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IC封裝基礎與工程設計實例 ( 簡體 字) |
| 作者：毛忠宇,潘計劃,袁正紅 | 類別：1. -> 電子工程 -> 電子電氣 |
| 譯者： |
| 出版社：電子工業出版社 |  3dWoo書號： 38933
詢問書籍請說出此書號！【缺書】
【不接受訂購】 |
| 出版日：7/1/2014 |
| 頁數：340 |
| 光碟數：0 |
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站長推薦：   |
| 印刷：黑白印刷 | 語系： ( 簡體 版 ) |
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【不接受訂購】 | | ISBN：9787121234156 |
| 作者序 | 譯者序 | 前言 | 內容簡介 | 目錄 | 序 |
| (簡體書上所述之下載連結耗時費功, 恕不適用在台灣, 若讀者需要請自行嘗試, 恕不保證) |
| 作者序： |
| 譯者序： |
前言：作 者 簡 介
毛忠宇
1995年畢業于電子科技大學微電子科學與工程系并獲學士學位。
1995—1998從事時鐘及音樂類IC設計及IC測試。1998—2013在深圳華為技術有限公司及海思半導體有限公司先后負責：高速PCB設計，SI/PI仿真，PI仿真流程及仿真平臺建設，網絡類、接入類ASIC封裝項目，微波封裝項目。
現任深圳市興森快捷電路科技股份有限公司CAD事業部研發部經理，EDA365論壇特邀版主。
潘計劃
2006年畢業于哈爾濱工程大學，一直從事IC封裝相關工作。
熟悉封裝加工工藝、基板制造工藝及封裝的設計仿真流程，參與開發過Wi-Fi、Bluetooth、CMMB等數十款SiP封裝。
現就職于深圳市興森快捷電路科技股份有限公司，任職封裝設計部主管。
袁正紅
2007年畢業江西理工大學電子信息科學與技術。
一直從事封裝設計工作，曾參與新封裝廠籌建、組建封裝設計部，任職主管。主導基于Substrate與Leadframe的多芯片SiP項目的設計與導入，產品多次領先行業水平。擁有2項封裝產品設計專利，3項審批中專利。
現就職于深圳市興森快捷電路科技股份有限公司。
前言
隨著近期國家在芯片設計與制造方面大量的實質性財力投入，國內規則較大的IC設計公司的出現與整合，與之相關的封裝基板及封測廠配套生產線也相繼建成，封裝設計已是其中的重要一環。
芯片信號速度的提升及性能的逐年提高，使得封裝設計不再是芯片與基板的一個簡單信號連接，而已成為芯片項目開發的一個重要組成部分，甚至成為芯片成敗的關鍵。
SiP的興起，解決了不同IC工藝融合、縮短產品上市周期、增強功能方面的問題，封裝的設計已成為一個重要的業務分支，它涉及的領域包括基板加工、封裝電性能設計、封裝測試、封裝散熱性能、封裝機械加工、材料、封裝裝配和可靠性等方面。
本書的三個作者在不同公司從事封裝設計較長時間，長期在一線從事具體的設計與仿真，對封裝設計生產及加工有各自獨特的經驗及設計方法，本書把不同公司的設計方式、理念融合在一起，從不同視角、不同經驗方面與讀者無私共享封裝設計內容。
本書總共分為10章，系統地介紹了4個最經典類型的封裝。第1，8，9，10章由毛忠宇編寫，第2，3，7章由袁正紅編寫，第4，5，6章由潘計劃編寫，最終由毛忠宇統一定稿。各章節的主要內容為：第1章常用封裝簡介；第2章Wire Bonding介紹；第3章QFP封裝設計；第4章WB-PBGA封裝設計；第5章WB-PBGA基板工藝；第6章WB-PBGA封裝工藝；第7章SiP封裝設計；第8章FC-PBGA封裝設計；第9章封裝鏈路無源測試；第10章封裝設計自開發輔助工具。
本書賣點
● IC封裝入門及進階最佳教材
● 基于工程實踐的四類典型封裝設計例子
● 開創讀者與作者實時互動的論壇交流模式
● 圖文并茂詳細解說封裝設計與加工步驟
