基于SiP技术的微系统

目 录
第1部分　概念和技术
第1章 从摩尔定律到功能密度定律\t3
1．1 摩尔定律\t3
1．2 摩尔定律面临的两个问题\t4
1．2．1 微观尺度的缩小\t4
1．2．2 宏观资源的消耗\t6
1．3 功能密度定律\t10
1．3．1 功能密度定律的描述\t10
1．3．2 电子系统6级分类法\t11
1．3．3 摩尔定律和功能密度定律的比较\t13
1．3．4 功能密度定律的应用\t14
1．3．5 功能密度定律的扩展\t17
1．4 广义功能密度定律\t17
1．4．1 系统空间定义\t18
1．4．2 地球空间和人类宇宙空间\t18
1．4．3 广义功能密度定律\t20
第2章 从SiP到Si3P\t21
2．1 概念深入：从SiP到Si3P\t21
2．2 Si3P之integration\t23
2．2．1 IC层面集成\t23
2．2．2 PCB层面集成\t26
2．2．3 封装层面集成\t28
2．2．4 集成（Integration）小结\t30
2．3 Si3P之interconnection\t31
2．3．1 电磁互联\t31
2．3．2 热互联\t36
2．3．3 力互联\t37
2．3．4 互联（interconnection）小结\t39
2．4 Si3P之intelligence\t39
2．4．1 系统功能定义\t40
2．4．2 产品应用场景\t41
2．4．3 测试和调试\t41
2．4．4 软件和算法\t42
2．4．5 智能（intelligence）小结\t44
2．5 Si3P总结\t44
2．5．1 历史回顾\t44
2．5．2 联想比喻\t45
2．5．3 前景预测\t46
第3章 SiP技术与微系统\t47
3．1 SiP技术\t47
3．1．1 SiP技术的定义\t47
3．1．2 SiP及其相关技术\t48
3．1．3 SiP还是SOP\t50
3．1．4 SiP技术的应用领域\t51
3．1．5 SiP工艺和材料的选择\t55
3．2 微系统\t57
3．2．1 自然系统和人造系统\t57
3．2．2 系统的定义和特征\t58
3．2．3 微系统的新定义\t59
第4章 从2D到4D集成技术\t61
4．1 集成技术的发展\t61
4．1．1 集成的尺度\t61
4．1．2 一步集成和两步集成\t62
4．1．3 封装内集成的分类命名\t63
4．2 2D集成技术\t64
4．2．1 2D集成的定义\t64
4．2．2 2D集成的应用\t64
4．3 2D+集成技术\t65
4．3．1 2D+集成的定义\t65
4．3．2 2D+集成的应用\t66
4．4 2．5D集成技术\t67
4．4．1 2．5D集成的定义\t67
4．4．2 2．5D集成的应用\t67
4．5 3D集成技术\t68
4．5．1 3D集成的定义\t68
4．5．2 3D集成的应用\t69
4．6 4D集成技术\t70
4．6．1 4D集成的定义\t70
4．6．2 4D集成的应用\t71
4．6．3 4D集成的意义\t73
4．7 腔体集成技术\t73
4．7．1 腔体集成的定义\t73
4．7．2 腔体集成的应用\t74
4．8 平面集成技术\t76
4．8．1 平面集成技术的定义\t76
4．8．2 平面集成技术的应用\t76
4．9 集成技术总结\t78
第5章 SiP与先进封装技术\t80
5．1 SiP基板与封装\t80
5．1．1 有机基板\t80
5．1．2 陶瓷基板\t82
5．1．3 硅基板\t85
5．2 与先进封装相关的技术\t85
5．2．1 TSV技术\t86
5．2．2 RDL技术\t87
5．2．3 IPD技术\t88
5．2．4 Chiplet技术\t89
5．3 先进封装技术\t92
5．3．1 基于XY平面延伸的先进封装技术\t93
5．3．2 基于Z轴延伸的先进封装技术\t96
5．3．3 先进封装技术总结\t103
5．3．4 先进封装的四要素：RDL、TSV、Bump和Wafer\t104
5．4 先进封装的特点和SiP设计需求\t105
5．4．1 先进封装的特点\t105
5．4．2 先进封装与SiP的关系\t106
5．4．3 先进封装和SiP设计需求\t107
