一種適應(yīng)多種不同封裝要求的芯片焊盤版圖設(shè)計方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種適應(yīng)多種不同封裝要求的芯片焊盤版圖設(shè)計方法，根據(jù)焊盤總數(shù)，確定每邊的焊盤數(shù)和芯片長寬方向的尺寸；確定基本的封裝類型；根據(jù)基本封裝類型，調(diào)整芯片每邊的焊盤個數(shù)和焊盤位置；選定其它封裝類型進行壓焊圖設(shè)計；在不增加芯片面積的前提下，采取移動有壓焊問題的焊盤位置、在拐角處增加焊盤數(shù)量來替代有壓焊問題的焊盤或者不同的封裝類型壓焊不同的焊盤的優(yōu)化方式，使焊盤滿足不同的封裝類型要求；設(shè)計最終的壓焊圖。采用本發(fā)明的設(shè)計方法優(yōu)化后的芯片焊盤布局，避免了同一芯片不能進行不同封裝而需要更改版圖設(shè)計的現(xiàn)象，滿足了同一芯片能夠適應(yīng)不同封裝的要求，為芯片封裝和芯片應(yīng)用提供了靈活性，降低了成本。
【專利說明】一種適應(yīng)多種不同封裝要求的芯片焊盤版圖設(shè)計方法
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及集成電路設(shè)計領(lǐng)域，尤其涉及一種適應(yīng)多種不同封裝要求的芯片焊盤版圖設(shè)計方法。
【背景技術(shù)】
[0003]集成電路芯片一般由兩部分組成:一部分是內(nèi)部電路部分，實現(xiàn)電路邏輯，決定電路的功能；另一部分是接口電路，包括靜電保護電路和焊盤(PAD)，實現(xiàn)電路保護和與外部信號的連接。通過芯片焊盤與所采用某種封裝類型上的引線框架相連，芯片最終成為一個封裝完整的集成電路成品。在芯片版圖設(shè)計時，一般根據(jù)選定的某一種封裝類型來安排芯片焊盤的位置，如雙列直插封裝(DIP)或表面貼裝封裝(SOP)等的一種，等到版圖設(shè)計完成后，就必需采用選定的某一種封裝類型進行壓焊，一旦要求芯片采用其它的封裝形式，由于不同封裝類型的管殼內(nèi)腔和引線框架都不同，導(dǎo)致版圖焊盤不能滿足不同的封裝類型要求，特別在芯片的四個拐角處的焊盤，壓焊時容易與其相鄰的焊盤產(chǎn)生搭接現(xiàn)象。中國專利CN102237282A “一種非接觸IC芯片Pad版圖設(shè)計方法”，采用將相鄰的2個焊盤設(shè)計成對角位置達到能夠使芯片適應(yīng)不同封裝的要求，但它的應(yīng)用條件有諸多限制:1)焊盤數(shù)量少:2個焊盤；2)焊盤順序:無焊盤順序要求，焊盤位置只要是上下對角位置，而不論左右；3)封裝類型:雖然封裝外形不同，但真正的封裝內(nèi)腔基本相同。因此，對于多個有順序要求的芯片焊盤、千差萬別的封裝類型 (不僅外形不同，而且內(nèi)腔也不同)并不適應(yīng)，此方法并沒有產(chǎn)生更好的作用。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種適應(yīng)多種不同封裝要求的芯片焊盤版圖設(shè)計方法。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種適應(yīng)多種不同封裝要求的芯片焊盤版圖設(shè)計方法，其特征是，包括以下步驟:
步驟1、確定芯片的焊盤總數(shù)和每邊的焊盤數(shù):確定芯片的焊盤總數(shù)N，根據(jù)焊盤總數(shù)，確定每邊的焊盤數(shù)和芯片長寬方向的尺寸；
步驟2、確定基本的封裝類型:根據(jù)焊盤總數(shù)和芯片面積，選擇滿足要求的管腔尺寸及管腔引線框架的多種封裝類型，并選定其中一種封裝類型作為基本封裝類型；
步驟3、確定芯片焊盤的位置:根據(jù)選定的基本封裝類型，調(diào)整芯片每邊的焊盤個數(shù)和焊盤位置，使芯片長寬方向的尺寸分別小于該基本封裝類型的管殼管腔長寬方向的尺寸；步驟4、確定其它的封裝類型:根據(jù)已經(jīng)確定的芯片每邊的焊盤個數(shù)和芯片長寬方向的尺寸，選定其它封裝類型進行壓焊圖設(shè)計，如果也都滿足其它封裝類型，則不需要優(yōu)化焊盤位置，按步驟6直接輸出此種類型的壓焊圖；如果不滿足，則按步驟5優(yōu)化焊盤位置； 步驟5、優(yōu)化焊盤位置:在不增加芯片面積的前提下，采取移動有壓焊問題的焊盤位置、在拐角處增加焊盤數(shù)量來替代有壓焊問題的焊盤或者不同的封裝類型壓焊不同的焊盤的優(yōu)化方式，使焊盤滿足不同的封裝類型要求；
