揭开镜像类型的神秘面纱

我不是在谈论嘉年华哈哈镜，而是在IC封装布局中镜像符号、过孔和键指的不同选项。Allegro Package Designer Plus和SiP Layout工具有两种不同风格的镜像，用于不同的地方。经常有人问我，这些区别到底是什么。更重要的是，为什么在你的布局中不同的对象使用不同的样式。

今天，我希望能够澄清任何困惑，因为如果您正在使用复杂的堆叠模具设计与离散组件，模具堆栈层类型，嵌入式组件，这比以往任何时候都更重要。你要确保你的3D渲染是准确的，你的SI提取是正确的。当你的设计进入生产时，它必须工作!

让我们开始吧!

镜像与镜像几何
重要的事情先做。包布局工具支持哪些类型的镜像?

• 没有反映-这是默认状态。对象完全按照它的定义存在。
  • 对于集成电路，这将是芯片向上的方向，引脚朝上(如果位于顶部基板层上/上面，这意味着它们面向基板)。请记住，在几乎所有的集成电路设计中，顶部金属层在层序中是最高的。M1在IC的核心。
  • 对于像电阻器这样的分立元件，这将被放置在顶部封装基板层的顶部，主体在上面。
  • 应用于通孔，这是相对于顶部基片层和钻孔向下定向。
• 反映几何-这只是通过y轴的镜像。
  • 对于集成电路，这代表了芯片向下的方向。安装在顶部基板层，这是倒装芯片，芯片向下的模具的正常方向。如果你正在安装一个线键模具组件，通过插槽连接到底部基板层上的连接手指，这也是芯片/镜像几何。模具组件的镜像几何方向在不改变其封装接口引脚层的情况下反转模具组件。
  • 对于离散组件，镜像几何仅在置于嵌入式状态时使用。这就相当于安装电阻的引脚向上。如果引脚在基片层的顶部，则其本体沉入基片本身的封装中。
  • 应用于过孔或过孔结构，这将使钻孔动作的开始层和结束层保持不变，但会反转垫的几何形状(如果是多钻，则会反转钻孔模式)。最好的例子是一个形状像左箭头的垫子。在镜面几何方向中，它会指向右边。
• 镜像-这是一个几何镜通过y轴加上一个镜像的层。以前在上面的垫子现在会在下面。
  • 对于IC，此镜像状态从未使用过。要在封装的底部安装一个模具，您将使用模具堆栈编辑器，并将其前引脚层设置为底部，并将其方向设置为向上芯片(不镜像)。由于IC设计是在顶部的引脚完成的，这将焊锡凸点放在正确的一侧。
  • 镜像从不用于模具，因为模具堆叠层在基板之外。没有对应的层可以专门镜像。
  • 对于离散组件，这表示从默认的顶部安装到底部安装的安装更改。然而，这只适用于表面安装。如果你在嵌入层上放置组件，镜像几何将与嵌入层和层体上下定义结合使用。
  • 应用到一个孔，这改变了钻侧从上到下。如果这是一个bb via，定义从10层堆叠中的第2层到第3层，镜像钻从第9层到第8层。第2层的垫块几何形状在第9层，第3层映射到第8层。

为了透视，下面展示了一个(非常人为的)衬垫在不同方向的顶部和底部。你可以看到只有镜像选项改变了两个衬垫的层映射，以及它的箭头如何“指向”与非层改变镜像几何相同的方向。

为什么会有这种差异?
你可能会问，为什么不同的组件工作方式不同?为什么集成电路不遵循与分立元件相同的规则?这是一个很好很重要的问题。它主要有两个来源。

其中之一就是易用性——对于设计人员来说，首先查看基板上的组件，然后查看板栈编辑器中的板栈定义，然后查看层名映射的一致性，通常要容易得多。

另一种来自于安装方式。模具组件通常是堆叠的——无论是顶部有一个控制器的一大堆内存模具，还是带有多个倒装芯片模具并排放置的插入器，甚至是位于空腔中的倒装芯片，其顶部安装有线键合模具。

一个模具的物理符号应该总是定义在它的芯片向上的方向。无论您是作为图书管理员手动创建DRA符号，从符号电子表格或模具文本文件中读取引脚位置，还是从项目上的IC设计师处接收联合设计XDA文件，方向都需要保持一致。最后一件事你要做的是创建你的线键合模定义在芯片向上和你的倒装芯片在芯片向下。你不可避免地会在某个时刻忘记，结果可能是灾难性的。保持事情简单是(至少对我来说!)最好的做法。也不要忘记，有些芯片可以同时用于相同IC设计的线键合和反转芯片配置——如下面的简化示例所示，其中WB和FC都有相同的芯片。您也不希望为同一个骰子创建和管理两个库元素。

另一方面，离散组件几乎总是来自其他人的现成元素。对于传统PCB和IC封装设计，它们的定义通常是相同的。同样，定义的一致性(在这种情况下，默认情况下，它们都是“车身向上”安装在顶层)是规则。

检查你是否正确
在你将你的设计发送给SI分析之前，当然在你进行制造和组装之前，你可能会想要验证一些东西。您甚至可能想要使用签名工具运行正式的LVS检查。所有这些都要求所有组件都在正确的方向上。

你可以在主布局编辑器中使用die stack编辑器进行快速的第一次检查。打开它将显示所有组件的关系和挂载方向的图形化呈现，以及一个表列表。如果有什么不正确的，你可以修复他们与点击鼠标在这里。如果你想要的话，甚至还有一个按钮可以在3D查看器中查看这个堆栈，在那里你可以平移、缩放、旋转和测量东西。

一旦你验证了模具堆栈本身，将整个布局带入3D工具是一个好主意。这将向您展示对象之间的关系，模具如何堆叠(双关语)旁边的基板层厚度时，放置在一个腔，或有多高的键合线上升到基板表面计算成型盖尺寸或最小BGA球高度。

总结
我希望，从这里得到的最大的东西是，你应该始终确保你的芯片符号定义是在芯片向上的方向，以允许你使用它们作为线键合和倒装芯片安装风格，但也要确保如果你与你的IC设计师沟通，你使用的是一致的设计视图。

模具总是使用镜像几何选项，这对应于芯片安装风格。模具所在的层是通过模具堆栈编辑器驱动的，就像你的双面组件的背面引脚层一样。

现成的元件，如电阻和电容器，它们在封装和PCB布局中共享它们的用途，通常被设计为仅安装在顶部或底部基板层，使用前到后镜像选项。

最后，过孔，过孔结构，甚至键指使用镜像几何，以便它们可以在逃脱路由的左侧和右侧使用，以实现相同的模式。