DE3639053C2 - Integrierte Schaltungsanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine integrierte Schaltungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, wie sie aus EP 00 73 641 A2 bekannt ist.

Integrierte Schaltungschips (IC's) besitzen im allgemeinen Rechteckform mit einem den Aktivbereich der integrierten Schaltung enthaltenden Zentralbereich. Auf einem den Zentralbereich umgebenden Randstreifen des jeweiligen Chips werden längliche Peripherieschaltungen vorgesehen, die jeweils ein über einen Verbindungsdraht mit einem außen liegenden Kontakt zu verbindendes Anschlußfeld am Rand des Chips besitzen. Um eine Überlappung der Peripherieschaltungen in den Eckbereichen des Chips zu vermeiden, werden die Peripherieschaltungen auf einen Chip-Bereich beschränkt, der unmittelbar an jeweils eine Rechteckseite des Zentralbereichs angrenzt.

Die Anordnung der Einzelteile des Chips wird im allgemeinen durch ein Rechnersystem bestimmt, das die Peripherieschaltungen in etwa rechteckige bzw. langgestreckte Formen bringt. Die länglich geformten Peripherieschaltungen werden außerdem so angeordnet, daß ihre Längsachsen senkrecht zu den Rechteckkanten des Zentralbereichs stehen. Zwei an einen Eckbereich angrenzende Peripherieschaltungen, die also senkrecht zueinander stehen, können demgemäß nicht in den Eckbereich hineinreichen, ohne sich zu überlappen. Um dieses Problem auszuschließen ist es in der Industrie üblich geworden, ein derart programmiertes Rechnersystem zur Layoutherstellung einzusetzen, daß Peripherieschaltungen nicht in dem Eckbereich plaziert werden.

Da die außenliegenden Anschlußkontakte, insbesondere Kontaktfinger, wegen ihrer gegenüber den Anschlußfeldern des Chips relativ großen Breite, mit Abstand vom Chip in etwa äquidistant verteilt werden müssen, die bei bekannten integrierten Schaltungsanordnungen eingangs genannter Art vorgesehenen Anschlußfelder des Chips aber auf einem der Kantenlänge des Zentralbereichs entsprechenden Abschnitt der Chip-Kante dicht zusammengedrängt liegen, ergeben sich zwischen den Anschlußfeldern und den außenliegenden Kontaktfingern verschiedene Abstände, je nachdem ob ein etwa in der Mitte liegendes Anschlußfeld oder ein mehr am Rand liegendes Anschlußfeld zu kontaktieren ist. Entsprechend verschieden lang sind die Verbindungsdrähte. Bei den sehr langen Verbindungsdrähten an den Eckpositionen besteht daher die Gefahr einer Zerstörung durch Bruch oder durch Kurzschluß benachbarter Drähte als Folge von Erschütterungen der fertigen Vorrichtung.

Ein Weg, dieses Problem zu überwinden, besteht darin, die Anschlußfelder längs der äußeren Umfangsränder des Chips so zu verteilen, daß die Anschlußfelder jeweils näher an die Chips-Ecken in den Eckbereichen heranrücken. Diese Änderung hat aber einen anderen Nachteil zur Folge. Das jeweilige Anschlußfeld ist im allgemeinen Bestandteil der Anordnung der zugehörigen Peripherieschaltung, d. h. daß diese beiden Teile zusammen im selben Verfahren hergestellt werden. Wenn also das Anschlußfeld entfernt von der zugehörigen Peripherieschaltung angeordnet werden sollte, ist es nicht länger möglich, beide Teile in ein und derselben Gruppierung zusammenzufassen, weil dadurch aus jeder bisher standardisierten Peripherieschaltung ein speziell hergestelltes Einzelteil würde. Für den Fachmann ist verständlich, daß ein solches Vorgehen aus mehreren Gründen unerwünscht wäre, da das jeweilige Anschlußfeld für seine Position mit Abstand von der zugehörigen Peripherieschaltung mit Hilfe eines von der Herstellung der Peripherieschaltung getrennten Verfahrensschritts zu produzieren wäre. Dadurch werden natürlich die Komplexität und die Kosten der Herstellung der Vorrichtung noch vergrößert.