● 免費提供高效封裝設計輔助工具
● IC封裝/SI/熱/硬件/PCB工程師進階必選
本書從構思到初稿完成只用了3個多月的時間，雖然我們盡了很大努力使內容盡可能完善及詳細，但受時間、知識與能力的限制，書中難免會有錯誤及考慮不周的地方，懇請各位專家及讀者給予指正。
有機會通過本書分享PCB/封裝設計方面的知識，首先要感謝陳蘭兵、胡慶虎、姜向忠三位前同事，是他們讓我有機會進入這個行業并提供了讓我發揮的空間。他們是國內大企業中引進PCB的仿真概念，建立、實施仿真平臺及與外國PCB領域合作方面的開拓者，對國內PCB仿真設計行業有很大的貢獻。他們在15年前的行為對國內PCB設計及仿真的影響在今天看來仍然是很有遠見的。其次，要感謝我的妻子及女兒毛靜潛，由于我在原公司工作期間經常加班，與家人在一起的時間較少，所以在此特別感謝她們的理解與支持。
毛忠宇
2014年03月
深圳
序
2014甲午年，注定有很多不平凡的事兒會發生。特斯拉大戰寶馬，紅包+各種“寶”挑戰銀行，諸如此類，多種傳統行業突然發現自己被互聯網企業包圍甚至跨界顛覆了。互聯網思維一時喧囂其上，微創新顛覆了行業圍墻。早就有人叫嚷IT不再重要，硬件不再重要。那還重要的是什么？是大數據，是云技術云云。可是，再怎么“云”，云也需要底層互連！
互連工程設計中，有這些層面：系統間互連、背板互連、板級互連，最底層的互連是芯片內的管間互連，屬于芯片設計范疇，稱為片上互連。片上互連到板級互連之間有一個橋梁，就是封裝設計，對于高速、高密的芯片信號，封裝設計已成為芯片是否可以成功應用的關鍵路徑。
互聯網思維的核心是創新，而且是專注、極致、個性化的。這個思維與封裝設計有什么關系呢？芯片設計的競爭非常激烈，不僅拼比高速、高密、高性能、高度系統集成，同時還拼比成本和可靠性。當今一個復雜芯片的初始驗證設計投入動輒在2000萬元以上，這樣的芯片只能成功不能失敗。一個可信賴的封裝設計是保證芯片最終成功的關鍵因素之一。在芯片設計階段就要開始封裝設計，能夠讓芯片或系統的開發失敗風險降低。設計出一個好的芯片，不僅僅是片上設計的事情。它需要系統的、完善的、與之匹配的封裝設計，才能夠保證芯片后面的成功。對于每款高速、高密集成的芯片，其封裝設計都應是個性化的且都是針對芯片進行各種優化的。
封裝設計的性能可以用一個函數來表示：
Packaging_Performance = f（Critical_HS_Speed, Timing，IO-Map，Power，Size，Thermal，Mechanical,EMC，ESD，Material，DFM，DFT，Cost）
對應參數含義：關鍵高速信號速率，時序，引腳分布，功耗，大小，散熱，結構，電磁兼容，防靜電，材料，加工方式（DFM），可測性（DFT），成本性。
這些變量是互相影響，甚至是相互矛盾的，找到一個最優解相當復雜，很難讓每一個緯度都得到最優滿足。必須在有限的范圍內專注，做到極致。
封裝不僅是芯片的物理性安全防護，也是確立芯片工作環境的關鍵一步。芯片的應用手冊有很多是來自于其封裝設計的限制。
當開始設計某個重要的新的芯片時，或許想創新一個新型封裝，但一個新型封裝的成熟和驗證需要時間，量產問題也需要解決，風險太大客戶也可能無法等待。解決方案只能是從挑選一個比較成熟的封裝形式開始，進行個性化設計和優化。
因此，把開發上市時間也一起考慮進來，封裝設計實際上是一個超12緯度的非線性的復雜系統設計。封裝設計工作完成的是芯片的成本性、可靠性、驗證性設計，預防芯片設計中的缺陷并確立和優化芯片工作環境，對芯片開發成功有著舉足輕重的作用。
封裝設計不是簡單的互連，而是成本、可靠性、可測試性等多種因素的優化折中，以使芯片量產和應用失敗的風險降到最低。封裝設計考驗的不是單純的連接技術，它涉及多個交叉學科，是芯片成功投入應用的最關鍵的風險預防手段。封裝設計是芯與芯的溝通連接手段，是芯片獲得最佳的風險成本收益比的必由之路。這就是封裝設計，它需要專注，需要極致。
