基于硅基集成工艺的基板堆叠传输结构设计

随着电子产品向小型化、轻量化方向发展,堆叠基板的垂直互连成为高密度电路集成的关键技术。垂直互连结构会影响跨层传输的信号质量,进而影响电路的射频性能。基于该互连结构的主要传输原理,采用多层硅基板进行堆叠,通过焊球实现上下层的信号传输,利用HFSS仿真软件建立垂直互连结构模型,分析了关键结构参数对传输性能的影响。仿真结果表明优化后的垂直互连结构在DC～20 GHz的频段内回波损耗优于15 dB,传输损耗优于0.5 dB,能够实现良好的微波传输性能。     

基于毛纽扣的垂直互连技术研究

基于毛纽扣独特的特性,对垂直互连技术展开研究,设计了一种基于毛纽扣的垂直互连结构,通过对毛纽扣绕制成型工艺的研究,完成毛纽扣垂直互连样品的制作,并对设计的三线型毛纽扣垂直互联结构模型进行三维仿真优化和分析.通过对比分析样品测试结果与仿真结果,在测试K波段内测得插入损耗小于-0.92 dB,反射系数小于-25 dB,表明...     

基于毛纽扣的LTCC微波模块垂直互连技术

基于独立的二维LTCC微波模块间的垂直互连技术展开研究,采用了一种三线型毛纽扣微波垂直互连结构并使用三维电磁仿真软件HFSS对三线型毛纽扣垂直互连结构的模型进行分析与优化。通过对相应工艺的研究,制作了三线型毛纽扣垂直互连样品,其中毛纽扣的高度为3mm,直径为0.5mm。样品测试结果与仿真结果相符,在X波段插入损耗小于1.5dB,回波损耗大于15dB。     

基于LTCC的毛纽扣垂直互连技术研究

基于独立的二维LTCC微波模块间的垂直互连技术展开研究,设计两种毛纽扣微波垂直互连结构,分别为同轴型和三线型。通过三维电磁仿真软件HFSS对三线型毛纽扣垂直互连结构模型进行分析优化,并对相应工艺进行研究,完成两种毛纽扣垂直互连样品的制作。模型中选用的毛纽扣高度为3 mm,直径0.5 mm。两种毛纽扣互连样品测试结果均与仿真结果相符,在X波段内都具有良好的微波传输性能。     

多层微波集成电路中微带线层间互连仿真

针对多层微波集成电路设计的微带线层间互连问题,介绍了垂直通孔互连、垂直带条互连和层耦合过渡互连三种高性能的互连方法,并且采用三维电磁仿真软件HFSS对这三种互连结构进行了建模和仿真.仿真结果表明,垂直通孔互连和垂直带条互连在0.1~25 GHz的频宽范围内,回波损耗S11<-20 dB,插入损耗S21>-1 dB,互连性能优良,而层耦合过渡互连在20~68 GHz内回波损耗S11<-20 dB,插入损耗S21>-1 dB,具有在毫米波频段实现互连的潜力.     

应用SIP技术的宽带板间垂直互连结构

提出了一种应用SIP技术的宽带低损耗板间垂直互连结构。采用BGA作为上下两层基板微波互连的通道,利用多层PCB技术设计并研制了一个DC-20 GHz板间三维垂直互连过渡结构,该结构在20 GHz内,回波损耗小于-12 dB,插损小于1 dB,该板间过渡结构尺寸为9.2 mm×4 mm×0.8 mm。同时提出了该种过渡结构等效电路模型,仿真结果与实测结果吻合较好。     

微带线到共面波导的LTCC 宽带耦合互连过渡

在LTCC 多层电路结构中,不同形式的信号传输线之间往往采用垂直通孔互连,但由于互连通孔在高频时会 带来电感效应,且加工后会因变形而引入许多寄生参量,因此可选择耦合形式的互连过渡来实现不同传输线之间的互 连。本文针对微带线到共面波导,设计了一种可应用于LTCC 工艺的宽带耦合互连过渡结构,着重研究了耦合金属面 的宽度和耦合金属面侧边对地间隔对过渡结构频率特性的影响,并优化这些尺寸,得到了理想仿真结果：4.3GHz 到 12.7GHz 的频带内,回波损耗大于10dB,插入损耗最小到0.346dB,辐射损耗系数在小于12GHz 时,小于8.56%。     

