DE68929487T2

DE68929487T2 - Versorgungssteckerstift-Anordnung für eine integrierte Schaltung

Info

Publication number: DE68929487T2
Application number: DE68929487T
Authority: DE
Inventors: Roelof Herman Willem Salters; Betty 77479 Sugarland Prince
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: NXP BV
Priority date: 1989-02-14
Filing date: 1989-02-14
Publication date: 2004-07-22
Anticipated expiration: 2009-02-15
Also published as: DE68929487D1; EP0382948A1; ES2208631T3; JPH02277262A; CZ64990A3; KR900013618A; RU2092932C1; JP2885456B2; KR100218076B1; FI113908B; CZ281891B6; EP1179848A2; EP1179848A3; SK64990A3; EP0382948B1; MY105266A; SK278712B6; CN1025904C; CN1045486A; FI900653A0

Description

Die Erfindung betrifft eine integrierte Schaltung, die über leitfähige Verbindungen mit Anschlussstiften gekoppelt ist, unter welchen Anschlussstiften es zumindest einen ersten Speiseanschlussstift zum Anschluss an eine erste Speisespannung und zumindest einen zweiten Speiseanschlussstift zum Anschluss an eine zweite Speisespannung gibt. Integrierte Schaltungen dieser An sind weithin bekannt, beispielsweise in eingekapselter Form, wobei die Anschlussstifte über das Gehäuse hinaus reichen.
Nach dem heutigen Stand der Technik der IC-Technologie ist es möglich, auf einem Substrat Strukturen zu realisieren, die minimale Abmessungen in der Größenordnung eines Zehntel Mikrometers haben. Die ständig fortschreitende Miniaturisierung bringt jedoch eine zunehmende Empfindlichkeit der Schaltungen gegenüber elektrischen Störeffekten mit sich. Ein Beispiel für solche Effekte sind die induktiven Spannungsschwankungen auf den inneren Speiseleitungen des Chips, die durch die Schaltungsaktivität einerseits und die Induktivitäten der Bonddrähte und Speiseanschlussstifte andererseits verursacht werden. Ein wichtiger Faktor, der die Schaltgeschwindigkeit digitaler Schaltungen begrenzt, ist das Auftreten dieser induktiven Spannungsschwankungen, die einen nachteiligen Einfluss auf den IC haben können.
Das Gehäuse von ICs, z. B. Mikroprozessoren oder Speichern, in dem die Speiseanschlussstifte diametral entgegengesetzt zueinander angeordnet sind, ist ein allgemein akzeptierter Standard. Verwiesen sei auf das Philips Data Handbook IC10, 1987, S. 103, dass die Anschlussstiftbelegung für einen SRAM zeigt, und auf das Philips Data Handbook IC14, 1987, S. 322, dass die Anschlussbelegung für einen Mikrocontroller zeigt. Bei fortschreitender Miniaturisierung und zunehmendem Anstieg des Höchstwertes der Taktfrequenz werden jedoch die Nachteile dieses Standards immer deutlicher. Für eine Glättungskapazität beispielsweise, die entsprechend üblicher Praxis zwischen dem ersten Speiseanschlussstift und dem zweiten Speiseanschlussstift liegt, werden notwendigerweise lange Drähte benötigt, um den Abstand zwischen den diametral entgegengesetzten Speiseanschlussstiften zu überbrücken. Die parasitäre Impedanz dieser Drähte verkleinert die Wirkung der Glättungskapazität. Auch neigen solche langen Drähte dazu, als Antennen zum Empfangen oder Senden von Störungen zu wirken, die die Schaltungen nachteilig beeinflussen.
Weiterhin hat eine induktive Schleife, die den Chip, auf dem die Bondflecken für die an die Speiseanschlussstifte angeschlossenen Bonddrähte liegen, sowie die Bonddrähte und die Speiseanschlussstifte selbst enthält, wegen ihrer relativ großen Fläche eine erhebliche Induktivität. Dies bewirkt das Auftreten induktiver Spannungsspitzen auf den inneren Speiseleitungen des Chips, welche Spannungsspitzen den Betrieb der integrierten Schaltung stören können. Außerdem hat die Reihenschaltung aus einem Speiseanschlussstift und einem zugehörigen Bonddraht eine Länge des elektrischen Weges, die in dem herkömmlichen Dual-in-line-IC die längstmögliche ist. Dies führt dazu, dass ihre Impedanz, insbesondere die Induktivität, die größtmögliche ist.
Eine andere herkömmliche Anschlussstiftanordnung als die der Dual-in-line-Anordnung bringt ähnliche Nachteile mit sich. Bei der Anschlussbelegung des Mikrocontrollers beispielsweise, der im Philips Data Handbook IC14, 1987, S. 34 gezeigt wird, liegen die Anschlussstifte auf dem Umfang des IC. Zwei Speiseanschlussstifte sind an gegenüberliegenden Seiten des IC vorgesehen. Folglich erzeugt ein Glättungskondensator, der zwischen die Speiseanschlussstifte geschaltet ist, ebenso eine relativ große Schleife. Andere Anordnungen der Anschlussstifte können Anschlussstifte umfassen, die in einem Raster angeordnet sind, das mehr als zwei Spalten hat und mehr als zwei Reihen. Eine solche Rasteranordnung ermöglicht eine große Anschlussstiftdichte, die insbesondere vorteilhaft für ICs ist, die mehr Leistung aufnehmen. Insbesondere in einer Umgebung mit hoher Leistungsaufnahme, wo die Ströme und Stromänderungen groß sind, kann der Betrieb durch den oben genannten induktiven Effekt eingeschränkt werden.
