以上の電気的耐性の特定が、前記電気的構成要素の漏洩電流の耐性を特定することを含み、前記ＶＳＤ材料がある量の漏洩電流を生成するものと知られており、ＶＳＤ材料の層の特定が、前記電気的構成要素の漏洩電流耐性よりも低い漏洩電流を生成するようにＶＳＤ材料の層を形成することを含むことを特徴とする請求項２８に記載の方法。
【請求項３１】
前記ＶＳＤ材料の漏洩電流が、前記ギャップ離隔の寸法に少なくとも一部は依存し、前記ＶＳＤ材料の層の形成が、前記ＶＳＤ材料によって生成される漏洩電流が前記電気的構成要素の漏洩電流耐性よりも低くなるように前記ギャップ離隔の寸法を指定することを特徴とする請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
ＶＳＤ材料の層の形成が、前記電気的構成要素の漏洩電流耐性よりも低い量の漏洩電流を前記ギャップ離隔に生成すると知られているＶＳＤ材料の組成を選択することを含むことを特徴とする請求項３０に記載の方法。
【請求項３３】
更に、前記ギャップ離隔を規定する際に、前記ＶＳＤ材料の層によって占有されるエリアの寸法を決定し、該エリアの寸法決定が、前記１つ以上の耐性に制約されるか、または、基づいて行われることを特徴とする請求項２８に記載の方法。
【請求項３４】
前記エリアの寸法決定が、（ｉ）前記基板のために特定された空間的制約、および、（ｉｉ）前記１つ以上の構成要素の漏洩電流耐性のうち１つ以上に制約されることを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
基板装置の少なくとも一部の設計またはシミュレーションを可能にするシステムであって：
１つ以上の特性を有する第１のＶＳＤ材料の第１の種別の電圧で切替え可能な絶縁（ＶＳＤ）材料を表す第１のエントリーを参照させるデータを保存するデータ格納部であって、前記１つ以上の特性が指定長あたりの特性電圧を表す値を含み、該指定長あたりの特性電圧が、前記指定長の第１のＶＳＤ材料に印加されると前記第１のＶＳＤ材料を絶縁状態から導通状態に切り替える既知の又は指定された電圧レベル値に対応するデータ格納部；および
システムの設計者との１つ以上の相互作用から、（ｉ）基板又は基板部分の１つ以上の空間的制約に基づく１つ以上の寸法パラメータ、および、（ｉｉ）前記基板装置の部分上で保護されるべき１つ以上の電気的構成要素によって耐えられる電圧レベルを決定する構成用モジュール、
を備え、
前記構成用モジュールは、（ｉ）前記基板の少なくとも前記部分上で前記第１のＶＳＤ材料の層によって提供され、且つ、（ｉｉ）過渡的なイベントのため前記基板上の保護電気経路から少なくとも１つの電気的構成要素を隔離するギャップ離隔を決定し、前記構成用モジュールは、（ｉ）前記第１のＶＳＤ材料を前記導通状態に切り替えそうなしきい値電圧レベルを、（ｉｉ）指定長あたりの特性電圧およびギャップ離隔のサイズに少なくとも一部分は基づいてギャップ離隔を決定し、前記しきい値電圧レベルは前記１つ以上の電気的構成要素の耐電圧レベルよりも低いことを特徴とするシステム。
【請求項３６】
第１のプログラム構成要素は、それぞれが対応する種別のＶＳＤ材料を参照させる複数のエントリーを参照し、該複数のエントリーは、前記第１のＶＳＤ材料を参照させる第１のエントリーを含み、前記複数のエントリーのそれぞれの対応するＶＳＤ材料は異なる組成を有することを特徴とする請求項３５に記載のシステム。
【請求項３７】
基板装置の少なくとも一部の設計またはシミュレーションを可能にする最適化システムであって：
複数の種別の電圧で切替え可能な絶縁（ＶＳＤ）材料に関する、１つ以上の種別のＶＳＤ材料の各ＶＳＤ材料の指定長あたりの特性電圧を含む情報であって、前記指定長あたりの特性電圧が、前記指定長の特定の種別のＶＳＤ材料に印加されて、該種別のＶＳＤ材料を絶縁状態から導通状態に切り替えるようにトリガーしそうな電圧レベルに対応する情報を保存するデータ格納部；および
前記システムの設計者との１つ以上の相互作用から、（ｉ）基板または基板部分の空間的な制約に基づく１つ以上の寸法パラメータ、および、（ｉｉ）基板装置の部分で保護されるべき１つ以上の電気的な構成要素が耐えられる電圧レベルを決定する構成用モジュール、
を備え、
前記構成用モジュールは、複数種別のＶＳＤ材料の何れの種別についても、（ｉ）前記基板の少なくとも一部で前記種別のＶＳＤ材料によって占有され、（ｉｉ）過渡的なイベントに対して保護電気経路から少なくとも１つの電気的要素を隔離するギャップ離隔を決定するように構成され、前記構成用モジュールは、更に複数種別のＶＳＤ材料の何れの種別に対しても、前記保護電気経路から少なくとも１つの電気的要素を隔離するように、前記ＶＳＤ材料の層を使用するために必要なギャップ離隔を決定するように構成されており、前記システムは、更に
（ｉ）複数種別のＶＳＤ材料のうちから選択された種別のＶＳＤ材料、および、（ｉｉ）選択された種別のＶＳＤ材料のギャップ離隔のサイズのうち少なくとも一方を選択するように構成され、１つ以上の最適化基準に基づいて選択をするように構成される最適化構成要素を備えることを特徴とする最適化システム。
【請求項３８】
前記最適化構成要素は、前記複数種別のＶＳＤ材料の何れの種別をも導通状態に切り替えるために必要なしきい値電圧レベルの決定を使用することに少なくとも一部は基づいて、選択を行うように構成され、前記しきい値電圧レベルは、（ｉ）前記種別のＶＳＤ材料の指定長あたりの特性電圧、および、（ｉｉ）ギャップ離隔のサイズから決定され、前記最適化構成要素は、前記しきい値電圧レベルが前記１つ以上の構成要素の耐電圧レベルよりも低くなるように前記選択を行うことを特徴とする請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記１つ以上の最適化基準は、（ｉ）複数種別のＶＳＤ材料の各種別を使用するコスト、（ｉｉ）複数種別のＶＳＤ材料の各種別の性能、（ｉｉ）複数種別のＶＳＤ材料の各種別の特性、および、（ｉｉｉ）各種別のＶＳＤ材料を使用することにより必要となるギャップ離隔のサイズの最小化のうち少なくとも１つに相当することを特徴とする請求項３７に記載のシステム。
【請求項４０】
電圧で切替え可能な絶縁材料の基板装置への適用を最適化するシステムであって：
前記基板装置の設計者から１つ以上の基準を受け取るように構成されるインターフェイス；
少なくとも１つの基板、および、様々な種別の電圧で切替え可能な絶縁（ＶＳＤ）材料の少なくとも１つの種別に関する情報を格納するメモリ資源；および
前記インターフェイスおよびメモリ資源に接続され、入力および前記メモリ資源に保存された情報を使用するように構成されるプロセッサ資源、
を備え、
該プロセッサ資源は：
前記基板装置上で過渡的な電気イベントに対処するための１つ以上の基準を特定し；
前記１つ以上の基準から、前記基板装置の少なくとも一部の内部又は表面上に前記過渡的な電気条件から前記基板の１つ以上の構成要素を保護するように配置された層としてＶＳＤ材料を集積するための１つ以上の特性を決定し、
前記基板の少なくとも一部に前記ＶＳＤ材料を集積するための１つ以上の基準を特定し、
前記１つ以上の最適化基準に基づいて前記ＶＳＤ材料の層を最適化することを特徴とするシステム。
【請求項４１】
前記１つ以上の最適化基準は、（ｉ）前記ＶＳＤ材料の層のコスト、（ｉｉ）前記ＶＳＤ材料の層の１つ以上の寸法、および、（ｉｉｉ）前記ＶＳＤ材料の層の性能特性の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項４０に記載のシステム。
【請求項４２】
基板装置の設計又はシミュレーションを可能にするデータシステムであって：
複数のエントリーを保存し、基板装置にＶＳＤ材料を集積する構成用モジュールからアクセス可能であって、各エントリーが（ｉ）ＶＳＤ材料の種別を特定し、かつ、（ｉｉ）前記種別のＶＳＤ材料の前記基板装置への集積に関連する、前記種別のＶＳＤ材料の１つ以上の電気的特性を特定するデータを含むものであるデータ格納部、
を備え、
前記種別のＶＳＤ材料の前記１つ以上の電気的特性が、（ｉ）指定された寸法の前記種別のＶＳＤ材料に印加されたときに、前記種別のＶＳＤ材料を絶縁状態から導通状態に切り替えそうであるエネルギーの特性値、（ｉｉ）前記種別のＶＳＤ材料に付随する漏洩電流、および、（ｉｉｉ）前記種別のＶＳＤ材料に付随するオフ抵抗のうち何れか１つ以上を含むことを特徴とするデータシステム。
【請求項４３】
前記エントリーのそれぞれが、前記指定された前記種別のＶＳＤ材料の漏洩電流を特定するデータを含むことを特徴とするデータシステム。
【請求項４４】
前記エントリーのそれぞれが、指定された直線寸法の前記ＶＳＤ材料に印加されたときに該ＶＳＤ材料を絶縁状態から導通状態に切り替える特性電圧レベルとして前記エネルギーの特性値を特定するデータを含むことを特徴とする請求項４２に記載のデータシステム。
【請求項４５】
設計段階又はシミュレーション段階で基板装置にＶＳＤ材料を組み込む１つ以上の構成用モジュールに前記データ格納部を接続するインターフェイスを更に備えることを特徴とする請求項４２に記載のデータシステム。
【請求項４６】
コンピュータで実現される、設計段階またはシミュレーション段階で表示装置を設計する方法であって： 
表示装置上で過渡的な電気イベントに対処する１つ以上の基準を、少なくとも一部が設計者から与えられる入力に基づくように特定し；
前記１つ以上の基準から、電圧で切替え可能な絶縁（ＶＳＤ）材料を前記表示装置の透明導体と保護電気経路の１つ以上の位置との間の選択された位置に層として集積するための１つ以上の特性を、前記ＶＳＤ材料の層が前記表示装置の１つ以上の構成要素を前記過渡的な電気条件から保護するように決定することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本出願は、２００７年６月１３日に出願され、発明の名称を「電圧で切替え可能な絶縁材料を使用する電子装置をプログラムによって設計するためのシステムおよび方法」とする米国仮特許出願第６０／９４３，５５６号の優先権の利益を主張し、上記優先権基礎出願の全てを引用により本明細書に加入する。
【技術分野】
【０００２】
本明細書中に記述される実施形態は、電気機器の設計またはシミュレーションに関する。更に詳しくは、本明細書に記述される実施形態は、基板およびその他の電気機器の設計またはシミュレーションに保護用の電圧で切替え可能な絶縁材料を導入するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
電子設計自動化ソフトウェアや、同様なプログラムツールにより、電子装置の構成要素の設計および／またはシミュレーションが可能になっている。そのような装置の例として、プリント回路基板（ＰＣＢ）や、集積回路または半導体パッケージがある。そのようなツールに与えられる典型的な機能として、回路図入力や、行動モデリング、回路シミュレーション、フルカスタムのレイアウト、物理検証、抽出、および、後方注釈（ｂａｃｋ−ａｎｎｎｏｔａｔｉｏｎ）がある。主としてアナログ、混合信号、無線周波数の通信要素（「ＲＦ」）、および、スタンダード・セルまたはメモリ設計に使用される。ＥＤＡソフトウェアも、更に（ｉ）そのような装置の試験や、配置、経路決定を含む集積回路装置の開発や、（ｉｉ）機能検証のシミュレーションなどの機能に利用してもよい。本明細書に記述される実施形態は、以下の図面の１つまたはそれ以上によって参照されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】本発明の一実施形態に係る、電圧で切替え可能な絶縁材料（ＶＳＤ材料）を使用する集積回路装置を設計するためのシステムの単純化されたブロック図。
【図２Ａ】対象装置へのＶＳＤ材料の適用を設計またはシミュレーションする、本発明の実施形態に係る方法を例示するフローチャート。
【図２Ｂ】対象装置へのＶＳＤ材料の適用を設計またはシミュレーションする、本発明の実施形態に係る方法を例示するフローチャート。
【図３Ａ】本発明の１以上の実施形態に係る、ＶＳＤ材料を基板に組み入れる方法を例示する単純化されたブロック図。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態において、ＶＳＤ材料ライブラリに保存されるデータ構造を例示する図。
【図４】本発明の一実施形態において、ＶＳＤ材料適用のレイアウトをどのように決定するかを例示するフローチャート。
【図５Ａ】本発明の一実施形態において、設計段階またはシミュレーション段階で基板５００上の所定のポイントにＶＳＤ材料を堆積することを示す例示的な側方向横断面図。
【図５Ｂ】本発明の一実施形態において、保護電気経路がアンティパッドを含む変形例を示す断面図。