第1部分参考资料及说明\t108
第2部分 设计和仿真
第6章 SiP设计仿真验证平台\t111
6．1 SiP设计技术的发展\t111
6．2 SiP设计的两套流程\t112
6．3 通用SiP设计流程\t112
6．3．1 原理图设计输入\t112
6．3．2 多版图协同设计\t112
6．3．3 SiP版图设计9大功能\t113
6．4 基于先进封装HDAP的SiP设计流程\t118
6．4．1 设计整合及网络优化工具XSI\t119
6．4．2 先进封装版图设计工具XPD\t120
6．5 设计师如何选择设计流程\t121
6．6 SiP仿真验证流程\t122
6．6．1 电磁仿真\t122
6．6．2 热学仿真\t124
6．6．3 力学仿真\t125
6．6．4 设计验证\t125
6．7 SiP设计仿真验证平台的先进性\t127
第7章 中心库的建立和管理\t129
7．1 中心库的结构\t129
7．2 Dashboard介绍\t130
7．3 原理图符号（Symbol）库的建立\t131
7．4 版图单元（Cell）库的建立\t136
7．4．1 裸芯片Cell库的建立\t136
7．4．2 SiP封装Cell库的建立\t141
7．5 Part库的建立和应用\t145
7．5．1 映射Part库\t145
7．5．2 通过Part创建Cell库\t147
7．6 中心库的维护和管理\t148
7．6．1 中心库常用设置项\t149
7．6．2 中心库数据导入导出\t149
第8章 SiP原理图设计输入\t152
8．1 网表输入\t152
8．2 原理图设计输入\t154
8．2．1 原理图工具介绍\t154
8．2．2 创建原理图项目\t162
8．2．3 原理图基本操作\t163
8．2．4 原理图设计检查\t167
8．2．5 设计打包Package\t169
8．2．6 输出元器件列表Partlist\t172
8．2．7 原理图中文菜单和中文输入\t173
8．3 基于DataBook的原理图输入\t175
8．3．1 DataBook介绍\t175
8．3．2 DataBook使用方法\t176
8．3．3 元器件属性的校验和更新\t178
8．4 文件输入/输出\t179
8．4．1 通用输入/输出\t179
8．4．2 输出到仿真工具\t181
第9章 版图的创建与设置\t183
9．1 创建版图模板\t183
9．1．1 版图模板定义\t183
9．1．2 创建SiP版图模板\t184
9．2 创建版图项目\t194
9．2．1 创建新的SiP项目\t194
9．2．2 进入版图设计环境\t195
9．3 版图相关设置与操作\t196
9．3．1 版图License控制介绍\t196
9．3．2 鼠标操作方法\t197
9．3．3 四种常用操作模式\t199
9．3．4 显示控制（Display Control）\t202
9．3．5 编辑控制（Editor Control）\t207
9．3．6 智能光标提示\t213
9．4 版图布局\t213
9．4．1 元器件布局\t213
9．4．2 查看原理图\t217
9．5 封装引脚定义优化\t218
9．6 版图中文输入\t218
第10章 约束规则管理\t221
10．1 约束管理器（Constraint Manager）\t221
10．2 方案（Scheme）\t222
10．2．1 创建方案\t223
10．2．2 在版图设计中应用Scheme\t223
10．3 网络类规则（Net Class）\t224
10．3．1 创建网络类并指定网络到网络类\t224
10．3．2 定义网络类规则\t225
10．4 间距规则（Clearance）\t226
10．4．1 间距规则的创建与设置\t226
10．4．2 通用间距规则\t227
10．4．3 网络类到网络类间距规则\t228
10．5 约束类（Constraint Class）\t229
10．5．1 新建约束类并指定网络到约束类\t229
10．5．2 电气约束分类\t230
10．5．3 编辑约束组\t231
10．6 Constraint Manager和版图数据交互\t232