Daher ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Modul einer integrierten Schaltung wie im Oberbegriff von Anspruch 1 beschrieben und einen integrierten Schaltungschip gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 7 zu verschaffen, die weniger empfindlich gegenüber den genannten Störeffekten sind. Hierzu ist ein erfindungsgemäßes Modul einer integrierten Schaltung durch den kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 gekennzeichnet. Hierzu ist ein integrierter Halbleiterchip durch den kennzeichnenden Teil von Anspruch 7 gekennzeichnet. Die Induktivität der Reihenanordnung aus einem Speiseanschlussstift und seiner zugehörigen leitenden Verbindung ist jetzt so klein wie möglich.
Es sei bemerkt, dass EP 205 728 A2 einen integrierten Halbleiterchip beschreibt, der geeignet ist für den Anschluss von zwei Arten von Stromversorgungen, die zum Betreiben des integrierten Halbleiterchips verwendet werden, und einer Masse, die eine Quellenstromversorgung bildet, die den beiden Stromversorgungen gemeinsam ist, an die Eingangs/Ausgangsstifte, die an dem Gehäuse für den Chip vorgesehen sind. Hier sind die Eingangs/Ausgangsstifte, die mit den Stromversorgungen verbunden sind, benachbart auf beiden Seiten des Eingangs/Ausgangsanschlussstiftes angeordnet, der mit der Masse verbunden ist. Daher sind die Längen der Stromversorgungsstromschleifen, die zwischen den Stromversorgungsklemmen und der Masseklemme gebildet werden, so entworfen, dass sie kurz werden und daher die Hochfrequenzstrahlung aus den Schleifen erheblich verringert wird. Dieses Dokument beschreibt jedoch nicht die Lage der Ausgangsanschlussstifte.
Indem die ersten und zweiten Speiseanschlussstifte nebeneinander platziert werden, wird die Fläche der darin beschriebenen Schleife weiterhin erheblich verkleinert, wodurch somit die Induktivitäten minimiert werden. Ein anderer Vorteil dieser Speiseanschlussstiftanordnung ist, dass die zugehörigen Bonddrähte und Speiseanschlussstifte antiparallel orientierte Ströme in führen. Als Folge davon ist die gemeinsame effektive Induktivität dieser Anordnung von Speiseanschlussstiften und zugehörigen Bonddrähten kleiner als die Hälfte der Induktivität eines einzelnen Bonddrahtes, wegen einer wesentlichen Ausgleichung von elektromagnetischen Feldern, die durch die Induktivitäten der benachbarten Drähte erzeugt werden.
Eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen integrierten Schaltung ist dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei erste Speiseanschlussstifte und zumindest zwei zweite Speiseanschlussstifte vorgesehen sind. Diese Architektur verringert die Amplitude von Störungen auf den inneren Speiseleitungen des Chips noch weiter, weil durch das Vorhandensein von zumindest zwei Speiseanschlussstiften und Drähten pro Speisespannung der Strom pro Speisepfad um zumindest einen Faktor zwei verringert wird.
Eingebettet in ein Datenverarbeitungssystem kann eine Vielzahl anderer Schaltungen mit den Ausgangsanschlussstiften verbunden sein. Jede der anderen Schaltungen und deren Verbindungen repräsentieren Impedanzen. Daher führen Ausgangsanschlussstifte zum Aussenden von Ausgangssignalen an andere Schaltungen üblicherweise stärkere Signale als andere Anschlussstifte. Indem die Ausgangsanschlussstifte in unmittelbarer Nähe der genannten Speiseanschlussstifte angeordnet werden, ist der Abstand zwischen dem Chip und den Ausgangsanschlussstiften nur geringfügig größer als der Abstand zwischen dem Chip und den Speiseanschlussstiften. Infolgedessen ist die Induktivität der betreffenden Drähte und der Ausgangsanschlussstifte nur geringfügig größer. Außerdem haben die Effekte großer Ströme und schneller Stromänderung nur eine geringe Auswirkung auf die Speisespannungen an den Speiseanschlussstiften, da die letzteren durch ihr paarweises Vorhandensein gut geschützt sind. Ein noch wichtigerer Vorteil der Anordnung der Ausgangsanschlussstifte in unmittelbarer Nachbarschaft der Speiseanschlussstifte ist, dass jetzt die Ausgangspuffer zum Übertragen der Ausgangssignale an die Ausgangsanschlussstifte über kurze Speiseleitungen gespeist werden. Hierdurch wird die Amplitude von induktiven Spannungsspitzen infolge großer Stromänderungen während des Pufferbetriebs kleiner als die Amplitude von Spitzen, die in einer herkömmlichen integrierten Schaltung unter ähnlichen Bedingungen auftreten.
