系统性集成封装SIP(System In Package)通过堆叠的方式集成了多个芯片和无源器件组成一个可以实现某种功能的系统模组,它具有体积小、质量小、兼容性好、电性能高、研发周期短等特点。在设计局域网控制器模组为了控制其体积、质量和提高电性能,我们提出了以SIP的形式来设计,但市面上多数的SIP都是以基板为载体在内部直接埋入裸片的封装,它的技术要求高、成本高、难加工等特点让我们望尘莫及。我们转变思路,直接以PCB为载体在其内部用堆叠的形式直接埋入带有封装的芯片和无源器件做成SIP模组,这不仅仅解决了控制产品的体积、质量和提高了它的电性能问题,而且还避开了裸片设计、加工的高技术要求,为研发过程节约了时间和降低了成本。本文研究的主要内容是如何用PCB工艺设计局域网控制器SIP模组,并研究总结基于PCB工艺设计的SIP在散热问题、信号完整性问题和测试问题上的共性问题,为以后用PCB工艺设计SIP积累了技术和经验。SIP中存在多个芯片就存在多个热源,在SIP布局设计时要充分考虑它的散热问题。本文利用有限元理论、热仿真和仪器测量相结合对局域网控制器SIP模组的散热问题进行分析,根据分析的结果提出了基于PCB工艺的SIP的热管理建议。基于PCB工艺的SIP散热主要是以PCB板材和器件封装自身为介质的热传导方式,这些材料的导热效果差,散热的路径长度对其影响很大。基于PCB工艺的SIP的散热路径主要集中在垂直方向,尤其是在靠近封装引脚的方向散热效果更好,而在水平方向由于散热路径相对于远效果差,所以基于PCB工艺的SIP在布局设计时大功率器件应布局在SIP的最上层或着最下层。随着电子产品的信号速率越来越高,堆叠多层器件的SIP在极小的空间内信号完整性问题突出,本文通过分析传输线理论总结出介质层厚度、介电常数、线宽是影响传输线特征阻抗的主要因素,又提出了在SIP中改善传输线之间串扰和反射的方法。接着通过理论和仿真相结合的方式得出PCB板材和过孔对传输线特征阻抗影响很大,在设计电路中有高速或者高频信号时应选选择对应的PCB板材进行设计,在处理高速信号过孔时尽量减小过孔的Stub长度、合理增大反焊盘,在处理高频信号时可以采用盲埋孔工艺消除Stub对信号的影响。一位优秀的电子产品设计者不仅仅要保证设计出来的产品仅满足性能要求,而且也要保证它能够符合加工要求。本文通过对比分析基于基板工艺的SIP加工流程、PCB的加工流程和基于PCB工艺的SIP加工流程来总结出基于PCB工艺的SIP加工周期短、加工相对容易、研发成本低等特点。介绍了一个15*15*7.2mm三次堆叠的局域网控制器SIP模组在EDA软件中设计的方法,总结了在布局设计时充分考虑SIP的散热问题,在布线时要注重内部信号的完整性,在设计叠层结构时要注意材料是否满足信号质量要求、加工要求等。产品的研发过程少不了测试,本文根据局域网控制器SIP模组的引脚功能设计一个硬件测试电路平台,通过使用Socket把局域网控制器SIP模组固定在测试平台上,再通过自动检测函数对SIP的每个引脚进行测试,实现了测试的自动化和精准化。又借助多路温度测控仪、高温老化设备、冷热冲击设备对设计的局域网控制器SIP模组可靠性进行测试。