10．6．1 更新版图数据\t232
10．6．2 与版图数据交互\t233
10．7 规则设置实例\t233
10．7．1 等长约束设置\t233
10．7．2 差分约束设置\t236
10．7．3 Z轴间距设置\t237
第11章 Wire Bonding设计详解\t239
11．1 Wire Bonding概述\t239
11．2 Bond Wire 模型\t240
11．2．1 Bond Wire模型定义\t241
11．2．2 Bond Wire模型参数\t245
11．3 Wire Bonding工具栏及其应用\t246
11．3．1 手动添加Bond Wire\t246
11．3．2 移动、推挤及旋转Bond Finger\t247
11．3．3 自动生成Bond Wire\t248
11．3．4 通过导引线添加Bond Wire\t249
11．3．5 添加Power Ring\t251
11．4 Bond Wire规则设置\t252
11．4．1 针对Component的设置\t253
11．4．2 针对Die Pin的设置\t256
11．4．3 在Die Pin和Bond Finger之间添加多根Bond Wire\t258
11．4．4 从单个Die Pin扇出多根Bond Wire到多个Bond Finger\t258
11．4．5 多个Die Pin同时键合到一个Bond Finger上\t259
11．4．6 Die to Die Bonding\t259
11．5 Wire Model Editor和Wire Instance Editor\t261
第12章 腔体、芯片堆叠及TSV设计\t265
12．1 腔体设计\t265
12．1．1 腔体的定义\t265
12．1．2 腔体的创建\t267
12．1．3 将芯片放置到腔体中\t269
12．1．4 在腔体中键合\t270
12．1．5 通过腔体将分立式元器件埋入基板\t271
12．1．6 在Die Cell中添加腔体实现元器件埋入\t273
12．2 芯片堆叠设计\t275
12．2．1 芯片堆叠的概念\t275
12．2．2 芯片堆叠的创建\t276
12．2．3 并排堆叠芯片\t277
12．2．4 芯片堆叠的调整及键合\t278
12．2．5 芯片和腔体组合设计\t279
12．3 2．5D TSV的概念和设计\t281
12．4 3D TSV的概念和设计\t281
12．4．1 3D TSV的概念\t281
12．4．2 3D TSV Cell创建\t283
12．4．3 芯片堆叠间引脚对齐原则\t284
12．4．4 3D TSV堆叠并互联\t284
12．4．5 3D 引脚模型的设置\t286
12．4．6 网络优化并布线\t287
12．4．7 DRC检查并完成3D TSV设计\t289
第13章 RDL及Flip Chip设计\t291
13．1 RDL的概念和应用\t291
13．1．1 Fan-In型RDL\t292
13．1．2 Fan-Out型RDL\t293
13．2 Flip Chip的概念及特点\t294
13．3 RDL设计\t295
13．3．1 Bare Die及RDL库的建立\t295
13．3．2 RDL原理图设计\t297
13．3．3 RDL版图设计\t297
13．4 Flip Chip设计\t301
13．4．1 Flip Chip原理图设计\t301
13．4．2 Flip Chip版图设计\t302
第14章 版图布线与敷铜\t307
14．1 版图布线\t307
14．1．1 布线综述\t307
14．1．2 手工布线\t307
14．1．3 半自动布线\t312
14．1．4 自动布线\t315
14．1．5 差分对布线\t316
14．1．6 长度控制布线\t319
14．1．7 电路复制\t323
14．2 版图敷铜\t325
14．2．1 敷铜定义\t325
14．2．2 敷铜设置\t325
14．2．3 绘制并生成敷铜数据\t328
14．2．4 生成敷铜排气孔\t331
14．2．5 检查敷铜数据\t333
第15章 埋入式无源器件设计\t334
15．1 埋入式元器件技术的发展\t334
15．1．1 分立式埋入技术\t334
