高速高密度电路互连结构的传输特性研究
发布时间：2022-12-05 02:44
随着大规模集成电路技术进步,芯片的管脚越来越多,在物理尺寸日益小型化的印刷电路板（PCB）上芯片管脚间焊接的互连线越来越密集,互连线线间距、线宽度达到微米级、亚毫米级,因此,研究印刷电路板上微米级互连线的传输信号完整性（SI）具有很强的迫切性。传统研究互连线的信号完整性一般从两个方面开展研究:一方面是研究芯片内部的微纳米级互连线信号完整性;另一方面是研究印刷电路板上毫米级互连线上的信号完整性。而在已报道的研究成果中,印刷电路板上的微米级、亚毫米级互连线信号完整性的研究内容较少。本文重点研究了印刷电路板上的微米级、亚毫米级平行互连线的信号完整性,并且对集成电路（IC）中内部的微纳米级互连线的抗辐照效应开展了探索性研究。主要工作及创新点如下:1.串扰问题是影响信号完整性的关键性问题之一。本文针对印刷电路板上微米级、亚毫米级的高速高密度互连线的串扰问题,研究微米级平行互连线间串扰机理,提取微米级互连线线间距引起的容性耦合参量,以及微米级互连线线长度、线宽度引起的感性耦合参量,建立了由分布参数电阻（R）、电感（L）、电导（G）和电容（C）组成的RLGC等效电路,推导出了微米级的特征尺寸下电路传...
【文章页数】：155 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 研究背景及选题意义
1.2 国内外研究现状与选题研究目标
1.2.1 研究现状
1.2.2 面临挑战与发展趋势
1.3 论文的主要内容和结构
2 典型互连结构的基础理论
2.1 互连线的传输理论模型
2.1.1 平面电磁波
2.1.2 互连结构的基本传输特性
2.1.3 互连线的RLGC传输模型
2.2 互连线的RLGC模型计算
2.2.1 互连线RLGC模型参数理论计算
2.2.2 互连线RLGC模型的端口网络分析
2.3 典型结构互连线的RLGC模型
2.4 本章小结
3 印刷电路板上微米级平行结构互连线电磁串扰特性研究
3.1 引言
3.2 平行互连线串扰模型的构建与解析
3.2.1 互连线结构分布参数的RLGC模型
3.2.2 分布式RLGC等效电路模型的解析
3.3 微米级平行结构串扰特性的仿真模型
3.3.1 带测试结构的平行互连线设计方案
3.3.2 理论分析有/无测试结构对平行互连线传输特性影响
3.3.3 仿真分析有无测试结构对平行互连线传输特性影响
3.4 微米级平行互连线电磁传输特性
3.4.1 微米级与毫米级平行互连线串扰特性的不同点
3.4.2 不同介质层微米级平行互连线的串扰特性
3.4.3 不同制作工艺的微米级平行互连线有不同阻抗特性
3.5 微米级平行互连线的串扰特性
3.5.1 互连线线间距对串扰的影响
3.5.2 互连线线长度对串扰的影响
3.5.3 互连线线宽度对串扰的影响
3.6 本章小结
4 印刷电路板上微米级平行结构互连线电磁串扰特性测试
4.1 引言
4.2 测试实验方案分析
4.2.1 加工与测试方案分析
4.2.2 不同负载匹配的平行互连线串扰测试与分析
4.2.3 串扰频域传输特性相关性
4.2.4 微米级、毫米级平行互连线的串扰测试
4.3 平行结构互连线的串扰测试性能分析
4.3.1 互连线线间距对串扰的影响
4.3.2 互连线线长度对串扰的影响
4.3.3 互连线线宽度对串扰的影响
4.4 本章小结
5 印刷电路板上过孔型互连结构电磁传输特性研究
5.1 引言
5.2 过孔互连结构模型的构建
5.2.1 空中源区强电磁脉冲干扰环境的模拟
5.2.2 空中源区强电磁脉冲耦合过孔型电磁防护结构
5.2.3 电路间的过孔型电磁滤波互连结构
5.3 过孔互连结构的电磁防护及滤波特性仿真分析
5.3.1 独立过孔结构
5.3.2 过孔加载枝节谐振器
5.4 本章小结
6 印刷电路板上过孔型互连结构电磁滤波特性测试
6.1 引言
6.2 过孔互连结构电磁滤波电路的实验方案
6.3 过孔型互连结构滤波器
6.3.1 过孔加载枝节互连结构滤波器的设计分析
6.3.2 过孔加载枝节互连结构滤波器的加工测试
6.4 本章小结
7 集成电路中微米级互连结构电磁辐照效应研究
7.1 引言
7.2 分段结构互连线辐照模型
7.2.1 连续结构互连线辐照模型的构建
7.2.2 构建辐照仿真平台模型
