Проволочное соединение
Основная цель проволочного бондинга — создать надежное электрическое соединение с низким сопротивлением между полупроводниковым кристаллом и его корпусом либо между различными кристаллами внутри многокристального модуля. Этот процесс включает присоединение тонкой проволоки, обычно изготовленной из золота, алюминия или меди, от контактной площадки на кристалле к соответствующей площадке на подложке корпуса или на другом кристалле.
Проволочный бондинг передает питание и сигналы между подложками и кристаллами. Это базовая технология, при которой электрическое соединение между контактными поверхностями кристалла (площадками) и носителем кристалла или подложкой создается путем микросварки микропроволок. Как правило, она считается наиболее экономичной и гибкой технологией межсоединений и используется при сборке большинства полупроводниковых корпусов.
Altium Designer поддерживает проектирование гибридных плат с использованием технологии chip-on-board (CoB) с применением Wire Bonding. Эта функция позволяет создать компонент с определенными Die Pads и после размещения на схеме и синхронизации (через ECO) с PCB его можно соединить обычными площадками (или любой медью) на основной плате с помощью Bond Wires. При подключении к обычной площадке эта площадка приобретает свойства площадки Bond Finger.
Создание посадочного места компонента Chip-on-Board
Вы можете определить полный простой корпус с заданными площадками кристалла, площадками bond finger и бонд-проволоками — все это как часть посадочного места компонента.
Площадки кристалла и 3D-тела кристалла размещаются на слое выделенной пары слоев компонента типа Die. Пару слоев компонента этого типа можно добавить с помощью панели View Configurations.
Подробнее о добавлении пар слоев компонента.
Площадки кристалла размещаются на обычном 3D-теле (форматы моделей STEP, SOLIDWORKS Part и Parasolid) или выдавленном 3D-теле на слое Die (называемом Die Body).
Размещайте обычные объекты pad на медном слое (например, Top Layer). После подключения к ним бонд-проволок эти площадки будут считаться площадками bond finger.
В этом примере площадки, размещенные на Top Layer вокруг кристалла, будут выступать в роли площадок bond finger.
-
Чтобы избежать нарушений duplicate pad designators violations для посадочного места компонента, обозначения, назначенные площадкам bond finger, должны отличаться от обозначений, назначенных площадкам кристалла. Например, если площадки кристалла обозначены как
1,2,3и т. д., то соответствующие площадки bond finger обозначьте как1BF,2BF,3BFи т. д. -
При создании компонента с посадочным местом, в котором используется проволочный бондинг, рекомендуется, чтобы соответствующий вывод условного обозначения компонента на схеме был сопоставлен как с площадкой кристалла, так и с площадкой bond finger посадочного места на PCB (
). Подробнее о сопоставлении выводов см. на странице Single Component Editing.
Бонд-проволоки размещаются на слое выделенной пары слоев компонента Wire Bonding, которую также можно добавить с помощью панели View Configurations.
Используйте команду Place » Bond Wire или значок 
на Active Bar, чтобы разместить бонд-проволоку. После выбора команды последовательно щелкните две точки, которые нужно соединить бонд-проволокой (например, центральную точку площадки кристалла и центральную точку площадки finger). В 2D будет показана прямая линия, являющаяся проекцией бонд-проволоки на плоскость XY. В 3D бонд-проволока отображается на основе положения ее начальной и конечной точек и других свойств.
Используйте поля в области Profile панели Properties, чтобы указать нужные значения Loop Height и Diameter бонд-проволоки, ее начального Angle (α) и конечного Angle (β), а также Type , определяющего форму в начальной точке бонд-проволоки (Ball - Wedge или Wedge - Wedge).
Если площадки bond finger нужно ориентировать так, чтобы длинная сторона площадки была параллельна подключенной к ней бонд-проволоке, вы можете выбрать бонд-проволоки и подключенные к ним площадки bond finger, щелкнуть правой кнопкой мыши по выделению, а затем выбрать команду Pad Actions » Align Bond Finger with Bond Wire в контекстном меню.
Ниже показан пример полного посадочного места с проволочным бондингом.
Размещение бонд-проволок на PCB
При использовании подхода Chip-on-Board вы также можете размещать бонд-проволоки вручную (так же, как описано выше), чтобы соединять площадки кристалла микросхемы с любой медью на основной плате. Бонд-проволока наследует цепь своей исходной площадки кристалла. Из одной и той же площадки кристалла может выходить несколько бонд-проволок и, наоборот, несколько бонд-проволок могут заканчиваться на одном и том же медном объекте основной платы.
Ниже показан пример PCB с проволочным бондингом.
-
Бонд-проволоки и площадки кристалла также отображаются при просмотре документа panelized PCB в 3D (
). Также поддерживается создание отчета Wire Bonding Table Report из документа panelized PCB.
-
Бонд-проволоки, определенные как часть посадочного места компонента, также могут передаваться в инструмент MCAD при использовании функциональности MCAD CoDesigner. Обратите внимание, что бонд-проволоки, вручную добавленные на PCB, не передаются.
Эта функция находится в стадии Open Beta и доступна, когда в диалоговом окне Advanced Settings dialog включен параметр
PCB.Wirebonding.3DImprovements.