Es sei bemerkt, dass der Artikel "TI's pinout scheine for ACL devices still under attack" von John Bond, Computer Design, 15. Nov. 1981, S. 28–32, eine Ausgangsanschlussstiftanordnung beschreibt, bei der die Ausgangsanschlussstifte zu beiden Seiten von zentral planierten Speiseanschlussstiften liegen. Bei dieser Anordnung dienen jedoch die benachbarten Speiseanschlussstifte zum Speisen der gleichen Speisespannung und sind daher nicht gegen die Aufnahme von Induktion aus benachbarten Ausgangsanschlussstiften abgeschirmt.
Noch eine weitere Ausführungsform einer integrierten Schaltung, bei der die Anschlussstifte weiterhin Steueranschlussstifte umfassen, wie z. B.- einen Takteingang oder eine Chip-Freigabe oder eine Lese-Freigabe oder eine Schreib-Freigabe oder eine Ausgabe-Freigabe oder eine Programm-Freigabe ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Steueranschlussstifte näher bei einem zuvor bestimmten Speiseanschlussstift liegen als Anschlussstifte, die kein Speiseanschlussstift oder Ausgangsanschlussstift sind. Indem Steueranschlussstifte, wie Taktanschlussstifte und Freigabeanschlussstifte in unmittelbarer Nähe der Speiseanschlussstiftpaare platziert werden, ist ein Kern von Anschlussstiften kreiert worden. Die diesen Kern bildenden Anschlussstifte sind in nahezu allen ICs vorhanden. Chipdesigner können daher einen solchen Kern als Ausgangspunkt zum Kreieren einer Schaltung nehmen, die weniger empfindlich für induktive Störungen ist und weniger solcher induktiver Spannungsspitzen erzeugt. Erweiterungen von gemäß der Erfindung entworfenen Schaltungen werden leicht erhalten, da die Lagen des Großteils der Anschlussstifte und daher die Hauptteile des Layouts zuvor bestimmt sind. Insbesondere für Speicher hat diese Art des Designs wichtige Vorteile, da die Speicherzellenmatrizen sich nur in den Abmessungen unterscheiden, aber nicht im Layout.
Bei Experimenten, die an einem erfindungsgemäßen Speicher ausgeführt wurden, waren die durch Schalten bewirkten Amplituden von Störspannungen um einen Faktor 4 bis 5 niedriger als in einem herkömmlich gespeisten Speicher.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
1 die Anschlussstiftanordnung eines herkömmlichen Dual-in-line-IC;
2 die erfindungsgemäße Anschlussstiftanordnung eines Dual-in-line-IC;
3 die Anschlussstiftanordnung eines herkömmlichen IC mit auf dem Umfang angeordneten Anschlussstiften und
4 die Anschlussstiftanordnung eines IC mit gemäß der Erfindung auf dem Umfang angeordneten Anschlussstiften.
In 1 ist ein Beispiel der Anschlussstiftanordnung eines herkömmlichen Dual-in-line-IC dargestellt. Die Figur zeigt einen SRAM-IC mit einem integrierten Schaltungschip 100, der in einem Gehäuse 112 eingekapselt ist, dass der Deutlichkeit halber nur teilweise gezeichnet ist. Der Chip 100 ist mit Bondflecken wie z. B. 114 und 116 versehen, die nahe den Rändern von Chip 100 liegen. Die dargestellten Bondflecken sind über leitfähige Verbindungen, z. B. Bonddrähte, wie z. B. 122 und 124, mit den Anschlussstiften 1–24 verbunden, die über das Gehäuse 112 hinaus reichen. Die Anschlussstifte 1–24 und die Bonddrähte, wie z. B. 122 und 124, koppeln den Chip 100 mit der Außenwelt. Der Chip 100 wird mit einer Speisespannung V_CC über den Speiseanschlussstift 24 und den Bonddraht 124 gespeist und mit einer Speisespannung GND über den Speiseanschlussstift 12 und Bonddraht 122. Gemäß dem weit akzeptierten Standard sind die Speiseanschlussstifte 12 und 24 diametral entgegengesetzt zueinander platziert. Die Anschlussstifte 9–11 und 13–17 sind Eingangs/Ausgangsanschlussstifte zum Datentransport. Die Anschlussstifte 1–8, 19, 22 und 23 sind Adressanschlussstifte. Die Anschlüsse 18, 20 und 21 dienen als Steueranschlussstifte zum Steuern des Chips 100 mit einem Chip-Selectsignal, einem Ausgabe-Freigabesignal bzw. einem Schreib-Freigabesignal.
Wie in der Zeichnung zu erkennen ist, entsprechen die Lagen der Bondflecken, u. a. der Bondflächen 114 und 116, am Umfang den Lagen der Anschlussstifte 1–24. Als Folge dieses Ausbaus ist die elektrische Weglänge der Speiseanordnung, die den Speiseanschlussstift 12 und den Bonddraht 122 sowie den Speiseanschlussstift 24 und den Bonddraht 124 umfasst, unter allen vorhandenen Reihenanschlüssen eines Anschlussstiftes und seines zugehörigen Bonddrahtes die längstmögliche.
