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标题: IC封装电性仿真优化的方向 [打印本页]
作者: pjh02032121    时间: 2014-3-6 21:54
标题: IC封装电性仿真优化的方向
本帖最后由 pjh02032121 于 2014-5-7 16:45 编辑 1 q& i# {: J% E9 ^
7 g( p4 f7 t. i- y) S
市场的需求，推动技术进步，数据传输的速率越来越高，尤其是光传输技术的发展，光模块也做的越来越小，使得光通信技术慢慢从网络产品过度到桌面产品上来。* l! ]9 R+ e3 P$ l  V" M& A* X  \! A
动辄十几～几十Gbps的传输速率，给SI设计带来挑战。以前不需要关注的芯片封装，现在也必须考虑进来。
, n, Y" J/ P  _: Q7 C# f0 f参考：
6 C( N' o; x6 w! I) D+ Nhttps://www.eda365.com/thread-55226-1-1.html% s# g% C4 A, @% a5 d
https://www.eda365.com/thread-48362-1-1.html9 U& p0 g. [% w$ h& g3 M1 k0 b
https://www.eda365.com/thread-78287-1-1.html
" }. J( I! g" _9 u, q
+ M/ Q/ I- S/ X( k; d电性优化的目的，本质上来说就是最大提升传输效率，减少传输损耗。2 Q1 L& ]. o$ I; ]" Z3 v& B0 p% ~
封装是芯片到PCB的过渡，这里的信号传输路径处处存在着不连续（如下图），优化这些不连续点使其保持电性上的连续性，就是封装SI优化的目的。
, Z0 D& x9 y" f* c/ t4 ^' o! M$ A
" i# J+ @9 K% `# ~% b* K7 n! ]1 T- w( A9 {. O3 V3 f8 z
优化的方向在哪里？我们从上图的结构上一个一个的来。
0 s2 V; T' C7 Z$ r先阅读一下这个帖子，不知哪为大牛所写，非常经典。帖子中提到的，本帖不在赘述。
+ k! ~8 G3 K% N==>>https://www.eda365.com/thread-96268-1-1.html
, I3 N0 A0 w9 S" C
& a( W8 I% m+ k结构：# S4 h& [" O1 u# W' c
芯片pad：
; W0 N( Q8 E7 |9 Y$ o9 k1. 信号/地间距+ E; H0 `0 y# U6 W
2. 信号地分配方式8 ]* T, S' ]6 Q5 C/ e& E( K
芯片pad与bonding wire的位置一一对应，pad的位置、信号分配方式决定了bonding wire的位置、分配，这对信号的传输影响。# j' o6 a3 I* g
) C4 N7 m  t2 {; ?
Bond wire：- @/ k+ k; `. U
1. 打线长度% S' D' S- H- K$ K4 \3 W, @
2. 打线线型/ Y. e8 J% n/ I0 s. B) [+ h% ^+ Z
3. 金线线径
2 {* E' ~) a& X3. 打线数量
  J( u6 _9 V" [) o7 M% g7 n4. 金线阻抗匹配; b5 v0 o, ]$ A, z5 ^
下图是从芯片上的50ohm的cpw打金线到基板50ohm微带，对比bonding wire的线型、打线数量对传输特性的影响，结论自己去总结。$ F2 }0 K8 n9 e. m* H7 N* J

8 z, d' V. W4 w, E. ^: f . S0 b- w! C/ X: J& ~. y5 B
接下来对比，对金线进行阻抗匹配前后，传输特性的对比，这个影响有点大。5 v( y! S7 A. l9 c- Y

! ?, w# q2 F4 G" |6 Y% ]) I
9 ?3 i# F4 q6 d( C! M; ~  {' C/ N. _9 H! u9 i

3 Y; P$ o& |* z. i/ Y, N3 i! `7 v过孔：
7 s( z  z$ b8 _" x$ W, s# L" x1. 孔大小
3 J! Z% D& G. b# r2 s2. 孔壁厚度4 V' {, w5 ~- a% r: u& r, u7 u
3. 孔pad大小
( u% u5 `9 F- O2 E+ P3 ?4 x' d7 @' U* b4. 孔anti-pad大小+ {' L  Z) Y- ~2 d( |9 T; K4 O4 L& v
5. 地孔的数量、距离等
& K5 V' ?3 V% ~/ S" S' q% R* a不多说了，有人做了PCB过孔的研究，基板上雷同。
* k' z; N0 Y- b4 }  Y请参考：5 x8 {" j3 P7 Z
8-WA2_Paper_Vias_structural_Details_and_their_.pdf (2.3 MB, 下载次数: 15583)
* d+ y4 c' X8 r0 Q$ nhttps://www.eda365.com/thread-90238-1-1.html
3 {+ {, J1 Z" ghttps://www.eda365.com/thread-77031-1-1.html
  I/ n" Y1 Z! d. B. K$ X, khttps://www.eda365.com/thread-77010-1-1.html% x* r0 l' b! R) D
' [  I8 H2 d, Z6 V

" R' V. F6 @: @2 F* b7 YSubstrate+PCB界面：+ ~. {; k3 ^8 ?# V5 t2 y' W' ]' P
1. Solder ball大小
2 [9 V2 {4 w! G) ?, Z' P! ^$ B2. Solder ball高度# u* A8 Z/ h* h' Z
3. Solder ball间距" m6 E1 Q7 Y4 ^2 d- t! ^$ ^. |
4. Solder ball S/P/G配置
+ K% Q, [# R# s7 V4 z8 s7 r4. Solder ball焊盘（Substrate + PCB）
# T& {( N" l9 r# v下图，4+2+4的BGA基板，互连到PCB。对基板和PCB的焊盘阻抗金线优化（2）和降低Solder Ball的高度（3）对传输特性影响，结论自己总结。
; G2 S/ z0 P. s 7 |7 m2 \8 ^( H6 V/ r
) n, K) k" j! [% K1 Y# Q

