数字集成电路设计2.ppt

* integrated circuit package 提供信号及电源线进出硅芯片的界面。 移去由电路产生的热并为芯片提供机械支持。 保护芯片免受如潮湿等外界环境条件的影响。 对微处理器或信号处理器的性能及功耗有着重要的影响。 IC封装对元件的工作和性能起着极为重要的作用： * Packaging Requirements 电气要求: 引线具有低电容（线间和对衬底的）、低电阻和低电感。 热特性:散热率越高越好。 机械特性:机械可靠性要求在芯片载体与芯片封装的热特性之间有很好的匹配。 成本:越低越好。 * 封装材料： 封装主体最常用的材料是陶瓷和高分子聚合物（塑料）。后者价格非常低廉，但热性能不佳。 互连层： 传统的封装方法采用两个层次的互连技术。 互连层次1——芯片至封装衬底 1.导线压焊； 2.载带自动压焊（TAB）； 互连层次2——封装衬底至印刷板 1.穿孔安装； 2.表面安装； Packaging Technology * Bonding Techniques 导线压焊 缺点： 1.导线的连接必须一个接一个依次进行。 2.较多的引线数目使设计一个能避免线间短路的压焊形式更加 困难。 3.由于制造过程和不规则的出线使寄生参数的确切值很难预测。 * Tape-Automated Bonding (TAB) * Flip-Chip Bonding 倒装焊 将芯片倒置并利用焊球直接把它连在衬底上。它具有非常好的电气性能。其中，不是所有的I/O连接都处在芯片的四周，而是可以把压焊块放在芯片的任何位置处。 * Package-to-Board Interconnect 穿孔安装能提供机械上非常可靠与坚固的连接。但以封装密度为代价。具有很多引线的PGA也常常使印刷板的强度大大降低，也限制了印刷板的封装密度。穿孔安装的许多缺点可以用表面安装技术来解决。 * Package Types 1 2 3 4 5 6 7 1.裸芯片 2.双列直插（DIP） 3.针栅阵列（PGA） 4.小外廓IC（SOIC） 5.方形扁平封装（QFP） 6.引线塑封芯片载体 （PLCC） 7.无引线载体（LCC） * Package Parameters * Multi-Chip Modules 航空用处理器模块 多芯片模块——芯片至印刷版 通过把芯片直接安装在导线背板（印刷板或衬底）上可以取消封装层次中的一层，这在性能或密度是主要考虑因素时可以带来明显的好处。这种封装方法称为多芯片模块技术（MCM），它可以大大提高封装密度并全面改善性能。 课堂作业 光刻的作用是什么？ 光刻胶有几种？ 刻蚀的作用是什么？ 刻蚀有几种方法？ * 思考题 * 试简述如下名词的含义 a)版图： b)制版： c）Gds： d)Tapeout： EE141 * * * * * * * * * * * 对analog / mix-signal电路的设计来说： 由于一般模拟部分采用全定制（full-custom）方法设计，故模拟部分的对 layout 要求较高，需要一定的技巧，这就对 layout engineer 提出较高要求，保持同前端设计人员的紧密联系，才能做出理想的芯片。 基本概念 4、进行版图设计需要那些条件? 针对工艺的不同，Foundry厂都会提供该工艺各层的说明文件，ts文件（包含工艺信息），以及DRC 和LVS文件等。如果没有gds文件，那一般需要你自己创建一个 tf 文件。 工艺信息 基本概念 5、符号，截面图，版图（top view)对应关系 Inverter Stick-diagram N-diffusion P-diffusion Polysilicon Metal Legend of each layer contact N-well GND INPUT VDD OUTPUT 版图和截面图 N-diffusion P-diffusion Polysilicon Metal Legend of each layer contact N-well 单元库设计技术 单元库设计技术是当今VLSI设计的主要技术之一，借助这个设计技术我们可以获得性能优越的VLSIC。单元库是“专家系统”，它是由经过精心设计和优化的电路单元模块所组成，单元库提供了性能优越的“高级”设计平台，或者说我们的设计是建立在高水平的设计基础之上。 单元库概念 单元库技术所面对的直接是逻辑部件，即具有一定逻辑操作和运算功能的部件，它可能是一个逻辑门，也可能是一个功能块，甚至是一个功能相对完整的子系统。 单元库设计技术的目标：全局和局部都被优化。