基于SiP技术的微系统电子书

内容简介

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前言

第1部分　概念和技术

第1章　从摩尔定律到功能密度定律

1.1　摩尔定律

1.2　摩尔定律面临的两个问题

1.2.1　微观尺度的缩小

1.2.2　宏观资源的消耗

1.3　功能密度定律

1.3.1　功能密度定律的描述

1.3.2　电子系统6级分类法

1.3.3　摩尔定律和功能密度定律的比较

1.3.4　功能密度定律的应用

1.3.5　功能密度定律的扩展

1.4　广义功能密度定律

1.4.1　系统空间定义

1.4.2　地球空间和人类宇宙空间

1.4.3　广义功能密度定律

第2章　从SiP到Si3P

2.1　概念深入：从SiP到Si³P

2.2　Si³P之integration

2.2.1　IC层面集成

2.2.2　PCB层面集成

2.2.3　封装层面集成

2.2.4　集成（Integration）小结

2.3　Si³P之interconnection

2.3.1　电磁互联

2.3.2　热互联

2.3.3　力互联

2.3.4　互联（interconnection）小结

2.4　Si³P之intelligence

2.4.1　系统功能定义

2.4.2　产品应用场景

2.4.3　测试和调试

2.4.4　软件和算法

2.4.5　智能（intelligence）小结

2.5　Si³P总结

2.5.1　历史回顾

2.5.2　联想比喻

2.5.3　前景预测

第3章　SiP技术与微系统

3.1　SiP技术

3.1.1　SiP技术的定义

3.1.2　SiP及其相关技术

3.1.3　SiP还是SOP

3.1.4　SiP技术的应用领域

3.1.5　SiP工艺和材料的选择

3.2　微系统

3.2.1　自然系统和人造系统

3.2.2　系统的定义和特征

3.2.3　微系统的新定义

第4章　从2D到4D集成技术

4.1　集成技术的发展

4.1.1　集成的尺度

4.1.2　一步集成和两步集成

4.1.3　封装内集成的分类命名

4.2　2D集成技术

4.2.1　2D集成的定义

4.2.2　2D集成的应用

4.3　2D+集成技术

4.3.1　2D+集成的定义

4.3.2　2D+集成的应用

4.4　2.5D集成技术

4.4.1　2.5D集成的定义

4.4.2　2.5D集成的应用

4.5　3D集成技术

4.5.1　3D集成的定义

4.5.2　3D集成的应用

4.6　4D集成技术

4.6.1　4D集成的定义

4.6.2　4D集成的应用

4.6.3　4D集成的意义

4.7　腔体集成技术

4.7.1　腔体集成的定义

4.7.2　腔体集成的应用

4.8　平面集成技术

4.8.1　平面集成技术的定义

4.8.2　平面集成技术的应用

4.9　集成技术总结

第5章　SiP与先进封装技术

5.1　SiP基板与封装

5.1.1　有机基板

5.1.2　陶瓷基板

5.1.3　硅基板

5.2　与先进封装相关的技术

5.2.1　TSV技术

5.2.2　RDL技术

5.2.3　IPD技术

5.2.4　Chiplet技术

5.3　先进封装技术

5.3.1　基于XY平面延伸的先进封装技术

5.3.2　基于Z轴延伸的先进封装技术

5.3.3　先进封装技术总结

5.3.4　先进封装的四要素：RDL、TSV、Bump和Wafer

5.4　先进封装的特点和SiP设计需求

5.4.1　先进封装的特点

5.4.2　先进封装与SiP的关系

5.4.3　先进封装和SiP设计需求

第1部分参考资料及说明

第2部分　设计和仿真

第6章　SiP设计仿真验证平台

6.1　SiP设计技术的发展

6.2　SiP设计的两套流程

6.3　通用SiP设计流程

6.3.1　原理图设计输入

6.3.2　多版图协同设计

6.3.3　SiP版图设计9大功能

6.4　基于先进封装HDAP的SiP设计流程

6.4.1　设计整合及网络优化工具XSI

6.4.2　先进封装版图设计工具XPD

6.5　设计师如何选择设计流程