步驟6、設(shè)計最終的壓焊圖:根據(jù)最終確認的芯片焊盤位置輸出適合不同封裝類型的壓焊圖。
[0006]步驟I中，芯片設(shè)計為正方形，按正方形進行布局計算，確定芯片每邊的焊盤數(shù)為
N/4。
[0007]步驟4中，選定其它封裝類型進行壓焊圖設(shè)計時，分別考慮以下因素:
芯片長寬方向的尺寸是否滿足其它的封裝類型管殼管腔長寬方向的尺寸、相鄰焊盤的壓焊絲是否產(chǎn)生搭接現(xiàn)象。
[0008]步驟6中，根據(jù)最終確認的芯片焊盤位置，確認芯片長寬方向的尺寸滿足不同封裝類型管殼管腔長寬方向的尺寸要求和焊盤間的壓焊絲沒有產(chǎn)生搭接現(xiàn)象后，輸出不同封裝類型的壓焊圖。
[0009]本發(fā)明所達到的有益效果:
采用本發(fā)明的設(shè)計方法優(yōu)化后的芯片焊盤布局，避免了同一芯片不能進行不同封裝而需要更改版圖設(shè)計的現(xiàn)象，滿足了同一芯片能夠適應(yīng)不同封裝的要求，為芯片封裝和芯片應(yīng)用提供了靈活性，降低了成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1是焊盤示意圖。
[0011 ]圖2是芯片焊盤布局不意圖。
[0012]圖3A是DIP封裝示意圖。
[0013]圖3B是SOP封裝示意圖。
[0014]圖4是增加PAD點的芯片布局示意圖。
[0015]圖5是優(yōu)化后SOP封裝示意圖。
[0016]圖6是優(yōu)化PAD點位置后芯片布局不意圖。
[0017]圖7A是最終芯片DIP封裝不意圖。
[0018]圖7B是最終芯片SOP封裝示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。
[0020]1、確定芯片的焊盤總數(shù)和每邊的焊盤數(shù):確定芯片的焊盤總數(shù)(N個)，包括必需的(如輸入、輸出)、冗余的(如多個電源、地)、可選的(如中間測試)等；根據(jù)焊盤總數(shù)，大致確定每邊的焊盤數(shù)和芯片長寬方向的尺寸。
[0021]2、確定基本的封裝類型:根據(jù)焊盤總數(shù)和芯片面積，選擇滿足要求的管腔尺寸及管腔引線框架的多種封裝類型，并選擇一種封裝類型作為基本的封裝類型。
[0022]3、確定芯片焊盤的位置:根據(jù)選定的基本封裝類型，進一步調(diào)整芯片每邊的焊盤個數(shù)和焊盤位置，使芯片長寬方向的尺寸分別小于管殼管腔長寬方向的尺寸。按實際尺寸設(shè)計芯片焊盤與管殼管腔引線框架的連接示意圖，驗證焊盤位置設(shè)計的合理性，確保芯片焊盤布局符合選定的基本封裝類型。
[0023]4、確定其它的封裝類型:根據(jù)已經(jīng)確定的芯片每邊的焊盤個數(shù)和芯片長寬方向的尺寸，選定其它封裝類型進行壓焊圖設(shè)計，分別考慮芯片長寬方向的尺寸是否滿足其它的封裝類型管殼管腔長寬方向的尺寸和相鄰焊盤的壓焊絲是否產(chǎn)生搭接現(xiàn)象，如果都滿足，則不需要優(yōu)化焊盤位置，按步驟6直接輸出此種類型的壓焊圖；如果不滿足，則需要按步驟5優(yōu)化焊盤位置，使其滿足。
[0024]5、焊盤位置優(yōu)化設(shè)計:通過壓焊圖了解出現(xiàn)有壓焊問題的焊盤個數(shù)和位置，由于焊盤數(shù)量較多且芯片面積較大，在芯片四個拐角處的焊盤容易出現(xiàn)壓焊絲搭接等不可靠現(xiàn)象，焊盤的優(yōu)化設(shè)計主要針對此處的焊盤進行，因此盡量將次要、冗余、測試的焊盤放在拐角處，使其不影響電路的性能。在盡可能不增加芯片面積的前提下，采取移動有壓焊問題的焊盤位置、在拐角處增加焊盤來替代有壓焊問題的焊盤或者不同的封裝類型壓焊不同的焊盤等方法，使其滿足不同的封裝類型要求。
