CN113066779B - 一种封装芯片的双电源供电模块及封装芯片 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种封装芯片的双电源供电模块及封装芯片。所述双电源供电模块包括电源条线以及一个或多个双电源供电单元；其中，所述双电源供电单元包括两个电源引脚以及一个供电连接头，所述电源条线包括多条横向的第一电源条线，所述两个电源引脚之间通过多条横向的第一电源条线连在一起，所述供电连接头覆盖在所述两个电源引脚上，并在覆盖所述两个电源引脚的一侧与所述两个电源引脚金属连接。所述封装芯片包括电源环、待供电单元以及双电源供电模块。
Description
技术领域
本发明涉及封装芯片的供电领域，涉及一种封装芯片的双电源供电模块及封装芯片。
背景技术
电源规划是芯片物理实现里面一个非常重要的步骤，它的目标是给整个芯片设计出一个均匀的网络，使外部送进来的电能可以输送到芯片里的每一个单元，让芯片正常工作。
近年来，随着电子制造技术和芯片工艺的不断发展，芯片的尺寸越来越小，集成的晶体管规模则越来越庞大，电源规划也因此越来越重要，如何提高电源网络设计的空间利用率、提升供电能力并提高电源网络的稳定性成为了电源规划的重中之重。在现有的芯片封装技术中，封装芯片普遍使用的是引线键合技术。在对使用这种技术封装的芯片进行供电时，每个供电输入输出单元需要与配套大小的供电连接头重叠，电源将电流从芯片外部经封装的金线送到供电连接头，供电连接头再通过供电输入输出单元的单个电源引脚，将电流送至整个芯片的电源环和电源条线组成的电源网络，从而将电流送到芯片每一个角落。
但是，上述现有技术存在难以避免的缺陷：这种模块的供电能力比较弱，而且因为单个电源引脚能连接的金属线宽度也比较小，导致电阻较大，电源网络容易受到电压降和电迁移的影响，降低电源网络的稳定性，对芯片的正常运行产生一定的负面影响。
因此，当前市面上迫切需要一种封装芯片的双电源供电模块及封装芯片，以解决现有技术中普遍存在的供电能力比较弱且电源网络容易受到电压降和电迁移的影响的问题。
发明内容
针对现存的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种封装芯片的双电源供电模块，该双电源供电模块能够在不损失芯片的空间利用率的前提下提高每个供电单元的供电效果，并且提高了整个电源网络抗电压降和电迁移的性能，解决了现有技术中普遍存在的供电能力比较弱且电源网络容易受到电压降和电迁移的影响的问题。
本发明提供了一种封装芯片的双电源供电模块，该双电源供电模块包括电源条线以及一个或多个双电源供电单元；其中，该双电源供电单元包括两个电源引脚以及一个供电连接头，该电源条线包括多条横向的第一电源条线，该两个电源引脚之间通过多条横向的第一电源条线连在一起，该供电连接头覆盖在该两个电源引脚上，并在覆盖该两个电源引脚的一侧与该两个电源引脚金属连接。
在一个实施例中，该电源条线还包括多条纵向的第二电源条线，该双电源供电模块由一层晶体管层和八层金属层构成，该八层金属层中的第一层、第三层、第五层和第七层金属层中包括多条横向的第一电源条线，该八层金属层中的第二层、第四层、第六层和第八层金属层中包括多条纵向的第二电源条线。
本发明还提供了一种封装芯片，该封装芯片包括电源环、多个待供电单元以及如前所述的封装芯片的双电源供电模块，该双电源供电模块通过多条纵向的第二电源条线与该电源环连接，并通过该电源环连接到多个待供电单元。
在一个实施例中，该电源环围绕该封装芯片布置并通过多条横向的第一电源条线和多条纵向的第二电源条线连接到封装芯片中的多个待供电单元。
在一个实施例中，所述双电源供电模块通过多条纵向的第二电源条线与电源环连接，具体为：所述两个电源引脚中的每一个电源引脚通过多条纵向的第二电源条线连接到电源环上。
相比于现有技术，本发明实施例具有如下有益效果：
本发明提供了一种封装芯片的双电源供电模块及封装芯片，通过在该模块和封装芯片中配置一个供电连接头覆盖在两个电源引脚上的双电源供电单元，该封装芯片的双电源供电模块及封装芯片不仅将供电能力提升一倍，还在提升空间利用率的基础上，增强了电源网络的稳定性。
附图说明
下文将结合说明书附图对本发明进行进一步的描述说明，其中：
图1示出了根据本发明的一种封装芯片的双电源供电模块的双电源供电单元的一个实施例的结构图；
图2示出了根据本发明的一种封装芯片的一个实施例的结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
具体实施例一
本发明提供了一种封装芯片的双电源供电模块11，该双电源供电模块1基于SMIC40nm 1p8m工艺实现(由一层晶体管层和八层金属层构成)，双电源供电模块1包括电源条线以及一个或多个双电源供电单元，其中，电源条线包括多条横向的第一电源条线和多条纵向的第二电源条线，第一电源条线和第二电源条线在双电源供电模块1中纵横交错分布，所述八层金属层中的第一层、第三层、第五层和第七层金属层中包括多条横向的第一电源条线，所述八层金属层中的第二层、第四层、第六层和第八层金属层中包括多条纵向的第二电源条线，横向的第一电源条线和纵向的第二电源条线交错分布的设计使得相邻层包含的电源条线之间不会相互干扰。