顯然，封裝設計不能憑手工作業，它需要有同生產加工過程相銜接的專業化工具和其特有的方法。本書作者們基于實際封裝設計經驗，詳盡介紹了主要幾類封裝設計的過程、方法和流程，同時孜孜以求，在工具應用的高效率方面授人以漁，給基礎設計工具增加了更實用的開發工具。他們是中國封裝設計界的先鋒軍。
在當今“軟件吃掉硬件”的世界里，有一群工匠潛心于封裝設計這門小眾的“武功”，的確讓我為之贊嘆。
“2014年要有中國芯”已經呼喚很多年而未達期望。中國芯的產業化，需要和其匹配的相關生態環境，這些基礎環境必不可少，甚至更需領先一步。封裝設計人才和能力就是其中的基礎之一。封裝設計需要系統性和整體性的提升和追趕，本書將燃起希望的亮光。
本書談論的技術非常專業，跨領域非常寬，涉及的設計細節非常深，是寫給有志于硬件系統設計的“偏執狂們”的。在互連設計工程領域，包括封裝設計，唯有偏執狂才能夠成功。
IC封裝基礎與工程設計實例序封裝設計使芯片或系統達到穩定可靠的應用，并兼顧其成本，每個環節都需要充分的人際溝通和理解折中，是項目成敗的關鍵風險控制過程，讓芯不失連，高大上的云間互連才有根本的保證。
胡慶虎
甲午年3月于深圳 |
內容簡介：本書通過四種最有代表性的封裝類設計實例(QFP、PBGA、FC-PBGA、SiP)，詳細介紹了封裝設計過程及基板、封裝加工、生產方面的知識。
本書還涵蓋封裝技術的概念、常用封裝材料介紹及封裝工藝流程、金屬線框QFP的設計、WireBond介紹、PBGA設計、基板工藝、封裝工藝、8個Die堆疊的SiP設計與制作過程、高速SerDes的FC-PBGA設計關鍵點、Flip Chip設計過程中Die與Package的局部Co-Design。
本書免費提供作者在日常封裝設計過程中自行開發的多個高效率封裝輔助軟件小工具，并不定期到www.eda365.com網站的“IC封裝設計與仿真”版塊更新及增加。 |
目錄：第1章常用封裝簡介
1.1封裝
1.2封裝級別的定義
1.3封裝的發展趨勢簡介
1.4常見封裝類型介紹
1.4.1TO （Transistor Outline）
1.4.2DIP (Dual In-line Package)
1.4.3SOP（Small Out-Line Package）/ SOJ（ Small Out-Line J-Lead Package）
1.4.4PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier)
1.4.5QFP（Quad Flat Package）
1.4.6QFN(Quad Flat No-lead)/LCCC(Leadless Ceramic Chip Carrier)
1.4.7Leadframe的進化
1.4.8PGA(Pin Grid Array Package)
1.4.9LGA (Land Grid Array)
1.4.10BGA(Ball Grid Array Package)
1.4.11TBGA (Tape Ball Grid Array Package)
1.4.12PBGA (Plastic Ball Grid Array Package)
1.4.13CSP( Chip Scale Package)/FBGA (Fine Pitch BGA)
1.4.14FC-PBGA(Flip Chip Plastic Ball Grid Array)
1.4.15WLCSP（Wafer-Level Chip Scale Package）
1.4.16MCM(Multi-Chip Module)
1.4.17SiP（System in Package）
1.4.18SoC(System on Chip)
1.4.19PiP（Package in Package）
1.4.20PoP(Package on Package)
1.4.21TSV (Through Silicon Via)
1.5封裝介紹總結
第2章Wire Bonding介紹
2.1Wire Bonding的特點
