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IC封装电性仿真优化的方向

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发表于 2014-3-6 21:54 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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本帖最后由 pjh02032121 于 2014-5-7 16:45 编辑 ; Z. F: ~3 N, T# `( D. e2 V

6 A( d. t9 Z$ T) \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。
9 R5 l7 \" W/ ?9 B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。
, g; W8 K7 x% m0 j参考:
# ]8 y# ^+ k/ y7 F1 W* lhttps://www.eda365.com/thread-55226-1-1.html
- Z( c5 ^5 e( l7 rhttps://www.eda365.com/thread-48362-1-1.html
0 x) W. ]8 A9 A9 c% Y/ Fhttps://www.eda365.com/thread-78287-1-1.html' u. `* i3 ]& R: Y% B9 a& f& n, N, ^

$ T2 H6 {* T1 W% _  T6 r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。
; z" }( F0 T+ c4 ^( V* l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。
" Q8 L3 e% t3 O7 U0 i* X% I4 X' p
9 T1 ]# m% S% Q+ s1 X. O  Q/ \( ~2 M# y/ i( i
优化的方向在哪里?我们从上图的结构上一个一个的来。
% a. s% t6 t1 H  z: Y8 S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。
0 h- @$ q* D/ e, o: l; L7 w  s==>>https://www.eda365.com/thread-96268-1-1.html
( Z. g% M8 Y3 J- n& F' u6 A, a" ^! X- p' \' {, b
结构:8 C6 S; [. o& f2 H2 \3 @1 G
芯片pad:4 @7 |. O  b) L4 C. h
1. 信号/地间距
# F' c* `& A6 T4 J2. 信号地分配方式" w8 r1 ~- b* i2 H& m4 z% |% d: u
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。
6 H) V( N! h! l6 B
, `) x- H2 A! e+ [2 xBond wire:' o4 D+ a% K# L5 o9 f, S. w
1. 打线长度
& O5 l& j# ~- p  n2. 打线线型
* Q3 x" S* [! @9 Z$ Q0 M( L3. 金线线径* f, k: w: G, j8 l, y) p( h) j
3. 打线数量
4 x9 }/ m2 v' J: F2 k4. 金线阻抗匹配* q  U( a" r" d& c# d& D3 k' Y
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。
  G( m# R" D# Q1 I; ~
. H/ R1 ^0 U8 {& E
3 P/ K& s. @5 d. T; y! l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。6 H3 f+ h7 I; l1 U" Y
  O" Z) \5 L7 L, e

  m. W3 X3 f1 B1 o) ~
. X0 C2 r1 g  m2 b
  E; [' ?! l6 B' V过孔:
* Q. M- \5 U3 o. K* D! I( ]1. 孔大小
' O" I  ^" _8 C; U) J. R' i2. 孔壁厚度
! l0 f$ h- \. B3 C* p+ H3. 孔pad大小
3 P& V! f1 p8 t4. 孔anti-pad大小9 |- |5 X$ _. ]0 R4 \
5. 地孔的数量、距离等
( G0 X/ G. q% V* C: z, o不多说了,有人做了PCB过孔的研究,基板上雷同。6 b9 D+ E8 V( R- n9 p! ^& n
请参考:$ ]% Q: f& ]+ L1 @8 O' M
8-WA2_Paper_Vias_structural_Details_and_their_.pdf (2.3 MB, 下载次数: 15583)
* E' }  G0 ?9 f" g  o! Ehttps://www.eda365.com/thread-90238-1-1.html2 }1 K& X1 d5 l( x
https://www.eda365.com/thread-77031-1-1.html
* Q( b* e# x% _1 l) P( U( W3 _7 Shttps://www.eda365.com/thread-77010-1-1.html
; _$ t4 M2 ?- `( U- _2 C  O; h: H, W( P" X" ]% ]

