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：
（1）设计准备
- h2 z" V% [) X: Z6 d0 d
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。

7 `6 H- H5 e5 i（2）建库及库管理

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。
9 q, y, d) C; K9 H( ?+ B( J3 |2 C3 X
. q. Y0 \' Z" _! A（3）原理图设计
3 N8 f1 [* \! R2 t
' S) `9 _* k1 ~# c. D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。
/ V& k3 I; Z' Z5 e- c% Y
+ o5 \# J6 B2 T6 f6 t- q0 I（4）设计前仿真

. f7 h: s+ v1 @. z8 E+ @3 l' z- A, d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。
- g, Z, ^- c. G# k$ i
（5）工艺选择

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。

（6）进入版图设计环境
! ~. T* c2 s% e1 U  v3 t
4 m- Q+ J; k. x1 F7 i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。
4 _3 _' S% a7 E: Y
- _2 d! ~7 t) Z: U- i（7）层叠设置

% e3 W/ V* Y3 c6 _' R) q6 [" r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。
# Y, ?" _# b8 f5 Z4 ~7 W
（8）约束规则设置

. S( l/ c& P) N7 v; _7 |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。
* x2 r2 ?! _! K) r  \
) U. L6 s  G) D（9）器件布局

7 ~4 }4 q& ?5 b4 ~0 o# O1 n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。
. k$ M! w4 e1 P2 z( O( ^
（10）引线键合、布线和敷铜
% I2 L0 j+ Q3 Q* L5 e, p
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。

（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。
* n- j5 a3 x, H5 J  \
（12）设计后仿真
% J% S2 e$ I5 Q0 v% Q3 T) x2 C
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。

（13）设计热分析
5 m6 Z7 Z' }: ~/ ]3 m
& ?; _  F, R! k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。

（14）后处理及生产文件

- v1 |8 O2 n: g/ F4 i包括Gerber及钻孔文件的生成，BOM、DXF、IDF、GDSII、ODB++等格式的输出。

（15）电子结构一体化设计

7 j0 {5 M( n7 g; A! p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。

: o  f# H/ L% c5 d$ \（16）设计结束
* c1 k3 Z0 [9 G5 o% h' [4 P( c  V, Z- |
2 }# z! a+ b  g% Y' ]所有上面的流程走完之后，SiP设计结束，即可进入生产阶段。
( O' ]6 u+ p: z0 U- @+ R  K" |
& j" `' Y) b% _$ n& K6 X  f0 j$ S* ]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。

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！