Eine andere Folge ist, dass, weil die Speiseanschlussstifte 12 und 24 diametral einander entgegengesetzt liegen, der Abstand zwischen den genannten Anschlussstiften 12 und 24 zwischen jedem Paar Anschlussstifte der größtmögliche ist.
Diese Architektur hat mehrere Nachteile. Zunächst ist, da hier die elektrische Weglänge der Reihenschaltung aus Speiseanschlussstift 12 und Bonddraht 22 und die elektrische Weglänge der Reihenanordnung aus Speiseanschlussstift 24 und Bonddraht 122 die längsten sind, die Induktivität jeder der genannten Reihenanordnungen hier die größte. Während des Betriebs des IC werden von den genannten Speiseanschlussstiften 12 und 24 und den zugehörigen Bonddrähten 122 und 124 schnelle und sich schnell ändernde Ströme geführt. Da sowohl die Stromänderungen als auch die Induktivitäten groß sind, drohen auf den Speiseanschlussstiften 12 und 24 und den zugehörigen Bonddrähten 122 und 124 induktive Spannungsspitzen aufzutreten. Die Spannungsspitzen werden dann auf die inneren Speiseleitungen des Chips weitergeleitet. Wegen der zuvor erwähnten großen elektrischen Weglängen können die auf dem Speiseanschlussstift und dem Bonddraht erzeugten Spannungsspitzen in gleicher Größenordnung liegen wie die auf den inneren Speiseleitungen des Chips (nicht abgebildet) erzeugten Spannungsspitzen.
Um die Amplitude der Spannungsspitzen und die Störeinflüsse dieser Spannungsspitzen auf die anderen informationstragenden Signale zu verringern, ist ein Glättungskondensator 126 zwischen den Speiseanschlussstiften 12 und 24 angeschlossen. Ein anderer Nachteil der herkömmlichen Architektur ergibt sich aus dem Anschluss dieses Kondensators 126. Da die Speiseanschlussstifte 12 und 24 diametral entgegengesetzt zueinander liegen, muss der Glättungskondensator 126 dazwischen mit Hilfe relativ lange Drähte angeschlossen werden. Dies bedeutet das Vorhandensein einer Schleife aus Leitern, die die Drähte des Kondensators 126, die Speiseanschlussstifte 12 und 24 und die Bonddrähte 122 und 124 enthält, wobei deren relativ große Fläche weitere induktive Effekte ermöglicht, die den Betrieb des IC oder andere Schaltungen in der Nachbarschaft des IC (nicht abgebildet) stören. Auch kann die Impedanz der langen Drähte Verzögerungen bewirken, wodurch die Wirkung des Kondensators 126 verringert wird.
Da die Miniaturisierung der ICs fortschreitet und die maximal mögliche Taktfrequenz dazu neigt, weiter zu steigen, werden die inhärenten Nachteile der herkömmlichen Anschlussbelegung noch deutlicher. Infolge der weiterhin abnehmenden Abmessungen bei stets zunehmenden Taktfrequenzen können die induktiven Spannungsspitzen noch eher nachteilige Auswirkungen auf den Chip selbst haben, z. B. können sie zum Durchbruch von Transistoren führen. Daher ist ein sicherer Betrieb des IC nicht mehr möglich, wenn nicht die Stromänderungen auf der Versorgung an die Begrenzungen der herkömmlich belegten ICs angepasst sind, was u. a. bedeutet eine relativ niedrige maximale Taktfrequenz und als Folge davon eine niedrige Betriebsgeschwindigkeit.
In 2 ist die Anschlussstiftanordnung eines erfindungsgemäßen IC als Beispiel dargestellt. Die Figur zeigt einen SRAM-IC, mit einem integrierten Schaltungschip 300, der in einem Gehäuse 312 eingekapselt ist, dass der Deutlichkeit halber nur teilweise gezeichnet ist. Der Chip 300 ist mit Bondflecken versehen, wie z. B. 314 und 216, die nahe den Rändern von Chip 300 liegen. Die Bondflecken sind über Bonddrähte, wie z. B. 322 und 324, mit den Anschlussstiften 1–24 verbunden, die über das Gehäuse 312 hinaus reichen. Der Chip 300 wird mit einer Speisespannung V_CC über die Speiseanschlussstifte 6 und 18 gespeist und mit einer Speisespannung GND über Speiseanschlussstifte 7 und 19. Im Gegensatz zu der Anschlussstiftanordnung der vorhergehenden Figur sind die Speiseanschlussstifte 6 und 7 (und 18 und 19) jetzt in solcher Weise angeordnet, dass sie die jeweilige gesamte elektrische Weglänge des jeweiligen Speiseanschlussstiftes und seines zugehörigen Bonddrahtes minimieren. Hierzu sind die Speiseanschlussstifte 6 und 7 einerseits und die Speiseanschlussstifte 18 und 19 andererseits zentral innerhalb ihrer zugehörigen Abfolgen von Anschlussstiften plaziert. Durch Minimieren der genannten elektrischen Weglänge wird die Gesamtinduktivität der Reihenschaltung aus einem Speiseanschlussstift und seinem zugehörigen Bonddraht in Bezug auf die Gesamtinduktivität, die in dem entsprechenden Speiseanschlussstift und Bonddraht des herkömmlich belegten ICs der vorherigen Figur vorliegt ist, erheblich verkleinert.