2.2Wire Bonding 的類型與操作過程
2.2.1線弧結構
2.2.2引線鍵合參數
2.2.3線弧類型
2.2.4鍵合步驟
2.2.5Wire Bonding的流程圖
2.3Wire Bonding 工藝適合的封裝
2.3.1QFN
2.3.2功率器件
2.3.3BGA
2.3.4多芯片疊層鍵合
2.3.5射頻模塊
2.3.6多排線鍵合
2.3.7芯片內側鍵合
2.4Wire Bonding 設備介紹
2.4.1Wire Bonding設備的硬件組成
2.4.2金線鍵合設備
2.4.3楔焊設備
2.4.4銅線鍵合設備
第3章QFP封裝設計
3.1QFP及Leadframe介紹
3.2Leadframe 材料介紹
3.3Leadframe Design Rule
3.4QFP設計方法
3.5Wire Bonding設計過程
3.6QFP Molding過程
3.7QFP Punch成型
3.8常用Molding材料介紹
3.9QFP Leadframe生產加工流程
第4章WB-PBGA封裝設計
4.1新建.mcm設計文件
4.2導入芯片文件
4.3生成BGA
4.4編輯BGA
4.5設置疊層Cross-Section
4.6設置Nets顏色
4.7定義差分對
4.8標識電源網絡
4.9定義電源/地環
4.10設置Wirebond導向線WB_GUIDE_LINE
4.11設置Wirebond 參數
4.12添加金線（Wirebond Add）
4.13編輯bonding wire
4.14BGA附網絡（Assign nets）
4.15網絡交換（Pins swap）
4.16創建過孔
4.17定義設計規則
4.18基板布線（Layout）
4.19鋪電源\地平面（Power＼Ground plane）
4.20調整關鍵信號布線（Diff）
4.21添加Molding Gate和Fiducial Mark
4.22添加電鍍線（Plating Bar）
4.23添加放氣孔（Degas Void）
4.24創建阻焊開窗（Creating Soldermask）
4.25最終檢查（Check）
4.26出制造文件（Gerber）
4.27制造文件檢查（Gerber Check）
4.28基板加工文件
4.29封裝加工文件
第5章WB-PBGA基板工藝
5.1基板分類
5.2基板加工涉及的主要問題
5.3基板結構
5.3.1截面（Cross section）
5.3.2Top層
5.3.3Bottom層
5.4CAM前處理
5.5Substrate Fabricate Flow（基板加工流程）
5.5.1Board Cut ＆ Pre-Bake（發料、烘烤）
5.5.2Inner layer Pattern（內層線路）
5.5.3AOI（自動光學檢測）
5.5.4Lamination（壓合）
5.5.5Drill （鉆孔）
5.5.6Cu Plating（鍍銅）
5.5.7Plug Hole（塞孔）
5.5.8Via Cap Plating(孔帽鍍銅)
5.5.9Out Layer Pattern(外層線路)
5.5.10AOI(自動光學檢測)
5.5.11Solder Mask（綠油）
5.5.12Ni/Au Plating（電鍍鎳金）
5.5.13Routing（成型）
5.5.14FIT（終檢）
5.5.15Packaging ＆ Shipping（打包、發貨）
第6章WB-PBGA封裝工藝
6.1Wafer Grinding(晶圓研磨)
6.1.1Taping(貼膜)
6.1.2Back Grinding(背面研磨)
6.1.3Detaping(去膜)
6.2Wafer Sawing(晶圓切割)
6.2.1Wafer Mounting(晶圓貼片)
6.2.2Wafer Sawing(晶圓切割)
6.2.3UV Illumination(紫外光照射)
6.3Substrate Curing(基板預烘烤)
6.4Die Attach(芯片貼裝)