6.6　SiP仿真验证流程

6.6.1　电磁仿真

6.6.2　热学仿真

6.6.3　力学仿真

6.6.4　设计验证

6.7　SiP设计仿真验证平台的先进性

第7章　中心库的建立和管理

7.1　中心库的结构

7.2　Dashboard介绍

7.3　原理图符号（Symbol）库的建立

7.4　版图单元（Cell）库的建立

7.4.1　裸芯片Cell库的建立

7.4.2　SiP封装Cell库的建立

7.5　Part库的建立和应用

7.5.1　映射Part库

7.5.2　通过Part创建Cell库

7.6　中心库的维护和管理

7.6.1　中心库常用设置项

7.6.2　中心库数据导入导出

第8章　SiP原理图设计输入

8.1　网表输入

8.2　原理图设计输入

8.2.1　原理图工具介绍

8.2.2　创建原理图项目

8.2.3　原理图基本操作

8.2.4　原理图设计检查

8.2.5　设计打包Package

8.2.6　输出元器件列表Partlist

8.2.7　原理图中文菜单和中文输入

8.3　基于DataBook的原理图输入

8.3.1　DataBook介绍

8.3.2　DataBook使用方法

8.3.3　元器件属性的校验和更新

8.4　文件输入/输出

8.4.1　通用输入/输出

8.4.2　输出到仿真工具

第9章　版图的创建与设置

9.1　创建版图模板

9.1.1　版图模板定义

9.1.2　创建SiP版图模板

9.2　创建版图项目

9.2.1　创建新的SiP项目

9.2.2　进入版图设计环境

9.3　版图相关设置与操作

9.3.1　版图License控制介绍

9.3.2　鼠标操作方法

9.3.3　四种常用操作模式

9.3.4　显示控制（Display Control）

9.3.5　编辑控制（Editor Control）

9.3.6　智能光标提示

9.4　版图布局

9.4.1　元器件布局

9.4.2　查看原理图

9.5　封装引脚定义优化

9.6　版图中文输入

第10章　约束规则管理

10.1　约束管理器（Constraint Manager）

10.2　方案（Scheme）

10.2.1　创建方案

10.2.2　在版图设计中应用Scheme

10.3　网络类规则（Net Class）

10.3.1　创建网络类并指定网络到网络类

10.3.2　定义网络类规则

10.4　间距规则（Clearance）

10.4.1　间距规则的创建与设置

10.4.2　通用间距规则

10.4.3　网络类到网络类间距规则

10.5　约束类（Constraint Class）

10.5.1　新建约束类并指定网络到约束类

10.5.2　电气约束分类

10.5.3　编辑约束组

10.6　Constraint Manager和版图数据交互

10.6.1　更新版图数据

10.6.2　与版图数据交互

10.7　规则设置实例

10.7.1　等长约束设置

10.7.2　差分约束设置

10.7.3　Z轴间距设置

第11章　Wire Bonding设计详解

11.1　Wire Bonding概述

11.2　Bond Wire 模型

11.2.1　Bond Wire模型定义

11.2.2　Bond Wire模型参数

11.3　Wire Bonding工具栏及其应用

11.3.1　手动添加Bond Wire

11.3.2　移动、推挤及旋转Bond Finger

11.3.3　自动生成Bond Wire

11.3.4　通过导引线添加Bond Wire

11.3.5　添加Power Ring

11.4　Bond Wire规则设置

11.4.1　针对Component的设置

11.4.2　针对Die Pin的设置

11.4.3　在Die Pin和Bond Finger之间添加多根Bond Wire

11.4.4　从单个Die Pin扇出多根Bond Wire到多个Bond Finger

11.4.5　多个Die Pin同时键合到一个Bond Finger上

11.4.6　Die to Die Bonding