基于各向异性导电胶的板间垂直互连研究

提出一种基于各向异性导电胶(ACA)的封装方法,即利用ACA实现介质基板之间垂直互连过渡。该方法与传统的锡铅焊料工艺相比,ACA板间互连工艺具有互连距离短、固化温度低、工艺流程简单、绿色环保等特点。测试结果表明,ACA在垂直互连过程中拥有良好的微波传输性能。在0.1~19.0GHz内,回波损耗小于-10dB,插入损耗小于1.5dB;在26~30GHz频段范围内,回波损耗小于-10dB,插入损耗小于3dB。测试结果与电磁仿真结果吻合。     

类同轴TSV的高频电学模型与分析

类同轴硅通孔(TSV)是射频三维(3D)集成电路(IC)中常用的垂直互连传输结构。针对该结构提出了一套通用的电阻-电感-电容-电导(RLCG)寄生参数计算公式,以及对应的高频等效电路模型。寄生参数是结构尺寸和材料特性的函数,可以方便地用于预测电学性能。使用三维全波仿真软件对所提出的模型进行了高达100 GHz的仿真验证,并分析了模型的散射参数与结构尺寸之间的关系。最后提出了特征阻抗的计算和优化方法,该方法可以为类同轴TSV的参数的确定提供参考。     

新型微波毫米波单片三维垂直互连技术

近半个世纪以来,微波电路发展十分迅速,它经历了从低频到高频、从单层到多层的发展历程,最终导致了微波多芯片组件的产生。随着多芯片组件密度的不断提高,互连的不连续性成为制约整体性能的瓶颈。因此,对互连进行仿真和建模,对于微波多芯片组件的设计有着重要的意义。文章以MMIC芯片和介质基板的垂直互连结构作为研究对象,对不连续性结构的散射参数进行了软件仿真优化,并进行了装配、测试和结果分析。     

人体中心网络微带缝隙天线设计和研究

设计了一款小型微带缝隙天线.通过电磁仿真软件CST的参数优化功能,对微带缝隙天线缝隙的长度、宽度、馈电点等参数进行优化,得到了工作频率为2.45GHz,带宽100 MHz、阻抗匹配良好、辐射效率较高的用于人体中心网络的微带缝隙小型天线,根据仿真设计,制作了天线,测试结果和仿真结果吻合较好.     

基于3D-SiP技术的小型化混频锁相源的研制

基于电路三维垂直互连，采用系统级封装技术，研制了一款Ku波段小型化锁相源，尺寸仅为16 mm×11 mm×3 mm，通过SiP模块电性能设计与电磁学、热力学、结构力学仿真的结合，实现了12～14 GHz频率信号的输出。测试结果表明，锁相源的输出信号相位噪声为-95 dBc/Hz@1 kHz，杂散抑制大于65 dBc，且测试结果与仿真结果相吻合。     

一种基于MEMS工艺的365 GHz硅微波导垂直转接结构

基于微电子机械系统(MEMS)工艺设计并制作了一种THz垂直转接结构,该结构采用6层硅片堆叠的硅微波导形式。理论分析计算了垂直转接结构的参数,并使用三维电磁场分析软件HFSS对该结构进行了模拟仿真。设计得到了中心频率为365 GHz、带宽为80 GHz、芯片尺寸为10 mm×7 mm×2.7 mm的THz垂直转接结构。给出了一套基于MEMS工艺的硅微波导的制作流程,制作了365 GHz垂直转接结构并对其进行测试。获得的THz垂直转接结构的回波损耗随频率变化的测试结果与仿真结果基本一致。采用MEMS工艺制作的硅微波导垂直转接结构具有精度高、一致性好、成本低的特点,满足THz器件的发展需求。     