Der Erfindung liegt die Aufgbe zugrunde, die Anschlußfelder der Peripherieschaltungen relativ nahe an den Ecken des IC-Chips anzuordnen, ohne die Gefahr eines Überlappens benachbarter Peripherieschaltungen in Kauf nehmen zu müssen und ohne die Herstellungskosten bzw. -schwierigkeiten zu erhöhen. Es soll also ermöglicht werden, die Anschlußfelder mehr in die Ecken am Rand des Chips zu verschieben und trotzdem die Peripherieschaltungen als Normteile zugleich mit den zugehörigen Anschlußfeldern herzustellen. Die erfindungsgemäße Lösung wird im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegeben. Verbesserungen und weitere Ausgestaltungen werden in den Unteransprüchen beschrieben.

Durch die Erfindung wird ein integrierter Schaltungschip mit Rechteckform geschaffen, der innerhalb der Chip-Fläche einen rechteckigen Zentralbereich mit Abstand von den Umfangsrändern der Rechteckform besitzt. Längs der Umfangsränder des Chips werden mehrere Anschlußfelder vorgesehen. Innerhalb des Chips zwischen einer Rechteckkante des Zentralbereichs und den Anschlußfeldern werden Peripherieschaltungen vorgesehen. Jede Peripherieschaltung wird mit einer im Prinzip langgestreckten Form so angeordnet, daß ihre Längserstreckung bzw. Längsachse einen Winkel von weniger als 90° mit der jeweils angrenzenden Rechteckkante des Zentralbereichs bildet. Dadurch, daß die Peripherieschaltungen mit ihren den Anschlußfeldern zugewendeten Enden in Richtung auf die Eckbereiche des Chips geneigt werden, wobei sich gemäß weiterer Erfindung aus der Rechteckform der äußeren Konstruktion der Peripherieschaltungen bevorzugt im wesentlichen eine Parallelogrammform ergeben soll, wird erreicht, daß die Anschlußfelder relativ nahe an den Eckbereich des Chips anzuordnen sind, oihne daß die Gefahr eines gegenseitigen Überlappens benachbarter Peripherieschaltungen besteht.

Anhand der schematischen Darstellung in der beiliegenden Zeichnung werden weitere Einzelheiten der Erfindung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine bekannte integrierte Schaltungsanordnung mit einem integrierten Schaltungschip, der elektrisch mit Anschlußkontaktfingern eines Leitungsrahmens verbunden ist;

Fig. 2 eine Ansicht ähnlich Fig. 1 für eine erfindungsgemäße integrierte Schaltungsanordnung; und

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine typische Peripherieschaltung.

Fig. 1 zeigt eine bekannt IC-Anordnung mit einem in üblicher Weise auf einem Leitungsrahmen 12 befestigten IC-Chip. Längs der Peripherie des Leitungsrahmens 12 wird eine Vielzahl von Anschlußkontaktfingern 14 angeordnet. Die Finger 14 werden mit Hilfe von Verbindungsdrähten 16 elektrisch mit Anschlußfeldern 18, die auf dem Chip 10 an dessen Peripherie vorgesehen werden, verbunden.

Der Chip 10 besitzt einen Zentralbereich 20 mit Rechteckform, der die integrierte Schaltung der Vorrichtung enthält und in der Zeichnung durch eine gestrichelte Linie mit den Rechteckkanten 22 symbolisiert wird. Die einzelnen Anschlußfelder 18 werden mit der integrierten Schaltung innerhalb des Zentralbereichs 20 auf dem Wege über Peripherieschaltungen 30 verbunden. Die Peripherieschaltungen 30, im vorliegenden Fall Eingangs-/Ausgangs-Kreise, werden in einer Rechteckanordnung zwischen den Rechteckkanten 22 des Zentralbereichs 20 einerseits und den Anschlußfeldern 18 andererseits vorgesehen (Fig. 1). Die Peripherieschaltungen 30 werden dabei auch auf einen Bereich des Chips 10 beschränkt, der direkt an die Rechteckkanten 22 angrenzt, weil ein sonst unvermeidliches Überlappen der Peripherieschaltungen innerhalb der Eckbereiche 32 des Chips vermieden werden muß.

Die räumliche Konstruktion des Chips wird im allgemeinen mit Hilfe eines Computersystems erzeugt, das für die Peripheriekreise 30 eine angenähert rechteckige oder langgestreckte Form vorsieht. Die Peripheriekreise 30 werden außerdem so angeordnet, daß deren Längsachsen, von denen eine in Fig. 1 mit 34 bezeichnet wird, senkrecht zu den Rechteckkanten 22 verlaufen. Aus Fig. 1 ist offensichtlich, daß zwei Peripheriekreise 30a, die senkrecht zueinander stehend an einen Eckbereich 32 angrenzen, den Eckbereich nicht einnehmen können, ohne sich gegenseitig zu überlappen.

