封装EMI辐射建模及优化设计

发布时间：2023-03-04 13:23

　　随着电子产品操作频率和封装集成密度的逐步升高,其面临的电磁干扰(EMI)问题和热性能问题的严峻性日益凸显。高速封装作为印刷电路板和Die的连接桥梁,受到了电子设计和制造商的广泛关注和研究。本文对键合线-球栅阵列(WB-BGA)封装和倒装芯片(FlipChip)封装的EMI风险进行了探究。并从新的走线方式、新的互连结构、新材料等角度提出解决封装模型EMI辐射问题的方案。本文还创新性地提出对EMI问题和热问题进行协同分析和优化设计。本文WB-BGA模型,研究了封装Lid/散热器(heatsink)和键合线对EMI的影响。传统的键合线尽管成本低廉,但进入高频时,寄生效应不能避免。采用条带键合和同轴互连的方式可以改善键合线互连的信号传输和辐射问题。条带键合可以实现在全频带近10 dB的辐射抑制。提出采用阻性过孔抑制在低频和高频的辐射,以弥补短路过孔的不足,在全频段的辐射抑制效果达7 dB。封装Lid通常安装在封装基板上,起到保护芯片、更好的散热、控制翘曲等功能。不幸的是,die上的噪声容易耦合到封装Lid上,引起Lid与基板之间的谐振,在谐振频率附近辐射会明显增强。抑制谐振,可以采用阻性Lid...

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
Abstract
缩略词
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文的研究内容和章节安排
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 创新点
        1.3.3 章节安排
第2章 WB-BGA封装的EMI风险探究
    2.1 PCB板级辐射问题
        2.1.1 PCB板辐射的产生和腔体谐振
        2.1.2 等效电路
        2.1.3 常见板级EMI问题的改善措施
    2.2 WB-BGA封装风险项探究
        2.2.1 WB-BGA封装的仿真模型介绍
        2.2.2 封装Lid/散热器引起的EMI风险项
        2.2.3 键合线引起的EMI风险项
    2.3 PCB对封装EMI的影响
        2.3.1 有无底层金属对PCB自身的影响
        2.3.2 有无底层金属的PCB对封装EMI的影响
        2.3.3 PCB部分参数优化
    2.4 本章小结
第3章 针对WB-BGA封装EMI风险项的改善方案
    3.1 条带键合线对封装EMI的改善
    3.2 阻性过孔对封装EMI的改善
    3.3 石墨烯阻性Lid对封装EMI的改善
    3.4 吸波材料对封装EMI的改善
    3.5 Wire Bond同轴结构对SI和EMI的改善
    3.6 本章小结
第4章 封装EMI问题与热性能协同分析
    4.1 传统设计面临的辐射和热问题
        4.1.1 结构介绍
        4.1.2 辐射机制
        4.1.3 热问题
    4.2 新方案的设计和优化
        4.2.1 辐射抑制
        4.2.2 热优化分析
        4.2.3 辐射和热的协同分析
    4.3 实验验证
    4.4 本章小结
第5章 Flip Chip封装的EMI风险探究和改善
    5.1 Flip Chip封装的仿真模型介绍
    5.2 接地过孔和接地焊球对EMI的改善
    5.3 边缘过孔对封装EMI的改善
    5.4 布线设计对EMI的影响
    5.5 Flip Chip同轴互连
    5.6 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 工作总结
    6.2 工作展望
参考文献
个人简介
主要工作及研究成果



本文编号：3754363