15．1．2 平面埋入式技术\t336
15．2 埋入式无源器件的工艺和材料\t336
15．2．1 埋入工艺Processes\t337
15．2．2 埋入材料Materials\t342
15．2．3 电阻材料的非线性特征\t346
15．3 无源器件自动综合\t347
15．3．1 自动综合前的准备\t347
15．3．2 电阻自动综合\t349
15．3．3 电容自动综合\t353
15．3．4 自动综合后版图原理图同步\t357
第16章 RF电路设计\t359
16．1 RF SiP技术\t359
16．2 RF设计流程\t360
16．3 RF元器件库的配置\t360
16．3．1 导入RF符号到设计中心库\t360
16．3．2 中心库分区搜索路径设置\t361
16．4 RF原理图设计\t362
16．4．1 RF原理图工具栏\t362
16．4．2 RF原理图输入\t364
16．5 原理图与版图RF参数的相互传递\t365
16．6 RF版图设计\t368
16．6．1 RF版图工具箱\t368
16．6．2 RF单元的3种类型\t369
16．6．3 Meander的绘制及编辑\t370
16．6．4 创建用户自定义的RF单元\t372
16．6．5 Via添加功能\t374
16．6．6 RF Group介绍\t376
16．6．7 Auto Arrange功能\t377
16．6．8 通过键合线连接RF单元\t377
16．7 与RF仿真工具连接并传递数据\t378
16．7．1 连接RF仿真工具\t378
16．7．2 原理图RF数据传递\t380
16．7．3 版图RF数据传递\t381
第17章 刚柔电路和4D SiP设计\t383
17．1 刚柔电路介绍\t383
17．2 刚柔电路设计\t384
17．2．1 刚柔电路设计流程\t384
17．2．2 刚柔电路特有的层类型\t384
17．2．3 刚柔电路设计步骤\t385
17．3 复杂基板技术\t394
17．3．1 复杂基板的定义\t394
17．3．2 复杂基板的应用\t394
17．4 基于4D集成的SiP设计\t395
17．4．1 4D集成SiP基板定义\t395
17．4．2 4D集成SiP设计流程\t396
17．5 4D SiP设计的意义\t400
第18章 多版图项目与多人协同设计\t401
18．1 多版图项目\t401
18．1．1 多版图项目设计需求\t401
18．1．2 多版图项目设计流程\t402
18．2 原理图多人协同设计\t405
18．2．1 原理图协同设计的思路\t405
18．2．2 原理图协同设计的操作方法\t406
18．3 版图多人实时协同设计\t409
18．3．1 版图实时协同软件的配置\t411
18．3．2 启动并应用版图实时协同设计\t412
第19章 基于先进封装（HDAP）的SiP设计流程\t415
19．1 先进封装设计流程介绍\t415
19．1．1 HDAP设计环境需要的技术指标\t415
19．1．2 HDAP设计流程\t416
19．1．3 设计任务HBM（3D+2．5D）\t417
19．2 XSI设计环境\t418
19．2．1 设计数据准备\t418
19．2．2 XSI常用工作窗口介绍\t419
19．2．3 创建项目和设计并添加元器件\t420
19．2．4 通过XSI优化网络连接\t428
19．2．5 版图模板选择\t429
19．2．6 设计传递\t431
19．3 XPD设计环境\t432
19．3．1 Interposer数据同步检查\t432
19．3．2 Interposer布局布线\t433
19．3．3 Substrate数据同步检查\t434
19．3．4 Substrate布局布线\t435
19．4 3D数字化样机模拟\t436
19．4．1 数字化样机的概念\t436
19．4．2 3D View环境介绍\t437
19．4．3 构建HDAP数字化样机模型\t438
第20章 设计检查和生产数据输出\t444
20．1 Online DRC\t444
20．2 Batch DRC\t445
20．2．1 DRC Settings选项卡\t445