【図６Ａ】本発明の一実施形態において、ＶＳＤ材料に対するエリア検討の実行を例示する基板の平面図。
【図６Ｂ】本発明の一実施形態において、ＶＳＤ材料に対するエリア検討の実行を例示する基板の平面図。
【図７】本発明の一実施形態において、設計段階またはシミュレーション段階で基板またはその他の装置上でＶＳＤ材料を集積するために、別の空間的な適用詳細として形状の使用を例示する平面図。
【図８】本発明の一実施形態において、適用詳細が、ＶＳＤ形成により保護電気経路に過渡的な接続が与えられる位置の幾らかまたは全ての決定を含む実施形態を例示する平面図。
【図９】本発明の１以上の実施形態において、多層の装置へＶＳＤ材料を適用するための設計またはシミュレーションを例示する断面図。
【図１０】本発明の一実施形態における、表示装置のバックプレーンの設計またはシミュレーションを例示する断面図。
【図１１】本発明の一実施形態において、図３Ａの実施形態で示され記述されたようなシステムと共に最適化モジュール１１００を使用する例を示すブロック図。
【図１２】一以上の実施形態と共に使用するシステムを例示するブロック図。
【図１３】本発明の一実施形態において、しきい値電圧レベル（Ｙ軸）とギャップ値（Ｘ軸）の関係を示すグラフ。
【図１４】本発明の一実施形態において、サイズを増加させるギャップ離隔を横切って実験的に決定され得る、第１種別のＶＳＤ材料のオフ抵抗を例示するグラフ。
【図１５】第１の種別のＶＳＤ材料のオフ抵抗を、大きさが異なる動作電圧に起因する結果と共に異なるギャップサイズ毎に例示する実施形態のグラフ。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
本明細書で記述される実施形態は、保護的機構として電圧で切替え可能な絶縁（「ＶＳＤ」）材料を集積するために電気的要素を搭載する基板のプログラムによる設計またはシミュレーションを提供する。特に、ＶＳＤ材料は、静電放電（ＥＳＤ）のような過渡的な電気条件からの保護を提供する目的のために基板装置の設計に組み入れてもよい。この点で、本明細書に記述される実施形態は、基板装置を設計またはシミュレーションするコンピュータ・システムまたはプログラムされたプロセスの一部として使用してもよい。一例として、１つ以上の実施形態が電子自動設計（ＥＤＡ）プログラムの一部として実施されてもよく、それらは、通常、プリント回路基板（ＰＣＢ）、表示装置およびバックプレーン、集積回路装置、半導体部品および装置を含む電子装置およびシステムを設計し製造するために使用される。
【０００６】
一般に、ＶＳＤ材料は、（ｉ）ＶＳＤ材料が提供される状況または環境において重要な、或るしきい値電圧またはエネルギーがない状態で絶縁材料として働き、かつ、（ｉｉ）しきい値電圧を超える電圧が印加されたときに導通状態になる特性を示す材料を意味している。しきい値電圧レベルは、異なる種別のＶＳＤ材料毎に変動し得るものの、それは、一般にＶＳＤ材料を取り囲む環境の動作電圧を超えている。この切替え特性の結果、ＶＳＤ材料は、過渡的な電気イベント、とりわけ静電放電（ＥＳＤ）から保護する過渡的な電気接続を形成するために配置することができる。
【０００７】
本明細書に記述される実施形態は、ＥＳＤイベントが典型的には数アンペアから数十アンペアのピーク電流と共に、数百ボルトから数万ボルトまでの範囲にあることを認識している。ＥＳＤイベントは、僅か数ピコ秒から数ナノ秒間継続するに過ぎないので、ＥＳＤイベントは、高いワット数（電圧と電流の積）のイベントで、且つ、（エネルギーは電圧、電流および持続時間の積であるため）低いエネルギーのイベントでもある。ＶＳＤ材料が、高電圧パルスによってオン状態にトリガーされると、電流は材料の厚み方向に流れ始める。
【０００８】
装置や構造によっては、ＶＳＤ材料の層を、装置の厚み方向の内部にまたは表面に接して含めることにより、ＥＳＤイベントに対処することが出来る。従来の取組みは、プリント回路基板の厚み方向の内部の層を占めるようにＶＳＤ材料を堆積させている。そのような層は、導電要素としてのビアを介して種々の電気配線または導電要素と接続してもよい。米国特許第６，７９７，１４５号明細書（引用によってその全てを加入する）は、ＶＳＤ材料を使用して導電要素をめっきすることを可能にするように、通電構造内にＶＳＤ材料を適用する技術を記述する。そのようなめっき技術によっても、装置は、ＥＳＤイベントに対処する何らかの能力を持ち得る。
【０００９】
ＶＳＤ材料の例は、米国特許出願第１１／８８１，８９６号明細書、および、米国特許出願第１１／８２９，９５１号明細書に記載されているものを含めて、多数が存在している。双方の出願は、引用によってその全てを加入する。ＶＳＤ材料は、更に、ＳＵＲＧＸ  ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ（ＬＩＴＴＬＥＦＵＳＥ  ＩＮＣ所有）によって製造され、名称「ＳＵＲＧＸ」として売られている市販の製品も含んでよい。ＶＳＤ材料は、更に非線形抵抗を有する材料として特徴を有する。
【００１０】
更に、１つ以上の実施形態によれば、ＶＳＤ材料は、上記の電気特性を呈すると共に、その組成が一様であるという特性を有する。そのような実施形態では、ＶＳＤ材料は、ほぼ一様に分布した導電性材料および／または半導体材料を含む基質またはバインダーから成る。
【００１１】
本明細書で使用するように、基板またはその他の装置の「設計段階」または「シミュレーション段階」は、そのような基板および装置のデータ表現を意味している。
【００１２】
本明細書の記述および実施例では、特性電圧レベルおよびしきい値は、多数の変数によって影響され得る実験条件から決定された想定値である。そのため、本出願に記述された値は、密度の特性のような、物理的に確実な値と考えるべきではない。
【００１３】
本明細書に記述される実施形態は、基板装置の設計またはシミュレーションのためのシステムまたは方法を提供する。具体的には、本明細書に記述される多数の実施形態が、基板装置の設計段階またはシミュレーション段階という状況で存在し、さもなければ、実施される。設計段階またはシミュレーションの段階では、実際の基板装置は、本明細書に記述される１つ以上の実施形態を実行するためには必要ではない。むしろ、設計段階またはシミュレーション段階という状況で本明細書に記述される実施形態は、基板装置、ＶＳＤ材料、基板装置の構造要素および素子、並びに、様々な条件下の構成要素／素子／ＶＳＤ材料の挙動について、データ表現を使用してもよい。
【００１４】
一実施形態では、基板装置は、基板装置上で過渡的な電気イベントに対処する１つ以上の基準を特定することにより設計される。１つ以上の基準は、設計者から与えられた入力に少なくとも一部は基づいてもよい。１つ以上の基準から、１つ以上の特性が、基板装置の少なくとも一部内のまたはそれに接する層としてＶＳＤ材料を集積するために決定されるかも知れない。ＶＳＤ材料の層は、過渡的な電気条件から基板の１つ以上の構成要素を保護するために配置してもよい。
【００１５】
別の実施形態では、基板装置を製造するためのシステム（製造とは別に、むしろ設計またはシミュレーション用のシステム）が、提供される。システムはインターフェイス、メモリ資源、および、プロセッサ資源を含んでもよい。インターフェイスは設計者から１つ以上の基準を受け取る。メモリ資源は、基板および／または様々な種別のＶＳＤ材料に関する情報を格納する。プロセッサ資源は、（ｉ）基板装置上の過渡的な電気イベントに対処するための１つ以上の基準を特定すること、および、（ｉｉ）１つ以上の基準から、基板装置の少なくとも一部内のまたはそれに接する層であるＶＳＤ材料を集積するための１つ以上の特性を決定することを目的として、入力とメモリに格納された情報とを使用するように構成してもよい。ＶＳＤ材料の層は、過渡的な電気条件から基板の１つ以上の構成要素を保護するために配置される。
【００１６】
更に、一実施形態は、設計段階またはシミュレーション段階で基板装置の設計を提供する。設計者との相互作用に応答し、過渡的な電気イベントが発生した際に保護電気経路を提供する複数の        位置が、基板上で選択される。複数の位置のそれぞれで、ＶＳＤ材料の層の寸法が゛、少なくとも一部はＶＳＤ材料を絶縁状態から導通状態に切り替えるために必要なエネルギーのしきい値指標に基づいて選択される。ＶＳＤ材料が゛導通状態にあるときには、ＶＳＤ材料は、１つ以上の構成要素を保護電気経路に接続する。
【００１７】
別の実施形態は、基板装置上で接続可能である１つ以上の電気的構成要素の間隔を決定する。一実施形態では、１つ以上の電気的耐性が、保護電気経路によって過渡的な電気イベントから保護されるべき電気的構成要素毎に特定される。電気的構成要素と保護電気経路との間にギャップ離隔を提供するＶＳＤ材料の層を特定してもよい。ＶＳＤ材料は、しきい値レベルを超えるエネルギー指標の印加によって、絶縁状態から導通状態に切り替わることができ、しきい値レベルは、ＶＳＤ材料の寸法に少なくとも部分的に依存してもよい。一実施形態では、ギャップ離隔は、ＶＳＤ材料を切り替えるエネルギー指標のしきい値レベルが電気的構成要素の１つ以上の耐性よりも低くなるように大きさまたは寸法が決められる。
【００１８】
別の実施形態は、基板装置の少なくとも一部の設計またはシミュレーションを可能にするシステムを提供する。そのシステムは、データ格納部および構成用モジュールを含む。データ格納部は、第１のＶＳＤ材料の１つ以上の特性を持つ、第１の種別のＶＳＤ材料を表わす第１のエントリーを参照させるデータを保存する。第１のＶＳＤ材料の１つ以上の特性は、指定長当りの特性電圧を表わす値を含んでいてもよい。指定長当りの特性電圧は、指定長の第１のＶＳＤ材料に印加されたときに、第１のＶＳＤ材料を絶縁状態から導通状態に切り替える既知のまたは指定された電圧レベル値に相当してもよい。構成用モジュールは、システムの設計者との１つ以上の相互作用から、（ｉ）基板部分または基板の空間的制約に基づく１つ以上の寸法パラメータ、および、（ｉｉ）基板装置の部分で保護されるべき１つ以上の電気的構成要素が耐えられる電圧レベルを決定する。構成用モジュールは、（ｉ）基板の少なくとも一部で、第１のＶＳＤ材料の層によって占有されるべきギャップ離隔か、または、（ｉｉ）過渡的なイベントのために基板上で保護電気経路から少なくとも１つの電気的構成要素を隔離すべきギャップ離隔を決定するように構成されていてもよい。更に、構成用モジュールは、（ｉ）第１のＶＳＤ材料を導通状態に切り替えそうなしきい値電圧レベルを、（ｉｉ）指定長当りの特性電圧およびギャップ離隔の大きさに基づいて決定することに少なくとも部分的に基づいてギャップ離隔を決定する。構成用モジュールは、また、しきい値電圧レベルが、１つ以上の電気的構成要素の耐電圧レベルよりも低いことを保証してもよい。
【００１９】
一実施形態は、基板装置の少なくとも一部の設計またはシミュレーションを可能にする最適化システムを更に有する。そのシステムは、データ格納部、構成用モジュール、および、最適化構成要素を有する。データ格納部は、複数の種別のＶＳＤ材料に関する情報を保存する。その情報は、指定長の特定種別のＶＳＤ材料に印加されて、その種別のＶＳＤ材料を絶縁状態にあることから導通状態にあることまでにトリガーしそうな電圧レベルに相当する指定長当りの特性電圧を含んでいてもよい。構成用モジュールは、システムの設計者との１つ以上の相互作用から、（ｉ）基板部分または基板の空間的制約に基づく１つ以上の寸法パラメータ、および、（ｉｉ）基板装置の部分で保護されるべき１つ以上の電気的構成要素が耐えられる電圧レベルを決定する。構成用モジュールは、複数種別のＶＳＤ材料の何れの種別に対しても、（ｉ）基板の少なくとも一部でその種別のＶＳＤ材料が占有すべきギャップ離隔、および、(ii)過渡的なイベントのために保護電気経路から少なくとも１つの電気的要素を隔離すべきギャップ離隔を決定するように構成される。構成用モジュールは、更に、複数種別のＶＳＤ材料のいずれの種別に対しても、保護電気経路から少なくとも１つの電気的要素を隔離するように、ＶＳＤ材料を使用するのに必要なギャップ離隔を決定するように構成される。最適化構成要素は、（ｉ）複数種別のＶＳＤ材料から選択された種別のＶＳＤ材料、および、（ｉｉ）選択された種別のＶＳＤ材料のギャップ離隔の大きさの少なくとも一方を選択するように構成される。最適化構成要素は、１つ以上の最適化基準に基づいても選択を行うように構成されていてもよい。
【００２０】
