
(資料圖片僅供參考)
典型的封裝設計與仿真流程如圖所示。
(1) 系統功能分析:明確產品的功能與應用場景,據此制定技術指標,并評估系統實現的可行性;對封裝系統的功能進行劃分,評估各功能區城的實現及互連方式,初步確定集成方案。
(2)器件選型:按照封裝產品的功能與指標要求,確定封裝模型中的器件型號,如根據系統的工作頻率(速率)、帶寬、工作電壓、線性度、功耗等要求,選擇合適的器件;針對不同的使用環境,確定對器件的要求。結合器件模型和連接關系,完成功能驗證和鏈路級仿真,環估方案的可行性,驗證設計。????????
(3)選擇封裝類型:基于不同的產品功能、成本及裸芯片引腳的引出;方式,選擇不同的封裝類型,如 BGA、QFN、LGA、PoP 等。封裝的子1腳分布主要遵循如下5個原則:便于封裝基板和 PCIB 布線;信號的參考回路盡可能短,并確保陽抗的連續性;降低電源分配系統的阻抗和噪聲;不同電源等級之問用地進行隔離;關鍵信號線之間用電源或地進行隔離。
(4)結構設計:結構設計直接影響產品最終的成本、性能和可靠性。應針對應用環境和指標進行封裝結構設計,選擇合適的基板和封裝類型,并完成無源元件建模和互連模型評估。對于多芯片封裝,要選擇合適的堆香結構或三維結構。結構設計還需要綜合考慮電磁屏蔽、散熱能力、可靠性等因素。
為了優化和評估所設計的封裝結構,需進行電性能仿真、熱管理分析和熱機城仿真,并進行必要的多物理場耩合仿真。通過份真試驗確定最佳的封裝結構和材料,如需實驗驗證,可進行相應的可 靠性試驗和失效分析。
(5)布局布線:基于系統級封裝電學設計規則,如布線設計規則、鍵合絲設計規則,以及微帶線、基板過孔及引腳排布優化原則,根據設計結構和實際需求,完成基板疊層設計和布局布線設計,使熱點均勻分布,各鏈路滿足傳輸和隔離要求。在此基礎上,進行電性能分析、熱機械仿真及熱管理分析等多物理場赮合分析,提取無源網絡的電學模型,結合有源芯片模型,進行鏈路功能驗證和性能優化,實現信號完整性(如S 參數、TDR 等)與電源完整性(如IRdrop、輸人阻抗等)的仿真,驗證布局布線后的指標和可靠性情況。在布局布線過程中,要綜合考慮 DFM/DFR/DFT 協同設計,以及芯片-封裝-PCB之間的協同設計和仿真。
(6)關鍵工藝驗證:當封裝結構較復雜,或者應特殊需求對封裝結構/材料和工藝進行優化時,需要進行關鍵工藝的驗證。例如,圓片級或板級扇出工藝,對翹曲控制要求嚴格,除了仿真優化,在塑封、解鍵合 等關鍵工藝上還應制作樣品進行實驗驗證。針對低k介質芯片的 CPI 設計,也應制備相應的樣品針對關鍵工藝進行可靠性試驗驗證。
(7)產品制作和系統測試:完成封裝的設計、仿真和優化后,進行基板加工與微組裝,完成封裝樣品的制造。根據測試內容、測試接口和測試方案,進行測試板的設計和加工。搭建測試環境,對測試結果進行分析,如果能夠滿足考核指標,則完成封裝設計,否則應對設計方案進行優化。
審核編輯:湯梓紅
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