图1示出了根据本发明的一种封装芯片的双电源供电模块1的双电源供电单元的一个实施例的模块图。双电源供电单元包括两个电源引脚1111、1112以及一个供电连接头1113。电源引脚1111和电源引脚1112之间通过多条横向的第一电源条线连在一起以形成闭环的电源网络，电源网络平均分布电流，缩短电流回路，在有效减小电压降的同时，能够避免由于电流分布不均时造成的热点现象以及电迁移问题，供电连接头1113覆盖在所述两个电源引脚1111、1112上，并在覆盖所述两个电源引脚1111、1112的一侧通过双电源供电模块的多层金属层与所述两个电源引脚1111、1112金属连接。
电流通过双电源供电单元流入多条纵向的第二电源条线，从而将电流输送至电源网络中的各个角落。由于传输的电流量取决于传输横截面，而同时，第二电源条线的高度是固定的，因此，当在双电源供电模块11中采用双电源供电单元时，在规划在封装芯片内的供电单元数量相同的情况下，用于传输电流的第二电源条线的数量增加一倍，从而使得传输横截面的宽度增加一倍，即使得传输横截面增加一倍，从而使得传输电流量增加一倍。
由于具有上述模块，在具有同样数量的供电单元的情况下，双电源供电单元的供电输出与现有技术中一个供电连接头覆盖一个电源引脚的供电单元的供电输出相比增加一倍；同时，由于在进行电源规划时，供电连接头之间需保持一定间距，因此，在同样芯片面积的前提下，具有双电源供电单元的封装芯片双电源供电模块11与传统的单电源供电模块相比，不仅提升了封装芯片的空间利用率，还具有更好的抗电压降和抗电迁移性能，从而提升了电源网络的稳定性。
具体实施例二
图2示出了根据本发明的一种封装芯片的一个实施例的模块图，如图所示，所述封装芯片包括一个或多个如前所述的封装芯片的双电源供电模块11、电源环12以及一个或多个待供电单元13，其中，双电源供电模块11中的两个电源引脚1111和1112中的每一个通过电源条线连接到电源环12上，电源环12围绕芯片布置并通过电源条线连接到封装芯片中的待供电单元13，环绕封装芯片的电源环12与双电源供电模块11以及横向和多条纵向交错的电源条线一起构成了封装芯片内部的电源网络，电源网络平均分布电流，缩短电流回路，并且在有效减小电压降的同时，能够避免由于电流分布不均时造成的热点现象以及电迁移问题。
在供电过程中，电流从封装芯片1外部经封装的金线流入供电连接头1113，由于供电连接头1113在覆盖两个电源引脚的一侧与该两个电源引脚金属连接，电流因此流入两个电源引脚，随后，电流经由双电源供电模块11中的两个内部闭环的电源引脚1111和1112，通过多条纵向的第二电源条线流入环绕封装芯片的电源环12，最后通过纵横交错的多条第一和第二电源条线输送到每一个待供电单元13。
由于具有上述模块，在具有同样数量的供电单元的情况下，双电源供电单元111的供电输出与现有技术中每个供电连接头覆盖一个电源引脚的供电单元的供电输出相比增加一倍；同时，由于在进行电源规划时，供电连接头之间需保持一定间距，因此，在同样芯片面积的前提下，具有双电源供电单元的封装芯片双电源供电模块11与传统的单电源供电模块相比，不仅提升了封装芯片的空间利用率，还具有更好的抗电压降和抗电迁移性能，从而提升了电源网络的稳定性。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种封装芯片，其特征在于，所述封装芯片包括电源环、多个待供电单元以及双电源供电模块，所述双电源供电模块通过多条纵向的第二电源条线与电源环连接，并通过电源环连接到所述多个待供电单元；所述双电源供电模块包括电源条线以及一个或多个双电源供电单元；其中，所述双电源供电单元包括两个电源引脚以及一个供电连接头，所述电源条线包括多条横向的第一电源条线，所述两个电源引脚之间通过多条横向的第一电源条线连在一起，所述供电连接头覆盖在所述两个电源引脚上，并在覆盖所述两个电源引脚的一侧与所述两个电源引脚金属连接；所述电源条线还包括多条纵向的第二电源条线，所述双电源供电模块由一层晶体管层和八层金属层构成，所述八层金属层中的第一层、第三层、第五层和第七层金属层中包括多条横向的第一电源条线，所述八层金属层中的第二层、第四层、第六层和第八层金属层中包括多条纵向的第二电源条线。
2.根据权利要求1所述的封装芯片，其特征在于，所述电源环围绕封装芯片布置并通过多条横向的第一电源条线和多条纵向的第二电源条线连接到封装芯片中的多个待供电单元。
3.根据权利要求2所述的封装芯片，其特征在于，所述双电源供电模块通过多条纵向的第二电源条线与电源环连接，具体为：
所述两个电源引脚中的每一个电源引脚通过多条纵向的第二电源条线连接到电源环上。
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