Indem die Speiseanschlussstifte für V_CC und GND nebeneinander platziert werden, wie z. B. die Anschlussstifte 6 und 7 (und Anschlussstifte 18 und 19), kann dazwischen ein Glättungskondensator 326 (328) unter Verwendung sehr kurzer Anschlussdrähte angeschlossen werden. Die von den beiden Speiseanschlussstiften 6 und 7, den Bonddrähten 322 und 324, Chip 300 und Kondensator 326 gebildete Schleife hat jetzt einen äußerst kleinen Umfang und eine äußerst kleine davon umschlossene Fläche. Die jetzt den Kondensator 326 (328) an die Speiseanschlussstifte anschließenden Drähte haben eine viel kleinere Impedanz als in dem Fall von 1, wodurch die Wirkung des Kondensators vergrößert wird. Außerdem ist die Fläche der genannten Schleife viel kleiner als im Fall der vorhergehenden Figur, was eine viel kleinere Schleifeninduktivität bedeutet und dadurch eine viel geringere Empfindlichkeit gegenüber z. B. extern erzeugten elektromagnetischen Feldern.
Wenn der Raum es zulässt, kann der Glättungskondensator 326 (z. B. eine oberflächenmontierte Anordnung) zwischen den betreffenden Speiseanschlussstiften innerhalb des Gehäuses 312 angeschlossen werden oder in den Speiseanschlussstifte selbst integriert werden.
Ein anderer Vorteil der Speiseanschlussstiftanordnung mit einem V_CC-Anschlussstift in unmittelbarer Nähe eines GND-Anschlussstiftes ist die Verringerung der effektiven Gesamtinduktivitäten der Speiseanschlussstifte und der zugehörigen Bonddrähte. Diese Verringerung wird durch die antiparallele Orientierung der in den Leitern geführten Ströme bewirkt, wobei die Leiter jeweils einen Speiseanschlussstift und einen zugehörigen Bonddraht umfassen. Die von antiparallel orientierten Strömen in zwei parallel zueinander liegenden Leitern erzeugte gegenseitige Induktivität bewirkt, dass die effektive Induktivität der parallel angeordneten Leiter weniger als die Hälfte der Induktivität eines einzelnen Leiters ist.
Der dargestellte IC ist weiterhin mit zwei Speiseanschlussstiften 6 und 18 für die Speisespannung V_CC und zwei Speiseanschlussstiften 7 und 19 für die Speisespannung GND versehen. Der pro Speiseanschlussstift geführte Strom ist jetzt in Bezug auf den Fall von 1 halbiert, was die Amplitude von induktiven Spannungsspitzen weiter verringert.
Die Stellen für die V_CC-Anschlussstifte 6 und 18 und die GND-Anschlussstifte 7 und 19 werden rotationssymmetrisch gewählt, wie in der Zeichnung zu sehen ist. Eine spiegelsymmetrische Anordnung der Speiseanschlussstifte könnte zur Zerstörung des IC führen, falls dieser unabsichtlich in eine Schaltplatine verkehrt herum eingesetzt würde, d.h. in der Zeichnung auf den Kopf gestellt.
Wie in 2 zu sehen ist, sind die Anschlussstifte 5, 8, 17 und 20 neben einem Speiseanschlussstift plaziert. Die genannten Ausgangsanschlussstifte sind extern zugängliche Klemmen, die mit Ausgängen der On-Chip-Ausgangspuffer (nicht abgebildet) gekoppelt sind. Die Anordnung von Ausgangsanschlussstiften neben Speiseanschlussstiften hat mehrere Vorteile. Zunächst ist die Länge des elektrischen Weges, der von einem Ausgangsanschlussstift und seinem zugehörigen Bonddraht gebildet wird, in gleicher Größenordnung oder gleich der Länge des elektrischen Weges, der von einem Speiseanschlussstift und seinem zugehörigen Bonddraht gebildet wird. Daher ist die Impedanz (Induktivität) des ersteren gleich niedrig. Zweitens liegen die Ausgangspuffer am Rand von Chip 300. Wegen der Lage der Puffer nahe der Bondflecken zum Anschluss an die Speiseklemmen und zum Anschluss an die Ausgangsanschlussstifte werden die Puffer über kurze Speiseleitungen auf dem Chip (nicht abgebildet) gespeist. Kurze Speiseleitungen sind insbesondere für Ausgangspuffer vorteilhaft, da sie im Allgemeinen große Ströme schalten, die auf den zugehörigen Speiseleitungen induktive Spannungsspitzen bewirken können. Wenn die Speiseleitungen möglichst kurz gehalten werden, wird deren Induktivität gleichermaßen niedrig sein.
