[发明专利]固定长度键合线传输特性改善方法

说明书

本发明公开了一种固定长度键合线传输特性改善方法，包括：建立键合线仿真模型，提取模型分布参数，将提取的分布参数融合到五阶切比雪夫低通滤波器原型当中，根据滤波器原型参数利用ADS完成微带线滤波器设计，再通过ADS优化控件进行优化设计，直到符合设计要求，再导入到HFSS中利用键合线模型进行仿真设计得到最后的仿真结果。本发明当键合线长度固定时，可以显著改善键合线互连电路的传输特性，具有设计思路简单、容易实施、频率带宽宽、可应用于任意键合线的优点。

技术领域

本发明涉及电子工程技术领域，更进一步涉及微波多芯片组件中芯片与传输线互连。

背景技术

随着对微波电路小型化的不断追求，多芯片组装技术是目前实现微波电路小型化的有效途径。在微波多芯片组件(MCM)中，键合线仍因工艺简便和价格低廉在实际生产中普遍采用而成为实现微波多芯片组件电气互连的关键技术。随着信号频率的升高，键合线由于其寄生参数和趋肤效应而呈现高阻抗状态，使得信号传输产生信号完整性问题。因此，在微波电路设计中，对键合线的寄生特性进行分析、优化及设计非常重要。

有多种方法来补偿引线键合的阻抗不匹配，通常，键合线表现为高频的电感互连。为了最小化键合线的寄生效应，采用一些技术来实现芯片和电路之间较低的失配互连。例如，利用具有较低阻抗的宽带状线来连接电路或芯片，最小化电路和芯片之间的间隙也可以缩短键合线以实现更低的电感互连。但是，这两种技术都会增加成本和生产实现问题。通常，为了提高可制造性，最好使键合线的长度和键合尺寸的大小最大化。但是，随着工作频率和导线长度的增加，键合线的插入损耗将急剧增加。在这种情况下，提出了一些电路补偿的技术。在现有文献中，有设计了以五级低通滤波器为互连原型的键合线电路，该技术可以显著扩展带宽，并允许使用更长的键合线，但是成本会增加，实现比较困难。也有证明了T网络方法来补偿键合线的串联电感，需要大面积来实现封装上的电感器和电容器。

本发明采用商用三维电磁场分析软件HFSS和微波电路设计仿真软件ADS对微波MCM中键合互连线的微波特性进行建模分析和仿真优化，将键合互连线等效为一个串联电阻、一个串联电感和两个并联电容组成的低通滤波器网络模型；提出了一种用于多芯片模块中引线键合互连的电路补偿结构。利用等效电路模型，分析了引线键合互连的传输特性。探讨了结构参数与键合线电磁特性之间的关系。还提出了一种基于五阶切比雪夫低通滤波器的补偿键合线互连电路，以改善高频键合线的阻抗匹配。与未补偿的结构相比，使用所提出的设计实现了更宽的带宽。

发明内容

本发明的主要目的在于改善键合线传输特性，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

固定长度键合线传输特性改善方法，通过以下两个步骤：

一、利用Q3D提取键合线实物模型的分布参数将其等效为两个并联电容、一个串联电感的π型低通滤波器。

二、在ADS里利用微带线低通滤波器设计模块将键合线等效电路模型融入到五阶切比雪夫低通滤波器当中，并进行优化后转化到HFSS中对实物模型进行补偿设计。

根据以上两个步骤可以很大程度上改善键合线传输特性。五阶切比雪夫低通滤波器补偿结构使得键合线在106.8GHz以前传输损耗S21参数大于-0.5dB，回波损耗S11参数小于-10dB，比未补偿结构增加了56.8GHz带宽。

附图说明

图1为本发明设计流程图。

图2为本发明的键合线模型图。

图3为本发明的改善键合线互连电路图。

图4为本发明的五阶补偿结构和未补偿结构传输损耗特性比较结果图。

图5为本发明的五阶补偿结构和未补偿结构回波损耗特性比较结果图。

具体实施方式