[0025]6、設(shè)計最終的壓焊圖:根據(jù)最終確認的芯片焊盤位置設(shè)計不同封裝類型的壓焊圖，確認芯片長寬方向的尺寸滿足不同封裝類型管殼管腔長寬方向的尺寸要求和焊盤間的壓焊絲沒有產(chǎn)生搭接現(xiàn)象，輸出不同封裝類型的壓焊圖。
[0026]以某芯片設(shè)計為例，先進行接口電路相關(guān)尺寸的說明，接口部分10由焊盤11和對應(yīng)與PAD點11連通的ESD保護電路12圖形組成，其中焊盤11為正方形，邊長Dl = 70 μ m,焊盤間距D2 = 30 μ m，ESD保護電路12圖形為長方形，長為D1，寬為D4=100 μ m,拐角corner為正方形，邊長D3 = Dl+D4=170ymo接口電路示意圖見圖1。
[0027]按照以下步驟進行芯片焊盤的設(shè)計:
1、確定芯片的焊盤總數(shù)和每邊的焊盤數(shù):芯片焊盤包括地址信號4個，數(shù)據(jù)輸出16個，電源、地共4個，其它信號4個，最終焊盤總數(shù)N為28個，按正方形進行布局計算，每邊的焊盤數(shù)為Ml = N/4=7個，見圖2，依據(jù)封裝加工能力確定正方形邊長:可得芯片邊長Xl=MlX (D1+D2)-D2+2D3 = 7X (70+30)-30 + 2X 170 = 1010 μ m。
[0028]2、確定基本的封裝類型:該芯片有28個焊盤和大致芯片面積1.0lmmX 1.0lmm,選擇DIP28、S0P28作為兩種封裝類型。經(jīng)查DIP28的管腔為正方形，邊長為6.4mmX 6.4mm，每邊各放置7個焊盤，共28個焊盤；S0P28的管腔為長方形，尺寸為6mmX 3mm，長方向兩邊各放置10個焊盤，共20個焊盤，寬方向兩邊各放置4個焊盤，共8個焊盤，總共28個焊盤?；镜姆庋b類型可隨便選擇，但考慮到DIP28的管腔是正方形，方便將芯片設(shè)計成正方形是比較好的方案，因此選擇DIP28為基本的封裝類型，而S0P28為其它的封裝類型。
[0029]3、確定芯片焊盤的位置:對基本封裝類型DIP28進行壓焊圖設(shè)計，確定芯片每邊的焊盤個數(shù)為7個，確定芯片的形狀為正方形，邊長約為1.01mm，小于最小的管腔尺寸6_X 3_，按實際尺寸設(shè)計芯片焊盤與管殼管腔引線框架的連接示意圖，見圖3A，驗證焊盤位置設(shè)計的合理性，確保芯片焊盤布局符合選定的基本封裝類型。
[0030]4、確定其它的封裝類型:選定S0P28管殼為其它封裝類型和芯片焊盤布局圖，設(shè)計壓焊圖，如圖3B。如果芯片焊盤滿足S0P28管殼的要求，則不需要優(yōu)化焊盤位置，按步驟6直接輸出此種類型的壓焊圖。但由圖可見，芯片長寬方向的尺寸滿足S0P28封裝類型管殼管腔長寬方向的尺寸，但在芯片拐角處的相鄰焊盤的壓焊絲存在搭接現(xiàn)象，因此必須按步驟5優(yōu)化焊盤位置使其能夠壓焊而不產(chǎn)生搭接。
[0031]5、焊盤位置優(yōu)化設(shè)計:對芯片拐角處的焊盤進行優(yōu)化設(shè)計，通過圖3B 了解出現(xiàn)有壓焊問題的焊盤個數(shù)和位置，采取增加、移動有壓焊問題的焊盤位置等方法優(yōu)化焊盤設(shè)計。
[0032]增加焊盤的方法如下:依據(jù)初步確定的芯片尺寸，在此尺寸范圍內(nèi)每邊能放置的最大的PAD點個數(shù)為:N1=X1/(D1+D2) = 1010/100 = 10.1，按10個焊盤計算，每個方向比原先多出3個焊盤，考慮到實際，可按每條邊兩頭各增加I個與端部的ESD保護電路12連通的焊盤進行設(shè)計，如將芯片每條邊最外側(cè)的焊盤I的外側(cè)增加I個焊盤1A，焊盤7的外側(cè)增加I個焊盤7A，每個方向多出2個焊盤，芯片總焊盤個數(shù)多出8個，共36個，但芯片尺寸仍保持不變，見圖4。依據(jù)此芯片焊盤圖進行壓焊圖設(shè)計，在DIP28封裝中芯片每條邊上可采用焊盤I或焊盤1A、焊盤7或焊盤7A進行壓焊，而在S0P28封裝中必需采用焊盤1A、焊盤7A進行壓焊(而焊盤1、焊盤7閑置)，見圖5，此芯片焊盤設(shè)計符合二種封裝類型的壓焊，且芯片面積與焊盤順序不變。