Der Steueranschlussstift 10 für das Chip-Selectsignal, der Steueranschlussstift 15 für das Schreib-Freigabesignal und der Steueranschlussstift 22 für die Ausgabe-Freigabe sind über die Ausgangsanschlussstifte hinaus in ihrer zugehörigen Abfolge von Anschlussstiften angeordnet. Der Satz Speiseanschlussstifte 6, 7, 18, 19, die Ausgangsanschlussstifte 4, 5, 8, 9, 16, 17, 20, 21 und die Steueranschlussstifte 10, 15, 22 bilden einen Kern von häufig auftretenden Anschlussstiften in einem Speicher-IC. Für einen anderen IC-Typ, beispielsweise einen Mikrocontroller, kann ein anderer Satz von Steueranschlussstiften angeordnet werden, wenn die spezielle Anwendung des IC das erfordert. Die Konzentration der genannten Speiseanschlussstifte, Ausgangsanschlussstifte und Steueranschlussstifte in einem Kern und das Unterteilen des Chips in Kernschaltungen und Zusatzschaltungen hat verschiedene Vorteile. Zunächst ist der IC weniger empfindlich gegen induktive Spannungsspitzen, wie bereits oben besprochen worden ist. Zweitens bietet der Kern von Standardanschlussstiften für IC-Designer einen Ausgangspunkt, der verschiedenen Layouts gemeinsam ist und von dem ausgehend Erweiterungen relativ einfach zu erstellen sind.
In 2 liegen die Adressanschlussstifte 1, 2, 3, 11, 12, 13, 14, 23, 24 vorbei den Steueranschlussstiften und den Ausgangsanschlussstifte. Für Speicher-Designer hat dieses Unterteilen in Kernschaltungen und Zusatzschaltung insbesondere den Vorteil, dass Speicher mit unterschiedlichenen Kapazitäten identische Kerne verwenden können, die gegen die oben genannten induktiven Störungen weniger empfindlich sind.
In 3 wird ein Beispiel der Anschlussstiftanordnung für einen herkömmlichen Speicher-IC gezeigt, der auf seinem Umfang liegende Anschlussstifte hat. Der IC umfasst einen integrierten Schaltungschip 500, der in dem Gehäuse 512 eingekapselt ist, dass der Deutlichkeit halber nur teilweise gezeichnet ist. Der Chip 500 ist mit Bondflecken, wie z. B. 514 und 516 versehen, die nahe den Rändern des Chips 500 liegen. Die Bondflecken sind mit den Anschlussstiften, wie z. B. 14 und 15, über Bonddrähte, wie z. B. 522 und 524 verbunden. Die Anschlussstifte 28 und 14 sind Speiseanschlussstifte zum Empfangen von Speisespannungen V_CC bzw. GND. Die Anschlussstifte 1, 10, 15 und 21 sind nicht angeschlossen. Die Anschlussstifte 11–13 und 16–20 sind Ausgangsanschlussstifte, die Anschlüsse 2–9, 26 und 27 sind Adressanschlussstifte und die Anschlussstifte 22–24 sind Steu eranschlussstifte zum Empfangen verschiedener Chip-Freigabesignale, die zur Erleichterung der Speichererweiterung enthalten sind.
Wie ersichtlich haben die Speiseanschlussstifte 14 und 28 nicht die bestmögliche Lage in Hinblick auf die Verringerung von induktiven Störungen. Zunächst sind es nicht die kürztest möglichen Anschlussstifte, da die Anschlussstifte 1 und 15 kürzer, aber nicht angeschlossen sind. Zweitens liegen die Speiseanschlussstifte auf entgegengesetzten Seiten des IC. Der Glättungskondensator 526 muss zwischen die Speiseanschlussstifte 28 und 14 geschaltet werden, wobei Drähte verwendet werden, die den langen Abstand über den IC überbrücken. Das außerdem anhand des IC von 1 in Bezug auf die Nachteile der Anschlussstiftanordnung Beschriebene gilt gleichermaßen für den IC von 3.
In 4 wird ein Beispiel der Anschlussstiftanordnung für einen IC gezeigt, dessen Anschlussstifte wie abgebildet am Umfang angeordnet sind. Die Figur zeigt einen integrierten Schaltungschip 600 innerhalb eines Gehäuses 612. Die V_DD-Speiseanschlussstifte 14 und 28 liegen jetzt neben einem GND-Speiseanschlussstift 15 bzw. 1. Weiterhin liegt die Anordnung eines V_DD-Speiseanschlussstiftes neben einem GND-Anschlussstift zentral in einer betreffenden Abfolge von Anschlussstiften, d. h. die Anordnung wird von anderen Anschlussstiften auf beiden Seiten flankiert, wobei die Anzahl anderer Anschlussstifte für beide Seiten ungefähr gleich ist. Glättungskondensatoren 626 und 628 sind zwischen den Speiseanschlussstiften 14 und 15 bzw. den Speiseanschlussstiften 1 und 28 über kurze Drähte angeschlossen. Die Ausgangsanschlussstifte 12, 13 und 16, 17 liegen nahe der Anordnung von Speiseanschlussstiften 14 und 15. Die Ausgangsanschlussstifte 3, 2 und 27, 26 liegen nahe der Anordnung von Speiseanschlussstiften 1 und 28. Die Anschlussstifte 22– 25 bilden die Steueranschlussstifte für verschiedene Chip-Freigabesignale, die Anschlussstifte 5–11, 20 und 22 bilden die Adressanschlussstifte.