20．2．2 Connectivity and Special Rules选项卡\t447
20．2．3 Batch DRC方案\t448
20．3 Hazard Explorer介绍\t449
20．4 设计库检查\t453
20．5 生产数据输出类型\t453
20．6 Gerber和钻孔数据输出\t454
20．6．1 输出钻孔数据\t454
20．6．2 设置Gerber文件格式\t457
20．6．3 输出Gerber文件\t458
20．6．4 导入并检查Gerber文件\t460
20．7 GDS文件和Color Map输出\t461
20．7．1 GDS文件输出\t461
20．7．2 Color Map输出\t462
20．8 其他生产数据输出\t463
20．8．1 元器件及Bond Wire坐标文件输出\t463
20．8．2 DXF文件输出\t465
20．8．3 版图设计状态输出\t465
20．8．4 BOM输出\t466
第21章 SiP仿真验证技术\t468
21．1 SiP仿真验证技术概述\t468
21．2 信号完整性（SI）仿真\t469
21．2．1 HyperLynx SI 信号完整性仿真工具介绍\t469
21．2．2 HyperLynx SI 信号完整性仿真实例分析\t471
21．3 电源完整性（PI）仿真\t476
21．3．1 HyperLynx PI 电源完整性仿真工具介绍\t477
21．3．2 HyperLynx PI 电源完整性仿真实例分析\t478
21．4 热分析（Thermal）仿真\t483
21．4．1 HyperLynx Thermal热分析软件介绍\t484
21．4．2 HyperLynx Thermal热仿真实例分析\t484
21．4．3 FloTHERM软件介绍\t488
21．4．4 T3Ster热测试设备介绍\t489
21．5 先进3D解算器\t491
21．5．1 全波解算器（Full-Wave Solver）介绍\t491
21．5．2 快速3D解算器（Fast 3D Solver）介绍\t491
21．6 数/模混合电路仿真\t492
21．7 电气规则验证\t493
21．7．1 HyperLynx DRC工具介绍\t493
21．7．2 电气规则验证实例\t494
21．8 HDAP物理验证\t499
21．8．1 Calibre 3DSTACK工具介绍\t499
21．8．2 HDAP物理验证实例\t500
第2部分参考资料及说明\t506
第3部分 项目和案例
第22章 基于SiP技术的大容量存储芯片设计案例\t509
22．1 大容量存储器在航天产品中的应用现状\t509
22．2 SiP技术应用的可行性分析\t510
22．2．1 裸芯片选型\t510
22．2．2 设计仿真工具选型\t512
22．2．3 生产测试厂家选择\t512
22．3 基于SiP技术的大容量存储芯片设计\t513
22．3．1 方案设计\t513
22．3．2 详细设计\t514
22．4 大容量存储芯片封装和测试\t519
22．4．1 芯片封装\t519
22．4．2 机台测试\t522
22．4．3 系统测试\t523
22．4．4 后续测试及成本比例\t523
22．5 新旧产品技术参数比较\t525
第23章 SiP项目规划及设计案例\t526
23．1 SiP项目规划\t526
23．1．1 SiP的特点和适用性\t526
23．1．2 SiP项目需要明确的因素\t529
23．2 设计规则导入\t530
23．2．1 项目要求及方案分析\t530
23．2．2 SiP实现方案\t532
23．3 SiP产品设计\t534
23．3．1 符号及单元库设计\t534
23．3．2 原理设计\t535
23．3．3 版图设计\t535
23．3．4 产品封装测试\t538
第24章 2．5D TSV技术及设计案例\t539
24．1 2．5D集成的需求\t539
24．2 传统封装工艺与2．5D集成的对比\t539
24．2．1 倒装焊（Flip Chip）工艺\t539
24．2．2 引线键合（Wire Bonding）工艺\t540
