IC封装电性仿真优化的方向

pjh02032121

; Z4 Z) ^* T# {- ~" ^7 M5 c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。
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。
+ v2 H, x6 o6 @" d, N0 G1 C! C参考：
https://www.eda365.com/thread-55226-1-1.html
https://www.eda365.com/thread-48362-1-1.html
3 V4 _8 }( `3 \) i+ Y/ k2 Y  ohttps://www.eda365.com/thread-78287-1-1.html

9 T  z; o' Y  S, ?* {( e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。
0 U7 w6 Q2 e) u' j2 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。

" ]- i8 z  k$ `0 L* H  A
优化的方向在哪里？我们从上图的结构上一个一个的来。
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。
+ G/ X* D/ K/ D4 u: ]! p; s==>>https://www.eda365.com/thread-96268-1-1.html

结构：
5 f" B0 B( j6 G. J芯片pad：
+ C, h* x8 y9 c8 E; B1. 信号/地间距
2. 信号地分配方式
4 ?: h. C1 K' h3 K+ g9 z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。

4 _# V. g5 @* j7 ~, OBond wire：
. {/ n% h7 N$ F2 X0 ~3 z% }0 c1. 打线长度
% `, G5 N. V; O+ o1 N* g! ~2. 打线线型
3 L* s/ u3 B; Q9 {3. 金线线径
% u: T  \0 M8 I0 }; ]3. 打线数量
4. 金线阻抗匹配
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。

. p) t/ K" t7 R: G2 s; }, o
6 h& N5 c2 }' }8 M: P+ M) c; q1 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。
; s. e$ m9 D& h- k' Z$ N9 h
+ @* W& a2 S/ `6 _
7 {0 p4 e  o+ H  {4 _+ m

过孔：
. h& B1 V, s& Y! _1. 孔大小
2. 孔壁厚度
( _: Z4 Z" K% _/ S3. 孔pad大小
4 x) f6 b/ H/ s% {* ~4. 孔anti-pad大小
# l$ }+ B) U0 f; T/ D: c5. 地孔的数量、距离等
% [4 z2 D: T" z0 H不多说了，有人做了PCB过孔的研究，基板上雷同。
请参考：
- U) F# p  k& U7 v- _) L# `* R! L 8-WA2_Paper_Vias_structural_Details_and_their_.pdf (2.3 MB, 下载次数: 15542)

2014-5-7 16:44 上传

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https://www.eda365.com/thread-90238-1-1.html
8 k, X+ d' J9 N$ Lhttps://www.eda365.com/thread-77031-1-1.html
& u% I3 B' f  S3 o& `; {, jhttps://www.eda365.com/thread-77010-1-1.html

* k+ D4 g: v+ u. t" t& W
Substrate+PCB界面：
1. Solder ball大小
2. Solder ball高度
3. Solder ball间距
# `3 C; M1 b' B- e) i0 i# Q* ?+ Y4. Solder ball S/P/G配置
- V1 m" n* z8 r4. Solder ball焊盘（Substrate + PCB）
) t# a% x' P4 {0 e0 ~! t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。
- g% M) [2 i4 z8 [4 Q$ G" _

4 F& ?$ h+ Q6 \
5 u% B) X- V: t- ]/ q工艺：
表面处理工艺，蚀刻工艺，影响比较复杂。
  [  S/ Z& O, J* g- Q/ |简单参考：
https://www.eda365.com/thread-83331-1-1.html
http://bbs.rfeda.cn/read-htm-tid-84397.html
6-WA4_Paper_EM_Modeling_of_Board_Surface_.pdf (942.48 KB, 下载次数: 85)

2014-3-6 21:26 上传

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2 h; A9 G, v" ~* T5 J( _
材料：
2 x5 H' }  h# Y1.  Substrate + PCB；
2.  Mold compound；
6 j, L6 R0 y& i6 c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。
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。

pjh02032121

bufengsui 发表于 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 ...

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。

* {. \* r. \5 z# cS/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。
  B: g. m0 P+ K2 R, a' H

bufengsui

bufengsui 发表于 2015-5-22 09:59
' s% d- Y7 n) `" p% ^5 s7 \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( ], D' n, C& ~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长度？

bufengsui

pjh02032121 发表于 2015-5-21 20:42
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。 ...

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！

amao

niubility

lijun_0605

楼主 好贴 顶

tiangai

好贴 支持

hsquanliu

您好，能请教下bondwire部分这个阻抗优化的机理吗？

karen842

有没有封装的EMC/EMI 这方面仿真的？

inter211

这个太给力了

gaoyubindan

楼主太给力了，点赞

jasmine790922

给力~

jasmine790922

我也想知道对金线进行阻抗匹配的原理~哪位大师指点下？

南飘郎

不是一般给力

yuju

专业的给出封装研究方向

不羁的风

学习了

Tigra8369

受教了

若华110

值得学习