Um Probleme der letztgenannten Art zu umgehen, ist es in der Industrie üblich geworden, ein Computersystem zum Erzeugen der Chip-Konstruktion zu verwenden, das so programmiert ist, daß eine Anordnung der Peripheriekreise 30 innerhalb der Eckbereiche 32 vermieden wird. Das hat jedoch den Nachteil, daß einige der Verbindungsdrähte 16 außerordentlich lang werden, insbesondere gilt das für die Verbindungsdrähte, die mit nahe den Ecken des Chips 10 angeordneten Kontaktfingern 14 zu verbinden sind. Diese außerordentlich langen Kontaktdrähte sind störungsempfindlich, weil sie brechen oder weil benachbarte Drähte kurzgeschlossen werden können, wenn die fertiggestellte Anordnung Erschütterungen ausgesetzt wird.

Fig. 2 zeigt eine integrierte Schaltungsanordnung (IC) 100 mit einem IC-Chip 110, der in üblicher Weise auf einem Leitungsrahmen 112 befestigt wird. Mehrere Anschlußkontaktfinger 114 werden um die Peripherie des Leitungsrahmens angeordnet. Eine Reihe von Verbindungsdrähten 116 verbinden die Kontaktfinger 114 elektrisch mit einer Reihe von Anschlußfeldern 118, die auf dem Chip 110 angrenzend an dessen Umfangsrand nach Fig. 2 vorgesehen werden. In der Zeichnung wird auf ein Zentralbereich 120 mit im wesentlichen rechteckiger Form dargestellt, der die integrierte Schaltung der Schaltungsanordnung 112 enthält und als in einer gestrichelten Linie mit den Rechteckkanten 122 eingeschlossen zu denken ist. Zwischen den Rechteckkanten 122 des Zentralbereichs 120 und den Anschlußfeldern 118 wird eine Reihe von Peripherieschaltungen 130 mit jeweils langgestreckter Form vorgesehen, die zum Verbinden der Anschlußfelder mit aktiven Elementen der integrierten Schaltung zu verwenden sind. Jedes Anschlußfeld 118 wird einem Längsende 136 einer Peripherieschaltung 130 zugeordnet.

Anders als die Peripherieschaltung 130 des bekannten IC- Chips 10 nach Fig. 1 werden die Peripherieschaltungen 130 nach Fig. 2 so angeordnet, daß ihre Längsachsen 134 nicht senkrecht zu den angrenzenden Rechteckkanten 122 verlaufen. Mit anderen Worten heißt das, daß der durch die Längsachse 134 und die Rechteckkante 122 eingeschlossene Winkel A, wie in den Fig. 2 und 3 deutlich zu sehen ist, deutlich kleiner als 90° gewählt wird. Dadurch wird ermöglicht, die Peripherieschaltungen 130, vorzugsweise jeweils in Parallelogrammform, so einander zuzuordnen, daß ihre an die Anschlußfelder 118 angrenzenden Längsenden 136 in Richtung auf die Ecken 150 des IC-Chips 110 schräg bzw. geneigt verlaufen.

Fig. 3 zeigt eine spezielle Peripherieschaltung 130b, die einen typischen Eingangskreis 152 im einzelnen darstellt. Es ist zu beachten, daß das Längsende 136 des Peripheriekreises 130b im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 nach links versetzt ist, so daß die Längsachse 134 einen Winkel A mit der Rechteckkante 122 von weniger als 90° einschließt. Dabei soll das Anschlußfeld 118 herkömmlicher Art sein und nahe angrenzend an dem Längsende 136 positioniert werden.

