SiP系统级封装设计流程

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SiP的设计与仿真流程的主要内容如下图所示：
3 X6 ~3 |- _) ~, Y: Q（1）设计准备

9 j9 {/ N# s* t( [1 `- X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。
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4 B4 g; {; k% K% O4 U（2）建库及库管理
, Y. G/ _# R7 m* l3 f4 `" u
' j1 g/ R" H0 ?# Y9 A6 v5 k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

* F' L$ k$ z  V% z! p; w  a5 b3 y1 P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。
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, g* v. N4 a5 h' o（4）设计前仿真

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。
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（5）工艺选择
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& k* C" Q" Q/ H, f) h- m2 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。

2 v+ q6 S' G( b7 d# |（6）进入版图设计环境

( r: x( G& m& ~' ^$ K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。
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; z/ o8 p6 z4 G9 c$ R（7）层叠设置

% T7 A) j+ m* x7 S/ K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。
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（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。
% j: ^: M$ S$ \2 V
（9）器件布局
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7 K& ~5 ~1 g) R, Z$ m% b# J  V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。
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（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。

（11）版图设计检查

5 G9 x4 Z8 j& g8 g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。
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) O  p0 [" d$ R6 A! p（12）设计后仿真

7 R9 I: i# {) C4 g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。

3 }; x8 C; {, j$ t& T- G（13）设计热分析

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。
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& T* f7 b* G8 i" ]（14）后处理及生产文件
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* m9 ~) a" {/ J- o1 d/ U1 y& g包括Gerber及钻孔文件的生成，BOM、DXF、IDF、GDSII、ODB++等格式的输出。
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（15）电子结构一体化设计
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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。

（16）设计结束
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所有上面的流程走完之后，SiP设计结束，即可进入生产阶段。
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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。
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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。

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szkalwa

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