什么是CUP与Non-CUP设计_专业集成电路测试网-芯片测试技术-ic test

微信群同学提问：什么是CUP什么是Non-CUP？

首先，先做一个名词解释：

1）CUP（Circuit Under Pad，焊盘下有电路）
2）Non-CUP（Non Circuit Under Pad，焊盘下没有电路）
3）BOAC（Bond over active circuitry，键合在有源电路上）

接着，研究一下这两种结构
在现代芯片设计和封装技术中，CUP和Non-CUP是两种重要的设计策略。它们的选择直接影响芯片的面积、性能、可靠性以及制造成本。

1. CUP与Non-CUP的基本概念

CUP是一种允许在芯片焊盘（Pad）下方布置电路的设计技术。焊盘是芯片与外部电路连接的接口，通常用于焊接引线或连接封装。在CUP设计中，焊盘下方的硅片区域被充分利用来布置电路，从而提高了芯片的集成度。

核心特点：
1）焊盘下方可以布置逻辑电路、模拟电路或其他功能模块。2）需要特殊的工艺和设计规则来确保焊盘下方电路的可靠性。

Non-CUP是一种传统的设计方式，焊盘下方不允许布置任何电路。焊盘区域仅用于连接，其下方的硅片区域通常被留空或填充钝化层（Passivation Layer）。

核心特点：
1）焊盘下方不布置电路，仅作为机械和电气连接点。2）设计简单，可靠性较高，但面积利用率较低。

2. CUP与Non-CUP的优缺点对比

CUP的优点	CUP的缺点	Non-CUP的优点	Non-CUP的缺点
面积利用率高	可靠性风险：焊盘下方的电路可能受到焊接应力或封装工艺的影响	可靠性高：焊盘下方没有电路，避免了焊接应力对电路的潜在影响	面积利用率低
集成度高：适合高密度集成电路（如高性能处理器、存储器等）	设计复杂度高：需要特殊的工艺和设计规则来确保焊盘下方电路的可靠性	设计简单：不需要考虑焊盘下方电路的布局和工艺问题	集成度较低：在相同功能需求下，芯片面积可能比CUP设计更大
成本优势	热管理挑战：焊盘下方的电路可能受到热应力的影响	热管理更易实现：焊盘区域的热应力主要集中在表面	成本较高

3. 实际应用中的选择

在实际芯片设计中，选择CUP还是Non-CUP设计取决于具体的应用需求和工艺能力：

CUP设计适合以下场景：
1）高密度集成电路（如高性能处理器、存储器等）。
2）对芯片面积和成本有严格要求的应用。
3）具备先进封装技术和工艺能力的项目。

Non-CUP设计适合以下场景：
1）对可靠性和工艺简单性要求较高的应用（如汽车电子、工业控制等）。
2）芯片面积和成本不是主要限制因素的项目。

最后，附上一个ON的针对IC bond pad结构研究的老资料（截取部分）。