LED倒裝芯片設計的布線技術解析（下）

　　保證讓你的布線通過率高達100%。

　　替代性框架

　　一種更實用的選項是被稱為偽單層布線的概念，它要占用已有金屬層(如M9)上的一小塊區域。如果所占用的區域用于非性能關鍵功能，這種方法就具有可操作性，并且極具成本效益。

　　在圖4(d)中，M9的一些區域(粉色區域)被用來完成布線。這里我們假設邊界線(打點的灰線)和裸片邊界之間的區域用于輔助布線。偽單層布線方法規避了成本問題，而且降低了擁擠布線的難度。雖然前述工作集中于單層布線，但偽單層布線在小塊區域內使用了兩層布線。

　　這種方法適用于重新布線層，因為M9通常用于連接電源地和I/O焊盤，而且最重要的M9功能是將電源平均分配到內核中的每個邏輯門。結果M9外圍區域的重要性就沒有中心區域高，使得信號網絡能夠與電源地網絡共享M9外圍區域。

　　圖5：分別位于第9層和第10層的第一和第二個重新布線層。電源地網放置在M_inner^L9。可布線的區域是M_outer^L10∪M_inner^L10∪M_outer^L9。

　　重新布線層布線的問題表現在連接凸點焊盤Bi和輸入/輸出焊盤Oi之間的網絡Ni。第一和第二個重新布線層分別是M9和M10，見圖5。

　　我們根據邊界線將這個區域命名為內部/外部區域。整個重新布線層被劃分為4個區：M_inner^L9、M_outer^L9、M_inner^L10和M_outer^L10。

　　術語定義

　　●可布線區(偽單層)：M_outer^L10∪M_inner^L10∪M_outer^L9

　　●外部區：M_outer^L10∪M_outer^L9

　　●內部區：M_inner^L9∪M_inner^L10　　偽單層重新布線層的布線問題是在可布線區內完成網絡Ni的Bi和Oi的實際連線，并最大限度地減小內部區的面積。這也意味著邊界線不是固定的。解決方案就是要確定邊界線的位置。

　　我們的偽單層布線算法共有4步：

　　第一步是區域性層分配、可移動的引腳分配和版圖抽取。

　　第二步是完成從一個凸點焊盤到一個引腳的網絡布線。

　　第三步是確定使用哪根線。

　　第四步是完成從I/O焊盤到引腳的布線。圖6顯示了完成可移動引腳分配流程的簡單例子。

　　第一步最重要。好的可移動引腳分配能最大限度地減少重新布線層走線。

　　圖6：這個簡單例子解釋了布線流程

　　(a)區域性層分配，可移動引腳的分配以及版圖抽取。

　　步驟(b)和(d)描述了使用哪根線以及使用通道布線完成從I/O焊盤到引腳的布線。

　　(e)展示了重新映射進原始版圖的布線結果。

　　圖7：可移動引腳分配的兩個版本

　　(a)從單邊排序的可移動引腳分配。

　　(b)使用凸點引腳選擇算法的可移動引腳分配。凸點引腳選擇算法可以實現更少走線的布線結果。　　圖7顯示了兩種可移動引腳分配方法。第一個版本從同一邊完成每排凸點的可移動引腳分配，因此引腳順序和凸點順序是相同的。這種方法可以快速完成可移動引腳分配，但缺點是順序被凸點排固定了。如果凸點順序不理想，就會產生大量的走線。

　　第二個也是推薦的方法是引腳選擇算法，如圖8所示。

　　第一步產生所有可能的可移動引腳順序，并在沒有任何交叉網絡的情況下完成從凸點到引腳的布線。

　　第二步是按照最少交叉數量的原則從第一步選擇可移動引腳順序。凸點選擇算法確保凸點到引腳連接沒有任何交叉，引腳到焊盤的交叉數量最少。

　　在使用凸點選擇算法后，再由通道布線算法完成從引腳到I/O焊盤的布線，并確定走線數量，分配走線資源。最后將布線結果重新映射到原始版圖，完成偽單層的重新布線層布線。

　　圖8：凸點選擇算法。

　　(a)產生可移動的引腳順序。

　　(b)選擇可盡量減少可移動引腳和I/O焊盤間交叉連接的引腳順序。

　　驗證有效性

　　上述框架結構已經在一個大規模的商業項目中實現。首先，芯片被分為4個區：W、N、E和S。每個區包含100個以上的信號凸點。針對每個區，我們的布線器可以在不到5秒的時間內產生結果并完成命令腳本的下載。

　　通過在Encounter Digital Implementation (EDI)中提交這些腳本就完成了物理布線。這個結果也可以用任何引腳至引腳布線器實現，因為所有引腳位置都分配好了。設計規則檢查(DRC)判斷所有結果都是好的。

　　布線結果見圖6和圖7，同時總結在表I中，其中fcroute是在所定義的EDI中的倒裝芯片布線器，p2proute是點到點布線器。由于沒有簽署披露協議，因此只顯示了部分結果。

　　表I：布線結果小結。

　　本文小結

　　本文介紹了在偽單層上完成重新布線層布線的一種方法，這種方法可以用于太過擁塞以至于人工布線都無法實現單層解決方案的場合。偽單層布線方法提供了替代增加額外金屬層或增加裸片尺寸的可行方法。

　　成功的關鍵是區域性層分配、可移動的引腳分配和版圖抽取。這些技術將重新布線層的布線問題轉變成為典型的通道布線問題。

　　利用這種方法可以做到百分之百的布通率，并且最大限度地減小了兩層布線的面積。