7.2.3 互连线RLGC电路模型的解析
7.3 分段结构电磁辐照模型的设计
7.4 互连线分布参数电路模型的电磁辐照特性
7.4.1 互连线结构参数与辐照相关影响
7.4.2 辐照对有效传输信号互连线的等效线长影响
7.4.3 分段结构互连线分布参数辐照特性分析
7.5 本章小结
8 总结与展望
8.1 全文工作总结
8.2 进一步研究的展望
参考文献
作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集
本文编号：3709509
【文章页数】：155 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 研究背景及选题意义
1.2 国内外研究现状与选题研究目标
1.2.1 研究现状
1.2.2 面临挑战与发展趋势
1.3 论文的主要内容和结构
2 典型互连结构的基础理论
2.1 互连线的传输理论模型
2.1.1 平面电磁波
2.1.2 互连结构的基本传输特性
2.1.3 互连线的RLGC传输模型
2.2 互连线的RLGC模型计算
2.2.1 互连线RLGC模型参数理论计算
2.2.2 互连线RLGC模型的端口网络分析
2.3 典型结构互连线的RLGC模型
2.4 本章小结
3 印刷电路板上微米级平行结构互连线电磁串扰特性研究
3.1 引言
3.2 平行互连线串扰模型的构建与解析
3.2.1 互连线结构分布参数的RLGC模型
3.2.2 分布式RLGC等效电路模型的解析
3.3 微米级平行结构串扰特性的仿真模型
3.3.1 带测试结构的平行互连线设计方案
3.3.2 理论分析有/无测试结构对平行互连线传输特性影响
3.3.3 仿真分析有无测试结构对平行互连线传输特性影响
3.4 微米级平行互连线电磁传输特性
3.4.1 微米级与毫米级平行互连线串扰特性的不同点
3.4.2 不同介质层微米级平行互连线的串扰特性
3.4.3 不同制作工艺的微米级平行互连线有不同阻抗特性
3.5 微米级平行互连线的串扰特性
3.5.1 互连线线间距对串扰的影响
3.5.2 互连线线长度对串扰的影响
3.5.3 互连线线宽度对串扰的影响
3.6 本章小结
4 印刷电路板上微米级平行结构互连线电磁串扰特性测试
4.1 引言
4.2 测试实验方案分析
4.2.1 加工与测试方案分析
4.2.2 不同负载匹配的平行互连线串扰测试与分析
4.2.3 串扰频域传输特性相关性
4.2.4 微米级、毫米级平行互连线的串扰测试
4.3 平行结构互连线的串扰测试性能分析
4.3.1 互连线线间距对串扰的影响
4.3.2 互连线线长度对串扰的影响
4.3.3 互连线线宽度对串扰的影响
4.4 本章小结
5 印刷电路板上过孔型互连结构电磁传输特性研究
5.1 引言
5.2 过孔互连结构模型的构建
5.2.1 空中源区强电磁脉冲干扰环境的模拟
5.2.2 空中源区强电磁脉冲耦合过孔型电磁防护结构
5.2.3 电路间的过孔型电磁滤波互连结构
5.3 过孔互连结构的电磁防护及滤波特性仿真分析
5.3.1 独立过孔结构
5.3.2 过孔加载枝节谐振器
5.4 本章小结
6 印刷电路板上过孔型互连结构电磁滤波特性测试
6.1 引言
6.2 过孔互连结构电磁滤波电路的实验方案
6.3 过孔型互连结构滤波器
6.3.1 过孔加载枝节互连结构滤波器的设计分析
6.3.2 过孔加载枝节互连结构滤波器的加工测试
6.4 本章小结
7 集成电路中微米级互连结构电磁辐照效应研究
7.1 引言
7.2 分段结构互连线辐照模型
7.2.1 连续结构互连线辐照模型的构建
7.2.2 构建辐照仿真平台模型
7.2.3 互连线RLGC电路模型的解析
7.3 分段结构电磁辐照模型的设计
7.4 互连线分布参数电路模型的电磁辐照特性
7.4.1 互连线结构参数与辐照相关影响
7.4.2 辐照对有效传输信号互连线的等效线长影响
7.4.3 分段结构互连线分布参数辐照特性分析
7.5 本章小结
8 总结与展望
8.1 全文工作总结
8.2 进一步研究的展望
参考文献
作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集
本文编号：3709509
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