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请教做射频IC的专业人士

时间:12-12 整理:3721RD 点击:
高速IC芯片,裸芯片形式,正常的使用方式是正装(正面,即电极焊盘面,朝上安装),然后以金丝键合与周边连接。芯片为方形,所有的电极焊盘均位于芯片的边缘,被电极环绕的芯片内部能看到其表面的微细电路结构。
现在的问题是,如果我们自己采用倒装方式(自制焊凸),即将芯片翻转过来,电极焊盘与金属薄膜电路基板上的对应焊盘直接连接,基板的背面为铺地(基板背面为整个金属层GND),这种安装方式是否破坏了该射频芯片原有的微波工作模型,而导致该芯片在高频下根本不能工作(只考虑IC本身,即IC的输入到输出)?
假设该IC的工作模拟带宽为30 GHz以上,使用金薄膜电路基板的厚度为0.25 mm,基板背面整面金层GND(正面薄膜电路的GND以过孔与其连接)。我们对高速IC的微波结构不了解,无法做微波仿真,只知道采用倒装技术是有利于高速信号连接。
对于这种正常情况下以正装方式工作的高速IC,按照上述介绍的倒装安装情形,是否原理上就是行不通的?谢谢指教!

你确定30G的芯片,原来是用邦线形式进行的封装?

它本身是裸片,没有金线封装,金线是我们自己去打。
光通信领域用的TIA,供应商提供应用说明,都是裸片然后用户自己打线。

30g的芯片,恐怕金线怎么打都有一定的讲究吧. 供应商会给参考设计么?
这么高的频率下,我感觉正装变倒装是有可能出问题,
正装的参考地平面应该是在芯片背部, 而你现在倒装是在芯片正面再隔着一层基板
芯片里会不会有twv(thru wafer via,就是打穿整个芯片到底部的通孔,以使接地良好)?
是不是有高掺杂外延层在芯片底部?
如果没有电磁场仿真你很难debug

flip chip 的 焊盘和普通bond wire的焊盘不一样吧,直接翻恐怕不行。

AN里会给出高频回路的打线电容设置和对打线本身的一些大体要求。用正装和打线方式我们已经做了,是没有问题的,行业里也都是这么做。但是倒装我们做了几次性能都很糟,起初以为是别的传输的部位有问题,后单独检测后排除,最后怀疑到倒装片本身。
倒装的问题会不会是出在基板背面的整面金属膜结构上,因为有可能这层金属层改变了原正装结构下的电磁场边界条件---基板很薄,0.25 mm;正装是无穷大空气介质,倒装是薄层介电基板(比如陶瓷)外设金属层,焊凸的高度也就20、30 um量级。我们对IC的工作设计结构不了解,所以不好做判断,所以想从IC专业人士上获得原理解释,以便排除其它因素(比如倒装工艺将芯片高频电路损伤,这个我们更难判断,我们按厂方给的直流检测标准芯片是好的,高频信号下也能工作就是性能很糟)。
我们现在用的芯片的背面应该是绝缘的(GaAs或InP半导体裸材料),芯片背面不要求接GND,所有的GND都在芯片正面的焊盘给出,当然IC内部可能是有GND层。

倒装工艺本身没有问题,我们的倒装焊是超声焊,跟wire bonding的材料、工艺原理是一样的。

30G用邦线肯定设计时考虑了邦线的寄生效应了
突然把邦线撤掉,估计阻抗匹配之类的都变了

不会。AN里给的建议是bongding线越短越好,用倒装就是邦线的长度达到最短的极限。直接与供应商联系对方也是指明越短越好,而不是要求某个长度范围。

我感觉应该是倒装改变了传输线的特性阻抗 以前相当于是微带线 倒装之后变成了悬置微带

您是说IC里也有传输线结构?这个IC很小,1 mm见方,包含了TIA和LA两个单元。如果您确认在这个尺寸里IC的有关微波结构在 30 GHz下会受到所说倒装结构的影响,那我们就可以确认现有倒装方案是行不通的了。
如果是这样,有没有可能在IC的倒装安装位置,将基板背面的局部GND层挖掉,范围可以比IC本身的尺寸稍大(因为其它地方的GND层需要保留)来处理?基板材料本身的存在会对原芯片的微波结构有很大影响否?如果确认原理上也是有明显影响,那就得将这个位置的基板都挖空,只留焊盘安装位。这个倒是可以实现,备料,改设备夹具等等要花很多时间,需要原理上尽可能确认方好实施。

可以把基板背面铺地层在裸芯片处空出来不铺地。

倒装焊如何超声焊?倒装焊一般采用凸点热压或熔锡连接。

难说。。
你们公司都搞到30G了,都不招个专门做射频建模的么?30G的电路板你们找谁画的?
你们的bondwire都不用建模就直接用的么?对特定封装结构来说,bondwire有最小长度,一般芯片是比照着bondwire的最小长度设计的?但是倒装的话长度不就变成几乎是零了么?
你想想这里面parasitics的变化会有多大。。对芯片的性能影响有多大。。不单单是匹配的问题,可能电路就振荡了。。
btw:其实一般搞射频IC的对这个未必很懂,你得找搞微波的人。。

正装在30g上工作很好,为什么

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