6.5Epoxy Cure(銀膠烘烤)
6.6Plasma Clean (電漿清洗Before WB)
6.7Wire Bonding(綁定)
6.8Plasma Clean (電漿清洗Before Molding)
6.9Molding(塑封)
6.10Post Mold Cure (塑封后烘烤)
6.11Marking(印字)
6.12Ball Mount(置球)
6.13Singulation(切單)
6.14Inspection(檢測)
6.15Testing(測試)
6.16Packaging ＆ Shipping(包裝出貨)
第7章SiP封裝設計
7.1SiP Design 流程
7.2Substrate Design Rule
7.3Assembly rule
7.4多Die導入及操作
7.4.1創建芯片
7.4.2創建原理圖
7.4.3設置SiP環境，封裝疊層
7.4.4導入原理圖數據
7.4.5分配芯片層別及封裝結構
7.4.6各芯片的具體位置放置
7.5Power/Gnd Ring
7.5.1創建Ring
7.5.2分割Ring
7.5.3分配Net
7.6Wirebond Create and edit
7.6.1創建線型
7.6.2添加金線與Finger
7.6.3創建Guide
7.7Design a Differential Pair
7.7.1創建差分對
7.7.2計算差分阻抗
7.7.3設置約束
7.7.4分配約束
7.7.5添加Bonding Wire
7.8Power Split
7.8.1創建整塊的平面
7.8.2分割Shape
7.9Plating Bar
7.9.1引出電鍍引線
7.9.2添加電鍍總線
7.9.3Etch Back設置
7.10八層芯片疊層
7.11Gerber File Export
7.11.1建立鉆孔文件
7.11.2輸出光繪
7.12封裝加工文件輸出
7.13SiP加工流程及每步說明
第8章FC-PBGA封裝設計
8.1FC-PBGA封裝的相關基礎知識
8.1.1FC-PBGA封裝外形
8.1.2FC-PBGA封裝截面圖
8.1.3Wafer(晶圓)
8.1.4Die及Scribe Lines
8.1.5MPW(Multi Project Wafer)及Pilot
8.1.6Bump(芯片上的焊球)
8.1.7BGA Ball(BGA封裝上的焊球)
8.1.8RDL(重新布線層)
8.1.9NSMD與SMD的定義
8.1.10Flip Chip到PCB鏈路的關鍵因素
8.2封裝選型
8.3局部Co-Design設計
8.4軟件商推薦的Co-Design流程
8.5實際工程設計中的Co-Design流程
8.6Flip Chip局部Co-Design實例
8.6.1材料設置
8.6.2Pad_Via定義
8.6.3Die輸入文件介紹
8.7Die與BGA的生成處理
8.7.1Die的導入與生成
8.7.2BGA的生成及修改
8.7.3封裝網絡分配
8.7.4通過Excel表格進行的Net Assinment
8.7.5BGA中部分Pin網絡整體右移四列的實例
8.7.6規則定義
8.7.7基板Layout
8.8光繪輸出
第9章封裝鏈路無源測試
9.1基板鏈路測試
9.2測量儀器
9.3測量實例
9.4沒有SMA頭的測試
第10章封裝設計自開發輔助工具
10.1軟件免責聲明
10.2Excel表格PinMap轉入APD
10.2.1程序說明
10.2.2軟件操作
10.2.3問題與解決
10.3Excel Pinmap任意角度翻轉及生成PINNET格式
10.3.1程序說明
10.3.2軟件操作
10.3.3問題與解決
10.4把PINNET格式的文件轉為Excel PinMap形式
10.4.1程序說明
10.4.2軟件操作
10.4.3問題與解決 |
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