系统级封装技术及其应用

本文介绍了系统级封装技术及其兴起背景,对比了与SoC的异同。通过分析系统级封装的技术特点,阐述了其优势;分析了系统级封装的成本构成和特点。本文从集成电路产业链整合的观点,分析了国内系统级封装的机遇与挑战;以长电科技为例,介绍了系统级封装在设计、制造上的关键技术与当前的能力,并分析了未来的趋势和挑战。本丈还对当前的系统级封装产品与应用领域做了详细介绍。     

系统级封装技术综述

介绍了系统级封装SiP如何将多块集成电路芯片和其他的分立元件集成在同一个封装内,有效解决了传统封装面临的带宽、互连延迟、功耗和集成度方面的难题.同时将SiP与系统级芯片SoC相比较,指出各自的特点和发展趋势.     

热循环加载下微系统封装结构有限元仿真方法研究

微系统封装结构中,由循环热应力引起的封装失效是影响其可靠性的重要因素之一.现阶段通常采用大量的可靠性试验来验证封装结构工艺的可靠性,但是有限元仿真技术的发展为此类问题的解决提供了更为简单快捷的途径.利用ANSYS Workbench软件,对某微系统封装结构进行了系统的有限元仿真,深入探究了封装结构中球栅阵列(BGA)焊点的网格类型、网格密度和加载循环数量对仿真结果的影响.研究结果为提高微系统封装结构的有限元仿真效率及优化设计提供了重要参考,也为进一步研究微系统封装结构在复杂工况下的可靠性提供了有益思路.     

高密度互连技术在系统级封装中的应用

系统级封装（SiP）在无线通信领域应用广泛,促使无线通信向低成本、便携式、多功能、高性能等方向发展。SiP对印制电路板（PCB）的精密度要求越来越高,在品质要求和制作工艺方面也越来越复杂。由于SiP模组中集成了众多器件,假设每道工序良率有一点损失,叠乘后整个模组的良率损失则会变得巨大,故对PCB工艺提出了较高的要求,比如高对准度控制、精细线路加工、板边半孔成型加工、严格的外形成型尺寸控制等。本文对这类SiP可能涉及到的关键工艺、技术等展开研究。研究结果显示,突破各制程关键技术后,产品良率显著提高,其产品质量均符合客户品质要求。该SiP在HDI板制程过程中遇到的难点与解决方案,可供业界同行参考和借鉴。     

射频系统的系统级封装

射频系统级封装是近年发展起来的实现射频电子系统的一种创新技术。对高速数据处理和高密度封装技术的特点及对射频系统封装的特殊要求进行论述．介绍了射频系统封装的基本技术和一种包含LAN、PPA、滤波器、天线开关等的射频系统级封装组件。论述了射频系统级封装的系统设计、仿真、测试的方法和步骤。     

射频系统的系统级封装

论述了高速数据处理和高密度封装技术的特点及对射频系统封装的特殊要求,介绍了射频系统封装的基本技术和一种包含LNA、PPA、滤波器及天线开关的射频系统级封装模块.概述了射频系统级封装的设计、仿真和测试的方法和步骤.     

系统级封装(SiP)模块的热阻应用研究

半导体行业正朝着高集成度、小尺寸方向飞速发展,具有大规模、多芯片、3D立体化封装等优势的系统级封装(SiP)受到越来越多的关注.SiP中IC芯片多且集中,功耗密度大,因此其散热特性研究尤为重要.封装模块的散热特性用热阻表征,以塑封SiP模块为研究对象,介绍了器件级结-壳热阻和板级结-板热阻分析方法,采用热阻矩阵描述了芯...     

系统级封装(SIP)技术及其应用前景

随着各种半导体新工艺与新材料水平的不断提高,先进的封装技术正在迅速地发展.本文综述了先进的系统级封装(SIP)技术的概念及其进展情况;并举例说明了它的应用情况,同时指出,SIP是IC产业链中知识、技术和方法相互交融渗透及综合应用的结晶.SIP封装集成能最大程度上优化系统性能、避免重复封装、缩短开发周期、降低成本和提高集成度,掌握这项新技术是进入主流封装领域之关键,有其广阔的发展前景.     

集成电路系统级封装(SiP)技术和应用

[编者按]此文是中科院院士吴德馨在集成电路粤港台论坛上演讲稿的摘要.对于集成电路系统级封装(SIP)的发展概况及其趋势做了介绍,对于从事此领域工作的读者有指导性意义,本刊特转载.     

系统级封装新型埋入式电源滤波结构的研究

在高密度小尺寸的系统级封装(SiP)中,对供电系统的完整性要求越来越高,多芯片共用一个电源网路所产生的电压抖动除了会影响到芯片的正常工作,还会通过供电网路干扰到临近电路和其他敏感电路,导致芯片误动作,以及信号完整性和其他电磁干扰问题.这种电压抖动所占频带相当宽,几百MHz到几个GHz的中频电源噪声普通方法很难去除.结合埋入式电容和电源分割方法的特点,提出一种新型高性能埋入式电源低通滤波结构直接替代电源/地平面.研究表明,在0.65～4GHz的频带内隔离深度可达-40～75 dB,电源阻抗均在0.25ohm以下,实现了宽频高隔离度的高性能滤波作用.分别用电磁场和广义传输线两种仿真器模拟,高频等效电路模型分析这种低通滤波器的工作原理以及结构对隔离性能的影响,并进行了实验验证.     