[0033]移動焊盤的方法如下:在上述方法的基礎(chǔ)上，為了進一步簡化焊盤設(shè)計，可將焊盤I和焊盤7移動到焊盤IA和焊盤7A的位置，或者去掉焊盤I和焊盤7，用焊盤IA和焊盤7A代替，芯片每個方向的焊盤個數(shù)為7個、總焊盤個數(shù)為28個，見圖6，依據(jù)此芯片焊盤圖進行壓焊圖設(shè)計，在DIP28和S0P28封裝中采用焊盤1A、7A進行壓焊，見圖7A和圖7B，此芯片焊盤設(shè)計符合二種封裝類型的壓焊，且芯片面積與焊盤順序不變。
[0034]6、設(shè)計最終的壓焊圖:根據(jù)最終設(shè)計的芯片焊盤位置圖，和采用的DIP28、CS0P28的封裝類型設(shè)計壓焊圖，確認芯片長寬方向的尺寸滿足不同封裝類型管殼管腔長寬方向的尺寸要求和焊盤間的壓焊絲沒有產(chǎn)生搭接現(xiàn)象，輸出不同封裝類型的壓焊圖，壓焊圖如圖7所示。
[0035]優(yōu)化后的芯片焊盤布局設(shè)計，避免了同一芯片不能進行不同封裝而需要更改版圖設(shè)計的現(xiàn)象，滿足了同一芯片能夠適應(yīng)不同封裝的要求，為芯片封裝和芯片應(yīng)用提供了靈活性，降低了成本。
[0036]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種適應(yīng)多種不同封裝要求的芯片焊盤版圖設(shè)計方法，其特征是，包括以下步驟: 步驟1、確定芯片的焊盤總數(shù)和每邊的焊盤數(shù):確定芯片的焊盤總數(shù)N，根據(jù)焊盤總數(shù)，確定每邊的焊盤數(shù)和芯片長寬方向的尺寸； 步驟2、確定基本的封裝類型:根據(jù)焊盤總數(shù)和芯片面積，選擇滿足要求的管腔尺寸及管腔引線框架的多種封裝類型，并選定其中一種封裝類型作為基本封裝類型； 步驟3、確定芯片焊盤的位置:根據(jù)選定的基本封裝類型，調(diào)整芯片每邊的焊盤個數(shù)和焊盤位置，使芯片長寬方向的尺寸分別小于該基本封裝類型的管殼管腔長寬方向的尺寸；步驟4、確定其它的封裝類型:根據(jù)已經(jīng)確定的芯片每邊的焊盤個數(shù)和芯片長寬方向的尺寸，選定其它封裝類型進行壓焊圖設(shè)計，如果也都滿足其它封裝類型，則不需要優(yōu)化焊盤位置，按步驟6直接輸出此種類型的壓焊圖；如果不滿足，則按步驟5優(yōu)化焊盤位置；步驟5、優(yōu)化焊盤位置:在不增加芯片面積的前提下，采取移動有壓焊問題的焊盤位置、在拐角處增加焊盤數(shù)量或者不同的封裝類型壓焊不同的焊盤的優(yōu)化方式，使焊盤滿足不同的封裝類型要求； 步驟6、設(shè)計最終的壓焊圖:根據(jù)最終確認的芯片焊盤位置輸出適合不同封裝類型的壓焊圖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適應(yīng)多種不同封裝要求的芯片焊盤版圖設(shè)計方法，其特征是，步驟I中，芯片設(shè)計為正方形，按正方形進行布局計算，確定芯片每邊的焊盤數(shù)為N/4。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適應(yīng)多種不同封裝要求的芯片焊盤版圖設(shè)計方法，其特征是，步驟4中，選定其它封裝類型進行壓焊圖設(shè)計時，分別考慮以下因素: 芯片長寬方向的尺寸是否滿足其它的封裝類型管殼管腔長寬方向的尺寸、相鄰焊盤的壓焊絲是否產(chǎn)生搭接現(xiàn)象。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的適應(yīng)多種不同封裝要求的芯片焊盤版圖設(shè)計方法，其特征是，步驟6中，根據(jù)最終確認的芯片焊盤位置，確認芯片長寬方向的尺寸滿足不同封裝類型管殼管腔長寬方向的尺寸要求和焊盤間的壓焊絲沒有產(chǎn)生搭接現(xiàn)象后，輸出不同封裝類型的壓焊圖。
【文檔編號】H01L21/60GK103903996SQ201410149177
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年4月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月14日
【發(fā)明者】呂江萍, 劉霞, 陳遠金, 陳超, 王麗麗 申請人:中國兵器工業(yè)集團第二一四研究所蘇州研發(fā)中心