更に、１つ以上の実施形態は、基板装置上でＶＳＤ材料の適用を最適化するシステムを有する。そのシステムは、インターフェイス、メモリ資源、および、プロセッサ資源を有する。インターフェイスは、基板装置の設計者から１つ以上の基準を受け取るように構成されていてもよい。メモリ資源は、基板、および、様々な種別のＶＳＤ材料の少なくとも１つに関する情報を格納する。プロセッサ資源は、インターフェイスとメモリ資源とに接続され、（ｉ）基板装置上における過渡的な電気イベントへの対処に対する１つ以上の基準を特定するために、また、（ｉｉ）その１つ以上の基準から、１つ以上の特性を決定して、基板装置の少なくとも一部内の、または、それに接する層としてＶＳＤ材料を集積するために、入力とメモリに格納された情報とを使用するように構成される。ＶＳＤ材料の層は、過渡的な電気条件から、基板の１つ以上の構成要素を保護するために配置されてもよい。１つ以上の最適化基準が、基板の一部または全てにＶＳＤ材料を集積するために特定される。
【００２１】
更に、一実施形態は、データシステムを有する。そのデータシステムは、基板装置の設計またはシミュレーションを可能にする用途のために使用してもよい。データシステムは、基板装置にＶＳＤ材料を集積するための構成用モジュールからアクセス可能なデータ格納部を有する。データ格納部は、複数のエントリーを保存し、各エントリーは、（ｉ）１つの種別のＶＳＤ材料を特定し、（ｉｉ）その種別のＶＳＤ材料の基板装置内への集積に関する、その種別のＶＳＤ材料の１つ以上の電気的特性を特定するデータを含む。その種別のＶＳＤ材料の１つ以上の電気的な特性は、（ｉ）指定寸法のその種別のＶＳＤ材料に印加された際に、その種別のＶＳＤ材料を絶縁状態から導通状態に切り替えるようなエネルギーの特性量、（ｉｉ）その種別のＶＳＤ材料の漏洩電流、および、（ｉｉｉ）その種別のＶＳＤ材料のオフ抵抗のうち何れの１つまたはそれ以上を含んでもよい。
【００２２】
以下に示すように、多数の別の実施形態を記述する。この出願で、たとえ組合わせが明白に記述されていなくとも、追加の実施形態では、多数の異なる実施形態の特徴が組み合わされてもよい。
【００２３】
本明細書に記述される実施形態では、コンピュータによって実行される方法、技術および操作が、プログラム上で、または、コンピュータ実施の方法として、実施される。プログラム上でとは、コードの使用による、または、コンピュータが実行可能な指令によることを意味する。プログラム上で実行されるステップは、自動的であってもそうでなくともよい。
【００２４】
本明細書に記述される１つ以上の実施形態は、モジュールまたは構成要素の使用を通して実行してもよい。モジュールまたは構成要素は、プログラム、サブルーチン、プログラムの一部、または、１つ以上のタスクまたは機能を実行できるソフトウェア構成要素若しくはハードウェア構成要素を含んでもよい。本明細書で使用されるように、モジュールまたは構成要素は、他のモジュール／構成要素と独立にハードウェア構成要素上に存在でき、或いは、モジュールまたは構成要素は、他のモジュール、プログラムまたはマシーンの共有要素または共有プロセスでもあり得る。
【００２５】
更に、本明細書に記述される１つ以上の実施形態は、１つ以上のプロセッサによって実行可能な指令の使用によって実施されてもよい。これら指令は、コンピュータ読込み可能な媒体に搭載されてもよい。以下の図面で示されるマシーンは、本発明の実施形態を実施する指令が伝達されおよび／または実行されるプロセッサ資源およびコンピュータ読込み可能な媒体の例を提供する。特に、本発明の実施形態で示される多数のマシーンは、データおよび指令の保持のために、１または複数のプロセッサ、並びに、データおよび指令を保存する様々な種別のメモリを含む。コンピュータ読込み可能な媒体の例としては、パーソナルコンピュータやサーバー上のハードディスクのような固定記憶装置が挙げられる。コンピュータ記憶媒体の他の例としては、ＣＤ装置またはＤＶＤ装置、（多くの携帯電話および携帯情報端末（ＰＤＡ）に搭載されるような）フラッシュ・メモリ、および、磁気メモリのような携帯可能な記憶装置が挙げられる。コンピュータ、端末、ネットワークで作動可能な装置（例えば、携帯電話のようなモバイル装置）は、全て、プロセッサや、メモリ、およびコンピュータ読込み可能な媒体に格納された指令を利用するマシーンおよび装置の例である
基板装置上でのＶＳＤ材料の適用
図１は、本発明の一実施形態に係る、電圧で切替え可能な絶縁材料（ＶＳＤ材料）を使用する集積回路装置を設計するシステムの単純化された図である。電子装置を設計するシステム１００は、製造プロセスまたは生産プロセスと組み合わせて、（集積回路装置またはプリント回路基板のような）新しい電子装置を作製し、かつ／または、装置の配置または構築物の動作をシミュレーション若しくはテストするという状況下で実現できる。本明細書に記述される実施形態で製造され、かつ／または、シミュレーションされる装置の例としては、プリント回路基板、ウエハーおよびチップ、半導体パッケージ基板、表示装置およびバックプレーン、並びに、その他の回路装置またはハードウェア（まとめて「対象装置」）が挙げられる。内部装置の基板クラスに加えて、実施形態は、(携帯電話や電子ペーパーのような）携帯電子機器などの、更に集積化されたまたは完成された装置上で様々な電気的および保護的特徴を設計するために使用してもよい。例えば、１つ以上の実施形態は、配線要素を有する携帯電話若しくは装置の筐体、および／または、集積ロジックの設計を可能にする。従って、用語「装置」は、機能的である段階若しくは機能的な段階に近い段階にあり、設計された電気的要素を含んでもよい、完成されたまたは部分的に形成された装置と共に、ハードウェアおよびロジックを搭載し若しくは提供する内部構成要素を含む基板装置を含めることを意図している。例えば、用語「装置」は、完成した筐体または構築物内の電気的要素、および／または、ロジックを集積する製品を含んでもよい。
【００２６】
図１の実施形態を参照すると、システム１００は、対象装置１２２の設計レイアウトを作成する設計モジュール１１０を含んでもよい。設計者１０２は、設計モジュール１１０と向き合い且つ操作して、対象装置１２２のレイアウト情報および／または設計情報を特定し、若しくは、作成してもよい。１つの態様では、設計モジュール１１０は、設計者がコンピュータ端末を利用して操作することができるソフトウェア設計アプリケーションに相当する。例えば、ソフトウェア設計アプリケーションは、カデンス・システムデザイン会社、または、メンター・グラフィックス社などによって作成される自動電子設計（ＥＤＡ）パッケージに相当する。
【００２７】
設計者１０２は、回路レイアウト、構成要素、設計パラメータ、および／または、性能基準を含む様々な種類の情報を、設計モジュール１１０に適用してもよい。これら仕様によって、対象装置１２２は、設計媒体１２０において設計され、シミュレーションされ、かつ、オプションとして製造される。そのため、設計媒体１２０は、仮想的または模擬的なものであり、さもなければ、実際のまたは現実のものであってもよい。模擬されたまたは仮想的な設計媒体は、例えば、対象装置１２２のシミュレーションまたは試験を可能にする、コンピュータ実現の環境に相当するかも知れない。記述されるような実施形態は、設計またはシミュレーションに関係するので、装置１２２は実際の物理デバイスのデータ表現を含んでいてもよい。実際の設計媒体は、モジュール１１０から作成された設計を、対象装置１２２の製造に実施するための製造、生産、および／または、その他の実行装置およびプロセスを含んでいてもよい。
【００２８】
一実施形態では、設計モジュール１１０は、対象装置１２２上へのＶＳＤ材料の適用を決定し且つ自動化するロジック１１４を備える。ロジック１１４は、設計者１０２によって特定され、かつ／または、他の資源から取得された設計および／または性能パラメータ１０４に応答してもよい。ＶＳＤ材料の適用は、ＶＳＤ材料を使用すべきかどうかに関する最初の決定を含んでいてもよい。一実施形態では、最初の決定は、対象装置１２２の基板または基体要素がＶＳＤ材料を含むべきかどうかに関してなされる。例えば、ユーザは、単に、ＶＳＤ材料の層を埋め込んだ基板を設計のために選択してもよい。ＶＳＤ材料を含むべきであれば、ＶＳＤ材料アプリケーション・ロジック１１４は、ＶＳＤ材料が対象装置１２２上でどのように適用されるかを決めるために、様々なプロンプトおよび／または設計（「ＶＳＤ材料構成１１６」）仕様を使用してもよい。
【００２９】
一実施形態では、設計モジュール１１０は、初期プロンプトまたはインターフェイスを提供して、設計者１０２が対象装置１２２にＶＳＤ材料を含ませることを（明示的または暗黙に）選択するように決定させてもよい。モジュール１１０は、更に、１つ以上のその後のプロンプト１１１、または、インターフェイスを提供して、基板上の個々の要素の耐性レベル、空間的制約、および、装置種別を含む設計中の装置に関する仕様を決定してもよい。一実施形態では、ＶＳＤ材料の構成を決定するために使用される情報の全ては推論される。例えば、設計中の個々の構成要素または装置の各素子の耐電圧に関係するユーザ入力は、ＶＳＤ構成情報の少なくとも一部をプログラム上で決定するために、例えばＶＳＤ材料の種別や、ＶＳＤ材料の１つ以上の空間的な特性（例えば以下に記述されるギャップ離隔および形状）を利用してもよい。別の実施形態では、ＶＳＤ構成のうちの幾らかは、ＶＳＤ材料に直接的に関係するユーザ入力から決定してもよい。プロンプト１１１に対する応答は、設計者１０２の入力１１３によって与えてもよい。追加のＶＳＤ材料構成１１６として、例えば、ＶＳＤ材料の位置、ＶＳＤ材料の材料組成、または、ＥＳＤイベントの存在下でＶＳＤ材料の性能に影響するかも知れない他の要因を指定してもよい。一実施形態では、ＶＳＤ材料の存在および仕様を、対象装置１２２から望まれたＥＳＤ特性に結び付けてもよい。
【００３０】
図２Ａおよび図２Ｂはそれぞれ、本発明の一実施形態に係る、対象装置上へのＶＳＤ材料の適用を設計またはシミュレーションする方法を例示する。異なる手順について記述する際に、ステップまたはサブステップを実行するために適当な要素を記述する目的のために、図１の要素を参照する。記述される１以上の方法は、端末上にインストールされて動作するＥＤＡアプリケーションを用い、プログラム上で実行してもよい。
【００３１】
ステップ２１０で、設計モジュール１１０は、対象装置１２２へのＶＳＤ材料の適用と直接的または間接的に関係する情報をユーザにプロンプトする。一実施形態では、プロンプトは、設計者がＶＳＤ材料および／または基板上でのその保護機能を導入することを望むかどうかに関する最初のプロンプトを含む。その代替または変形として、設計者は、下記：（ｉ）保護すべき電気イベントで望まれるＥＳＤ特性またはＥＳＤ種別；（ｉｉ）空間的制約におけるコストまたは優先順位のような最適化パラメータ；（ｉｉｉ）ＶＳＤ材料を供給すべき位置に影響する場所の入力のうち１つ以上のプロンプトを受け付けてもよい。リストアップされたプロンプトは、全てを意図するものではなく、その他の多数のプロンプトを含んでいてもよい。一実施例では、プロンプトは、所望の特性を入力するようユーザにし向ける質問の形でもよい。別の実施例では、プロンプトは、グラフィックなメニューまたはその他のグラフィックな形、或いは、ユーザが（ＥＳＤへの対処能力に関係する）設計選択を指定することを可能にするオプションの形で提供してもよい。
【００３２】
ユーザによって与えられる情報に基づいて、ＶＳＤ材料が対象装置１２２上に存在すべきかどうかに関しての決定がステップ２１５で成される。一実施例では、その決定は、ユーザが、ＶＳＤ材料を含めるかどうか、および／または、ＥＳＤおよび／または他の過渡的イベントからの材料保護を含めるかどうかを選択する程度に簡単である。別の実施例では、その決定は、例えば対象装置１２２に望まれる特性を特定し、且つ、対象装置１２２がどのようにＥＳＤに対処するか（例えば耐電圧レベル）を特定するユーザによる入力からプログラム上で推論することもよい。
【００３３】
ＶＳＤ材料が必要でない場合には、ステップ２２０は、対象装置１２２の設計がＶＳＤ材料の使用なしで進行すると規定する。ＶＳＤ材料が必要であると見なされると、ステップ２３０は、ＶＳＤ材料を装置の構築物または厚み方向に集積するとして、対象装置１２２の設計を進行させると規定する。一実施形態では、例えば、その方法を実施するアプリケーションまたはプログラムが、基板の内部層または表面層としてＶＳＤ材料を集積する基板を選択する。
【００３４】
図２Ｂは、基板の設計またはシミュレーションにおいてＶＳＤ材料を含めるための決定がなされるステップ２３０の一部としてまたはそれに後続して状況に応じて実行される追加のステップを例示する。ステップ２３５で、通電部材または装置のレイアウトまたは経路決定の一部または全てが自動的に決定されかつ／または実行される。ステップ２３５は、装置１２２上にＶＳＤ材料を存在させるとの決定に基づいて、自動的に下記：
