【摘要】：隨著整個芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都在追求低功耗、高速度、高密度和低電壓的趨勢,使得對系統(tǒng)性能的要求也越來越高。為了適應(yīng)更高的工作頻率,封裝尺寸變得越來越小,封裝形式也變得越來越多,更加密集的互連結(jié)構(gòu)使得網(wǎng)絡(luò)的電氣性能更難評估,大大增加了對信號傳輸?shù)挠绊�。而且整個芯片的設(shè)計生產(chǎn)周期也變得越來越短,若都在產(chǎn)品設(shè)計之后對其進行性能檢測,會讓整個工作變得十分繁復(fù),所以必須要求設(shè)計師在設(shè)計初期就能夠?qū)Ψ庋b的設(shè)計進行前仿真分析,來獲得其電源分配網(wǎng)絡(luò)的阻抗,還能從仿真得到的曲線對阻抗變化進行詳細的分析。通過這樣的前仿真過程便能對設(shè)計進行調(diào)整與變換,以此達到系統(tǒng)性能的最優(yōu)化。由此將主要針對FCBGA封裝,分析建模仿真得到該電源分配網(wǎng)絡(luò)的PDN參數(shù)。為了獲取到該封裝的電源分配網(wǎng)絡(luò)的PDN的相關(guān)參數(shù),根據(jù)封裝的具體結(jié)構(gòu),將對其進行相應(yīng)的物理與電氣建模,通過對應(yīng)的算法將其阻抗計算出來,再通過MATLAB GUI以輸入封裝參數(shù)的形式完成對指定封裝結(jié)構(gòu)的阻抗計算。FCBGA封裝的基本單元模型有bump、電源/地平面、過孔以及焊球等。具體方法是對這些基本單元模型進行建模,將各部分建立好的等效模型進行級聯(lián),進而得到整個電源分配網(wǎng)絡(luò)的PDN阻抗。對于bump,由于尺寸較小,我們將其直接等效成一個電感的形式,再根據(jù)電源地bump的分布,通過兩根圓桿直導(dǎo)線的經(jīng)驗公式計算自感與互感,然后得到bump模塊整個阻抗參數(shù);對于電源地平面和過孔,由于實際結(jié)構(gòu)中兩者之間的嵌套關(guān)系,我們將兩者放在一起建模。具體的方法是:根據(jù)封裝疊層的尺寸分析出最準(zhǔn)確而又合適的建模方法來對其進行等效,經(jīng)分析后得到計算平面間的PDN阻抗應(yīng)采用諧振腔算法,之后通過端口將過孔與諧振腔模型進行級聯(lián);焊球?qū)⒎庋b與電路板連接,它是以凸點的形式存在,而且特征尺寸也非常小,因此在建模的時候也是將其等效為一個電感模型,并且其電感的大小可由經(jīng)驗公式或者擬合公式進行計算。最后將各個模塊通過其電路拓撲關(guān)系進行整合,便可得到FCBGA的電源分配網(wǎng)絡(luò)PDN的輸出參數(shù)及輸出曲線。與此同時,整合的整體模型還要加入封裝電容和ODC電容的影響,這樣可以為設(shè)計師提供合適的去耦電容的數(shù)值大小和添加位置。最后加入板級的影響以此來獲得全鏈路的對比結(jié)果。最后成果的展現(xiàn)將是以一款工具軟件的方式,通過對基本封裝參數(shù)的輸入,便可快速計算出相關(guān)參數(shù)和輸出曲線。和其他電磁仿真軟件相比,仿真速度得到了很大的提升,極大縮短了仿真時間,為設(shè)計提供了更多的便利與時間。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN405
【圖文】：

