LED倒装芯片设计的布线技术解析(上)

2015-02-21编辑:探路者 关键字:LED  倒装芯片
 本文介绍了在伪单层上完成重新布线层布线的一种方法。这些技术将重新布线层的布线问题转变成为典型的通道布线问题。

  利用这种方法可以做到百分之百的布通率,并且最大限度地减小了两层布线的面积。

  工程师在倒装芯片设计中经常使用重新布线层(RDL)将I/O焊盘重新分配到凸点焊盘,整个过程不会改变I/O焊盘布局。

  然而,传统布线能力可能不足以处理大规模的设计,因为在这些设计中重新布线层可能非常拥挤,特别是在使用不是最优化的I/O凸点分配方法情况下。这种情况下即使采用人工布线,在一个层内也不可能完成所有布线。

  随着对更多输入/输出(I/O)要求的提高,传统线绑定封装将不能有效支持上千的I/O。倒装芯片装配技术被广泛用于代替线绑定技术,因为它不仅能减小芯片面积,而且支持多得多的I/O。

  倒装芯片还能极大地减小电感,从而支持高速信号,并拥有更好的热传导性能。倒装芯片球栅阵列(FCBGA)也被越来越多地用于高I/O数量的芯片。

  图1:倒装芯片横截面:信号线经过包括重新布线层在内的三个面。

  重新布线层(RDL)是倒装芯片组件中芯片与封装之间的接口界面(图1)。重新布线层是一个额外的金属层,由核心金属顶部走线组成,用于将裸片的I/O焊盘向外绑定到诸如凸点焊盘等其它位置。

  凸点通常以栅格图案布置,每个凸点都浇铸有两个焊盘(一个在顶部,一个在底部),它们分别连接重新布线层和封装基板。因此重新布线层被用作连接I/O焊盘和凸点焊盘的层。

  图2:自由分配(FA)和预分配(PA)是两种焊盘分配方法。外围I/O(PI/O)和区域I/O(AI/O)是两种倒装芯片结构。  倒装芯片结构与焊盘分配

  以往研究已经明确了两种倒装芯片结构和两种焊盘分配方法,如图2所示。自由分配(FA)和预分配(PA)是两种焊盘分配方法,而外围I/O(PI/O)和区域I/O(AI/O)是两种倒装芯片结构。

  两种焊盘分配方法的区别在于凸点焊盘和I/O焊盘之间的映射是否定义为输入。自由分配的问题是,每个I/O焊盘都可以自由分配到任意凸点焊盘,因此分配与布线需要一起考虑。而对预分配来说,每个I/O焊盘必须连接指定的凸点焊盘,因此需要解决复杂的交叉连接问题。预分配问题的解决比自动分配要难,但对设计师来说则更加方便。

  两种倒装芯片结构分别代表不同的I/O布局图案。AI/O和PI/O的挑战分别在于将I/O放在中心区域和将I/O放在裸片外围。目前PI/O更加流行,因为它简单,设计成本低,虽然AI/O理论上可以提供更好的性能。

  图3给出了一个PI/O例子。

  外围一圈绿色矩形代表I/O焊盘。红色和黄色圆圈代表电源和地凸点,而蓝色圆圈代表信号凸点。位于裸片中央的那些电源/地凸点被分类为网状类型,信号凸点被分类为栅格类型。


  图3:重新布线层顶视图,图中显示了栅格图案的凸点焊盘和外围的I/O焊盘。

  上述所有工作都集中在单层布线。它们将布线限制在一个金属层,每个网络都必须在这个层完成布线。一般的目标是尽可能地减少走线长度。优化算法需要在布通率为100%的前提下完成。这种方法被证明可以很好地解决每种重新布线层的布线问题,前提是存在单层解决方案。

  实用的重新布线层布线方案

  重新布线层布线和凸点分配都是额外的实现任务,它们有助于设计从线绑定过渡到倒装芯片。凸点分配的意思是将每个凸点分配到指定的I/O焊盘。由于对大多数设计来说I/O焊盘位于裸片外围,因此飞线和信号走线看起来像是从芯片中心到四周边界的网状图案。

  图3显示的是一个使用两层重新布线层的真实比例设计例子。金属层10(M10)和金属层9(M9)完成所有信号网络布线,并分别实现电源/地(PG)网格和电源布线。通常有数量众多的信号网络需要布线。凸点焊盘的占用面积比较大,在布线阶段常被认为是影响布线的障碍。

  图4:拥挤的重新布线层的布线解决方案。

  图4(a)显示了一个拥挤的重新布线层例子,其中netA、netB……netF这6条网络显示为飞线。这种设计如此拥塞,以致于在单个层(如M10)上根本不可能达到100%的布通率。一种解决方案是增加重新布线层(如M10)的面积。这相当于增加裸片尺寸,如图4(b)所示。

  另外一种解决方案是再增加一层重新布线层(如M11),如图4(c)所示。虽然从工程角度看具有实际可操作性,但从成本角度看两种解决方案都是不可接受的。

关键字:LED  倒装芯片

来源: 互联网 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/LED/2015/0221/article_11782.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

上一篇:缩减高功率LED开发之CFD模拟散热
下一篇:LED倒装芯片设计的布线技术解析(下)

关注eeworld公众号 快捷获取更多信息
关注eeworld公众号
快捷获取更多信息
关注eeworld服务号 享受更多官方福利
关注eeworld服务号
享受更多官方福利

推荐阅读

会行走的广告

这款产品,这款产品所应用的市场,以及这款产品对传统广告展示形式所带来的颠覆式创新变革,是很多人没有关注到,更没有预料到的,它却实实在在的正在发生中。 它是一款什么样的产品?它来自己哪里?它给广告展示形式带了什么样的一种全新体验?它凭什么能在短时间内迅速蹿红?下面就来为大家解读。 这款产品大的方向去讲的话,它只是一款不一样尺寸和功能的led显示屏而已,属于led显示屏众多应用产品系列其中的一个单品,我们给他取了一个很形象的名字——可穿戴led广告衣显示屏,简称led广告衣。它是由深圳科鑫光电自主独立研发的一款创新型、可穿戴人体广告显示屏设备。 下面就给大家来看一下科鑫光电led广告衣的庐山正面目,了解
发表于 2018-08-03
会行走的广告

购买电视这多么多“X”LED 你能分清吗?