键合互连对微波多芯片组件相位特性的影响

对键合互连对微波多芯片组件的相位特性影响进行了理论分析,并通过仿真软件HFSS对金丝键合互连模型进行了仿真。给出了在8~18 GHz的频率范围内,由于金丝拱高和跨距装配误差带来的相位误差。仿真分析表明,当金丝跨距在0.4~0.8 mm范围内波动时,最大相位差值在11 GHz以上时会超过20°,而当拱高在0.1~0.4 mm范围内波动时,最大相位差值在10 GHz以上时会超过20°,在13 GHz以上频率会超过30°。     

准带线式板间UWB垂直互连研究

针对综合馈电网络常用的微波多层板及混压多层板,研究了一种新型准带线式超宽带板间垂直互连形式,该种垂直互连工作频带达到0 Hz~25 GHz,加工工艺简单,制造成本低。分析了0°和180°两种垂直互连形式,试验证明该形式板间垂直互连完全满足工程应用需求。     

Raphael-深亚微米集成互连参数仿真优化系统

针对超深亚微米层次下的金属互连设计,使用Raphael(集成布线互连)仿真系统完成了互连寄生效应参数的提取。介绍了Raphael仿真系统的主要功能及基本应用,并分析了常规集成布线互连参数模型。采用二层跨越式互连结构,对寄生电阻、电容参数进行了仿真,并得到电流密度的分布结果。这些参数的提取及验证对电路的布局设计是十分重要的。     

开路边缘平行耦合微带带通滤波器的设计

本文首先对开路边缘平行耦合微带带通滤波器的滤波特性进行了分析,接着使用微波仿真软件ADS对其进行了仿真.仿真时根据设计指标用ADS的优化功能对原理图进行多次优化,优化时注重对多个参数实行逐个优化,使得优化的速度更快.通过对一中心频率为3.05GHz带宽为3.3%的带通滤波器进行仿真,结果很好地满足设计指标.基于ADS优...     

串扰约束下超深亚微米顶层互连线性能的优化设计

优化顶层互连线性能已成为超深亚微米片上系统(SOC)设计的关键.本文提出了适用于多个工艺节点的串扰约束下顶层互连线性能的优化方法.该方法由基于分布RLC连线模型的延迟串扰解析公式所推得.通过HSPICE仿真验证,对当前主流工艺(90nm),此优化方法可令与芯片边长等长的顶层互连线(23.9mm)的延时减小到182ps,数据总线带宽达到1.43 GHz/ μ m,近邻连线峰值串扰电压控制在0.096V_dd左右.通过由本方法所确定的各工艺节点下的截面参数和性能指标,可合理预测未来超深亚微米工艺条件下顶层互连线优化设计的发展趋势.     

宽带pin二极管单刀双掷开关的设计与实现

采用两个pin二极管设计、仿真,制作了一个8～20 GHz并联结构的高功率容量的单刀双掷开关。首先通过采用一个新的电路结构,该电路结构除了传统的并联pin单刀双掷开关结构外,还有微带线匹配电路部分,克服了并联结构单刀双掷开关难以实现大的带宽的缺点。然后选择合适的二极管,根据其参数,建立开路、短路等效电路模型;利用Ansoft Designer软件对电路进行了仿真和优化。最后根据优化结果制作并测试了单刀双掷开关。该单刀双掷开关插入损耗在频率8～20 GHz内小于1.7 dB,在频率8～15 GHz内小于1.5 dB;开关隔离度在整个频带内大于21 dB;在14 GHz耐功率容量大于10 W(CW)。     

基于LTCC工艺的低通滤波器设计与实现

为了实现具有高Q值电容电感的小型化滤波器,本文采用低温共烧陶瓷(LTCC)工艺分别构建了垂直螺旋式电感和垂直直插式电容,利用电容电感的参数提取公式并结合HFSS软件进行优化仿真,获得具有高Q值的电容电感模型,并根据此模型来设计一款DC-500MHz小型化低通滤波器。最终经过实际测试结果表明该低通滤波器性能为：在0~500MHz插入损耗优于-0.5dB,回波损耗优于-18dB,带外抑制在1GHz处有-30dB,在1.5GHz处有-50dB。 关键词：低通滤波器;低温共烧陶瓷工艺;高Q值;小型化