Obwohl die oben genannten Beispiele sich auf Speicher beziehen, können gleichartige Anschlussstiftanordnungen für andere Arten von Schaltungen, z. B. Mikrocontroller erstellt werden. Ebenso sind ähnliche Anordnungen für integrierte Schaltungsmodule möglich, die mehr als einen einzigen Chip umfassen, welche Anschlussstiftanordnungen in gleicher Weise die Aufgabe der Erfindung widerspiegeln, die induktiven Spannungsspitzen durch Paarung von Speiseanschlussstiften in nächster Nähe der Chips und durch Anordnung von Ausgangsanschlussstiften nahe den Speiseanschlussstiften in den jeweiligen Anschlussstiftanordnungen zu reduzieren.

Claims

Modul einer integrierten Schaltung mit – einem integrierten Schaltungschip (300) mit einer Speichermatrix; – einer Vielzahl externer Anschlussstifte (1, 2, ..., 24), mit zumindest einem ersten Speisespannungsanschlussstift zum Anschluss an eine erste Speisespannung (V_CC) und einem zweiten Speisespannungsanschlussstift (7) zum Anschluss an eine zweite Speisespannung (GND), die sich von der ersten Speisespannung (V_CC) unterscheidet, wobei der erste Speiseanschlussstift und der zweite Speiseanschlussstift benachbart zueinander liegen; – einer Vielzahl leitfähiger Verbindungen (322, 324, ...), die den integrierten Schaltungschip (300) mit den externen Anschlussstiften (1, 2, ..., 24) koppeln, wobei eine gesamte elektrische Weglänge jedes der genannten Speiseanschlussstifte und der jeweiligen leitfähigen Verbindung zwischen dem integrierten Schaltungschip und dem Speiseanschlussstift gleich oder kürzer ist als eine gesamte elektrische Weglänge eines beliebigen der Anschlussstifte, der kein Speiseanschlussstift ist, und der jeweiligen leitfähigen Verbindung zwischen der Schaltung und dem betreffenden Anschlussstift, der kein Speiseanschlussstift ist; dadurch gekennzeichnet, dass die externen Anschlussstifte Ausgangsanschlussstifte (5,8) umfassen und der integrierte Schaltungschip (300) jeweilige Ausgangspuffer umfasst, die mit Ausgangsanschlussstiften zum Abgeben jeweiliger Ausgangssignale verbunden sind, wobei ein jeweiliger der Ausgangsanschlussstifte neben jedem der ersten und der zweiten Speiseanschlussstifte liegt.
Modul einer integrierten Schaltung nach Anspruch 1, in dem die Anschlussstifte einen dritten Speiseanschlussstift (18) zum Anschluss an die erste Speisespannung (V_CC) und einen vierten Speiseanschlussstift (19) zum Anschluss an die zweite Speisespannung (GND) umfassen, wobei die dritten und vierten Speiseanschlussstifte (18,19) benachbart zueinander liegen, wobei die ersten und der zweiten Speiseanschlussstifte an einer Seite der integrierten Schaltung und die dritten und vierten Speiseanschlussstifte an der entgegengesetzten Seite der integrierten Schaltung liegen, wobei jeweilige der Ausgangsan schlussstifte (17,20) neben jedem der dritten und vierten Speiseanschlussstifte (18,19) liegen.
Modul einer integrierten Schaltung nach Anspruch 1, in dem die externen Anschlussstifte in zumindest einer Abfolge von Anschlussstiften angeordnet sind, wobei die ersten und zweiten Speiseanschlussstifte nebeneinander liegen und nahezu zentral in der Abfolge; wobei der integrierte Schaltungschip (300) eine Reihe von Bondflecken (314, 316) hat, die benachbart zu der Abfolge von Anschlussstiften liegt, wobei jeder jeweilige der Anschlussstifte mit einem jeweiligen der Bondflecken über einen jeweiligen der Bonddrähte (322, 324) verbunden ist; wobei die Bondflecken einen ersten und zweiten mit dem ersten bzw. zweiten Speiseanschlussstift verbundenen Speisebondfleck umfassen, wobei die ersten und zweiten Speisebondflecken nebeneinander zentral in der Reihe liegen; wobei ein erster und ein zweiter Ausgangsbondfleck neben dem ersten bzw. zweiten Speisebondfleck liegen, wobei der erste und zweite Ausgangsbondfleck mit den neben den ersten bzw. zweiten Speiseanschlussstiften liegenden Ausgangsanschlussstiften verbunden sind.