最近几年电视显示技术发展越来越快,各种新鲜概念也是如洪水般地袭来,LED、OLED、ULED、QLED,最让人头疼的莫过于这些各式各样的LED概念了,商家的描述也是让消费者摸不着头脑,今天笔者带各位一起辨别这些“X”LED,让你成为一个“懂屏帝”。  “X”LED概念解释  LED  LED在我们生活中非常常见,各种舞台的大屏幕使用的就LED,LED用中文来讲就是发光二极管,有朋友可能会问,LED电视不是液晶电视吗?怎么变成了发光二极管呢?  LED电视采用液晶面板作为显示介质和发光二极管作为背光模组,当光线通过液晶层时,控制液晶分子做不同程度的偏转,就能呈现不同的明暗程度。然后再通过一层彩色的滤光片,让白色的光线带有色彩,最后
发表于 2018-08-02
购买电视这多么多“X”LED 你能分清吗?

80后执掌创维电视 OLED技术能让这家公司翻盘吗?

创维想让彩电行业从营销驱动重回技术驱动。  30年历史的创维迎来了新鲜血液。  7月31日,创维在发布OLED电视的同时,新上任的创维-RGB董事长王志国也正式亮相。这是创维电视几十年以来的首位80后董事长。  据介绍,创维-RGB是创维集团彩电事业本部的经营主体,创维集团CEO刘棠枝将不再兼任创维-RGB董事长。王志国出生于1980年,2009年加入创维集团,主持研发酷开智能电视操作系统。目前担任创维集团CTO、创维-RGB董事长兼全球研发中心总经理、深圳市酷开网络科技有限公司CEO。  “智能电视生态模式已经成立,以后将不再仅仅依赖硬件进行盈利”,刘棠枝如此解释王志国上任的原因,此外他也表示,人事变动能让他腾出更多的时间聚焦
发表于 2018-08-02
80后执掌创维电视 OLED技术能让这家公司翻盘吗?

LED将成为众多领域里的香饽饽

我们大多数人都希望自己的努力能得到回报,而还有些人可能更希望不劳而获。这两种情况很少同时发生,但LED照明却有可能实现此。众所周知,LED功耗低,这意味着从几乎任何其他形式的照明转向LED都将省钱,而无任何代价。它的‘附加’特点是,因为您用更少的能量来点亮您的家或办公室,也会对环境有所帮助。从消费者的角度来看,LED提供了有益于环境和省钱的回报,如果您从另一个角度看,这就像不劳而获(不包括初始支出)。但真的这么简单吗?理论上应该是,但现实情况是您节省的可能会有所不同,这取决于您的LED将交流转换成直流有多高能效。这不是消费者通常会查看的东西,我们可以认为,市场还不成熟,不太关注于此。但实际上,这只是在给未来制造问题。当然,立法
发表于 2018-08-02
LED将成为众多领域里的香饽饽

LED芯片格局已成型 厂商有何战略布局?

近几年,包括三安光电、华灿光电、德豪润达等在内的本土芯片厂商通过扩产、整合持续扩大市场份额,大陆LED芯片集中度正在不断提高。随着国内芯片大厂陆续扩产,海外企业与国内二三线芯片厂逐步收缩产能,LED芯片行业新格局逐渐形成:产业向大陆聚集、产能向龙头聚集。目前,我国LED芯片格局已经基本成型,市场话语权主要掌握在几大龙头厂商手中。然而,他们有何布局呢?我们一起来看看吧!三安光电众所周知,如今的三安光电已不再是一家纯粹的LED芯片企业,而是集衬底材料、LED芯片和化合物半导体于一体的“巨无霸”。三安光电董事会秘书李雪炭表示,公司LED业务有很多新的产品在逐步拓展,另外集成电路业务是未来公司的重点发展方向,业务正在上量阶段。目前LED
发表于 2018-08-01

LG Innotek起诉美国UV美甲烘干机企业侵犯其UV LED专利

LG Innotek 于美国当地时间25日向加利福尼亚北部联邦地方法院及加利福尼亚中部联邦地方法院提起诉讼,指控 Evergreat 侵犯其 UV LED 专利技术。这是 LG Innotek 首次对 UV LED 产品提起专利诉讼。 UV 美甲烘干机用于手部指甲和脚部指甲涂抹指甲油后,通过照射紫外线快速烘干的设备。利用了紫外线与特殊物质发生化学反应的特点。UV LED 作为高性能和高安全性的光源被广泛使用。 Evergreat 公司是位于美国加州的制造企业。在市场中以 “Melodysusie”品牌驰名。 本次诉讼指控 Evergreat 公司销售的10种型号的 UV
发表于 2018-07-30

小广播

颜工专栏

LED专区

现任华润矽威科技(上海)有限公司市场部经理/高工,上海市传感技术学会理事、副秘书长。

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2018 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved