基于SiP技术的微系统
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作者李扬
出版社电子工业出版社
ISBN9787121409493
出版时间2020-07
装帧平装
开本16开
定价198元
货号11036481
上书时间2024-02-10
商品详情
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作者简介
李扬（Suny Li），SiP技术专家，毕业于北京航空航天大学，获航空宇航科学与技术专业学士及硕士学位。拥有20年工作经验，曾参与指导各类SiP项目40多项。2012年出版技术专著《SiP系统级封装设计与仿真》（电子工业出版社），2017年出版英文技术专著SiP System-in-Package design and simulation（WILEY）。IEEE高级会员，中国电子学会高级会员，中国图学学会高级会员，已获得10余项国家专利，发表10余篇论文。曾在中国科学院国家空间中心、SIEMENS（西门子）中国有限公司工作。曾经参与中国载人航天工程“神舟飞船”和中欧合作的“双星计划”等项目的研究工作。目前在奥肯思（北京）科技有限公司（AcconSys）工作，担任技术专家，主要负责SiP及微系统产品的研发工作，以及SiP和IC封装设计软件的技术支持和项目指导工作。
目录
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 3
1.1 摩尔定律 3
1.2 摩尔定律面临的两个问题 4
1.2.1 微观尺度的缩小 4
1.2.2 宏观资源的消耗 6
1.3 功能密度定律 10
1.3.1 功能密度定律的描述 10
1.3.2 电子系统6级分类法 11
1.3.3 摩尔定律和功能密度定律的比较 13
1.3.4 功能密度定律的应用 14
1.3.5 功能密度定律的扩展 17
1.4 广义功能密度定律 17
1.4.1 系统空间定义 18
1.4.2 地球空间和人类宇宙空间 18
1.4.3 广义功能密度定律 20
第2章 从SiP到Si3P 21
2.1 概念深入：从SiP到Si3P 21
2.2 Si3P之integration 23
2.2.1 IC层面集成 23
2.2.2 PCB层面集成 26
2.2.3 封装层面集成 28
2.2.4 集成（Integration）小结 30
2.3 Si3P之interconnection 31
2.3.1 电磁互联 31
2.3.2 热互联 36
2.3.3 力互联 37
2.3.4 互联（interconnection）小结 39
2.4 Si3P之intelligence 39
2.4.1 系统功能定义 40
2.4.2 产品应用场景 41
2.4.3 测试和调试 41
2.4.4 软件和算法 42
2.4.5 智能（intelligence）小结 44
2.5 Si3P总结 44
2.5.1 历史回顾 44
2.5.2 联想比喻 45
2.5.3 前景预测 46
第3章 SiP技术与微系统 47
3.1 SiP技术 47
3.1.1 SiP技术的定义 47
3.1.2 SiP及其相关技术 48
3.1.3 SiP还是SOP 50
3.1.4 SiP技术的应用领域 51
3.1.5 SiP工艺和材料的选择 55
3.2 微系统 57
3.2.1 自然系统和人造系统 57
3.2.2 系统的定义和特征 58
3.2.3 微系统的新定义 59
第4章 从2D到4D集成技术 61
4.1 集成技术的发展 61
4.1.1 集成的尺度 61
4.1.2 一步集成和两步集成 62
4.1.3 封装内集成的分类命名 63
4.2 2D集成技术 64
4.2.1 2D集成的定义 64
4.2.2 2D集成的应用 64
4.3 2D+集成技术 65
4.3.1 2D+集成的定义 65
4.3.2 2D+集成的应用 66
4.4 2.5D集成技术 67
4.4.1 2.5D集成的定义 67
4.4.2 2.5D集成的应用 67
4.5 3D集成技术 68
4.5.1 3D集成的定义 68
4.5.2 3D集成的应用 69
4.6 4D集成技术 70
4.6.1 4D集成的定义 70
4.6.2 4D集成的应用 71
4.6.3 4D集成的意义 73
4.7 腔体集成技术 73
4.7.1 腔体集成的定义 73
4.7.2 腔体集成的应用 74
4.8 平面集成技术 76
4.8.1 平面集成技术的定义 76
4.8.2 平面集成技术的应用 76
4.9 集成技术总结 78
第5章 SiP与先进封装技术 80
5.1 SiP基板与封装 80
5.1.1 有机基板 80