24．2．3 传统工艺与2．5D集成的优劣势分析\t541
24．3 2．5D TSV转接板设计\t542
24．3．1 2．5D TSV转接板封装结构\t542
24．3．2 2．5D转接板封装设计实现\t543
24．4 转接板、有机基板工艺流程比较\t544
24．4．1 硅基转接板\t544
24．4．2 玻璃基转接板\t545
24．4．3 有机材料基板\t546
24．4．4 两种转接板及有机基板工艺能力比较\t546
24．5 掩模版工艺流程简介\t546
24．6 2．5D硅转接板设计、仿真、制造案例\t547
24．6．1 封装结构设计\t547
24．6．2 封装布线、信号及结构仿真\t549
24．6．3 生产数据Tape Out及掩模版准备\t552
24．6．4 转接板的加工及整体组装\t553
第25章 数字T/R组件SiP设计案例\t554
25．1 雷达系统简介\t554
25．2 SiP技术的采用\t555
25．3 数字T/R组件电路设计\t556
25．3．1 数字T/R组件的功能简介\t556
25．3．2 数字T/R组件的结构及原理设计\t557
25．3．3 数字T/R组件的SiP版图设计\t559
25．4 金属壳体及一体化封装设计\t560
第26章 MEMS验证SiP设计案例\t563
26．1 项目介绍\t563
26．2 SiP方案设计\t563
26．3 SiP电路设计\t564
26．3．1 建库及原理图设计\t565
26．3．2 SiP版图设计\t566
26．4 产品组装及测试\t571
第27章 基于刚柔基板的SiP设计案例\t572
27．1 刚柔基板技术概述\t572
27．2 射频前端系统架构和RF SiP方案\t573
27．2．1 微基站系统射频前端架构\t573
27．2．2 RF SiP封装选型\t574
27．2．3 RF SiP基板层叠设计\t575
27．3 基于刚柔基板RF SiP电学设计仿真\t576
27．3．1 信号完整性设计和仿真\t576
27．3．2 电源完整性设计与仿真\t579
27．4 基于刚柔基板RF SiP的热设计仿真\t581
27．4．1 封装结构的热阻网络分析\t581
27．4．2 RF SiP的热性能仿真研究\t583
27．5 基于刚柔基板RF SiP的工艺组装实现\t587
第28章 射频系统集成SiP设计案例\t589
28．1 射频系统集成技术\t589
28．1．1 射频系统简介\t589
28．1．2 射频系统集成的小型化趋势\t590
28．1．3 RF SiP和RF SoC\t592
28．2 射频系统集成SiP的设计与仿真\t594
28．2．1 RF SiP封装结构设计\t594
28．2．2 RF SiP电学互连设计与仿真\t595
28．2．3 RF SiP的散热管理与仿真\t597
28．4 射频系统集成SiP的组装与测试\t598
28．4．1 RF SiP的组装\t598
28．4．2 RF SiP的测试\t599
第29章 基于PoP的RF SiP设计案例\t602
29．1 PoP技术简介\t602
29．2 射频系统架构与指标\t603
29．3 RF SiP结构与基板设计\t606
29．3．1 结构设计\t606
29．3．2 基板设计\t607
29．4 RF SiP信号完整性与电源完整性仿真\t610
29．4．1 信号完整性（SI）仿真\t610
29．4．2 电源完整性（PI）仿真\t610
29．5 RF SiP热设计仿真\t612
29．6 RF SiP组装与测试\t613
第30章 SiP基板生产数据处理案例\t616
30．1 LTCC、厚膜及异质异构集成技术介绍\t616
30．1．1 LTCC技术\t616
30．1．2 厚膜技术\t617
30．1．3 异质异构集成技术\t617
30．2 Gerber数据和钻孔数据\t618
30．2．1 Gerber数据的生成及检查\t618
30．2．2 钻孔数据的生成及比较\t621
30．3 版图拼版\t622
30．4 多种掩模生成\t624
30．4．1 掩模生成器\t624
30．4．2 掩模生成实例\t626
第3部分参考资料\t630
后记和致谢\t632