SiP系统级封装设计流程

turth

SiP的设计与仿真流程的主要内容如下图所示：
9 F+ Y0 r7 t* S* A（1）设计准备

# Q- E" R/ f# G5 B设计准备的工作主要包括：① 各种资料的收集，裸芯片相关资料，管脚定义，物理尺寸，能否采购获取等。② 封装类型的确定，是采用BGA封装还是其他封装形式；封装尺寸的确定；封装管脚间距、管脚数目的确定。③ 采用自定义管脚排列方式还是采用标准的封装，或者和别人曾经用过的封装管脚兼容，以便于后期的组装和测试。④ 封装工艺和材料的选择，根据其应用的领域选择塑封、陶瓷封装或者金属封装奥。

（2）建库及库管理
5 c  n. h, m& `$ @' n, f3 D
, z" W' [" g# c& N  ~. B% N建库及库管理主要包括原理图符号库、IC裸芯片库、BGA封装库、Part库以及仿真模型库等肯。

（3）原理图设计
7 [5 V6 q6 [! V3 O
5 l5 i9 A4 l7 G2 L, w3 P8 E# I原理图设计包括原理图输入，射频原理图设计以及原理图协同设计思等。
8 J0 ~. {0 A  x! V
+ G- ?# y, `- o$ H（4）设计前仿真
- I" V( p  y$ E( _: ]1 g
设计前仿真可和原理图设计同步进行，通过“What if”分析，确定设计层叠结构、关键信号的网络拓扑结构、阻抗匹配，以及电源平面的分割、电容种类及型号选择等。对模拟电路或者数模混合电路，可进行电路的功能仿真。

1 b0 a) a$ X& }2 L( y) ]; o8 v) I（5）工艺选择

! }7 r" U* g4 w; _3 g工艺选择主要是为了确定SiP采用哪种工艺的封装形式，如Wire Bonding、FlipChip、TAB、TSV等。基板上是否要挖腔体，采用单面腔体还是基板顶层/底层双面腔体，以及腔体的深度等，同时也要考虑是否要做芯片堆叠Stacked Dies，基板的层数和需要采用的层叠结构等通常在这一步也要定下来。
) e: W. w3 q7 R: Y
; I* Y4 R! F1 c, m4 z" X（6）进入版图设计环境
% V8 v  G# G9 P9 x; ?  [
; M5 J+ }8 F; R: S% V通过打包Package功能，以及前向标注等手段将原理图的连接关系、规则定义等传输到版图环境，同时自动调用中心库的相关 Cell放到版图设计环境中。

5 I( r; l8 L. O! [5 ^（7）层叠设置

1 y) C1 ]1 z; Q  h9 F2 f根据工艺的选择及设计的复杂程度进行层叠结构的设置，包括层数以及层叠结构的选择，是采用1+N+1、2+N+2、m+N+m或者ALIVH等层叠结构。

. A/ q( A4 u9 E; V" B（8）约束规则设置

主要包括网络分类，结构约束规则、间距约束规则、电气约束规则，高速网络约束、差分对约束等。
( G2 _% `4 Z; x
* Y: H' i0 i7 U7 R（9）器件布局
) j8 p" i* \4 \8 l4 Y/ @
主要确定裸芯片的摆放位置。如果芯片需要放置到腔体里，则需要确定腔体的深度以及是单级还是多级腔体，腔体形状的绘制等。
7 B$ H5 C, n$ R/ @2 n; G! K
（10）引线键合、布线和敷铜

主要确定键合线的键合方式，是单层键合线还是多层键合线，键合线的模型选择，电源环的设置；选择交互式手工布线或自动布线，电源平面层分割，射频电路设计，埋阻埋容的自动综合等。这一步工作量比较大。

3 \  \' |& j( ^. P0 q5 b（11）版图设计检查

通过检查可发现版图设计中的DRC错误并进行修正，确保设计功能的正确性。

（12）设计后仿真

0 v" v! m1 R# H6 F5 D/ X设计后仿真可通过专用接口导出到仿真工具，进行信号完整性、电源完整性及电磁兼容方面的仿真和分析。
( @+ ]: F4 b5 ^  ^/ R) E/ Y' u  Q
% |/ z9 ?8 k1 ^, ^9 b9 K（13）设计热分析

' k0 y) R) e& J& j& g1 W可通过专用接口导入热分析工具。通过热分析，可解决SiP工作中由于芯片功耗过大而发生的过热问题，确保产品的稳定性和可靠性。

( ~5 d8 \( I1 d/ Q8 _: A3 J（14）后处理及生产文件

6 Z) Q! j7 w5 P: J+ Q; r3 ^/ t包括Gerber及钻孔文件的生成，BOM、DXF、IDF、GDSII、ODB++等格式的输出。
  P1 o& \7 u: W9 I$ H
# t. G3 H- O# J% K. I6 S（15）电子结构一体化设计
7 w! g& }+ o8 _
- L& x( n! m4 w5 Y/ p3 i电子结构一体化主要包括电子和结构的协同。因为EDA工具主要完成的是SiP内部的东西，包括基板和芯片组装、键合等。而SiP的外壳等数据通常需要通过结构设计软件来确定，如陶瓷封装的金属框架、盖板、塑封的模封，金属封装的外壳等。
" ^4 ]( }6 U  ?, t2 X! w& H
0 {! C" k8 Z# l  Q( M3 P  a（16）设计结束
9 R7 @7 m/ s4 @
所有上面的流程走完之后，SiP设计结束，即可进入生产阶段。
7 [% t, J* ]0 H, y% J. b7 m! `
详细设计方法，可参考《SiP系统级封装设计与仿真》一书的相关章节。
- a9 Z+ I" i$ S* ^

keep

设计准备的工作主要包括：① 各种资料的收集，裸芯片相关资料，管脚定义，物理尺寸，能否采购获取等。② 封装类型的确定，是采用BGA封装还是其他封装形式；封装尺寸的确定；封装管脚间距、管脚数目的确定。③ 采用自定义管脚排列方式还是采用标准的封装，或者和别人曾经用过的封装管脚兼容，以便于后期的组装和测试。④ 封装工艺和材料的选择，根据其应用的领域选择塑封、陶瓷封装或者金属封装奥。

xiáò虫

感谢分享；

szkalwa

谢谢，不错！