5.1.2 陶瓷基板 82
5.1.3 硅基板 85
5.2 与先进封装相关的技术 85
5.2.1 TSV技术 86
5.2.2 RDL技术 87
5.2.3 IPD技术 88
5.2.4 Chiplet技术 89
5.3 先进封装技术 92
5.3.1 基于XY平面延伸的先进封装技术 93
5.3.2 基于Z轴延伸的先进封装技术 96
5.3.3 先进封装技术总结 103
5.3.4 先进封装的四要素：RDL、TSV、Bump和Wafer 104
5.4 先进封装的特点和SiP设计需求 105
5.4.1 先进封装的特点 105
5.4.2 先进封装与SiP的关系 106
5.4.3 先进封装和SiP设计需求 107
第1部分参考资料及说明 108
第2部分 设计和仿真
第6章 SiP设计仿真验证平台 111
6.1 SiP设计技术的发展 111
6.2 SiP设计的两套流程 112
6.3 通用SiP设计流程 112
6.3.1 原理图设计输入 112
6.3.2 多版图协同设计 112
6.3.3 SiP版图设计9大功能 113
6.4 基于先进封装HDAP的SiP设计流程 118
6.4.1 设计整合及网络优化工具XSI 119
6.4.2 先进封装版图设计工具XPD 120
6.5 设计师如何选择设计流程 121
6.6 SiP仿真验证流程 122
6.6.1 电磁仿真 122
6.6.2 热学仿真 124
6.6.3 力学仿真 125
6.6.4 设计验证 125
6.7 SiP设计仿真验证平台的先进性 127
第7章 中心库的建立和管理 129
7.1 中心库的结构 129
7.2 Dashboard介绍 130
7.3 原理图符号（Symbol）库的建立 131
7.4 版图单元（Cell）库的建立 136
7.4.1 裸芯片Cell库的建立 136
7.4.2 SiP封装Cell库的建立 141
7.5 Part库的建立和应用 145
7.5.1 映射Part库 145
7.5.2 通过Part创建Cell库 147
7.6 中心库的维护和管理 148
7.6.1 中心库常用设置项 149
7.6.2 中心库数据导入导出 149
第8章 SiP原理图设计输入 152
8.1 网表输入 152
8.2 原理图设计输入 154
8.2.1 原理图工具介绍 154
8.2.2 创建原理图项目 162
8.2.3 原理图基本操作 163
8.2.4 原理图设计检查 167
8.2.5 设计打包Package 169
8.2.6 输出元器件列表Partlist 172
8.2.7 原理图中文菜单和中文输入 173
8.3 基于DataBook的原理图输入 175
8.3.1 DataBook介绍 175
8.3.2 DataBook使用方法 176
8.3.3 元器件属性的校验和更新 178
8.4 文件输入/输出 179
8.4.1 通用输入/输出 179
8.4.2 输出到仿真工具 181
第9章 版图的创建与设置 183
9.1 创建版图模板 183
9.1.1 版图模板定义 183
9.1.2 创建SiP版图模板 184
9.2 创建版图项目 194
9.2.1 创建新的SiP项目 194
9.2.2 进入版图设计环境 195
9.3 版图相关设置与操作 196
9.3.1 版图License控制介绍 196
9.3.2 鼠标操作方法 197
9.3.3 四种常用操作模式 199
9.3.4 显示控制（Display Control） 202
9.3.5 编辑控制（Editor Control） 207
9.3.6 智能光标提示 213
9.4 版图布局 213
9.4.1 元器件布局 213
9.4.2 查看原理图 217
9.5 封装引脚定义优化 218
9.6 版图中文输入 218
第10章 约束规则管理 221
10.1 约束管理器（Constraint Manager） 221
10.2 方案（Scheme） 222
10.2.1 创建方案 223
10.2.2 在版图设计中应用Scheme 223
10.3 网络类规则（Net Class） 224
10.3.1 创建网络类并指定网络到网络类 224
10.3.2 定义网络类规则 225
10.4 间距规则（Clearance） 226
10.4.1 间距规则的创建与设置 226
10.4.2 通用间距规则 227
10.4.3 网络类到网络类间距规则 228
10.5 约束类（Constraint Class） 229
10.5.1 新建约束类并指定网络到约束类 229
10.5.2 电气约束分类 230
10.5.3 编辑约束组 231
10.6 Constraint Manager和版图数据交互 232