（ｉ）通電用の配線、要素および装置の基板経路を決定すること；（ｉｉ）要素の経路決定に際して、対象装置１２２上の選択された要素の所望のインピーダンス値および／またはキャパシタンス値を決定すること；および（ｉｉｉ）経路決定の実行に際して信号品位および特性を維持することの１つ以上を自動的に実行することを含む。
【００３５】
基板の経路決定に加えてまたはこれに代えて、対象装置１２２の構成要素を選択してもよい。一実施形態では、ステップ２３５は、対象装置１２２の基板の厚み方向にＶＳＤ材料の層を形成する形で、装置がＶＳＤ材料の層を本来的に含むべきであるとする決定に基づいて、対象装置１２２の全自動または部分自動での経路決定、さもなければ対象装置の設計を実行する
更に、ステップ２３５の別の代替または追加として、ステップ２４０によって、設計者１０２は、対象装置上で使用されるべき所望の性能パラメータ、材料強度および／または構成要素に関する情報を入力してもよい。そのような情報に基づいて、ステップ２４０は、対象装置１２２内にＶＳＤ材料要素を構成または構築する。一実施例では、ＶＳＤ材料の材料組成は、対象装置１２２の材料特性によって設定してもよい。例えば、基板またはその構成要素の柔軟性または強さが、ＶＳＤ材料の組成、厚さおよび位置を決めてもよい。同様に、（指定長あたりの特性電圧によって与えられる）切替え電圧のような性能パラメータは、使用されるＶＳＤ材料の種別および／または厚さ、或いは、ＶＳＤ材料が対象装置１２２のビアまたはその他の導電エリアをめっきするために使用される方法に影響を与える。このようにして、ＶＳＤ材料の適用は、（ｉ）対象装置１２２、および／または、（ｉｉ）対象装置がどのようにＥＳＤイベントに対処するかに関してユーザにより与えられる情報に基づく。
【００３６】
設計段階におけるＶＳＤ材料構成
上記で記述されたような実施形態への追加または代替として、本明細書に記述される１つ以上の実施形態は、（設計またはシミュレーションのもとでの）局所的な特性および基板レベルでの特性を含む、ＶＳＤ材料の特定の特性のプログラム上での選択または設計を組み込むために、基板の設計またはシミュレーションを提供する。図３Ａは、本発明の１つ以上の実施形態に係る、ＶＳＤ材料が基板装置へ組み入れられるかまたは集積される方法を例示する単純化されたブロック図である。一実施形態では、基板の設計またはシミュレーションに際してＶＳＤ材料を組み込む構成用要素が、ＶＳＤ構成用モジュール３１０として提供される。ＶＳＤ構成用モジュール３１０は、例えば、プログラムまたはその部分を形成してもよい。これに代えて、ＶＳＤ構成用モジュール３１０は、独立であるか互いに統合されたかに拘わらず、多数のプログラムかプログラム部分によって提供される。より詳しくは、ＶＳＤ構成用モジュール３１０は、図１の１つ以上の実施形態で記述された設計モジュールのロジック１１４に相当するかまたはこれを含んでもよい。以下で記述されるように、ＶＳＤ構成用モジュール３１０は、設計ライブラリ３５０および／またはＶＳＤ材料ライブラリ３６０と共に使用されてもよい。一実施例では、各ライブラリは、多数の資源に分配され、或いは、（例えば１ファイルのような）１つの位置で保存された一連の指令またはデータに相当するデータおよび情報を保持するデータ格納部の形で提供されてもよい。
【００３７】
一般に、本明細書に記述される実施形態は、ＶＳＤ材料が多数の組成を採ることが出来る様々な種別の材料であり得ることを認める。ＶＳＤ材料の組成は、ＶＳＤ材料の電気的および物理的特性に影響する。ＶＳＤ材料の該当する幾つかの電気的特性は、それによって特定の種別または組成のＶＳＤ材料がスイッチ・オンする (つまり、絶縁性から導電性へ切り替わる）特性電圧またはエネルギーレベルを含む。
【００３８】
特性エネルギーレベルは、所定量の特定種別のＶＳＤ材料がスイッチ・オンするために必要なエネルギーの指標を示す。ＶＳＤ材料がスイッチ・オンする能力は短時間だけ継続するので、ＶＳＤ材料を導通状態に切り替えるために必要なエネルギー量は、特性エネルギーレベルで表わしてもよい。或る種別のＶＳＤ材料の特性エネルギーレベルは、一般にＶＳＤ材料を導通状態に切り替えるために所定寸法のＶＳＤ材料に印加することができるある種のエネルギー（例えば電圧）に相当する。ＶＳＤ材料の所定寸法は、ＶＳＤの直線寸法に相当してもよく、ＶＳＤ材料がスイッチ・オンするときに接続される２つの導電要素間の間隔または離隔距離に相当する。エネルギーの形は、電流、電力、または、電界として表し得るものの、本明細書で記述される実施形態では、主として、印加電圧の形である特性エネルギーレベルを指すこととする。しかし、印加電圧の使用は、電流または電力のような他の形式のエネルギーに置き換えられることは明白であろう。単純な関係によって他の形式のエネルギーを電圧に代えて使用できるので、過渡的な動作条件下でＶＳＤ材料の特性エネルギーレベルおよび挙動を規定するエネルギーの形として印加電圧を使用することは、選択の問題である。例えば、オームの法則の適用（それは、ＶＳＤ材料の所定の非線形抵抗特性で与えられる電圧値の限定された範囲でのみ厳密に適用される）は、特性電圧からの特性電流の特定を可能にするかも知れない。
【００３９】
本明細書の記述では、「特性エネルギーレベル」は電圧（つまり「特性電圧レベル」）によって表わされる。「特性電圧レベル」は、（ｉ）ＶＳＤ材料の種別に固有であり、（ｉｉ）ある程度の確実性をもって、特定寸法の特定種別のＶＳＤ材料を絶縁性であることから導電性であることに切り替えるものと知られている。そうではないと断らない限り、特性電圧レベルは、所定長さのＶＳＤ材料に印加され、且つ、その長さを占有する量のＶＳＤ材料を導通状態に切り替えると知られている電圧である。先に述べたように、エネルギーの形としての電圧の使用は、電流、電力、または、電界などの別のエネルギーの形に置き換えてもよい。
【００４０】
「しきい値エネルギーレベル」は、ＶＳＤ材料をオン状態に切り替えるために印加されるエネルギーの量を表わす。印加エネルギーを電圧として表現するときには、「しきい値電圧レベル」または「オン電圧」は、特定量のＶＳＤ材料を導通状態に切り替えるために必要な電圧レベルを指す。多くの場合では、しきい値電圧レベルは、指定長あたりの特性電圧レベルに、存在するＶＳＤ材料の長さを乗算して得られる積の値と見なすことが出来る。
【００４１】
より詳細には、特性エネルギーレベルは、トリガーの要素とクランプの要素とを含む。トリガー・エネルギーレベルは、材料が絶縁性であることから導電性であることに切り替わるのを開始する初期のエネルギーレベルである。クランプ・エネルギーレベルは、ＶＳＤ材料を「オン状態」に維持するために維持される必要があるエネルギーレベルである。電圧として表わすと、トリガー電圧およびクランプ電圧の双方は、材料の電気的特性における切替えをもたらすために所定期間印加することが出来るエネルギーの指標を与える。たとえＶＳＤ材料が状態を維持できる時間が短いとしても、場合によって、トリガー電圧から測定されるエネルギーの印加は、時間によって補償できるかも知れない。少なくとも幾つかのシナリオでは、トリガー電圧は、低くしてもよく、或いは、クランプ電圧を超え、持続時間の長い、より低い電圧で補償できるかも知れない。ほとんどの場合には、クランプ電圧を超える電圧の発生は、ＶＳＤ材料をスイッチ・オンするための要件である。しかし、トリガー電圧は、ＶＳＤ材料をスイッチ・オンさせるためには、必ずしも常に同じにする必要はない。このため、そうではないと断りがない場合には、本明細書で記述する、ＶＳＤ材料の（指定長当りの）特性電圧レベルに言及する実施形態は、クランプ電圧に言及するものと見なす。
【００４２】
考慮されるＶＳＤ材料の別の電気的特性は、漏洩電流の計量値、または、これに代えたオフ抵抗である。一般に、漏洩電流は、望ましくないものの、許容できるものである。異なる種別のＶＳＤ材料は、異なる漏洩電流率を持つ。更に、ＶＳＤ材料の漏洩電流特性(または、これに代えてオフ抵抗）は、動作電圧を含む他の要因によって変動し得る。従って、ＶＳＤ材料の使用のための環境は、もっと具体的に、動作電圧は、ＶＳＤ材料が解析され、或いは、設計のために検討されるときには、動  作電圧は検討対象でありうる。
【００４３】
何れの決まった種別のＶＳＤ材料についても、（材料をスイッチ・オンするために必要な）しきい値電圧と漏洩電流の双方は、(２つの導電経路間の）該当する位置に存在する材料の有効量によって影響を受ける。材料の有効量は、面積または容積によってリニアに測定できるかも知れない。一般に、使用中のＶＳＤ材料の直線的な長さが大きいほど、（ｉ）材料をスイッチ・オンするのに必要なしきい値電圧レベルはよりきく、（ｉｉ）存在する漏洩電流の量はより少ない。参考として、ＶＳＤ材料の特性電圧レベルおよび漏洩電流値は、指定された長さによって特定されるかも知れない。
【００４４】
２つの導電点の間の当該位置に存在するＶＳＤ材料のエリアの量または容積は、その２つの導電点の間に存在すべき電気特性に関連するかも知れない。例えば、場合によって、過渡的な接続を提供する際におけるＶＳＤ材料の占有体積は、漏洩電流を増加させるかも知れない。
【００４５】
本明細書に記述される実施形態は、基板装置またはその他の電気的構成要素の設計またはシミュレーションの間に、ＶＳＤ材料が、導通経路と、（例えばグランドのような）保護電気経路との間に過渡的な接続を形成するために選択的に位置決めされ得ることを認める。基板または電気器具の設計者は、過渡的な接続のための設計基準を指定してもよく、その過渡的な接続は、下記：（ｉ）如何なる電圧レベルで接続がスイッチ・オンするか(つまり、しきい値電圧レベル）；（ｉｉ）周囲の構成要素の耐性レベルを考慮して、その接続で如何なる量の漏洩電流が容認できるか；（ｉｉｉ）その過渡的な接続にどれくらいのスペースが利用可能かのうち１つ以上の決定に、明示的または暗黙的に帰結するかも知れない。
【００４６】
所定の設計基準に適合してＶＳＤ材料を適用するに当たって、以下：（ｉ）種別は所望の電気的特性に影響するので、使用すべきＶＳＤの種別；および／または、（ｉｉ）過渡的な接続を形成する際にＶＳＤ材料が占有することとなるギャップの離隔距離の決定が次に成される。１つ以上の実施形態では、ＶＳＤ材料が、２つの導電要素の間で隔離および過渡的な接続を提供する際に占有することになる面積および体積をも考慮するかも知れない。
【００４７】
一実施形態では、ＶＳＤ構成用モジュール３１０は、過渡的な保護接続の一部として基板上にＶＳＤ材料を集積するために記述される様々な考察および原則を実行する。上述のように、ＶＳＤ材料を適用するための考慮および原則は、装置の空間的制約またはＶＳＤ材料が存在すべきエリア、構成要素およびＶＳＤ材料を囲むかまたは使用する要素の耐性レベル、および、保護すべき装置または要素の過渡的レベルの要件（ＥＳＤ保護に望まれるレベル）に関するパラメータの決定を必要とするかも知れない。図３Ａの実施形態を参照すると、パラメータは、集合的に設計パラメータ３１２と呼ばれる。ＶＳＤ構成用モジュール３１０は、ＶＳＤ材料が設計の装置にどのようにして集積されるかまたは導入されるかに関する詳細を決定するために設計パラメータ３１２を使用する。これらの決定は、例えば、（ｉ）保護されるべき要素と保護電気経路との間でＶＳＤ材料によって形成されたギャップまたは離隔距離、および、（ｉｉ）使用されるべきＶＳＤ材料の種別に対応する。一実施形態では、追加の決定が、（ｉｉｉ）保護電気経路から保護されるべき要素を隔離する際にＶＳＤ材料が占有すべき面積、および、（ｉｖ）その面積に影響するかも知れない形状の考慮を含むかも知れない。更に、実行されるその他の決定が、離隔を提供する際にＶＳＤ材料が占有する体積を含むかも知れない。図３Ａを参照すると、これらの決定は、集合的にＶＳＤ適用決定３３２として参照されるかも知れない。下記に述べるように、ＶＳＤ適用決定３３２は、ユーザ入力または特定の基板装置用途の設計ルールに基づいてもよい。
【００４８】
図３Ａの実施形態では、ＶＳＤ構成用モジュール３１０は、情報、データおよび／または規則、或いは、１つ以上のライブラリの使用を通してＶＳＤ材料の組込みに関する条件を組み込む。図３Ａの実施形態では、ＶＳＤ構成用モジュール３１０は、設計ルールおよびＶＳＤ材料が装置上に組み込まれる方法に関係するかまたは関係しない情報を含む設計ライブラリ３５０にアクセスし且つこれを使用する。ルールおよび情報は、例えば、限られたユーザ入力から様々な設計パラメータ３１２を決定するための情報を含むかも知れない。例えば、設計ライブラリ３５０は、漏洩電流のための耐性レベル、および、特定の装置のために選択され得る異なる構成要素の破壊電圧を特定する情報を持っていてもよい。別の例として、設計ライブラリ３５０は、空間的制約を特定し、ＶＳＤ材料堆積物の特別な接続を行うためにどれだけのスペースが装置上で提供されるかを決定する情報を持つかも知れない。一実施形態では、幾つかの基板は、特定タイプの構成を有するＶＳＤ材料の予備的に形成された層を搭載するかも知れない。その他の種類の情報に加えて、設計ライブラリ３５０は、そのようなＶＳＤ材料の位置、種別および電気的特性に関する情報を持つかも知れない。