Modul einer integrierten Schaltung nach Anspruch 3, wobei die externen Anschlussstifte in zumindest der Abfolge von Anschlussstiften und einer weiteren Abfolge von Anschlussstiften angeordnet ist, wobei der integrierte Schaltungschip zwischen der genannten Abfolge und der genanten weiteren Abfolge liegt; wobei die Anschlussstifte einen dritten und vierten Speiseanschlussstift (18, 19) umfassen, die nebeneinander zentral in der genannten weiteren Abfolge liegen, wobei der dritte und vierte Speiseanschlussstift (18,19) zum Anschluss an die ersten bzw. zweiten Speisespannungen dienen, wobei der integrierte Schaltungschip (300) eine weitere Reihe von Bondflecken hat, die neben der weiteren Abfolge von Anschlussstiften liegen, wobei die weitere Reihe von Bondflecken einen dritten und vierten Speisebondfleck umfasst, die mit dem dritten bzw. vierten Speiseanschlussstift verbunden sind, wobei der dritte und vierte Speisebondfleck nebeneinander in der weiteren Reihe liegen; wobei ein dritter und vierter Ausgangsbondfleck neben dem dritten bzw. vierten Speisebondfleck liegt, wobei der dritte und vierte Ausgangsbondfleck mit Ausgangsanschlussstiften verbunden sind, die neben den dritten bzw. vierten Speiseanschlussstiften liegen.
Modul einer integrierten Schaltung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, wobei die Anschlussstifte weiterhin Steueranschlussstifte (10, 15, 22) umfassen, wie z. B. einen Takteingang oder eine Chip-Freigabe oder eine Schreib-Freigabe oder eine Lese-Freigabe oder eine Ausgabe-Freigabe oder eine Programm-Freigabe; wobei die externen Anschlussstifte in zumindest einer Abfolge angeordnet sind, wobei die Abfolge die ersten und zweiten Speiseanschlussstifte, zumindest einige der Ausgangsanschlussstifte und die Steueranschlussstifte umfasst, wobei kein Steueranschlussstift in der Abfolge zwischen irgendeinem der Ausgangsanschlussstifte und den Speiseanschlussstiften liegt.
Modul einer integrierten Schaltung nach Anspruch 5, wobei die Abfolge einen Kern von Anschlussstiften umfasst, der alle Steueranschlussstifte, Ausgangsanschlussstifte und Speiseanschlussstifte umfasst, wobei die Abfolge Adressanschlussstifte umfasst, die jeder in der Abfolge außerhalb des genannten Kerns liegen.
Integrierter Schaltungschip mit einer Speichermatrix, der eine Reihe von Bondflecken zum Anschluss an Anschlussstifte hat, wobei die Bondflecken einen ersten Speisebondfleck (316) zum Empfangen einer ersten Speisespannung (V_CC) umfassen sowie einen zweiten Speisebondfleck (314) zum Empfangen einer zweiten Speisespannung (GND), die sich von der ersten Speisespannung unterscheidet; wobei die ersten und zweiten Speisebondflecken in der Reihe nebeneinander liegen; dadurch gekennzeichnet, dass die Reihe von Bondflecken Ausgangsbondflecken enthalt, wobei der integrierte Schaltungschip mit jeweiligen der Ausgangsbondflecken gekoppelte Ausgangspuffer umfasst zum Abgeben von Ausgangssignalen, wobei ein jeweiliger der Ausgangsbondflecken in der Reihe neben jedem der ersten und zweiten Speisebondflecken liegt.
Integrierter Schaltungschip nach Anspruch 7, mit einer weiteren Reihe von Bondflecken, wobei die Reihe und die weitere Reihe an entgegengesetzten Seiten des Substrats liegen, wobei die weitere Reihe von Bondflecken einen dritten und vierten Speisebondfleck umfasst, die nebeneinander liegen, zum Empfangen der ersten bzw. zweiten Speisespannung, wobei die Reihe von Bondflecken weitere Ausgangsbondflecken enthält, wobei der integrierte Schaltungschip weitere Ausgangspuffer umfasst, die mit jeweiligen der weiteren Ausgangsbondflecken gekoppelt sind, wobei jeweilige der weiteren Ausgangsbondflecken in der weiteren Reihe neben jedem der dritten und vierten Speisebondflecken liegen.
Integrierter Schaltungschip nach Anspruch 7 oder 8, in dem die Bondflecken weiterhin Steuerbondflecken umfassen, wie z. B. einen Takteingang oder eine Chip-Freigabe oder eine Schreib-Freigabe oder eine Lese-Freigabe oder eine Ausgabe-Freigabe oder eine Programm-Freigabe; wobei die Steuerbondflecken in der Reihe von Steuerbondflecken liegen, wobei kein Steuerbondfleck in der Reihe zwischen irgendeinem der Ausgangsbondflecken und der Speisebondflecken liegt.
Integrierter Schaltungschip nach Anspruch 7, 8 oder 9, wobei die Reihe einen Kern mit Anschlussbondflecken umfasst, der alle Steuerbondflecken, Ausgangsbondflecken und Speisebondflecken umfasst, wobei die Reihe Adressbondflecken umfasst, die je in der Reihe außerhalb des genannten Kerns liegen.