10.6.1 更新版图数据 232
10.6.2 与版图数据交互 233
10.7 规则设置实例 233
10.7.1 等长约束设置 233
10.7.2 差分约束设置 236
10.7.3 Z轴间距设置 237
第11章 Wire Bonding设计详解 239
11.1 Wire Bonding概述 239
11.2 Bond Wire 模型 240
11.2.1 Bond Wire模型定义 241
11.2.2 Bond Wire模型参数 245
11.3 Wire Bonding工具栏及其应用 246
11.3.1 手动添加Bond Wire 246
11.3.2 移动、推挤及旋转Bond Finger 247
11.3.3 自动生成Bond Wire 248
11.3.4 通过导引线添加Bond Wire 249
11.3.5 添加Power Ring 251
11.4 Bond Wire规则设置 252
11.4.1 针对Component的设置 253
11.4.2 针对Die Pin的设置 256
11.4.3 在Die Pin和Bond Finger之间添加多根Bond Wire 258
11.4.4 从单个Die Pin扇出多根Bond Wire到多个Bond Finger 258
11.4.5 多个Die Pin同时键合到一个Bond Finger上 259
11.4.6 Die to Die Bonding 259
11.5 Wire Model Editor和Wire Instance Editor 261
第12章 腔体、芯片堆叠及TSV设计 265
12.1 腔体设计 265
12.1.1 腔体的定义 265
12.1.2 腔体的创建 267
12.1.3 将芯片放置到腔体中 269
12.1.4 在腔体中键合 270
12.1.5 通过腔体将分立式元器件埋入基板 271
12.1.6 在Die Cell中添加腔体实现元器件埋入 273
12.2 芯片堆叠设计 275
12.2.1 芯片堆叠的概念 275
12.2.2 芯片堆叠的创建 276
12.2.3 并排堆叠芯片 277
12.2.4 芯片堆叠的调整及键合 278
12.2.5 芯片和腔体组合设计 279
12.3 2.5D TSV的概念和设计 281
12.4 3D TSV的概念和设计 281
12.4.1 3D TSV的概念 281
12.4.2 3D TSV Cell创建 283
12.4.3 芯片堆叠间引脚对齐原则 284
12.4.4 3D TSV堆叠并互联 284
12.4.5 3D 引脚模型的设置 286
12.4.6 网络优化并布线 287
12.4.7 DRC检查并完成3D TSV设计 289
第13章 RDL及Flip Chip设计 291
13.1 RDL的概念和应用 291
13.1.1 Fan-In型RDL 292
13.1.2 Fan-Out型RDL 293
13.2 Flip Chip的概念及特点 294
13.3 RDL设计 295
13.3.1 Bare Die及RDL库的建立 295
13.3.2 RDL原理图设计 297
13.3.3 RDL版图设计 297
13.4 Flip Chip设计 301
13.4.1 Flip Chip原理图设计 301
13.4.2 Flip Chip版图设计 302
第14章 版图布线与敷铜 307
14.1 版图布线 307
14.1.1 布线综述 307
14.1.2 手工布线 307
14.1.3 半自动布线 312
14.1.4 自动布线 315
14.1.5 差分对布线 316
14.1.6 长度控制布线 319
14.1.7 电路复制 323
14.2 版图敷铜 325
14.2.1 敷铜定义 325
14.2.2 敷铜设置 325
14.2.3 绘制并生成敷铜数据 328
14.2.4 生成敷铜排气孔 331
14.2.5 检查敷铜数据 333
第15章 埋入式无源器件设计 334
15.1 埋入式元器件技术的发展 334
15.1.1 分立式埋入技术 334
15.1.2 平面埋入式技术 336
15.2 埋入式无源器件的工艺和材料 336
15.2.1 埋入工艺Processes 337
15.2.2 埋入材料Materials 342
15.2.3 电阻材料的非线性特征 346
15.3 无源器件自动综合 347
15.3.1 自动综合前的准备 347
15.3.2 电阻自动综合 349
15.3.3 电容自动综合 353
15.3.4 自动综合后版图原理图同步 357
第16章 RF电路设计 359
16.1 RF SiP技术 359
16.2 RF设计流程 360
