IC封装基础与工程设计实例

第1章常用封装简介1.1封装1.2封装级别的定义1.3封装的发展趋势简介1.4常见封装类型介绍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的进化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封装介绍总结第2章Wire Bonding介绍2.1Wire Bonding的特点2.2Wire Bonding 的类型与操作过程2.2.1线弧结构2.2.2引线键合参数2.2.3线弧类型2.2.4键合步骤2.2.5Wire Bonding的流程图2.3Wire Bonding 工艺适合的封装2.3.1QFN2.3.2功率器件2.3.3BGA2.3.4多芯片叠层键合2.3.5射频模块2.3.6多排线键合2.3.7芯片内侧键合2.4Wire Bonding 设备介绍2.4.1Wire Bonding设备的硬件组成2.4.2金线键合设备2.4.3楔焊设备2.4.4铜线键合设备第3章QFP封装设计3.1QFP及Leadframe介绍3.2Leadframe 材料介绍3.3Leadframe Design Rule3.4QFP设计方法3.5Wire Bonding设计过程3.6QFP Molding过程3.7QFP Punch成型3.8常用Molding材料介绍3.9QFP Leadframe生产加工流程第4章WB-PBGA封装设计4.1新建.mcm设计文件4.2导入芯片文件4.3生成BGA4.4编辑BGA4.5设置叠层Cross-Section4.6设置Nets颜色4.7定义差分对4.8标识电源网络4.9定义电源/地环4.10设置Wirebond导向线WB_GUIDE_LINE4.11设置Wirebond 参数4.12添加金线（Wirebond Add）4.13编辑bonding wire4.14BGA附网络（Assign nets）4.15网络交换（Pins swap）4.16创建过孔4.17定义设计规则4.18基板布线（Layout）4.19铺电源\\地平面（Power＼Ground plane）4.20调整关键信号布线（Diff）4.21添加Molding Gate和Fiducial Mark4.22添加电镀线（Plating Bar）4.23添加放气孔（Degas Void）4.24创建阻焊开窗（Creating Soldermask）4.25最终检查（Check）4.26出制造文件（Gerber）4.27制造文件检查（Gerber Check）4.28基板加工文件4.29封装加工文件第5章WB-PBGA基板工艺5.1基板分类5.2基板加工涉及的主要问题5.3基板结构5.3.1截面（Cross section）5.3.2Top层5.3.3Bottom层5.4CAM前处理5.5Substrate Fabricate Flow（基板加工流程）5.5.1Board Cut ＆ Pre-Bake（发料、烘烤）5.5.2Inner layer Pattern（内层线路）5.5.3AOI（自动光学检测）5.5.4Lamination（压合）5.5.5Drill （钻孔）5.5.6Cu Plating（镀铜）5.5.7Plug Hole（塞孔）5.5.8Via Cap Plating(孔帽镀铜)5.5.9Out Layer Pattern(外层线路)5.5.10AOI(自动光学检测)5.5.11Solder Mask（绿油）5.5.12Ni/Au Plating（电镀镍金）5.5.13Routing（成型）5.5.14FIT（终检）5.5.15Packaging ＆ Shipping（打包、发货）第6章WB-PBGA封装工艺6.1Wafer Grinding(晶圆研磨)6.1.1Taping(贴膜)6.1.2Back Grinding(背面研磨)6.1.3Detaping(去膜)6.2Wafer Sawing(晶圆切割)6.2.1Wafer Mounting(晶圆贴片)6.2.2Wafer Sawing(晶圆切割)6.2.3UV Illumination(紫外光照射)6.3Substrate Curing(基板预烘烤)6.4Die Attach(芯片贴装)6.5Epoxy Cure(银胶烘烤)6.6Plasma Clean (电浆清洗Before WB)6.7Wire Bonding(绑定)6.8Plasma Clean (电浆清洗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(切单)6.14Inspection(检测)6.15Testing(测试)6.16Packaging ＆ Shipping(包装出货)第7章SiP封装设计7.1SiP Design 流程7.2Substrate Design Rule7.3Assembly rule7.4多Die导入及操作7.4.1创建芯片7.4.2创建原理图7.4.3设置SiP环境，封装叠层7.4.4导入原理图数据7.4.5分配芯片层别及封装结构7.4.6各芯片的具体位置放置7.5Power/Gnd Ring7.5.1创建Ring7.5.2分割Ring7.5.3分配Net7.6Wirebond Create and edit7.6.1创建线型7.6.2添加金线与Finger7.6.3创建Guide7.7Design a Differential Pair7.7.1创建差分对7.7.2计算差分阻抗7.7.3设置约束7.7.4分配约束7.7.5添加Bonding Wire7.8Power Split7.8.1创建整块的平面7.8.2分割Shape7.9Plating Bar7.9.1引出电镀引线7.9.2添加电镀总线7.9.3Etch Back设置7.10八层芯片叠层7.11Gerber File Export7.11.1建立钻孔文件7.11.2输出光绘7.12封装加工文件输出7.13SiP加工流程及每步说明第8章FC-PBGA封装设计8.1FC-PBGA封装的相关基础知识8.1.1FC-PBGA封装外形8.1.2FC-PBGA封装截面图8.1.3Wafer(晶圆)8.1.4Die及Scribe Lines8.1.5MPW(Multi Project Wafer)及Pilot8.1.6Bump(芯片上的焊球)8.1.7BGA Ball(BGA封装上的焊球)8.1.8RDL(重新布线层)8.1.9NSMD与SMD的定义8.1.10Flip Chip到PCB链路的关键因素8.2封装选型8.3局部Co-Design设计8.4软件商推荐的Co-Design流程8.5实际工程设计中的Co-Design流程8.6Flip Chip局部Co-Design实例8.6.1材料设置8.6.2Pad_Via定义8.6.3Die输入文件介绍8.7Die与BGA的生成处理8.7.1Die的导入与生成8.7.2BGA的生成及修改8.7.3封装网络分配8.7.4通过Excel表格进行的Net Assinment8.7.5BGA中部分Pin网络整体右移四列的实例8.7.6规则定义8.7.7基板Layout8.8光绘输出第9章封装链路无源测试9.1基板链路测试9.2测量仪器9.3测量实例9.4没有SMA头的测试第10章封装设计自开发辅助工具10.1软件免责声明10.2Excel表格PinMap转入APD10.2.1程序说明10.2.2软件操作10.2.3问题与解决10.3Excel Pinmap任意角度翻转及生成PINNET格式10.3.1程序说明10.3.2软件操作10.3.3问题与解决10.4把PINNET格式的文件转为Excel PinMap形式10.4.1程序说明10.4.2软件操作10.4.3问题与解决

本书通过四种最有代表性的封装类设计实例(QFP、PBGA、FC-PBGA、SiP)，详细介绍了封装设计过程及基板、封装加工、生产方面的知识。本书还涵盖封装技术的概念、常用封装材料介绍及封装工艺流程、金属线框QFP的设计、WireBond介绍、PBGA设计、基板工艺、封装工艺、8个Die堆叠的SiP设计与制作过程、高速SerDes的FC-PBGA设计关键点、Flip Chip设计过程中Die与Package的局部Co-Design。本书免费提供作者在日常封装设计过程中自行开发的多个高效率封装辅助软件小工具，并不定期到www.eda365.com网站的“IC封装设计与仿真”版块更新及增加。【作者简介】毛忠宇　　1995年毕业于电子科技大学微电子科学与工程系并获学士学位。　　1995—1998从事时钟及音乐类IC设计及IC测试。1998—2013在深圳华为技术有限公司及海思半导体有限公司先后负责：高速PCB设计，SI/PI仿真，PI仿真流程及仿真平台建设，网络类、接入类ASIC封装项目，微波封装项目。　　现任深圳市兴森快捷电路科技股份有限公司CAD事业部研发部经理，EDA365论坛特邀版主。