11.5　Wire Model Editor和Wire Instance Editor

第12章　腔体、芯片堆叠及TSV设计

12.1　腔体设计

12.1.1　腔体的定义

12.1.2　腔体的创建

12.1.3　将芯片放置到腔体中

12.1.4　在腔体中键合

12.1.5　通过腔体将分立式元器件埋入基板

12.1.6　在Die Cell中添加腔体实现元器件埋入

12.2　芯片堆叠设计

12.2.1　芯片堆叠的概念

12.2.2　芯片堆叠的创建

12.2.3　并排堆叠芯片

12.2.4　芯片堆叠的调整及键合

12.2.5　芯片和腔体组合设计

12.3　2.5D TSV的概念和设计

12.4　3D TSV的概念和设计

12.4.1　3D TSV的概念

12.4.2　3D TSV Cell创建

12.4.3　芯片堆叠间引脚对齐原则

12.4.4　3D TSV堆叠并互联

12.4.5　3D 引脚模型的设置

12.4.6　网络优化并布线

12.4.7　DRC检查并完成3D TSV设计

第13章　RDL及Flip Chip设计

13.1　RDL的概念和应用

13.1.1　Fan-In型RDL

13.1.2　Fan-Out型RDL

13.2　Flip Chip的概念及特点

13.3　RDL设计

13.3.1　Bare Die及RDL库的建立

13.3.2　RDL原理图设计

13.3.3　RDL版图设计

13.4　Flip Chip设计

13.4.1　Flip Chip原理图设计

13.4.2　Flip Chip版图设计

第14章　版图布线与敷铜

14.1　版图布线

14.1.1　布线综述

14.1.2　手工布线

14.1.3　半自动布线

14.1.4　自动布线

14.1.5　差分对布线

14.1.6　长度控制布线

14.1.7　电路复制

14.2　版图敷铜

14.2.1　敷铜定义

14.2.2　敷铜设置

14.2.3　绘制并生成敷铜数据

14.2.4　生成敷铜排气孔

14.2.5　检查敷铜数据

第15章　埋入式无源器件设计

15.1　埋入式元器件技术的发展

15.1.1　分立式埋入技术

15.1.2　平面埋入式技术

15.2　埋入式无源器件的工艺和材料

15.2.1　埋入工艺Processes

15.2.2　埋入材料Materials

15.2.3　电阻材料的非线性特征

15.3　无源器件自动综合

15.3.1　自动综合前的准备

15.3.2　电阻自动综合

15.3.3　电容自动综合

15.3.4　自动综合后版图原理图同步

第16章　RF电路设计

16.1　RF SiP技术

16.2　RF设计流程

16.3　RF元器件库的配置

16.3.1　导入RF符号到设计中心库

16.3.2　中心库分区搜索路径设置

16.4　RF原理图设计

16.4.1　RF原理图工具栏

16.4.2　RF原理图输入

16.5　原理图与版图RF参数的相互传递

16.6　RF版图设计

16.6.1　RF版图工具箱

16.6.2　RF单元的3种类型

16.6.3　Meander的绘制及编辑

16.6.4　创建用户自定义的RF单元

16.6.5　Via添加功能

16.6.6　RF Group介绍

16.6.7　Auto Arrange功能

16.6.8　通过键合线连接RF单元

16.7　与RF仿真工具连接并传递数据

16.7.1　连接RF仿真工具

16.7.2　原理图RF数据传递

16.7.3　版图RF数据传递

第17章　刚柔电路和4D SiP设计

17.1　刚柔电路介绍

17.2　刚柔电路设计

17.2.1　刚柔电路设计流程

17.2.2　刚柔电路特有的层类型

17.2.3　刚柔电路设计步骤

17.3　复杂基板技术

17.3.1　复杂基板的定义

17.3.2　复杂基板的应用

17.4　基于4D集成的SiP设计

17.4.1　4D集成SiP基板定义

17.4.2　4D集成SiP设计流程

17.5　4D SiP设计的意义

第18章　多版图项目与多人协同设计

18.1　多版图项目

18.1.1　多版图项目设计需求