基于区域分解的大规模并行有限元快速算法

区域分解方法是近来发展迅速的有限元求解方法之一.基于有限元区域分解方法以及多重网格的思想,我们研究了自适应求解以及离散扫频快速算法,并采用自主研发的高性能计算并行框架,将基于区域分解的大规模并行有限元快速算法进行了实现,并行规模能够扩展到数万CPU 核.我们在文中将展示程序的核心架构,以及如何采用多重网格算法的思想实现有效的粗网格校正技术,从而实现有限元线性系统的多次快速求解,加速自适应求解和离散扫频.最后,对算法进行了准确性验证以及大规模并行测试.     

有限元电磁计算方法中的哲学思想

有限元法蕴含了丰富的哲学元素和唯物辩证法思想,本文研究并概括总结了有限元法中矛盾的同一性、“部分”与“整体”及“有限”与“无限”的辩证关系、现象和本质、量变与质变规律、普遍联系、抽象与具体等哲学元素,及“化整为零,各个突破”战略思想、分析与综合等方法论和实践论。探索了唯物辩证法思想在有限元电磁计算方法的教学实践和课程思政中的应用。     

一种基于矢量有限元与多层快速多极子技术的电磁散射快速并行算法

在混合矢量有限元/多层快速多极子算法的基础上提出了一种快速算法及其并行算法,该算法中,其有限元部分的计算可在单元级上完成,无须生成总体系数矩阵,因此可大大节省内存及计算时间;对多层快速多极子部分,将基函数和权函数分别用不同空间位置上的点源函数展开,使阻抗积分计算得到大大简化,所有转移过程可由快速傅立叶变换计算完成,同时还给出了一些其他的改进措施.数值结果说明了算法的有效性.     

电磁对偶元的子区域分析

点基类有限元在处理不同介质电磁场问题时,将面临不同介质界面处场分量不连续的困难,本文提出子区域分析方法,可以有效地解决这一问题。从电磁场对偶变量变分原理出发,结合新近开发的电磁对偶元,详细说明了电磁场的子区域分析方法。在子区域的层次区分内部及出口变量并首先将内部变量消去,子区域提供分界面出口变量的动力刚度阵,最后通过子区域的拼装得到整个问题的求解方案。数值算例显示了本文算法的必要性和有效性。     

有限元方法在“电动力学”教学中的应用研究

＂电动力学＂是理论物理的一个重要组成部分,它研究了电磁场的基本属性、运动规律及宏观电磁场的基础理论。本文针对＂电动力学＂课程概念抽象、公式推导繁杂及实际问题理论求解困难的特点,通过引入＂电动力学＂的有限元数值计算环节,变枯燥的理论公式计算为生动的计算机数值求解,增强学生解决实际问题的能力。     

预条件共轭梯度法在大型振子阵列天线RCS分析中的应用

本文提出三重Toeplitz线性方程组预条件共轭梯度法,并将该法与快速付里叶变换(FFT)结合.这种结合算法称为PCGFFT.将PCGFFT应用于振子阵列天线的RCS分析中.由于预条件器的使用,系数矩阵的条件数得到了很大改善.数值结果表明,PCGFFT不仅降低了对计算机内存的需求,加快了迭代速度而且提高了算法的收敛性.     

微声薄膜耦合谐振滤波器有限元建模与仿真

针对一维等效电路仿真模型不能对滤波器振动模式进行仿真的局限性,建立了微声薄膜耦合谐振滤波器二维和三维的有限元模型,仿真分析了滤波器在对称谐振频率和反对称谐振频率下的振动模式,并通过频率响应分析得到了滤波器的S参数.仿真结果表明,采用有限元分析法可实现微声薄膜耦合谐振滤波器几何参数以及电极结构的优化设计.     

Finite Element Method for Inhomogeneous Axisymmetric Resonators

A finite element method(FEM) with hybrid nodal and edge basis functio ns for solving nonaxisymmetric modes in axisymmetric resonators filled with in homogeneous media is presented. Spurious modes can be reduced by choosing proper basis functions. Several numerical results are presented to show the validity a nd the efficiency of proposed method.This method can be widely used in electroma gnetic(EM) engineering design.     

百叶窗式倍增系统场分布的二维有限元模拟计算

本文应用二维有限元方法对光电倍增管的百叶窗式倍增系统在有栅网和没有栅网的电场分布进行了计算，并根据计算结果提出了提高二次电子发射的方法。     

理想导电圆柱电磁场分布二维有限元方法分析

电磁问题中的边界条件对场的求解精度和效率都有影响。应用吸收边界条件的有限元方程矩阵具有稀疏性,如果确定好吸收边界条件的位置可以得到高精度的解。本文采用有限元方法对理想导电圆柱电磁场分布特性进行分析,编程计算了在不同圆柱散射体半径、不同离散大小、不同吸收边界条件位置时的场分布,并与解析精确解对比。结果表明：离散尺寸不大于0.1波长、圆柱散射体外边沿到吸收边界的距离大于0.5波长时与精确解基本吻合。对进一步分析圆柱散射问题具有参考意义。