【００４９】
設計ライブラリ３５０に加えて、ＶＳＤ構成用モジュール３１０は、ＶＳＤ材料ライブラリ３６０にアクセスするかも知れない。ＶＳＤ材料ライブラリ３６０は、例えば設計ライブラリ３６０に組み込まれるかまたは集積されるかも知れない。ＶＳＤ材料ライブラリ３６０は、様々な種別のＶＳＤ材料の電気的な特性を含む該当する特性に関するデータを持っていてもよい。例えば、ＶＳＤ材料ライブラリ３６０は、或る種別のＶＳＤ材料を特性電圧レベルに関係付け、且つ、漏洩電流（またはオフ抵抗）の計量値および要求されるギャップ距離を、材料をスイッチ・オンするための所定のしきい値電圧におけるその結果に関係付ける情報を持っていてもよい。しきい値電圧は、記述されたギャップ距離に適用される特定種別のＶＳＤ材料が提供できるＥＳＤ保護のレベルを特定するために使用してもよい。
【００５０】
設計ライブラリ３５０、または、ＶＳＤ材料ライブラリ３６０の使用により、設計パラメータ３１２は、明示的な設計者入力から（つまり明示的に）特定されるか、または、他の入力からプログラムによって推論または決定されてもよい。一実施形態によれば、設計パラメータ３１２は、空間的制約パラメータ３２２を含んでもよく、空間的制約パラメータは、要素間の接続または間隔の好ましい寸法を推論または特定するデータを含んでもよい。それに加えてまたは代えて、空間的制約パラメータ３２２は、ＶＳＤ材料の間隔、および／または、保護グランド要素および／またはその他の機構の使用可能性を明確に規定してもよい。前述のように、空間的制約パラメータ３２２は、設計者により明示的に提供されるか、または、設計ライブラリ３５０の使用を含んでその他の情報から推論される空間的な情報に基づいてもよい。例えば、設計者が、回路基板の種別を指定し、空間的制約パラメータが、回路基板の種別と設計ライブラリ３５０との相互参照により特定されてもよい。従って、例えば、特定種類の用途を持つ回路基板は、値（例えば、「小さい」）などによって指定されるデフォルトの寸法範囲に関連付けてもよい。
【００５１】
設計パラメータ３１２の別の１つは、耐性パラメータ３２４に対応してもよい。耐性パラメータ３２４は、特に制約として、以下：（ｉ）一部または全ての装置の動作電圧範囲；（ｉｉ）そのような装置の破壊電圧、および／または、（ｉｉｉ）許容可能な漏洩電流のうち１つ以上を規定する電圧値および／または電流値を含む。一実施形態では、ＶＳＤ構成用モジュール３１０は、それぞれの耐性パラメータ３２４を持った基板または装置に含まれている特定の構成要素を相互参照する情報にアクセスするために設計ライブラリ３５０を使用する。このようにして、設計またはシミュレーション中の装置の耐性パラメータを、構成要素の選択に対応する入力を含むユーザの入力によって決定してもよい。装置上で使用するための構成要素は、更に、デフォルト、他の装置との関連、または、ユーザ入力によって決定してもよい。例えば、設計者（または設計ライブラリ３５０）は、特定の装置の耐性値を超える耐性値を要求する政府規制または業界標準の形で情報を含んでいてもよい。同様に、設計者（または設計ライブラリ３５０）は、安全係数に関係する情報を組み込んでもよく、或いは、１つ以上の耐性レベルが推論される他の条件を含んでもよい。耐性パラメータ３２４も分析してもよく、或いは、様々な決定の対象となってもよい。例えば、耐性値３２４は、基板装置上で区域別にされるか（例えば、基板の１つの区域の耐電圧は、別の区域における耐電圧と異なってもよい）、または、最低値若しくは臨界値（例えば、一構成要素が破壊する電圧値）と決定するように処理してもよい。
【００５２】
他の多くの設計ルールまたは適用特性は、ＶＳＤ構成用モジュール３１０によってＶＳＤ材料の適用詳細を決定中に決定してもよい。例えば、設計ルール、規制、または、他の要因がＥＳＤパラメータを設定し、ＥＳＤパラメータは、装置が全体として受ける電圧、または、装置の特定の構成要素または区域が受ける電圧に対する耐性値を制限するかも知れない。
【００５３】
ＶＳＤ構成用モジュール３１０は、ＶＳＤ材料ライブラリ３６０（および設計ライブラリ３５０）に関連して、様々な設計パラメータ３１２を使用し、以下：（ｉ）ギャップ値３４２；（ｉｉ）面積決定３４４；（ｉｉｉ）形状決定３４６；および／または、（ｉｖ）種別決定３４８のうち１つ以上を含む適用詳細３３２を決定する。その他の決定も、容積決定、位置決定、または、コスト範囲若しくはコストリミットのように、決定してもよい。１つ以上の実施形態によれば、これら決定のそれぞれは、設計パラメータ３１２のうちのいずれか１つ以上に基づいて成されてもよい。例えば、空間パラメータ３１２は、ギャップ値３４２の制約を設定してもよい。
【００５４】
しかしながら、ギャップ値３４２が、ＶＳＤ材料をスイッチ・オンするしきい値電圧レベルをあまりに高くしないことを保証するための計算が必要になるかも知れない。その計算は、種別決定３４８によって指定される特定のＶＳＤ材料の特性電圧レベルを特定し、次いで、（指定長当りの）特性電圧レベルと、(指定長に換算した）ギャップ値との乗算値を決定することによって決定されるかも知れない。ギャップ値によって特定されるギャップ内の（種別決定３４８によって特定される）ＶＳＤ材料の堆積物のために決定されたしきい値電圧は、保護されるべき構成要素の破壊電圧よりも低いしきい値電圧レベルに帰結する筈である。有害なイベントが発生する前にしきい値電圧レベルがスイッチ・オンすることを保証するために、安全係数を破壊電圧に適用してもよい。
【００５５】
同様に、選択されたＶＳＤ材料の漏洩抵抗値またはオフ抵抗値を特定するために、種別決定３４８を使用してもよく、また、ＶＳＤ材料の使用に起因する漏洩電流を計算するために、ギャップ値３４２を使用してもよい（ギャップ値３４２が大きいほど、漏洩電流が減少し、オフ抵抗が増加する）。漏洩電流が許容耐性レベル未満であることを保証するために、結果として生じる漏洩電流を、許容される漏洩電流レベルと比較してもよい。（最適化が行なわれるような）或る場合には、幾つかの適用詳細３３２は、他の適用詳細の決定に依存するかも知れない。
【００５６】
ギャップ値３４２は、保護されるべき導電性要素と保護電気経路との間に延在するＶＳＤ材料によって与えられる離隔距離に相当してもよい。ギャップ値３４２は、図５Ａの実施形態で例示される。後述するように、ギャップ値３４２は、所定種別のＶＳＤ材料がスイッチ・オンするためのトリガーとなるしきい値電圧レベルを設定する。この点で、ギャップ値３４２およびＶＳＤ種別決定３４８は、２つの導体間に堆積されたときにＶＳＤ材料のしきい値電圧レベル（つまり「オン電圧」レベル）を特定するために主要な適用決定３３２を与えるかも知れない。
【００５７】
面積決定３４４は、ギャップ値３４２を与えるＶＳＤ材料の平面的な指標に相当するかも知れない。ギャップ値３４２が、所定種別のＶＳＤ材料の全体的な電圧レベルを決定する主要な要因であるものの、ＶＳＤ材料によって占有された全体面積は漏洩電流を増加させ、オン電圧レベルに影響するかも知れない。図６Ａおよび図６Ｂの実施形態は、保護導電経路（または保護されるべき要素）の周りの同心円を形成するＶＳＤ材料の一般的な形状と共に、面積決定３４４がどのように実行されるかを例示する。上述のように、特定のギャップ値に対する面積が大きいほど、所定種別のＶＳＤ材料に存在する漏洩電流が大きい。また、ギャップ値３４２に影響せずに、著しく異なる面積を達成することが可能である。しかし、同時に、面積決定３４４の値が大きいほど、電気的要素に保護電気経路を接続させることを可能にする基板上の耐性が大きくなる。従って、面積決定３４４を生成する際の考察の１つは、耐性の範囲が、実際に製造する場合に基板上(或いは、保護電気経路）の要素を相互に接続することで得られることである。この考察は、設計ライブラリ３５０、ユーザからの入力によって定量化され、或いは、その他の条件から仮定される。更に、面積決定３４４は、例えば空間的制約３１２によって指定されるように、全体の寸法制約を受けるかも知れない。
【００５８】
形状指定３４６は、面積決定３４４が提供される（例えば同心リングの）デフォルト形状を指定するか、或いは、デフォルト形状の修正として働いてもよい。一実施形態では、例えば、ＶＳＤ材料は、保護電気経路を囲む同心リングまたは同心楕円形を形成すると見なされる。形状指定３４６は、ギャップ値３４２、および、囲まれている導電性要素（例えば、グランドビア）の全体的な直径または大きさを維持しつつ、全体の面積を縮小するように、デフォルト形状の輪郭を修正してもよい。面積の縮小により、形状指定３４６は、ＶＳＤ材料堆積物からの漏洩電流を低減するような利点を与えるかも知れない。形状指定３４６は、例えば空間的制約パラメータ３２２の使用から決定されてもよく、漏洩電流の低減が望まれるかまたは保証されることを示す１つ以上の耐性パラメータ３２４によって動機づけられるかも知れない。
【００５９】
種別決定３４８は、使用されるべきＶＳＤ材料の組成を指定する。ＶＳＤ材料には、異なる電気的な特性および機械的性質と共に、多数の異なる組成が存在する。特に、特性電圧レベルおよび漏洩電流は、異なる種別のＶＳＤ材料間ではかなり変動する。１つ以上の種別の構成を特定するために、所望の電気的な特性は、設計パラメータ３１２から決定してもよく、ＶＳＤ材料ライブラリ３６０から参照してもよい。所望の機械的性質（例えば銅への強い付着性）またはコストのような他の入力または考察は、更に選択に影響を及ぼすかも知れない。
【００６０】
図３Ｂは、本発明の一実施形態の下で、ＶＳＤ材料ライブラリ３６０（図３Ａ）によって保存されるかも知れないデータ構造を例示する。表３７２または他のデータ構造は、多くのエントリー３８２を含んでいてもよい。各エントリー３８２は、ＶＳＤ材料の特定の組成を指定してもよい。ＶＳＤ材料の各組成は、特性電圧レベル値３８４および漏洩電流値３８６を含む既知の（概算または測定された）特性と関連するかも知れない。その他の電気的な特性も保存されるかも知れない。エントリー３８２は、更にコスト値を含み、さもなければ、これに関連しているかも知れない。ＶＳＤ材料ライブラリ３６０は、例えば、検討中の様々な種別のＶＳＤ材料の必要なギャップ値を特定するために、ＶＳＤ構成用モジュール３１０によってアクセスされるかも知れない。様々な基準に基づいて、ＶＳＤ材料ライブラリ３６０からのデータの使用が選択されるかも知れない。
【００６１】
図４は、本発明の一実施形態で、設計段階でＶＳＤ材料適用の基板でのレイアウトがどのように決定されるかを例示する方法である。記述されるような方法は、１つ以上の他の実施形態とまとめられるか、これに組み込まれるかも知れない。例えば、図２Ａの実施形態を参照すると、図４に記述されるような実施形態は、基板の設計／シミュレーションが行われる図２Ｂのステップ２１０および２３０に統合されるかも知れない。図３Ａの実施形態の要素が、例示の目的で更に参照される。
【００６２】
ステップ４１０では、１つ以上のユーザ入力パラメータが受け付けられる。ユーザ入力パラメータは、適用詳細に依存して、簡単なものから詳細なまたは複雑なものにまで及ぶかも知れない。１つ以上の実施形態によると、ユーザ入力パラメータは、下記：（ｉ）静電放電のような過渡的な電気イベントからの保護のため基板上の集積構成要素としてＶＳＤ材料保護を含める設計者の選択；および／または、（ｉｉ）例えば、ＶＳＤ材料の予め堆積された層を含む特定種別の基板の選択に相当するかも知れない。これに代えてまたは加えて、設計者入力は、図３Ａの実施形態の設計パラメータ３１２の形をとる明示的な入力に相当するかも知れない。
【００６３】
ステップ４２０は、特定のシミュレーションまたは設計のための設計ルールの特定または適用を与える。設計ルールは、例えば、特定の用途、基板またはその他のパラメータによって選択されるかも知れない。設計ルールは、個々の構成要素または装置全体としての保護要件を含む様々な条件および基準、および／または、基板上に含まれるべき特定の構成要素または構成要素の種別の仕様を特定するかも知れない。例として、設計ルールは、（無線装置のためのような）特定用途における、（ｉ）基板上の特定の構成要素、（ｉｉ）個々の構成要素、区域または基板全体のためのＥＳＤ保護要件、（ｉｉｉ）基板上の空間的制約またはパラメータ、（ｉｖ）基板の厚みおよびその他の寸法を特定するかも知れない。一実施形態では、設計ライブラリ３５０は、図４の方法を実現するプログラムによって設計またはシミュレーションできる様々な用途のための異なる設計ルールの組合わせを保存する。
