Flip chip (монтаж методом перевёрнутого чипа) — это метод корпусирования интегральных схем, при котором кристалл микросхемы устанавливается на выводы, выполненные непосредственно на его контактных площадках, которые расположены по всей поверхности кристалла микросхемы.

Монтаж кристалла по технологии flip chip
Монтаж кристалла по технологии wire bonding

ОпределенияПравить

Бамп (bump) — контактная площадка, вынесенная на поверхность кристалла микросхемы.

Ячейка ввода-вывода — элемент интегральной схемы, осуществляющий передачу входных(выходных) сигналов к схеме и от неё.

Wire bonding — метод корпусирования, при котором контактные площадки, расположенные на периферии кристалла микросхемы, соединяются с выводами корпуса с помощью проволочных проводников.

С точки зрения топологического проектированияПравить

 
Часть кристалла с бампами, размещенными по всей площади

Включение современных СБИС в электронную аппаратуру производится через ячейки ввода-вывода. Каждая ячейка ввода-вывода соединяется с контактной площадкой (бампом), которые соединяются с внешними выводами корпуса микросхемы. Ячейки ввода-вывода делятся на сигнальные, которые используются для передачи цифровых сигналов, и ячейки земли/питания[1]. При использовании технологии flip chip сеть питания кристалла подключается непосредственно к бампам. Поэтому ячейки земли/питания ввода-вывода обеспечивают землю и питание исключительно для сигнальных ячеек. Для того, чтобы осуществить монтаж кристалла по технологии flip chip, необходимо разместить бампы по всей площади кристалла. Бампы делятся на сигнальные, бампы земли/питания ядра микросхемы и бампы земли/питания ячеек ввода-вывода. Сигнальные бампы и бампы земли/питания ячеек ввода-вывода подключаются к соответствующим ячейкам ввода-вывода по кратчайшему пути в самых верхних слоях металлизации[2]. Бампы земли/питания ядра подключаются к сети питания кристалла. Общее количество бампов ограничено корпусом микросхемы и возможностями трассировки на этапе корпусирования. Количество сигнальных бампов равно количеству сигнальных ячеек ввода-вывода. Оставшиеся отводятся под питание. Технология flip chip позволяет размещать ячейки ввода-вывода не только по периметру кристалла, но и внутри него.

Преимущества технологии flip chip по сравнению с wire bondingПравить

  1. Более равномерное распределение питания по кристаллу;
  2. Лучший отвод тепла от кристалла;
  3. Большая гибкость в размещении ячеек ввода-вывода по кристаллу;
  4. Меньшая длина межсоединений, а, следовательно, более компактные размеры, высокая производительность устройств[3].

РеализацияПравить

Бампы кристалла спаиваются с контактными площадками корпуса с помощью специальных шариков припоя, которые оплавляются под действием горячего воздуха.

ЛитератураПравить

  1. Golshan Khosrow. Physical Design Essentials An ASIC Design Implementation Perspective.—Springer, 2007.—P. 222.
  2. System Cadence Design. Innovus User Guide. Product Version 16.12.—2016.—P. 1749.
  3. George Rirely, Introduction to Flip Chip: What, Why, How Flipchips.com October 2000.