18.1.2　多版图项目设计流程

18.2　原理图多人协同设计

18.2.1　原理图协同设计的思路

18.2.2　原理图协同设计的操作方法

18.3　版图多人实时协同设计

18.3.1　版图实时协同软件的配置

18.3.2　启动并应用版图实时协同设计

第19章　基于先进封装（HDAP）的SiP设计流程

19.1　先进封装设计流程介绍

19.1.1　HDAP设计环境需要的技术指标

19.1.2　HDAP设计流程

19.1.3　设计任务HBM（3D+2.5D）

19.2　XSI设计环境

19.2.1　设计数据准备

19.2.2　XSI常用工作窗口介绍

19.2.3　创建项目和设计并添加元器件

19.2.4　通过XSI优化网络连接

19.2.5　版图模板选择

19.2.6　设计传递

19.3　XPD设计环境

19.3.1　Interposer数据同步检查

19.3.2　Interposer布局布线

19.3.3　Substrate数据同步检查

19.3.4　Substrate布局布线

19.4　3D数字化样机模拟

19.4.1　数字化样机的概念

19.4.2　3D View环境介绍

19.4.3　构建HDAP数字化样机模型

第20章　设计检查和生产数据输出

20.1　Online DRC

20.2　Batch DRC

20.2.1　DRC Settings选项卡

20.2.2　Connectivity and Special Rules选项卡

20.2.3　Batch DRC方案

20.3　Hazard Explorer介绍

20.4　设计库检查

20.5　生产数据输出类型

20.6　Gerber和钻孔数据输出

20.6.1　输出钻孔数据

20.6.2　设置Gerber文件格式

20.6.3　输出Gerber文件

20.6.4　导入并检查Gerber文件

20.7　GDS文件和Color Map输出

20.7.1　GDS文件输出

20.7.2　Color Map输出

20.8　其他生产数据输出

20.8.1　元器件及Bond Wire坐标文件输出

20.8.2　DXF文件输出

20.8.3　版图设计状态输出

20.8.4　BOM输出

第21章　SiP仿真验证技术

21.1　SiP仿真验证技术概述

21.2　信号完整性（SI）仿真

21.2.1　HyperLynx SI 信号完整性仿真工具介绍

21.2.2　HyperLynx SI 信号完整性仿真实例分析

21.3　电源完整性（PI）仿真

21.3.1　HyperLynx PI 电源完整性仿真工具介绍

21.3.2　HyperLynx PI 电源完整性仿真实例分析

21.4　热分析（Thermal）仿真

21.4.1　HyperLynx Thermal热分析软件介绍

21.4.2　HyperLynx Thermal热仿真实例分析

21.4.3　FloTHERM软件介绍

21.4.4　T3Ster热测试设备介绍

21.5　先进3D解算器

21.5.1　全波解算器（Full-Wave Solver）介绍

21.5.2　快速3D解算器（Fast 3D Solver）介绍

21.6　数/模混合电路仿真

21.7　电气规则验证

21.7.1　HyperLynx DRC工具介绍

21.7.2　电气规则验证实例

21.8　HDAP物理验证

21.8.1　Calibre 3DSTACK工具介绍

21.8.2　HDAP物理验证实例

第2部分参考资料及说明

第3部分　项目和案例

第22章　基于SiP技术的大容量存储芯片设计案例

22.1　大容量存储器在航天产品中的应用现状

22.2　SiP技术应用的可行性分析

22.2.1　裸芯片选型

22.2.2　设计仿真工具选型

22.2.3　生产测试厂家选择

22.3　基于SiP技术的大容量存储芯片设计

22.3.1　方案设计

22.3.2　详细设计

22.4　大容量存储芯片封装和测试

22.4.1　芯片封装

22.4.2　机台测试

22.4.3　系统测试

22.4.4　后续测试及成本比例

22.5　新旧产品技术参数比较