16.3 RF元器件库的配置 360
16.3.1 导入RF符号到设计中心库 360
16.3.2 中心库分区搜索路径设置 361
16.4 RF原理图设计 362
16.4.1 RF原理图工具栏 362
16.4.2 RF原理图输入 364
16.5 原理图与版图RF参数的相互传递 365
16.6 RF版图设计 368
16.6.1 RF版图工具箱 368
16.6.2 RF单元的3种类型 369
16.6.3 Meander的绘制及编辑 370
16.6.4 创建用户自定义的RF单元 372
16.6.5 Via添加功能 374
16.6.6 RF Group介绍 376
16.6.7 Auto Arrange功能 377
16.6.8 通过键合线连接RF单元 377
16.7 与RF仿真工具连接并传递数据 378
16.7.1 连接RF仿真工具 378
16.7.2 原理图RF数据传递 380
16.7.3 版图RF数据传递 381
第17章 刚柔电路和4D SiP设计 383
17.1 刚柔电路介绍 383
17.2 刚柔电路设计 384
17.2.1 刚柔电路设计流程 384
17.2.2 刚柔电路特有的层类型 384
17.2.3 刚柔电路设计步骤 385
17.3 复杂基板技术 394
17.3.1 复杂基板的定义 394
17.3.2 复杂基板的应用 394
17.4 基于4D集成的SiP设计 395
17.4.1 4D集成SiP基板定义 395
17.4.2 4D集成SiP设计流程 396
17.5 4D SiP设计的意义 400
第18章 多版图项目与多人协同设计 401
18.1 多版图项目 401
18.1.1 多版图项目设计需求 401
18.1.2 多版图项目设计流程 402
18.2 原理图多人协同设计 405
18.2.1 原理图协同设计的思路 405
18.2.2 原理图协同设计的操作方法 406
18.3 版图多人实时协同设计 409
18.3.1 版图实时协同软件的配置 411
18.3.2 启动并应用版图实时协同设计 412
第19章 基于先进封装（HDAP）的SiP设计流程 415
19.1 先进封装设计流程介绍 415
19.1.1 HDAP设计环境需要的技术指标 415
19.1.2 HDAP设计流程 416
19.1.3 设计任务HBM（3D+2.5D） 417
19.2 XSI设计环境 418
19.2.1 设计数据准备 418
19.2.2 XSI常用工作窗口介绍 419
19.2.3 创建项目和设计并添加元器件 420
19.2.4 通过XSI优化网络连接 428
19.2.5 版图模板选择 429
19.2.6 设计传递 431
19.3 XPD设计环境 432
19.3.1 Interposer数据同步检查 432
19.3.2 Interposer布局布线 433
19.3.3 Substrate数据同步检查 434
19.3.4 Substrate布局布线 435
19.4 3D数字化样机模拟 436
19.4.1 数字化样机的概念 436
19.4.2 3D View环境介绍 437
19.4.3 构建HDAP数字化样机模型 438
第20章 设计检查和生产数据输出 444
20.1 Online DRC 444
20.2 Batch DRC 445
20.2.1 DRC Settings选项卡 445
20.2.2 Connectivity and Special Rules选项卡 447
20.2.3 Batch DRC方案 448
20.3 Hazard Explorer介绍 449
20.4 设计库检查 453
20.5 生产数据输出类型 453
20.6 Gerber和钻孔数据输出 454
20.6.1 输出钻孔数据 454
20.6.2 设置Gerber文件格式 457
20.6.3 输出Gerber文件 458
20.6.4 导入并检查Gerber文件 460
20.7 GDS文件和Color Map输出 461
20.7.1 GDS文件输出 461
20.7.2 Color Map输出 462
20.8 其他生产数据输出 463
20.8.1 元器件及Bond Wire坐标文件输出 463
20.8.2 DXF文件输出 465
20.8.3 版图设计状态输出 465
20.8.4 BOM输出 466
第21章 SiP仿真验证技术 468
21.1 SiP仿真验证技术概述 468
21.2 信号完整性（SI）仿真 469
21.2.1 HyperLynx SI 信号完整性仿真工具介绍 469
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