【００６４】
ステップ４３０では、１つ以上の設計パラメータが、ステップ４１０およびステップ４２０の双方または一方でなされた入力および特定に基づいて、プログラムによって決定される。そのような設計パラメータの決定は、設計者からの入力、および、設計ライブラリ３５０および／またはＶＳＤ材料ライブラリ３６０に関連するその他のロジックからの結果として得られ、設計パラメータ３１２の何れか１つまたはそれ以上を決定するかも知れない。従って、例えば、設計ライブラリ３５０は、設計者が使用するために選択した、敏感に反応する１つ以上の構成要素の存在のみならず、産業基準または法的基準にも基づいて破壊電圧のために必要条件を設定するかも知れない。同様に、空間パラメータ３２２は、設計者が作成している装置の種別を参照することにより推論されるかも知れない。
【００６５】
ステップ４４０では、ＶＳＤ材料の適用詳細が決定される。適用詳細は、（ｉ）ギャップ値３４２、（ｉｉ）面積決定３４４、（ｉｉｉ）形状決定３４６、および／または、（ｉｖ）種別決定３４８を含み、図３Ａの実施形態で記述されたような適用詳細３３２のうちの何れかを含んでいてもよい。適用詳細３３２を決定するにあたり、一実施形態は、ギャップ値３４２と特定されたＶＳＤ材料の特性電圧との積からオン電圧の計算を与える。追加または代替の計算には、（空間的制約から参照されるかも知れない）面積決定３４４のみならず、使用されるべきＶＳＤ材料の量に対して漏洩電流を決定することが含まれる。ＶＳＤ適用をまとめるにあたり、ＶＳＤ材料の異なる種別および異なる構成を処理し、分析してもよい。選択されたＶＳＤ材料は、設計パラメータ３１２および設計ルールによって規定された多数の条件を満たすかも知れない。更に、ＶＳＤ材料は、コスト、および／または、（例えばＶＳＤ材料の合計面積を最小化するような）特定の適用詳細３３２を優先することを求める処理を行う最適化プロセスに基づいて選択されてもよい。
【００６６】
一実施形態によると、適用詳細の決定が成されると、設計および／またはシミュレーションの残りは、（適用される) ＶＳＤ材料の予測された挙動および特性を組み込むかまたは含むプログラムによって行なってもよい。従って、例えば、設計者は、回路基板の残りを組み立てるかも知れない。その代替または追加として、シミュレータにより、ＥＳＤイベントを予想し、また、装置の運用に関するそのような計画されていないイベントの結果を決定してもよい。
【００６７】
保護経路へのＶＳＤ材料の適用
図５Ａは、本発明の一実施形態に係る、設計段階またはシミュレーション段階で基板５００上の或る点でのＶＳＤ材料堆積物を表わす例示的な側方向断面図である。ギャップ値５１５は、（過渡的な電気イベントから）保護されるべき導電性要素５１０と保護電気経路５２０との間の離隔５２５を規定してもよい。導電性要素５１０は、例えば配線または電気的構成要素に相当するかも知れない。保護電気経路５２０は、動作環境から過渡的な電圧を取り除く役目を果たすグランドまたはボンディング電気経路かも知れない。ＶＳＤ材料５４０の堆積物は、離隔５２５の間に拡がり、或いは、それを満たすかも知れない。他の実施形態で説明されるように、使用される（種別決定３４８で特定されるかも知れない)ＶＳＤ材料５４０は、基板の正常な動作電圧の下で絶縁性であるという特性を有する。従って、導電性要素５１０の正常なまたは典型的な動作電圧は、離隔５２５に堆積されるＶＳＤ材料５４０の誘電特性を変更してはならない。そこで、設計は、保護される導電性要素５１０が、正常な動作条件の下では保護電気経路５２０から隔離されていると見なす。
【００６８】
しかし、サージ電圧またはその他の高電圧が存在すると、ＶＳＤ材料５４０は導通状態に変化する。導通状態では、イベントからの電荷は、グランドであるかも知れない保護導電経路５２０に流される。この実施例では、例えば、保護導電経路５２０は、基板装置の厚み内に位置する統合グランド面へと延びるビアである。ＶＳＤ材料の特性では本来的なように、絶縁性から導電性への遷移は、殆ど瞬間的に起きるので、その結果、ＥＳＤイベントの短時間フレームにおいてさえ、ＶＳＤ材料５４０は、導電性要素５１０に接続された電気的構成要素がＥＳＤイベントによって破損される前に、導電性になる。従って、ＶＳＤ材料５４０は、保護電気経路５２０に導電性要素５１０を接続することにより、ＥＳＤイベントから基板を保護することができる。しかし、この接続は、十分な大きさの過渡的な電気イベントが生じる場合にのみ生じる。そのため、ギャップを横切って形成された接続は、過渡的電気経路５０８と名付けてもよい。
【００６９】
特に、過渡的な電気イベントは、ＶＳＤ材料５４０のしきい値電圧（または「オン」電圧）を超える大きさでなければならない。しきい値電圧は、堆積された或るＶＳＤ材料を、絶縁性から導電性までに切り替えそうな最小電圧を指す。もし電圧が、切替えの発生するしきい値の下限であれば、潜在的な他の要因と同様にイベントの構成および期間に依存して、切替えの発生が確実ではないかも知れない。従って、一実施形態では、材料の「オン電圧」を保護されている要素の破壊電圧または耐電圧よりも十分に低くする安全係数を含んでもよい。
【００７０】
所定の堆積物に必要とされるしきい値電圧の決定または評価は、与えられた材料の指定長または量あたりの特性電圧により部分的に決定されるかも知れない。ギャップ値５１５の目的のために、しきい値電圧は、ギャップ値５１５と使用されているＶＳＤ材料の既知のまたは推定された特性電圧との積に相当する。特に、特性電圧は、或る指定長に対して与えられ、また、ギャップ値５１５は、同じ指定長（例えばミル）に換算して規定されてもよい。耐電圧が、ギャップ値５１５のための設計パラメータ３１２（図３Ａ）のうちの１つと見なされるかこれに含まれている場合には、ギャップ値と特性電圧の積は、（安全係数を考慮しない）設計パラメータ３１２の耐電圧よりも小さい筈である。この関係を表現する簡単な式は、以下：
ギャップ値＝（耐電圧×安全係数）／（特性電圧）            (１)
である。安全係数は１．０未満であると仮定される。
【００７１】
上記関係は、電気イベントが潜在的に有害な電圧レベルを印加する場合に、過渡的電気経路５０８が存在することを保証する。これは、例えば、さもなければ有害な電圧レベルが存在する状態でのみ、導電性要素５１０がグランドされるかも知れないことを保証する。
【００７２】
様々な種別のＶＳＤ材料は、それらの電気的性質および／または機械的性質のみならず、それらの組成によって識別されるかも知れない。以前に述べたように、電気的性質は、材料を導電性にするトリガー電圧またはクランプ電圧を含む。機械的性質は、材料の物理的性質を含み、物理的性質はその組成に基づくかも知れない。１つ以上の実施形態が、選択されたか或いは予め選択された種別のＶＳＤ材料５１８からの、ギャップ値５１５のプログラム上での決定を与える。例えば、一実施例では、設計者は、その材料の特性（例えば銅との接合強度、非脆性）または美的感覚のために特定種別のＶＳＤ材料を好むかも知れない。ギャップ値５１５は、装置の必要な構成要素または素子を保護するために、選択されたＶＳＤ材料の特性電圧レベル、および、必要なしきい値または「オン電圧」を考慮して計算してもよい。
【００７３】
別の実施例では、プログラムは、所望の電気的な特性を提供することができる最低コストのＶＳＤ材料を選択するように構成されてもよい。所望の電気的な特性は、例えば設計者からの入力および／または設計者ライブラリ３５０（図３Ａ）によって決定してもよい。所望の電気的な特性は、例えば、漏洩電流のようなその他の要因のみならず、しきい値またはＥＳＤ保護のレベルを同様に規定する「オン電圧」を含んでいてもよい。空間的な制約を考慮してもよい。例えば、間隔要件は、小さなギャップ値に所望の電気的な特性を与えることができるＶＳＤ材料に優位性または必要性を与えるように、比較的に混み合った環境を規定してもよい。所望の種別のＶＳＤ材料が、所望の電気的な特性から、種別決定３４８（図３Ａ）によって選択し特定されるかも知れない。多数の種別のＶＳＤ材料が必要条件を満たす場合には、１つ以上の実施形態では、選択の際にコストのような他の基準を規定する。
【００７４】
様々な他のパラメータまたは入力を、特定のＶＳＤ材料５１８の特定を可能にするために使用してもよい。それぞれの種別のＶＳＤ材料では、既知のまたは推定された指定長あたりの特性電圧が異なるかも知れない。従って、幾つかの種別のＶＳＤ材料は、電気イベントに対して、所望の積または所望のしきい値トリガー電圧値を与えるために、より小さな、またはより大きなギャップ値５１５を必要とするかも知れない。
【００７５】
上記のような実施形態が、ＶＳＤ材料５４０の電気的な特性からギャップ値５１５の決定を与える一方で、他の実施形態では、ギャップ値５１５がＶＳＤ材料の選択の基準である。例えば、設計パラメータ３１２（図３Ａ）のうちの１つは、必要条件としてギャップ値５１５の指定範囲を与えてもよい。その場合、本発明の一実施形態で形成されたプログラムまたはモジュールは、ＶＳＤ材料５４０の種別５１８を指定し、その種別の指定に一部基づいて、ＶＳＤ材料が直線長当たりの特性電圧を持ち、所望範囲のギャップ値を提供する。従って、全体的な指定としてであれ、或いは、条件またはパラメータの存在下での条件的としてであれ、ギャップ値５１５または種別値５１８の何れかが決定的と見なされ、さもなければ、他方に対して優先されると見なされるかも知れない。
【００７６】
図５Ｂは、本発明の一実施形態で、保護電気経路がアンティパッドを含む変形例を示す。一実施形態では、アンティパッド５８２は、保護電気経路の一部として基板５００上に組み込まれてもよい。そのような実施形態では、保護電気経路は、基板５００の内部へ延びるビア５８０を更に有する。１つ以上の実施形態では、過渡的電気接続を確立するために、ＶＳＤ材料５９０がビア５８０と直接的な接続を形成することを必要とするのではなく、アンティパッド５８２が、ビア５８０の上方に延びる層または構成要素を形成することを可能にする。アンティパッド５８２は、ビア５８０よりもサイズが大きいので、アンティパッドの使用は、ＶＳＤ構造５９０に占有される離隔に要求される製造マージンを拡げる。
【００７７】
保護されるべき導電性要素とアンティパッド５８２との間の離隔５８５は、ギャップ値５７５によって規定してもよい。ギャップ値５７５は、図５Ａの実施形態で記述されたような方法で決定してもよい。以下に記述するように、アンティパッド５８２の使用は、更に、指定のギャップ長を維持しつつ行われるＶＳＤ材料の成形、および／または、その全体エリアの決定を容易にするかも知れない。
【００７８】
図６Ａおよび図６Ｂは、本発明の一実施形態に係る、ＶＳＤ材料のエリア検討の実行を例示する基板の平面図である。一実施形態では、過渡的保護経路は、アンティパッド６２２によって与えられ、アンティパッドは、Ｚ方向（紙面の奥方向）に延びるビア６２０の上方に配置されるパッドまたはその他の導電層に相当するかも知れない。アンティパッド６２２は、角のない形状または円形状を有し、ビア６２０上にリップ形成またはエリア形成を可能にする。アンティパッド６２２の使用による目的の１つは、それが製造マージンまたは製作マージンを拡げるということである。アンティパッド６２２が存在しないと、導電要素または配線要素をビア６２０へ延ばすために正確な製造技術が必要になる。そのような正確な製造技術は、必ずしも可能ではなく、また（コスト効率が良くない場合のように）望ましくないことさえある。
【００７９】
他の実施形態と同様に、保護を必要としている導電性経路６１０は、ギャップ離隔６２５によって部分的に規定されるエリアによって、アンティパッド６２２から隔離されてもよい。（図５Ａの実施形態で決定されたような）ギャップ値は、ギャップ離隔６２５を表わし、本明細書に記述される他の実施形態で記述されたような方法で決定してもよい。適用詳細のための別の空間的特性は、ギャップ値６１５のパラメータに加えて、ＶＳＤ材料に占有される面積である。特に、１つ以上の実施形態では、導電性パッド６１０からアンティパッド６２２を隔離するために使用されるＶＳＤ材料６４０の合計面積６１５が決定される。ＶＳＤ材料６４０の合計面積６１５は、離隔６２５のギャップ値のみならず、例えばアンティパッド６２２の大きさに依存してもよい。
【００８０】
特に、実施形態では、離隔６２５の大きさを表わすギャップ値に影響することなく、アンティパッド６２２を大きくし或いは小さくし得ることを認める。図６Ｂは、図６Ａの実施形態の変形例で、ＶＳＤ材料６４０の形成寸法を大きくした変形を例示する。この寸法増加は、図６Ａの形成高さＨｌと比較して、図６ＢのＶＳＤ材料の形成高さＨ２が大きいことによって例示される。しかし、寸法増加にも拘わらず、離隔６２５を表わすギャップ値は変化しない。