Управление видимостью бонд-проволок и площадок кристалла
При просмотре PCB или посадочного места в режиме 2D Layout Mode вы можете управлять видимостью бонд-проволок с помощью записи Bond Wire (и связанных с ней элементов управления) в области Object Visibility на вкладке View Options панели View Configuration (
).
При просмотре PCB или посадочного места в режиме 3D Layout Mode видимость бонд-проволок и площадок кристалла управляется как часть параметра Show 3D Bodies в области General Settings на вкладке View Options панели View Configuration.
Проверки правил проектирования для проволочного бондинга
Правило проектирования Wire Bonding (категория Routing) можно определить в представлении All Rules менеджера ограничений Constraint Manager при доступе из PCB и в диалоговом окне PCB Rules and Constraints Editor (при использовании старого подхода к определению и управлению правилами проектирования). Это правило позволяет задать ограничения на допустимое расстояние между соседними бонд-проволоками (Wire To Wire), Min Wire Length и Max Wire Length, а также Bond Finger Margin, то есть расстояние/отступ между бонд-проволокой и краем площадки bond finger, к которой она подключена. Правило проектирования Wire Bonding поддерживается пакетной проверкой DRC.
Правило Wire Bonding, определенное в Constraint Manager
Правило Wire Bonding, определенное в диалоговом окне PCB Rules and Constraints Editor
Проверки электрических правил (Un-Routed Net и Short Circuit) также применяются к Wire Bonding.
Объекты бонд-проволок также включаются в проверку Component Clearance, чтобы обнаруживать нарушения зазоров между бонд-проволоками и другими объектами (не являющимися бонд-проволоками) в 3D-пространстве.
Пример обнаруженного столкновения между бонд-проволокой и 3D-телом.
Ключевые слова запросов для wire bonding
Следующие ключевые слова языка запросов доступны для использования в логических выражениях запросов при создании областей действия правил проектирования (как в Constraint Manager, так и в диалоговом окне PCB Rules and Constraints Editor ), а также при построении выражений запросов для фильтрации объектов в PCB или библиотеке PCB:
-
IsBondFinger – возвращает примитив SMD-пада на медном слое, к которому подключен bond wire.
-
IsBondWire – возвращает примитив bond wire.
-
IsBondWireConnected – возвращает любой примитив, к которому подключен bond wire.
Wire bonding в документе Draftsman
Draftsman поддерживает wire bonding как в обычном board assembly view (для основного подхода Chip-on-Board), так и в board fabrication view, а также в component view (в случаях, когда wire bonding-«корпус» полностью определен внутри футпринта).
-
Включите слои для die pads и bond wires на вкладке Layers панели Properties выбранного представления board assembly view или board fabrication view, чтобы показать эти слои в представлении (и в производных board detail views, как показано ниже).
-
Когда отображение bond wires включено для board assembly view или board fabrication view, можно выбрать использование цвета слоя (заданного на вкладке Layer панели Properties) или цвета переопределения (если он задан для bond wires на стороне PCB) с помощью опции Show Bond Wires на вкладке General панели Properties этого представления.
-
Если компонент использует wire bonding (то есть имеет die pad(ы) и подключенные к ним bond wires), в панели Properties для выбранного представления компонента, размещенного для этого компонента, доступны дополнительные параметры Show Bond Wires и Die Pads. Используйте опцию Show Bond Wires , чтобы включить графику bond wires и выбрать использование цвета слоя (задается соответствующей кнопкой цвета) или цвета переопределения (если он задан для bond wires на стороне PCB). Используйте опцию Die Pads, чтобы включить графику die pads и определить их цвет.
Выходные данные wire bonding
Информация wire bonding поддерживается при создании обычных PCB Prints. Настроив печать слоев и обозначений, можно сформировать диаграмму wire bonding.
Пример PCB-печати, настроенной как диаграмма wire bonding.
Кроме того, можно сгенерировать отчет Wire Bonding Table Report, содержащий информацию о соединениях bond wires (в формате CSV). Используйте выход Wire Bonding Table Report из области Assembly Outputs файла Output Job file, чтобы добавить новый выход этого типа. Либо выберите команду File » Assembly Outputs » Wire Bonding Table Report в главном меню редактора PCB, чтобы сгенерировать отчет непосредственно из редактора.
Добавление нового выходного объекта Wire Bonding Table Report в файл Outjob.
Пример сформированного отчета Wire Bonding Table Report
Записи в отчете wire bonding table сортируются следующим образом:
-
Сначала перечисляются bond wires, начинающиеся от примитивов компонентов. Записи внутри этой группы сортируются по алфавиту по позиционным обозначениям компонентов, а затем по обозначениям падов.
-
Затем перечисляются bond wires, начинающиеся от свободных примитивов и заканчивающиеся на примитивах компонентов. Записи внутри этой группы также сортируются по алфавиту по именам и/или обозначениям примитивов.
-
Затем перечисляются bond wires, начинающиеся и заканчивающиеся на свободных примитивах. Записи внутри этой группы также сортируются по алфавиту.
Локализовано с помощью ИИ