SiP系统级封装设计与仿真
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前言

SiP(System in Package)系统级封装技术正成为当前电子技术发展的热点,受到了来自多方面的关注,这些关注既来源于传统封装Package设计者,也来源于传统的MCM设计者,更多来源于传统的PCB设计者,甚至SoC的设计者也开始关注SiP。

和Package比较而言,SiP是系统级的多芯片封装,能够完成独立的系统功能。

和MCM比较而言,SiP是3D立体化的多芯片封装,其3D主要体现在芯片堆叠和基板腔体上,同时,SiP的规模和所能完成的功能也比MCM有较大提升。

和PCB比较而言,SiP技术的优势主要体现在小型化、低功耗、高性能方面。实现和PCB同样的功能,SiP只需要PCB面积的10%~20%,功耗的40%左右,性能也会有比较大的提升。

和SoC比较而言,SiP技术的优势主要体现在周期短、成本低、易成功方面。实现同样的功能,SiP只需要SoC研发时间的10%~20%,成本的10%~15%,并且更容易取得成功。

在国内,越来越多的电子设计工程师开始关注和学习SiP的技术,但由于目前关于SiP设计和仿真方面的综合书籍很缺乏,设计者往往无从下手,这在一定程度上也阻碍了SiP技术在国内的快速发展。

作者近几年一直从事SiP技术的研究和SiP用户项目的技术支持工作,参与了国内多款SiP的设计工作。

在参与这些项目的过程中,作者了解到越来越多的用户对于SiP设计仿真技术的迫切需求,意识到国内急需一本SiP设计与仿真方面的综合书籍。正是基于这种原因,我们编写了此书。

本书总共分为21章,系统地讲述了SiP从设计到仿真的全过程。

其中,第1章、第6章至第21章为李扬编写,第2章至第4章为刘杨编写,李扬做了内容的补充和修改,第5章为两人联合编写,最终由李扬统一定稿。

由于作者所参与的SiP项目均使用了Mentor公司的SiP设计及仿真工具,所以本书基于Mentor公司的工具来讲述SiP的设计和仿真方法。下面为本书各章的内容简介。

第1章主要讲述了Mentor公司SiP技术的发展,以及Mentor SiP设计及仿真平台。

第2章讲述了封装及SiP的基础知识,以及封装厂家和芯片供应商等信息。

第3章以BGA封装为主,讲述了SiP封装的生产流程。

第4章介绍了新兴的封装技术及其应用,包括TSV、IPD及PoP等技术。

第5章讲述了SiP设计与仿真的整个流程。

第6章介绍了SiP设计中心库的建立与管理。

第7章介绍了SiP原理图输入的方法,原理图设计的各种选项及中文配置等功能。

第8章介绍了多版图项目管理及原理图多人协同设计的原理及实现方法。

第9章介绍了SiP版图的创建和版图相关的设置与操作。

第10章介绍了SiP设计中的约束规则管理。

第11章介绍了Wire Bonding的模型定义、参数设置及设计方法。

第12章介绍了腔体Cavity及芯片堆叠Die Stack的定义和设计方法。

第13章介绍了倒装焊FlipChip及RDL的概念和设计方法。

第14章介绍了SiP基板布线和敷铜处理的各种操作方法。

第15章介绍了埋入式电阻电容EP的工艺、材料及设计方法。

第16章介绍了RF射频电路的设计方法,RF原理图和版图设计以及与仿真工具的链接。

第17章介绍了SiP版图实时协同设计技术Xtreme及其实现方法。

第18章介绍了3D实时DRC检查,并通过3D Viewer模拟了SiP生产加工全流程。

第19章介绍了设计检查DRC技术,包括Online DRC、Batch DRC及Hazard的查看。

第20章介绍了SiP设计完成后,各种相关生产数据的输出。

第21章介绍了SiP的各种仿真技术。

上述各章的内容基本上概括了SiP设计中可能遇到的各种情况和问题。

对于本书中还未涉及的但在SiP设计中切实需要的技术和方法,希望读者也能够提出来,我们会在后续的版本中给予补充。

编写此书时,我们力求将此书编写成一本综合而全面的SiP书籍。因此,除了详尽介绍了SiP设计中的各种技术和方法外,在本书的最后一章,我们介绍了SiP的仿真技术。

为了降低SiP设计的门槛,打消初学者对刚开始设计SiP时的各种顾虑和疑惑,本书的内容除了描述SiP设计和仿真之外,还介绍SiP生产厂家、裸芯片供应商等相关信息,供读者参考。

此外,本书有3章内容专门介绍了封装及SiP的基础知识、生产流程及与SiP相关的新兴技术,从而使得那些在接触本书之前对SiP或封装Package知之甚少的工程师也能在本书的指导下,高速、高质量地完成SiP的设计。

当然,虽然我们尽了最大的努力,力求做到完美,但是由于作者水平以及知识领域的限制,本书中难免会出现纰漏和谬误。恳请专家和广大读者能够给予指正,以便在后续的版本中得到更正。

衷心希望此书的出版能够对我国SiP技术及相关产业的发展起到一定的推动作用。

李扬

2012年3月

于北京