【００８１】
従って、図６Ａおよび図６Ｂの実施形態によって例示されるように、ＶＳＤ材料の面積もまた、適用詳細の１つと考えられるかも知れない（図３Ａを参照）。特に、（面積決定３４４によって与えられた）面積選択は、（ｉ）漏洩電流の潜在的な増加、および、（ｉｉ）ＶＳＤ材料および／またはアンティパッド６２２（若しくは保護経路の他の要素）に接続部材を位置合わせするためのマージンの低下を含む結果をもたらす。他の検討材料としては、追加されるＶＳＤ材料のコスト、ＶＳＤ材料に占有されるスペース、および、電界のような潜在的且つ２次的な電気的結果が含まれてもよい。
【００８２】
図７は、本発明の一実施形態で、設計段階またはシミュレーション段階で、基板またはその他の装置上にＶＳＤ材料を集積するための別の適用詳細として、形状の使用を例示する。１つ以上の実施形態で、形状指定７３５が、基板７００における、アンティパッド７２２および導電性要素７１０の特に同心的な離隔に関して、ＶＳＤ材料７４０の全体的な形状を規定する。その結果として得られる、導電性要素７１０とアンティパッド７２２（または保護電気経路の他の要素）との間に供給されるＶＳＤ構造の形状は、アンティパッド７２２およびＶＳＤ材料７４０の一方または双方を成形することにより形成してもよい。
【００８３】
一実施形態では、デフォルトの形状が、図６Ａまたは図６Ｂの実施形態で記述された環状のリングまたは楕円形と見なされるかも知れない。形状指定７３５のパラメータは、ＶＳＤ材料構造またはその一部構造の形状が全体的な形状を修正して、エリアの大きさを変更するように規定または指定するかも知れない。その他の利点の中でもとりわけ、有効エリア７３８が離隔７２５の点で維持され、離隔はギャップ値で指定されるかも知れない。有効エリア７３８は、導電性要素７１０に最も近いアンティパッド７２２を囲むエリア（つまり、離隔またはギャップ距離が与えられる位置）に相当する。しかし、その全体面積は、潜在的に漏洩電流を低減するように縮小されてもよい。更に、ＶＳＤ構造７４０は、境界線というよりは、スポット・ポイントで正確な形状が決められるかも知れない。そのため、形状指定７３５は、有効エリアが考慮され、離隔７２５がギャップ値によって決定される場合には、コンタクトの点または区域を指定してもよい。１つ以上の実施形態では、これら特定のポイントまたは区域で、導電性材料７１０の形状の全体的な曲率半径がＶＳＤ材料７４０の周辺と一致するように維持することを考慮する。
【００８４】
図８は、本発明の一実施形態で、適用詳細が、ＶＳＤ構造が保護電気経路に過渡的な接続を与える位置の幾つかまたはすべての決定を含んでいる実施形態を例示する。一実施形態では、ＶＳＤ材料構造が使用される位置８１２の決定（「位置決定８１２」）が基板８００上で行われる。一実施形態では、基板は、基板全体にまたは少なくとも電気的要素がＥＳＤからの保護を必要とする場所に延在するＶＳＤ材料の内部層を含む。ＶＳＤ構造の位置は、選択された位置で下層のＶＳＤ材料を露出させることにより、または、ＶＳＤ材料にまで届くようにアンティパッド、ビアまたはその他の接続部材を延在させることにより、与えられる。
【００８５】
各位置決定８１２について、図５Ａ−図７の実施形態で記述されたような検討事項を決定してもよい。例えば、ギャップ値の形をとる適用詳細を、それが過渡的な条件下でＶＳＤ材料によって接続されるべき２つの要素の離隔を定義するように決定してもよい。更に、ＶＳＤ材料の種別は基板全体のために決定してもよく、さもなければ、異なるＶＳＤ材料を異なる位置で使用してもよい。面積と形状の決定もまた、局所的または基板全体の原則の何れでもよい。
【００８６】
多層の装置
図９は、本発明の１つ以上の実施形態で、多層の装置内にＶＳＤ材料を適用する設計またはシミュレーションを例示する。一実施形態によれば、基板装置９００は、複数の層９０２、９０４、９０６を含んでもよく、各層は様々な電気的要素および構成要素を搭載する。１つ以上のビアを、層を電気的に接続するために使用してもよい。
【００８７】
本明細書に記述される実施形態では、図５から図８までの実施形態で記述されたＶＳＤ材料の適用の何れも、多層の装置における個々の層上で実行してもよい。これに加えてまたは代えて、１つ以上の実施形態では、装置９００が、ＶＳＤ材料９２０、９２２の層を含む。１つの実施例では、ＶＳＤ材料９２０、９２２の層は、上に導電性要素が形成された層の１つ以上を離隔してもよい。図５Ａの実施形態で記述されるように、ＶＳＤ材料に保護部材を集積または組み込むための検討材料の１つは、保護電気経路に過渡的な電気接続を与えるべき装置中の個々の点におけるギャップ値の決定である。記述するような多層の装置においては、過渡的電気条件が存在する場合に、ギャップ値は、保護電気経路に対して最短となる距離によって与えられてもよい。
【００８８】
各層９０２、９０４、９０６は、過渡的電気条件によって保護されるべき（配線または構成要素の形の）要素を含んでいてもよい。ビア９３０は、層と交差し、グランドまたはその他の保護電気経路を与えるかも知れない。一実施形態によれば、多数のギャップ値は、記述されたような実施形態で、異なる導電性要素と保護電気経路との離隔を規定するように決定してもよい。第１のギャップ値９１５は、（層９０２上の）第１の導電性要素９１０とビア９３０との間の離隔を規定してもよい。図５Ａおよび図５Ｂの実施形態で記述したように、離隔９２５は、ビア９３０から第１の導電性要素を隔離するＶＳＤ材料の直線寸法に相当してもよい。
【００８９】
第２のギャップ値９１７は、（層９０４上の）第２の導電性要素９１２と保護電気経路との間の離隔を規定し、保護電気経路は第１の電気的要素９１０を含むかも知れない。第１の離隔と第２の離隔の実際の寸法は異なり、第１のギャップ値９１５および第２のギャップ値９１７によって反映されるかも知れない。図９によって示された実施例では、第１のＶＳＤ材料層は、ビア９３０に対応する保護電気経路の第１の位置から第２の導電性要素９１２の離隔の位置を占めている。第２のＶＳＤ材料層は、（第１の電気的要素に対応する）保護電気経路の第２の位置から第２の導電性要素９１２の離隔の位置を占めている。第２の導電性要素については、保護電気経路に接続するためのＶＳＤ材料の適切な構造が最短の離隔を与える。この実施例では、第２のギャップ値９１７の決定は、第１の導電性要素と第２の導電性要素との間の離隔のために行われるかも知れない。ＶＳＤ材料で形成された他の過渡的電気経路接続におけるギャップ値は、同様に計算してもよい。
【００９０】
表示装置のバックプレーンおよび装置
本明細書に記述される実施形態は、プリント回路基板のような様々な用途で実施できる。更に、図１０の実施形態で記述されるように、１つ以上の実施形態が、表示装置１０００のバックプレーン上で与えられるかも知れない。一般に、表示装置１０００は、装置の外部に設置される透明導体１０１０を含む。透明導体１０１０は、対応するＶＳＤ材料構造１０２２、１０２４により接地パッド１０１２、１０１４（または保護電気経路へ向かう他の点）から離隔されてもよい。他の実施形態で説明されるように、ＶＳＤ構造１０２２、１０２４の直線寸法が、しきい値、または、構造物が導電性になる「オン電圧」を規定してもよい。ＶＳＤ材料構造１０２２、１０２４は、導通状態に切り替えられたとき、導体１０１０を接地する。ＶＳＤ材料構造は、透明導体１０１への障害とならないように、装置の周辺に配置してもよい。種別のようなその他の決定のみならず、ＶＳＤ材料の直線形状も、上述された他の実施形態に従って決定してもよい。
【００９１】
最適化
一般に、ＶＳＤ材料を選択し、装置へのその集積を設計するプロセスは、１つの所望の結果の選択が、別の結果に対して否定的な影響を持つかも知れない多重可変の検討である。この理由のため、一実施形態では、設計者が１つの所望の特性、変数または結果を他のそれらに優先して指定する優先順位または選択のスキームを与える。より具体的には、１つ以上の実施形態で、適用決定３３２（図３Ａを参照）を決定するプロセスにおいて、その決定が１つ以上の最適化プロセスの使用を通じてなされると規定する。一実施形態によれば、最適化プロセスは、選択される材料の空間特性のみならず、何れの材料が選択されるかにも影響を与える。
【００９２】
図１１は、図３Ａの実施形態で示され且つ記述されたようなシステムに関して最適化モジュール１１００の使用を例示する。最適化モジュール１１００は、１つ以上の適用決定３３２（図３Ａを参照）を選択するか、または、選択に影響を与える１つ以上のプロセスを実行してもよい。一実施形態では、最適化モジュール１１００は、設計モードまたはシミュレーションモードで、基板上で使用するＶＳＤ材料を選択するプロセスを実行する。選択は、１つ以上の最適化基準に基づいて行ってもよい。最適化基準の例としては、（ｉ）コストパラメータ１１１２、（ｉｉ）量パラメータ１１１４、および／または、（ｉｉｉ）性能パラメータ１１１６が含まれる。最適化モジュール１１００は、１つの適用決定の選択または使用に影響を及ぼすために、ＶＳＤ構成用モジュール３１０と接続してもよく又はこれと通信してもよい。
【００９３】
コストパラメータ１１１２は、基板装置へＶＳＤ材料を集積するコストが最小化されるプロセスを反映してもよい。全体のコストに影響を及ぼすかも知れない要因には、必要な組成から得られるＶＳＤ材料の量のみならず、特定のＶＳＤ組成のコストが含まれる。例えば、幾つかのＶＳＤ組成は、例えば小さなギャップ距離および小さな面積を使用する所望の性能特性を達成することにより、より少ない材料でよい。更に、あるＶＳＤ材料は、装置に集積するのが、他のものよりも容易かも知れない。例えば、幾つかの基板は、基板内のまたは基板表面近くの層として、予め計画されたＶＳＤ材料を含んでいてもよく、その結果、プレハブ後に他の層を追加することは、予め計画されたＶＳＤ材料の使用に比してより高価である。従って、複数の要因が、コストパラメータ１１１２に影響を及ぼすかも知れない。コストパラメータ１１１２は、合成値、または、特定種別のＶＳＤ材料を使用するコストに影響する変数を有する多次元パラメータの何れかとして与えてもよい。
【００９４】
一実施形態では、コストパラメータ１１１２は、ＶＳＤ材料を選択するために（従って、またＶＳＤ指定３４８に影響を与えるために）使用してもよい。その代替または追加として、コストパラメータ１１１２は、位置決定８１２（図８を参照）、面積決定３４４、および／または、形状指定３４６に影響を及ぼすかも知れない。例えば、面積指定および形状指定は、コストを削減するためには性能を犠牲にしてさえ選択してもよい。コストパラメータ１１１２は、合成値として考えるか、または、特定の基板装置に特定種別のＶＳＤ材料を集積する全体のコストの決定または評価を可能にする個別の変数を組み合わせるかも知れない。
【００９５】
量パラメータ１１１４は、基板上での使用に際してＶＳＤ材料の量を削減するために、優先事項に相当するかも知れない。例えばＶＳＤ材料を堆積すべき環境が混雑している場合には、より少ない量のＶＳＤ材料が望まれるであろう。混雑した環境では、ＶＳＤ材料の小さな離隔ギャップでさえ高価になるかも知れない。例えば、量パラメータ１１１４に基づいた最適化を行なうために、一実施形態では、最適化モジュール１１００は、様々な基準および設計パラメータ３１２を満たすためにはどのＶＳＤ材料種別が最小の面積でよいかを決めるために、ＶＳＤ構成用モジュール３１０（図３Ａ）の出力を使用することを規定する。その最小の面積は、例えば、その材料が最小サイズのギャップ離隔および面積を必要とするので、最低の特性電圧を備えたＶＳＤ材料に相当するかも知れない。
【００９６】
しかし、図１３から図１５で示されるような例で記述されるように、漏洩電流のようなＶＳＤ材料のその他の特性は、ＶＳＤ材料の種別の選択に役割を果たすかも知れない。特に、漏洩電流は、或る種別のＶＳＤ材料に対して、ギャップ距離の大きさの変動（ギャップサイズが小さい場合により多くの変動）、および／または、基板装置の動作電圧の存在および大きさに応じて変動するかも知れない。そのため、材料を単にギャップ離隔の最も小さな必要サイズに当て嵌めることは、最適な結果を、或いは、機能する結果さえも与えない可能性がある。従って、最適化モジュール１１００は、耐性レベルおよび必要なギャップ離隔サイズを使用して、互いに競合する耐性レベルおよび必要なギャップ離隔サイズを使用する最適化プロセスを実行するように作動してもよい。最適化モジュール１１００は、選択した条件下で、一方を他方に優先させてもよい。例えば、最適化モジュール１１００は、構成要素の何れにも、耐性よりも大きな漏洩電流を受けさせないで最小の離隔距離を求めてもよい。