% ^4 w$ S( j! u/ A1 qSubstrate+PCB界面:/ ~3 S, y: j3 ]. J! M
1. Solder ball大小$ l& f: f. q& w$ s9 v: _
2. Solder ball高度# ]3 d- v3 [8 [8 h
3. Solder ball间距
: A$ `6 j- m+ n, \8 M, X4. Solder ball S/P/G配置# s: s2 G% n2 \3 u# S% @/ v
4. Solder ball焊盘(Substrate + PCB)
6 t2 F- p8 f4 l( n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。
; r2 N% m9 c4 W4 U4 ?) M # t! Y; p1 t' Z3 x, T% K4 b+ G7 U

7 T  Q$ U5 t% t/ z- O! T) Y1 K0 P- H2 E& B3 D
工艺:* L9 I8 Z6 z) L6 o9 u8 j
表面处理工艺,蚀刻工艺,影响比较复杂。
& r7 {0 A+ h' u% N3 ~* l/ r简单参考:% ?2 y: X8 t. E3 [8 f/ e- b
https://www.eda365.com/thread-83331-1-1.html
* M. n: G5 ~! S1 h" n0 g9 `http://bbs.rfeda.cn/read-htm-tid-84397.html+ ^4 B: |% h4 o( S1 |8 Y% e
6-WA4_Paper_EM_Modeling_of_Board_Surface_.pdf (942.48 KB, 下载次数: 99)
7 n- g* c  m. b% i
: j/ T: f7 |" u. N; ?材料:
* W. I4 v6 W% ^" ]9 A: `4 p1.  Substrate + PCB;
; ~6 V  r* h( s! S! s' U2.  Mold compound;' S% \" k8 H; s. O) c$ F2 F
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。
6 r9 r, {- S# Y' f2 bmolding 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。

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参与人数 1贡献 +5 收起 理由
honejing + 5 很给力!

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 楼主| 发表于 2015-5-21 20:42 | 只看该作者
bufengsui 发表于 2015-5-21 10:47
2 z2 ^# Y9 p* Z1 Y7 A  z: [/ ]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 ^2 ]/ L8 X! B) f( n
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。+ i% I& E- S: _5 A! i

  J/ A5 }$ [! _# y- x0 q, RS/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。
& g; `& t. g. C  J( C! L: e

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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!  详情 回复 发表于 2015-5-22 09:59

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发表于 2015-6-3 11:18 | 只看该作者
bufengsui 发表于 2015-5-22 09:59! h3 a: s$ ?# X6 t% K' V
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!
- P" h! N( G8 g/ ^" W2 f
你好:
- ]" i3 B: U5 `( M, X+ \7 B& k6 d: P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?
& l# R* v3 ]" {4 e5 M

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发表于 2015-5-22 09:59 | 只看该作者
pjh02032121 发表于 2015-5-21 20:42
( E  U) U% s9 ^% m" D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。 ...

; S* p, _+ v4 G% y( t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!

点评

你好: 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  详情 回复 发表于 2015-6-3 11:18

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3#
发表于 2014-4-18 16:22 | 只看该作者
楼主 好贴 顶

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5#
发表于 2014-7-18 13:16 | 只看该作者
您好,能请教下bondwire部分这个阻抗优化的机理吗?7 b  \+ \# G# ?/ v& c

捕获.JPG (55.18 KB, 下载次数: 5)

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6#
发表于 2014-7-28 10:31 | 只看该作者
有没有封装的EMC/EMI 这方面仿真的?

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7#
发表于 2014-8-19 11:07 | 只看该作者
这个太给力了

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8#
发表于 2014-11-12 00:07 | 只看该作者
楼主太给力了,点赞

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10#
发表于 2015-2-13 11:04 | 只看该作者
我也想知道对金线进行阻抗匹配的原理~哪位大师指点下?

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11#
发表于 2015-3-13 08:57 | 只看该作者
不是一般给力

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12#
发表于 2015-3-19 14:15 | 只看该作者
专业的给出封装研究方向
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