第23章　SiP项目规划及设计案例

23.1　SiP项目规划

23.1.1　SiP的特点和适用性

23.1.2　SiP项目需要明确的因素

23.2　设计规则导入

23.2.1　项目要求及方案分析

23.2.2　SiP实现方案

23.3　SiP产品设计

23.3.1　符号及单元库设计

23.3.2　原理设计

23.3.3　版图设计

23.3.4　产品封装测试

第24章　2.5D TSV技术及设计案例

24.1　2.5D集成的需求

24.2　传统封装工艺与2.5D集成的对比

24.2.1　倒装焊（Flip Chip）工艺

24.2.2　引线键合（Wire Bonding）工艺

24.2.3　传统工艺与2.5D集成的优劣势分析

24.3　2.5D TSV转接板设计

24.3.1　2.5D TSV转接板封装结构

24.3.2　2.5D转接板封装设计实现

24.4　转接板、有机基板工艺流程比较

24.4.1　硅基转接板

24.4.2　玻璃基转接板

24.4.3　有机材料基板

24.4.4　两种转接板及有机基板工艺能力比较

24.5　掩模版工艺流程简介

24.6　2.5D硅转接板设计、仿真、制造案例

24.6.1　封装结构设计

24.6.2　封装布线、信号及结构仿真

24.6.3　生产数据Tape Out及掩模版准备

24.6.4　转接板的加工及整体组装

第25章　数字T/R组件SiP设计案例

25.1　雷达系统简介

25.2　SiP技术的采用

25.3　数字T/R组件电路设计

25.3.1　数字T/R组件的功能简介

25.3.2　数字T/R组件的结构及原理设计

25.3.3　数字T/R组件的SiP版图设计

25.4　金属壳体及一体化封装设计

第26章　MEMS验证SiP设计案例

26.1　项目介绍

26.2　SiP方案设计

26.3　SiP电路设计

26.3.1　建库及原理图设计

26.3.2　SiP版图设计

26.4　产品组装及测试

第27章　基于刚柔基板的SiP设计案例

27.1　刚柔基板技术概述

27.2　射频前端系统架构和RF SiP方案

27.2.1　微基站系统射频前端架构

27.2.2　RF SiP封装选型

27.2.3　RF SiP基板层叠设计

27.3　基于刚柔基板RF SiP电学设计仿真

27.3.1　信号完整性设计和仿真

27.3.2　电源完整性设计与仿真

27.4　基于刚柔基板RF SiP的热设计仿真

27.4.1　封装结构的热阻网络分析

27.4.2　RF SiP的热性能仿真研究

27.5　基于刚柔基板RF SiP的工艺组装实现

第28章　射频系统集成SiP设计案例

28.1　射频系统集成技术

28.1.1　射频系统简介

28.1.2　射频系统集成的小型化趋势

28.1.3　RF SiP和RF SoC

28.2　射频系统集成SiP的设计与仿真

28.2.1　RF SiP封装结构设计

28.2.2　RF SiP电学互连设计与仿真

28.2.3　RF SiP的散热管理与仿真

28.4　射频系统集成SiP的组装与测试

28.4.1　RF SiP的组装

28.4.2　RF SiP的测试

第29章　基于PoP的RF SiP设计案例

29.1　PoP技术简介

29.2　射频系统架构与指标

29.3　RF SiP结构与基板设计

29.3.1　结构设计

29.3.2　基板设计

29.4　RF SiP信号完整性与电源完整性仿真

29.4.1　信号完整性（SI）仿真

29.4.2　电源完整性（PI）仿真

29.5　RF SiP热设计仿真

29.6　RF SiP组装与测试

第30章　SiP基板生产数据处理案例

30.1　LTCC、厚膜及异质异构集成技术介绍

30.1.1　LTCC技术

30.1.2　厚膜技术

30.1.3　异质异构集成技术

30.2　Gerber数据和钻孔数据

30.2.1　Gerber数据的生成及检查

30.2.2　钻孔数据的生成及比较

30.3　版图拼版

30.4　多种掩模生成

30.4.1　掩模生成器

30.4.2　掩模生成实例

第3部分参考资料

后记和致谢