" B; s. |. |1 k- u工艺：# \( _$ T) \! I2 T# t, y, `
表面处理工艺，蚀刻工艺，影响比较复杂。) |1 Z& I# S+ F- z7 D; i8 E3 F. t7 r
简单参考：' F8 f7 J+ |; U
https://www.eda365.com/thread-83331-1-1.html% y% @4 c; i/ R- t) Q! J  i
http://bbs.rfeda.cn/read-htm-tid-84397.html
! }2 s7 f% W' ^$ x 6-WA4_Paper_EM_Modeling_of_Board_Surface_.pdf (942.48 KB, 下载次数: 99)
7 A& y3 |7 F8 z; Q3 D/ r+ _$ B3 s( U) C4 \) {
材料：% n. f: g/ U, {1 ?
1.  Substrate + PCB；
6 b8 D- V7 N/ ~8 k3 A2.  Mold compound；
1 E$ E( G! y0 ~基板板材，PCB板材，有机材料都有很多低损耗的材料可供选择，高端的可用陶瓷材料LTCC、HTCC等。- j( D. r- M3 J; g/ N/ `
molding compound低损耗的不多，高频的一般不用，多为真空封装或充惰性气体保护。
作者: amao    时间: 2014-3-9 10:52
niubility
作者: lijun_0605    时间: 2014-4-18 16:22
楼主 好贴 顶
作者: tiangai    时间: 2014-6-20 17:12
好贴 支持
作者: hsquanliu    时间: 2014-7-18 13:16
您好，能请教下bondwire部分这个阻抗优化的机理吗？
, F6 }: V$ R' o/ V5 v4 V/ i

捕获.JPG (55.18 KB, 下载次数: 12)

捕获.JPG
作者: karen842    时间: 2014-7-28 10:31
有没有封装的EMC/EMI 这方面仿真的？
作者: inter211    时间: 2014-8-19 11:07
这个太给力了
作者: gaoyubindan    时间: 2014-11-12 00:07
楼主太给力了，点赞
作者: jasmine790922    时间: 2015-2-13 11:03
给力~
作者: jasmine790922    时间: 2015-2-13 11:04
我也想知道对金线进行阻抗匹配的原理~哪位大师指点下？
作者: 南飘郎    时间: 2015-3-13 08:57
不是一般给力
作者: yuju    时间: 2015-3-19 14:15
专业的给出封装研究方向
作者: 不羁的风    时间: 2015-3-19 17:10
学习了
作者: Tigra8369    时间: 2015-4-30 16:11
受教了
作者: 若华110    时间: 2015-5-4 09:24
值得学习
作者: bufengsui    时间: 2015-5-21 10:47
很好的一个帖子，学习了很受益，对高速封装有了一个全面的认识。想请教一下版主两个问题：1、金线阻抗匹配相关的理论支持 2、封装S/P/G引脚配置相关理论
作者: pjh02032121    时间: 2015-5-21 20:42
bufengsui 发表于 2015-5-21 10:47
" D. Q/ Z7 B8 {很好的一个帖子，学习了很受益，对高速封装有了一个全面的认识。想请教一下版主两个问题：1、金线阻抗匹配 ...

0 {$ T# _! {0 F7 Y射频微波阻抗匹配原理，具体理论叙述和仿真操作，在徐老师的新书《HFSS射频设计仿真实例大全》中有详述。
& O/ S3 [; ^% a3 K+ G( v+ ]  m4 V
+ s' F4 K% [1 L. L6 I) jS/P/G的配置比例与位置（与信号速度相关），主要是考虑SI和PI，DesignCon2013有paper专门讨论这个问题的，你可以找找看。
+ j3 {4 [4 {" y
作者: bufengsui    时间: 2015-5-22 09:59
pjh02032121 发表于 2015-5-21 20:429 T* J0 _& a3 V
射频微波阻抗匹配原理，具体理论叙述和仿真操作，在徐老师的新书《HFSS射频设计仿真实例大全》中有详述。 ...
% a3 Q4 Y0 D# d+ w) p- g3 \9 e
你好，能麻烦发我一下DesignCon 2013关于S/P/G配置的文章吗？邮箱872780754@qq.com，谢谢啦！
作者: zpofrp    时间: 2015-5-28 09:57
好专业。
作者: bufengsui    时间: 2015-6-3 11:18
bufengsui 发表于 2015-5-22 09:591 O7 n, j( I; m7 }) `, R
你好，能麻烦发我一下DesignCon 2013关于S/P/G配置的文章吗？邮箱，谢谢啦！

; J9 l/ f7 N; ^: f" j# W你好：- |3 {1 L- e- {4 T
徐兴福老师一书中键合线匹配电路的理论是写的二项式匹配，二项式匹配基于小反射理论，匹配电路的阻抗是依次变大或者变小的。而很明显图中的阻抗不是依次变化的。还请版主指点一下，怎样确定匹配电路的阻抗和长度？
: r+ s* \+ d. W) W
作者: 紫菁    时间: 2017-7-21 13:58
好专业
作者: gochip    时间: 2019-5-5 20:49
膜拜
作者: liling92zdh    时间: 2019-8-27 15:52
厉害，佩服
作者: jason_fly    时间: 2020-7-9 01:04
资料很好，看看，哈哈
作者: Ray果果    时间: 2020-8-15 21:14
赞啦  真的好牛皮哟
作者: fly大漠鹰隼    时间: 2020-11-25 14:19
楼主很给力啊！
4 I  O8 Q2 G4 o/ Z, X9 J+ ?
作者: SimonW    时间: 2022-6-16 08:29
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