封裝

裝(Small Package，SOP)，載帶自動焊封裝(TapeAutomatic Package，TAP)等，封裝形式開始走向多元化[3][4][5][6]�？傊�，目標(biāo)就是不斷縮小面積，以滿足電子產(chǎn)品集成化便捷化和組裝自動化的發(fā)展潮流。90 年代則是對引腳的間距提出了更小的需求，窄間距四邊引出線扁平封裝(Quad Flat Package，SQFP)和 BGA 封裝這兩種封裝形式占據(jù)主流[7]。這個時期計算機技術(shù)得到了迅猛發(fā)展，個人計算機(Personal Computer，PC經(jīng)歷了從 386—486—586 的蓬勃發(fā)展。由上文也可知由摩爾定律便可得到一個發(fā)展規(guī)律，隨著整個電子系統(tǒng)的工作頻率、工作速度以及功耗的逐漸提高，對整個從系統(tǒng)到封裝再到芯片都是一次新的挑戰(zhàn)，原本的封裝形式已漸漸不能滿足快速發(fā)展的新技術(shù)要求。此時應(yīng)運而生的 BGA 封裝形式開始發(fā)揮其現(xiàn)實的作用，因為其特殊的引腳排放方式使得原本很難放置的引腳有了更加合理的位置，也是因為如此，BGA 封裝的應(yīng)用變得越來越廣泛。到了 90 年代后期，通信、IT、媒體等走進大眾視野，變成了人人都可觸摸的東西，因此這時的用戶所提出來的要求也逐步變得嚴(yán)苛，都在追求著功能更強大，功能更多樣、使用更方便、價格更便宜，這就促使了電子封裝產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，由此就出現(xiàn)了我們熟知的 SMT 技術(shù)[8]。

圖 2.3 bump 側(cè)視圖與俯視圖圖 2.4 焊球側(cè)視圖與俯視圖焊技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)如今非常廣泛，它與 WBBGA 封裝（引線鍵合技個優(yōu)點：1）倒裝焊技術(shù)解決了引線鍵合技術(shù)焊盤中心距有限制的電源/地線布局上給芯片設(shè)計師帶來了更多的選擇。3）為大功率件提供更準(zhǔn)確的信號。倒裝焊和其他的封裝技術(shù)相比有很多優(yōu)點排布，去掉了原本占據(jù)很多空間的四邊引腳，大大減小了整個封一個好處就是讓引腳排布得更加緊密，提高了整體的密度；又由于粗，其機械物理強度較高，不易損壞，也減小了傳輸?shù)穆窂�。其�?

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 仇曉智;徐治皋;張林萌;司風(fēng)琪;;基于擴展最小資源分配網(wǎng)絡(luò)的熱工過程辨識[J];動力工程;2009年05期

2 明月;;分配網(wǎng)絡(luò)用的電纜和特種通信電纜[J];光纖與電纜及其應(yīng)用技術(shù);1988年06期

3 楊世忠;呂劍虹;;基于最小資源分配網(wǎng)絡(luò)的熱工對象辨識[J];熱能動力工程;2007年01期

4 王英龍;曹忠;馬海龍;;過程工業(yè)水分配網(wǎng)絡(luò)的研究進展[J];化學(xué)工業(yè)與工程技術(shù);2007年06期

5 都健,李英,孟小瓊,樊希山,姚平經(jīng);水分配網(wǎng)絡(luò)綜合研究[J];水科學(xué)進展;2003年03期

6 張鵬景;用戶分配網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計與安裝[J];中國有線電視;2001年18期

7 張國民;分配網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計原則及方法步驟[J];中國有線電視;2001年24期

8 毛雯銘;張毅;沈成彬;蔣銘;;智能光分配網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及其進展[J];電信科學(xué);2012年08期

9 李傳勇;淺析縣級CATV分配網(wǎng)絡(luò)的升級改造[J];中國有線電視;2001年03期

10 王道水;用戶分配網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計與安裝維修[J];有線電視;1994年Z1期

相關(guān)會議論文 前7條

1 王明;謝小強;趙翔;;一種新型的基于Y型結(jié)W波段功率合成/分配網(wǎng)絡(luò)[A];2013年全國微波毫米波會議論文集[C];2013年

2 劉永健;羅yN青;袁希鋼;;過程工業(yè)水分配網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成的NLP模型[A];第一屆全國化學(xué)工程與生物化工年會論文摘要集(上)[C];2004年

3 周強;謝小強;王明;;一種基于波導(dǎo)魔T的W波段的功率合成/分配網(wǎng)絡(luò)[A];2014年全國軍事微波技術(shù)暨太赫茲技術(shù)學(xué)術(shù)會議論文集（一）[C];2014年

