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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 3 o+ [! z. @7 J3 V

5 Y3 E% f7 _* b( X8 X8 W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。
) E8 `$ u$ s' y9 W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。
7 z% a2 R4 R# a0 z5 O参考：& r; b. r7 G  J/ w- `' w& M% u8 R) `0 w
https://www.eda365.com/thread-55226-1-1.html
* H4 a& Y- N1 B. V9 L/ M2 lhttps://www.eda365.com/thread-48362-1-1.html) O( P  U. @2 ?2 s" y$ H
https://www.eda365.com/thread-78287-1-1.html
; ~, i; u/ }, T3 M- b% ]
1 d7 b4 ]) {; _8 N. L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。
$ I# h, C( S9 O* 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。: m* r- x; c: y. I$ i" c9 j% [
$ y! b6 m' l1 {) t, b9 S& r' g
$ ]9 ^. Y9 F0 Y
优化的方向在哪里？我们从上图的结构上一个一个的来。
- p! U$ ?  I- y5 P% g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。7 @$ a% E8 N3 z; B7 T! O5 v
==>>https://www.eda365.com/thread-96268-1-1.html! T/ ^! u( o8 y9 @- s! J
$ @( Y" r4 s3 t- R! w% h! [
结构：
! u7 M4 k& m" X2 M- E8 f) A3 A芯片pad：
9 f$ z5 Q2 o' h. u, u1. 信号/地间距" @3 l) i$ ?7 }* T4 G$ I& l' x) l
2. 信号地分配方式/ ?& |. X9 P( d+ _- @$ G
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。8 u6 J3 d! k' |" I( n8 }

* B% b# z, M9 CBond wire：
2 Y/ ~' _5 g+ k" Q3 Z9 k1. 打线长度
( Y. f( f  M& Y6 Z2. 打线线型9 t6 \. n6 a' h( C( S
3. 金线线径
3 k7 D  S+ t0 T% U5 ?3. 打线数量+ `( o  W. Q' q' a2 H3 ]
4. 金线阻抗匹配
/ Y5 I% ]/ ^* }% g4 e9 o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。
5 t1 c! h% A1 F: m 2 F' X1 b, t2 w+ V; i

$ r9 C! q% H3 C) g. ~' g0 T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。
1 E) i, n9 ?3 W1 Y* |) B6 m : h: ?9 {0 r0 C) Z5 ^
$ H* w- W+ \) q* }0 G
2 W5 c: \& }4 M" \* r9 b- r: c, j

/ l/ j3 x' v2 d* U4 j4 M; `; q过孔：
* d  o& E: @' e. p1. 孔大小# U! |+ `9 Z& s; D4 B3 I
2. 孔壁厚度
# L8 f9 p2 z/ g7 a+ R) Z3. 孔pad大小4 h, V+ ~7 C# H' ~7 Q
4. 孔anti-pad大小
# M/ E' a3 j# S2 H7 v5. 地孔的数量、距离等- L' O& m; T! \6 L. f3 R: q$ l
不多说了，有人做了PCB过孔的研究，基板上雷同。
9 ?* e* w# X- y. J. {. R2 O- \请参考：
1 p# x5 O, M' X, u0 q5 `  E  `: K 8-WA2_Paper_Vias_structural_Details_and_their_.pdf (2.3 MB, 下载次数: 15542) ' q  ~2 ?1 V5 ]( G$ w
https://www.eda365.com/thread-90238-1-1.html' u% O; W( i& l3 \2 q) n
https://www.eda365.com/thread-77031-1-1.html
6 y+ u7 D5 h8 l: @7 k0 O4 r* [https://www.eda365.com/thread-77010-1-1.html
' j+ G0 z8 Z0 p0 N. Z' F, {. }" P& W
. U- ~( R6 f7 A7 W! z9 ]
Substrate+PCB界面：
, K1 U) i/ q; {7 L; }1. Solder ball大小
$ A4 N8 }) R  ]( _- l1 {2. Solder ball高度
% t; V. }9 X* z+ m3 F6 u0 ?3. Solder ball间距
( X& E& w4 ~9 S& K" g4. Solder ball S/P/G配置
. ?! m  U* A$ s* }: _# {9 U& O( |4. Solder ball焊盘（Substrate + PCB）& e; x9 \! f! ^7 b
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。" E+ x$ G0 k* S. t

; A: q: I1 D% Y) Y3 ^& o1 X 8 j! ]7 J8 n, Q( p

/ U' E7 H7 u  ^9 O工艺：
& {) D* Q6 K$ ?0 g. b- T' L9 `5 ?表面处理工艺，蚀刻工艺，影响比较复杂。
7 N. f) K3 B8 I0 a. d5 M简单参考：% y" E) x0 V: C8 W
https://www.eda365.com/thread-83331-1-1.html
3 h" ~3 A- E, H8 d2 |6 `3 G  x9 lhttp://bbs.rfeda.cn/read-htm-tid-84397.html
; {) Q. `( t$ a/ |, S4 d. m9 d4 q 6-WA4_Paper_EM_Modeling_of_Board_Surface_.pdf (942.48 KB, 下载次数: 85)
' }  R$ S- e' b2 v" x* y
& |. x! e2 Q) f材料：! O  f& K. v$ I
1.  Substrate + PCB；
8 X* P+ A2 S& [3 `4 p5 u/ ]& V2.  Mold compound；# ?6 k$ Y8 G" F- W- g' M4 W
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。
4 t+ y+ v( N! W, l& _0 c- wmolding 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？& F& e5 \: l4 B& k

捕获.JPG (55.18 KB, 下载次数: 2)

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$ s: n4 x0 P0 q: ?1 r4 B0 |& `
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 ...

& q0 r. W2 J1 |0 k+ L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( S, M  ~' s2 O* ]1 T
4 ]$ s- o* [/ K+ F+ @( DS/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。
! Q1 ?3 r$ L. K
作者: bufengsui    时间: 2015-5-22 09:59
pjh02032121 发表于 2015-5-21 20:42+ G8 s' _4 \+ f5 q7 Y1 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。 ...
5 c. X! L0 d' R$ u+ j
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 09:592 x2 ?; R4 v$ o7 W' m6 b& 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，谢谢啦！

8 o* L0 o  I) Z5 B4 R$ @你好：  l) E* k0 U1 L; Y7 L9 V
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？
4 H2 M3 ^" [: ^9 U& G4 Z0 n
作者: 紫菁    时间: 2017-7-21 13:58
好专业



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