Für den Fachmann ist klar, daß sich die vorgenannte Konstruktion sowohl für Neigungen der Längsachsen 134 nach rechts als auch nach links eignet. Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit Neigung nach links. Die entsprechende Anordnung mit Rechts-Neigung ergibt sich einfach durch eine Spiegelung der Links-Neigung. In Fig. 2 werden sowohl nach links als auch nach rechts geneigte Peripheriekreise 130 längs des Umfangs des IC-Chips 110 dargestellt, deren zugehörige Anschlußfelder 118 wesentlich näher an den Ecken 150 liegen als diejenigen des bekannten Chips 110 nach Fig. 1. In der Konstruktion nach Fig. 2 werden wesentlich kürzere Verbindungsdrähte 116 zum Verbinden der Kontaktfinger 114 mit den am nächsten den Ecken 150 gelegenen Anschlußfeldern 118 als beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 benötigt. Der Winkel A, der kleiner als 90° aber größer als 45° ist, ermöglicht diese Positionierung der Anschlußfelder 118 relativ nahe an den Ecken des IC-Chips 110, ohne die Gefahr eines Überlappens benachbarter Peripheriekreise 130 in Kauf nehmen zu müssen.

Für den Fachmann ist es auch verständlich, daß die Größe des Winkels A für benachbarte Peripherieschaltungen 130 unterschiedlich sein kann. Beispielsweise kann der Winkel A zwischen der Längsachse 134 der Peripherieschaltung 130b und der Rechteckkante 122 kleiner sein als der entsprechende Winkel A für die Peripherieschaltung 130c, die in Fig. 2 unmittelbar rechts - zur Mitte der Schaltungsgruppe hin - neben der Schaltung 130b liegt, obwohl diese Winkel in der Zeichnung im wesentlichen gleich groß aussehen. Ähnlich können Peripherieschaltungen 130, die weiter von den Ecken 150 entfernt sind, einen entsprechend größeren Winkel A besitzen. Auf diese Weise läßt sich durch Verändern des Winkels A von Peripherieschaltung zu Peripherieschaltung ein maximaler Oberflächenbereich des Chips 110 zwischen dem Zentralbereich 120 und den Anschlußfeldern 118 für die Peripherieschaltungen 130 ausnutzen.

Ein wesentlicher Vorteil der Lehren der Erfindung besteht darin, daß die Anschlußfelder 118 auf einfache Weise längs der Peripherie des Chips so angeordnet werden können, daß relativ kürzere Verbindungsdrähte 116 erforderlich sind. Hierdurch wiederum wird die Zuverlässigkeit der fertigen Schaltungsanordnung durch Verminderung der Wahrscheinlichkeit einer Störung in Folge eines Brechens zu langer Drähte oder eines Kurzschließens benachbarter Drähte erhöht. Schließlich wird dieser Vorteil, ohne zusätzliche Kosten und Verarbeitungsschritte und ohne die Notwendigkeit, standardisierte Peripherieschaltungen durch einzeln hergestellte Schaltungen ersetzen zu müssen, erreicht.

Claims (7)

1. Integrierte Schaltungsanordnung (100) mit einem Chip (110) mit im wesentlichen ein Rechteck umschließenden Umfangsrändern (119) und einem ebenfalls im wesentlichen rechteckigen, eine integrierte Schaltung enthaltenden Zentralbereich (120) innerhalb des Chips (110) mit mehreren Anschlußfeldern (118) nahe den Umfangsrändern (119) und mit mehreren Peripherieschaltungen (130) mit eine Längsachse (134) definierender länglicher Form am Umfang innerhalb des Chips (110) zwischen einer Rechteckkante (122) des Zentralbereichs (120) und den Anschlußfeldern (118), wobei eines der Anschlußfelder (118) an eine Ecke (150) des Chips (110) angrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß jede Längsachse (134) mit der Rechteckkante (122) des Zentralbereichs (120) einen Winkel (A) von weniger als 90° einschließt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß jede Längsachse (134) im wesentlichen denselben Winkel (a) mit der Rechteckkante (122) des Zentralbereiches (120) einschließt.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Winkel (A) von 45° bis 90°.

4. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Peripherieschaltung (130) erste (130b) und zweite (130c) periphere Schaltungstypen umfaßt und daß die Längsachse (134) des ersten Schaltungstyps (130b) mit der Rechteckkante (122) des Zentralbereichs (120) einen Winkel (A) einschließt, der kleiner als der Winkel zwischen der Längsachse des zweiten Schaltungstyps (130c) und der Rechteckkante (122) ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste periphere Schaltungstyp (130b) näher als der zweite (130c) an der Ecke (150) des Chips (110) liegt.

6. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Peripherieschaltungen (130) mit ihren den Anschlußfeldern (118) zugewandten Enden (136) in Richtung auf die jeweils benachbarte Ecke (150) des Chips (110) schräg verlaufen.

7. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Peripherieschaltungen (130) in einer Parallelogrammform angeordnet sind.