Правильная ссылка на эту страницу
http://az-design.ru/Support/HardWare/RCA/A19860915Elc007.shtml

Изменение в расположении контактных площадок, повышающее надежность ИС

Сомервилл, шт.Нью-Джерси. Специалисты полупроводникового отделения компании RCA Corp., подобно инженерам производственникам из самых разных отраслей промышленности, давно испытывали потребность повысить надежность и технологичность выпускаемых изделий (в данном случае речь шла о полузаказных ИС). Дело в том, что длинные проволочные перемычки, соединяющие кристалл с корпусом ИС, зачастую бывали причиной значительного уменьшения выхода годных, а это, в свою очередь, вынуждало инженеров тратить время на трудоемкую процедуру внесения изменений в конструкцию ИС, требовало смены технологической оснастки и в конечном счете вело к бесполезным затратам времени в процессе производства. Растяжение тонких проволочек во время их приварки к контактным площадкам корпуса нередко приводило к обрывам или появлению коротких замыканий. Кроме того, перед разработчиками полузаказных ИС стояла еще одна задача — более эффективно использовать площадь участков по углам кристалла.

Решение оказалось поразительно простым: специалисты RCA пришли к выводу, что если изменить форму контактных площадок ИС таким образом, чтобы они достигали угловых участков кристалла, то самые длинные проволочные перемычки можно сделать короче примерно на 30%. Это помогло свести к минимуму брак, возникающий из-за слишком большой длины проволочных перемычек. Однако одновременно удалось решить еще одну важную проблему. Как говорит Стивен Моррис из отдела разработки специализированных ИС фирмы RCA, исследователи обнаружили, что благодаря размещению контактных площадок в углах им удалось сэкономить от 5 до 7% полезной площади кристалла.

«В большинстве случаев программы трассировки действуют достаточно эффективно при условии, что контактные площадки размещены на кристалле «стройными рядами», т.е. они рассчитаны на прямоугольный формат площадок,— поясняет Моррис. — Однако по мере уменьшения геометрических размеров элементов ИС все труднее становится соблюдать прямоугольную конфигурацию площадок. Подобные программы размещения элементов и трассировки всегда оставляют пустые углы, поскольку в них [программах] заложено стремление к соблюдению симметрии. Мы же постарались решить эту проблему». Вместо того чтобы располагать площадки в виде плотноупакованных блоков с осями, перпендикулярными по отношению к каждой стороне кристалла, специалисты RCA решили поместить их под углом 45° к краям кристалла и растянуть таким образом, чтобы каждая контактная площадка была как можно ближе к соответствующему контакту внешнего вывода корпуса ИС.

Программа «растяжения» размещает площадки по всей длине края кристалла, что позволяет добиться дополнительного уменьшения длины проволочных перемычек. Как говорит Моррис, в типичной ИС самые длинные выводы, которые обычно имеют длину около 1,75 мм, могут быть укорочены до 1,25—1,40 мм.

Контактные площадки расположены под углом 45° по отношению к краям кристалла и растянуты в длину, что позволяет максимально приблизить их к соответств
Контактные площадки расположены под углом 45° по отношению к краям кристалла и растянуты в длину, что позволяет максимально приблизить их к соответствующим контактам корпуса ИС.

Интересно заметить, что система MP20 фирмы RCA, предназначенная для размещения элементов и трассировки межсоединений, как бы «не замечает» скошенной конфигурации площадок. «В качестве характеристик элементов программа-трассировщик по-прежнему получает только их высоту и ширину,— поясняет Моррис.— Программа не знает, прямоугольные они или скошенные». Это объясняется тем, что контактные площадки, имеющие скошенную форму, введены в новую библиотеку элементов, разработанную в отделении полупроводниковых приборов фирмы RCA с использованием 2-мкм топологических норм и проходящую в настоящее время поверочные испытания. Таким образом, когда данная библиотека поступит в продажу и станет доступна заказчикам, контактные площадки скошенной формы автоматически войдут в топологию проектируемых схем.

Скошенная форма контактных площадок удобна также тем, что она облегчает проектировщикам использование угловых участков кристалла. Как сообщает Моррис, несмотря на ограничения, налагаемые проектными нормами, специалисты RCA могут поместить элементы схем питания или даже логические элементы в углах кристалла, куда не доходят даже контактные площадки. «В библиотеке имеется угловой элемент,— говорит он. — Вы можете спроектировать отличную угловую контактную площадку для схемы питания или, если очень постараетесь, даже логический элемент. Единственное ограничение, которое налагается существующими в нашей системе правилами проектирования, состоит в том, что в этом случае придется помещать идентичные элементы во всех четырех углах».

Как указывает Джин Паттерсон, директор по маркетингу специализированных ИС, такой способ конструирования особенно удобен для приборов с большим числом контактов. «Чем больше число контактов, тем сложнее проблема соединения контактных площадок кристалла с площадками корпуса. Когда общая площадь контактных площадок начинает превосходить площадь самой схемы, у вас обязательно возникнут трудности, а как раз этого вы не можете себе позволить, если хотите наладить массовый выпуск своих изделий и обеспечить их высокую надежность»,— говорит он.

Новый способ позволяет также сократить затраты времени на проектирование. Кристаллы, сконструированные с обычными контактными площадками, после изготовления опытной партии зачастую приходится проектировать заново, чтобы передвинуть неудачно размещенные контактные площадки и в результате улучшить выход годных. Поскольку процесс проектирования является автоматическим, а не ручным, фирма RCA, по словам Паттерсона, может сэкономить 3—5 сут. благодаря исключению необходимости повторного проектирования, а также сократить производственные затраты на 2—5%.

Скорейшее получение опытных образцов ИС играет исключительно важную роль для изготовителей полузаказных микросхем, так что потеря 3—5 сут., по мнению Паттерсона, может существенно замедлить обратную связь между проектировщиком и заказчиком. «Этот нюанс в методике проектирования помогает нам повысить надежность наших изделий и сделать их более технологичными»,— говорит он [No.21, pp.17,18].

Тобиас Нэйгел

Выходные данные:

Журнал "Электроника" том 59, No.11 (744), 1986г - пер. с англ. М.: Мир, 1986, стр.9

Electronics Vol.59 No.21 May 26, 1986 A McGraw-Hill Publication

Electronics Vol.59 No.22 June 2, 1986 A McGraw-Hill Publication

Раздел: ОБОЗРЕНИЕ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ

Тема:     Технология ИС





Дата последнего изменения:
Thursday, 21-Aug-2014 09:10:44 MSK


Постоянный адрес статьи:
http://az-design.ru/Support/HardWare/RCA/A19860915Elc007.shtml