LED倒装芯片设计的布线技术解析（下）

　　保证让你的布线通过率高达100%。

　　替代性框架

　　一种更实用的选项是被称为伪单层布线的概念，它要占用已有金属层(如M9)上的一小块区域。如果所占用的区域用于非性能关键功能，这种方法就具有可操作性，并且极具成本效益。

　　在图4(d)中，M9的一些区域(粉色区域)被用来完成布线。这里我们假设边界线(打点的灰线)和裸片边界之间的区域用于辅助布线。伪单层布线方法规避了成本问题，而且降低了拥挤布线的难度。虽然前述工作集中于单层布线，但伪单层布线在小块区域内使用了两层布线。

　　这种方法适用于重新布线层，因为M9通常用于连接电源地和I/O焊盘，而且最重要的M9功能是将电源平均分配到内核中的每个逻辑门。结果M9外围区域的重要性就没有中心区域高，使得信号网络能够与电源地网络共享M9外围区域。

　　图5：分别位于第9层和第10层的第一和第二个重新布线层。电源地网放置在M_inner^L9。可布线的区域是M_outer^L10∪M_inner^L10∪M_outer^L9。

　　重新布线层布线的问题表现在连接凸点焊盘Bi和输入/输出焊盘Oi之间的网络Ni。第一和第二个重新布线层分别是M9和M10，见图5。

　　我们根据边界线将这个区域命名为内部/外部区域。整个重新布线层被划分为4个区：M_inner^L9、M_outer^L9、M_inner^L10和M_outer^L10。

　　术语定义

　　●可布线区(伪单层)：M_outer^L10∪M_inner^L10∪M_outer^L9

　　●外部区：M_outer^L10∪M_outer^L9

　　●内部区：M_inner^L9∪M_inner^L10

　　伪单层重新布线层的布线问题是在可布线区内完成网络Ni的Bi和Oi的实际连线，并最大限度地减小内部区的面积。这也意味着边界线不是固定的。解决方案就是要确定边界线的位置。

　　我们的伪单层布线算法共有4步：

　　第一步是区域性层分配、可移动的引脚分配和版图抽取。

　　第二步是完成从一个凸点焊盘到一个引脚的网络布线。

　　第三步是确定使用哪根线。

　　第四步是完成从I/O焊盘到引脚的布线。图6显示了完成可移动引脚分配流程的简单例子。

　　第一步最重要。好的可移动引脚分配能最大限度地减少重新布线层走线。

　　图6：这个简单例子解释了布线流程

　　(a)区域性层分配，可移动引脚的分配以及版图抽取。

　　步骤(b)和(d)描述了使用哪根线以及使用通道布线完成从I/O焊盘到引脚的布线。

　　(e)展示了重新映射进原始版图的布线结果。

　　图7：可移动引脚分配的两个版本

　　(a)从单边排序的可移动引脚分配。

　　(b)使用凸点引脚选择算法的可移动引脚分配。凸点引脚选择算法可以实现更少走线的布线结果。

　　图7显示了两种可移动引脚分配方法。第一个版本从同一边完成每排凸点的可移动引脚分配，因此引脚顺序和凸点顺序是相同的。这种方法可以快速完成可移动引脚分配，但缺点是顺序被凸点排固定了。如果凸点顺序不理想，就会产生大量的走线。

　　第二个也是推荐的方法是引脚选择算法，如图8所示。

　　第一步产生所有可能的可移动引脚顺序，并在没有任何交叉网络的情况下完成从凸点到引脚的布线。

　　第二步是按照最少交叉数量的原则从第一步选择可移动引脚顺序。凸点选择算法确保凸点到引脚连接没有任何交叉，引脚到焊盘的交叉数量最少。

　　在使用凸点选择算法后，再由通道布线算法完成从引脚到I/O焊盘的布线，并确定走线数量，分配走线资源。最后将布线结果重新映射到原始版图，完成伪单层的重新布线层布线。

　　图8：凸点选择算法。

　　(a)产生可移动的引脚顺序。

　　(b)选择可尽量减少可移动引脚和I/O焊盘间交叉连接的引脚顺序。

　　验证有效性

　　上述框架结构已经在一个大规模的商业项目中实现。首先，芯片被分为4个区：W、N、E和S。每个区包含100个以上的信号凸点。针对每个区，我们的布线器可以在不到5秒的时间内产生结果并完成命令脚本的下载。

　　通过在Encounter Digital Implementation (EDI)中提交这些脚本就完成了物理布线。这个结果也可以用任何引脚至引脚布线器实现，因为所有引脚位置都分配好了。设计规则检查(DRC)判断所有结果都是好的。

　　布线结果见图6和图7，同时总结在表I中，其中fcroute是在所定义的EDI中的倒装芯片布线器，p2proute是点到点布线器。由于没有签署披露协议，因此只显示了部分结果。

　　表I：布线结果小结。