【００９７】
更に、最適化モジュール１１００は、特定性能特性１１１６を増強するように最適化してもよい。例えば、損傷を受けやすい装置については、最も低いしきい値電圧を与えるように構成できるＶＳＤ材料を選択してもよい。この材料は、例えば、装置の耐性内に留まる漏洩電流を持ちつつ、小さなギャップ離隔で所望の特性を与えてもよい。従って、最適化モジュール１１００は、たとえ性能が考慮される場合でさえ、様々なＶＳＤ適用の出力を要求し、特定種別のＶＳＤ材料を選択しまたは選択に影響を与えてもよい。性能特性の例としては、（ｉ）キャパシタンスの否定的な存在、（ｉｉ）インピーダンス、および、（ｉｉｉ）熱損失が含まれる。最適化プロセスの何れもが、これらの特性の１つのために最適化を行ってもよい。
【００９８】
システム記述
図１２は、１つ以上の実施形態で使用するシステムを例示する。システム１２００は、プロセッサ資源１２１０、メモリ資源１２２０、設計者インターフェイス１２３０、および、ディスプレイ１２４０を備える。プロセッサ資源１２００は、例えば、ロジック１１４（図１）を含む図１または図３Ａで示され記述されたようなモジュールおよび機能を実行してもよい。メモリ資源１２２０は、設計ライブラリ（図３Ａ）およびＶＳＤ材料ライブラリ３６０（図３Ａ）で与えられる情報およびデータと共に、実行されるモジュールおよび機能に対応する指令を格納してもよい。設計インターフェイスは、ユーザが入力を与えかつ出力を受け取ることを可能にするための様々なツールが考えられるものの、例えばキーボードまたはマウスまたはポインターメカニズムに該当するかも知れない。ディスプレイ１２４０は、インターフェイス１２３０の一部として用意され、例えば、設計者が応答するプロンプトを表示してもよい。
【００９９】
オプションとして、システム１２００は、製造インターフェイス１２５０に接続してもよい。プロセッサ資源１２１０は、特定の設計のために製造インターフェイス１２５０へ適用構成３３２（図３Ａ）を伝え、製造インターフェイスは、製造／組立サイト（オフサイト）またはツール（オンサイト）に指令を送るかも知れない。製造インターフェイス１２５０は、製造サイトのための基板設計データ１２５２を生成してもよい。製造インターフェイス１２５０は、基板設計データ１２５２をフォーマットし、および／または、製造ワークフローで使用するためにデータを直接に送信するように構成されてもよい。
【０１００】
実施例
以下の部分は、本明細書に記述された１つ以上の実施形態を組み込んだ実施例を提供する。
【０１０１】
例：プリント回路基板（ＰＣＢ）は、本明細書に記述される実施形態に従って形成された（ＥＤＡ用途のような）ソフトウェアを使用して設計してもよい。プリント回路基板の設計は、ＥＳＤのような潜在的に有害で且つ過渡的な電気イベントからの保護を提供する目的のために、ＶＳＤ材料の集積を必要とするかも知れない。ＰＣＢ設計は、３つのチップの使用を必要とするかも知れず、チップのそれぞれは、ＥＳＤ、漏洩電流またはその他の電気的な特性のための異なる耐性セットを持っている。表１は、個々のチップに対する、推奨された耐性または製造で規定された耐性の例を示す。特定された耐性は、ＥＳＤおよびオフ抵抗のものである。他のところで述べたように、オフ抵抗は、更に漏洩電流の耐性を暗示する。一実施形態では、表１で提供される情報は、設計ライブラリ３５０にリストアップされてもよい（図３を参照）。ＶＳＤ材料を導入するためにＰＣＢの設計を行うモジュールは、予備のステップとして表１に対応するデータにアクセスしてもよい。
【表１】
2010529688.tif 000003
【０１０２】
一実施形態は、ＶＳＤ材料のプログラムを用いた候補種別の特定を提供する。候補として、ＶＳＤ材料の集積に対して耐性および基準の全てが満たされたかどうかについて、ＶＳＤ材料が完全には処理されないかも知れない。候補としてＶＳＤ材料を分析する際に、電気的な特性は、規定された直線寸法を参照して特定してもよく、この例では、規定された直線寸法は１ミル（０．０２５４ｍｍ）のギャップである。ＶＳＤ材料をオンとする電圧レベルを分析するために、特性電圧レベルは、１ミルのギャップ間に印加される際に、ＶＳＤ材料をスイッチ・オンするために必要となる電圧で正規化される。次いで、しきい値電圧レベル（或る量のＶＳＤ材料をスイッチ・オンするために必要とされる合計電圧）が、（ミルで測った）ギャップのサイズと、（１ミルあたりの）特性電圧レベルとの積から計算される。
【０１０３】
図１３は、しきい値電圧レベル（Ｙ軸）とギャップ値（Ｘ軸）との関係のグラフ表現である。与えられた種別のＶＳＤ材料では、ギャップ離隔のサイズが大きいほどしきい値電圧レベルは高い。この例では、その関係は、他の曲線あてはめ技術（例えば、放物線）を実験結果にマッチさせるために使用してもよいが、（例えば、一次元の）方程式によって表現してもよい。情報および／またはデータは、例えばＶＳＤ材料ライブラリ３６０に対応するデータ記憶部で保存してもよい（図３を参照）。ＶＳＤライブラリ３６０は、その値を保存しており、さもなければ、構成用モジュール３１０が或るギャップ離隔に対するしきい値電圧レベルを見込むことを可能にする予め定義した方程式（例えば一次元の関係）を使用してもよい。
【０１０４】
漏洩電流／オフ抵抗の分析については、次の関係：（ｉ）より大きなギャップサイズがより大きなオフ抵抗およびより少ない漏洩電流をもたらすこと；（ｉｉ）より高い動作電圧はより低いオフ抵抗およびより大きな漏洩電流をもたすことがＶＳＤ材料に一般的にあてはまる。図１４は、実験的に決定されるであろう第１の種別のＶＳＤ材料の、サイズを増加させたギャップ離隔のオフ抵抗を例示するグラフである。グラフは、ギャップ値が大きくなると増加するオフ抵抗の関係について、ギャップ離隔（Ｘ軸）のサイズとオフ抵抗値（Ｙ軸）とを比較する。
【０１０５】
図１５は、異なるギャップサイズについて実験的に決定され、動作電圧の高さが異なることによる結果としての、第１の種別のＶＳＤ材料のオフ抵抗を例示するグラフである。より詳しくは、その関係は、印加電圧が増大するとオフ抵抗が減少することを示す。
【０１０６】
図１４および図１５の双方の関係は、実験結果を使用して、リニアであると表現してもよい。それら関係に対応する情報は、例えばＶＳＤライブラリ３６０（図３）に対応するデータ格納部に保存してもよい。ＶＳＤライブラリ３６０が値を保存し、さもなければ、構成用モジュール３１０が、与えられた種別のＶＳＤ材料、ギャップ離隔のサイズおよび／または動作電圧について漏洩電流およびオフ抵抗の値を見込むことを可能にする、予め定義された方程式（例えばリニアな関係）を使用してもよい。
【０１０７】
それらの関係を念頭において、一実施形態では、ＥＳＤイベントからの必要な電圧保護を提供するために各チップとグランドとの間で必要なギャップ離隔のサイズをまず決定することにより、基板装置への集積に対する候補として第１の種別のＶＳＤ材料を分析してもよい。必要な電圧保護としては、ＶＳＤ材料のしきい値電圧レベルが、安全係数によって修正される破壊電圧よりも低い電圧で導通させることが必要である。一実施形態では、ギャップ離隔のサイズが一旦決定されれば、ギャップ離隔のサイズは、オフ抵抗および／または漏洩電流を決定するために使用してもよい。
【０１０８】
その例に従うと、種別ＩのＶＳＤ材料は、１１３ボルト／ミルの特性電圧レベルを有してもよい。オフ抵抗も方程式で表すと、
（オフ）抵抗（Ｇｏｈｍ）＝４９０．９１（ギャップ／ミル）−１１３２．３    （２）
となる。
【０１０９】
この例では、方程式（２）は、１２ボルトの範囲に動作電圧を持っている構成要素に適用される。図１５に示されるように、もし動作電圧が特定の構成要素で異なっていれば、方程式は異なるであろう。
【０１１０】
表２は、ＰＣＢ上にＶＳＤ材料を集積する結果を、クランプ電圧およびそのオフ抵抗の既知のまたは見込まれた電気的な特性で例示する。既に述べたように、一実施形態では、ＥＳＤの必要条件を満たすためにギャップ離隔のサイズを決定し、次いでオフ抵抗および／または漏洩電流を決定するために、ギャップ離隔のサイズを相互参照する。
【０１１１】
表２は結果を要約する：
【表２】
2010529688.tif 000004
【０１１２】
表２は、ＰＣＢ上でチップ１の所望のＥＳＤ保護を達成するためには：（ｉ）チップ１とグランドまたはその他の保護要素との間では１．４２ミル；（ｉｉ）チップ２とグランドとの間では約３．５４ミル；および（ｉｉｉ）チップ３とグランドとの間は７．０９ミルのギャップ離隔がＶＳＤ材料によって形成される必要があることを示す。しかしながら、方程式２の下では、ＶＳＤ材料種別Ｉは、チップ１のオフ状態の必要条件を満足しない。
【０１１３】
一実施形態では、１つの構成要素が役に立たない場合には、構成用モジュール３１０（図３を参照）またはプログラム上の他の構成要素は、別のＶＳＤ材料候補（さもなければ他の設計パラメータ）を選択する。別のＶＳＤ材料候補の選択は、特別のチップか構成要素のため、或いは、基板装置の全体のためでもよい。例えば、一実施形態では、構成用モジュール３１０が、基板全体にわたって同じ種別のＶＳＤ材料を使用することを求める。しかし、この例では、役に立たなかったチップ１のためにはＶＳＤ材料の種別ＩＩを見つける。ＶＳＤ材料の種別ＩＩは、オフ抵抗は方程式２によって表わされるものと仮定して、５０ボルト／ミルの特性電圧レベルを有するかもしれない。
【０１１４】
表３は、グランドへの過渡的な接続をチップに与えるために種別ＩＩのＶＳＤ材料を使用した結果を示す。
【表３】
2010529688.tif 000005
【０１１５】
代替案
本明細書に記述された実施形態は、ＥＳＤまたは過電圧条件に対処する目的のために、設計手段またはシミュレーション手段において、ＶＳＤ材料またはその特性の決定を提供するものの、他の実施形態では、ＶＳＤ材料を使用すべきかについて、ロジックまたはソフトウェアが決定する。例えば、ユーザは、ＥＳＤ保護の使用が望まれないようにする条件およびパラメータを指定してもよい。その場合には、ロジックは、装置の設計にＶＳＤ材料を含めないようにする決定をしてもよい。
【０１１６】
結論
本発明の例示的な実施形態を、添付図面を参照して詳細に記述したが、本発明がそれらの実施形態に厳密には制限されないことを理解すべきである。そのため、多くの修正や変更をすることは、この技術の熟練者には明白である。従って、本発明の範囲を、以下のクレームおよびそれらの均等範囲によって定義することを意図している。更に、個々にまたは一実施形態の一部、または、他の実施形態の複数部分として記述された特定の特徴を、個々に記述された他の特徴と組み合わせることは、他の特徴や実施形態がその特定の特徴に言及していなくとも、可能であると考えられる。従って、組合せが記述されていないことは、本発明者がそのような組合せの権利を請求することを排除するものではない。
【符号の説明】
【０１１７】
１１０：設計モジュール
１１４：ロジック
１２２：対象装置
３１０：ＶＳＤ構成用モジュール
３５０：設計ライブラリ
３６０：ＶＳＤ材料ライブラリ
５２５：離隔
５０８：過渡的な電気経路
６００：基板
６２５：離隔
７００：基板
１１００：最適化モジュール
１２５０：製造インターフェイス
１２１０；プロセッサ資源
１２２０：メモリ資源
１２４０：ディスプレイ
【図１】
2010529688.tif 000006
【図２Ａ】
2010529688.tif 000007
【図２Ｂ】
2010529688.tif 000008
【図３Ａ】
2010529688.tif 000009
【図３Ｂ】
2010529688.tif 000010
【図４】
2010529688.tif 000011
【図５Ａ】
2010529688.tif 000012
【図５Ｂ】
2010529688.tif 000013
【図６Ａ】
2010529688.tif 000014
【図６Ｂ】
2010529688.tif 000015
【図７】
2010529688.tif 000016
【図８】
2010529688.tif 000017
【図９】
2010529688.tif 000018
【図１０】
2010529688.tif 000019
【図１１】
2010529688.tif 000020
【図１２】
2010529688.tif 000021
【図１３】
2010529688.tif 000022
【図１４】
2010529688.tif 000023
【図１５】
2010529688.tif 000024
【国際調査報告】
2010529688.tif 000025
2010529688.tif 000026
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