4 郭寧;高成康;蔡九菊;董輝;;我國鋼鐵企業(yè)用水系統(tǒng)優(yōu)化的進展及展望[A];2010全國能源與熱工學(xué)術(shù)年會論文集[C];2010年

5 周強;謝小強;王明;;一種基于波導(dǎo)魔T的W波段的功率合成/分配網(wǎng)絡(luò)[A];2014年全國電磁兼容與防護技術(shù)學(xué)術(shù)會議論文集（上）[C];2014年

6 易名勇;;光分路器性能分析及工程應(yīng)用選擇原則[A];湖北省通信學(xué)會、武漢通信學(xué)會2009年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2009年

7 李迎林;;雙頻綜合網(wǎng)絡(luò)在彈載雷達中的應(yīng)用研究[A];2015年全國微波毫米波會議論文集[C];2015年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 山西 張小菊;有線電視用戶分配網(wǎng)絡(luò)故障檢修[N];電子報;2006年

2 范范 編譯;2016年關(guān)于云的十個大膽預(yù)測[N];網(wǎng)絡(luò)世界;2015年

3 見習(xí)記者 宋元東;日海通訊擬定增募資10億加碼主業(yè)[N];上海證券報;2011年

4 ;如何讓用戶受益？[N];中國計算機報;2001年

5 ;DGC SF3532D輕松拓網(wǎng)[N];中國計算機報;2002年

6 陳共德;關(guān)注人才的競爭[N];中國計算機報;2000年

7 李俠;ODN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)要向智能化轉(zhuǎn)變[N];中國電子報;2012年

8 沈建苗 譯;Wi-Fi涉足IPTV[N];計算機世界;2006年

9 本報記者 覃澤文;“電熱聯(lián)產(chǎn)”助發(fā)電廠提高能效[N];中國能源報;2009年

10 中興通訊 張衛(wèi)斌　關(guān)映雪;詳解eODN：FTTH效能之本[N];通信產(chǎn)業(yè)報;2012年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前5條

1 金婧;三維集成電路中新型互連及電源分配網(wǎng)絡(luò)的電磁特性研究[D];浙江大學(xué);2018年

2 李保紅;水分配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計與改造方法研究[D];大連理工大學(xué);2001年

3 廖祖維;工業(yè)水網(wǎng)絡(luò)分析與合成方法的研究[D];浙江大學(xué);2008年

4 張陽;光纖量子密碼實驗和實用化研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2012年

5 溫舒樺;高速數(shù)字系統(tǒng)的電源分配網(wǎng)絡(luò)與結(jié)構(gòu)性輻射發(fā)射研究[D];北京郵電大學(xué);2017年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 范澤原;電源分配網(wǎng)絡(luò)噪聲建模與抑制分析[D];西安電子科技大學(xué);2019年

2 劉玉璽;電源分配網(wǎng)絡(luò)電壓噪聲的時域分析與去耦設(shè)計[D];西安電子科技大學(xué);2019年

3 呂春偉;基于FCBGA封裝級電源分配網(wǎng)絡(luò)的建模及阻抗計算[D];西安電子科技大學(xué);2019年

4 李所;基于QFP封裝級電源分配網(wǎng)絡(luò)的建模及阻抗計算[D];西安電子科技大學(xué);2019年

5 熊祥;高速PCB電源分配網(wǎng)絡(luò)中SSN的傳播及抑制研究[D];集美大學(xué);2019年

6 毛俊智;考慮電源分配網(wǎng)絡(luò)的高速鏈路誤碼率分析[D];西安電子科技大學(xué);2018年

7 夏建強;高速電路電源分配網(wǎng)絡(luò)的時域分析與設(shè)計[D];西安電子科技大學(xué);2018年

8 王書明;間歇過程水分配網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化研究[D];大連理工大學(xué);2017年

9 白鈺杰;電源分配網(wǎng)絡(luò)時域分析與去耦設(shè)計[D];西安電子科技大學(xué);2017年

10 宋麗麗;水分配網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計方法研究[D];大連理工大學(xué);2006年

本文編號：2760456