设计了一款采用硅基板作为载体的毫米波上变频微系统系统级封装(System in Package,SiP)模块。该模块利用类同轴硅通孔(Through-Silicon-Via,TSV)结构解决了毫米波频段信号在转接板层间低损耗垂直传输的问题。该结构整体采用四层硅基板...设计了一款采用硅基板作为载体的毫米波上变频微系统系统级封装(System in Package,SiP)模块。该模块利用类同轴硅通孔(Through-Silicon-Via,TSV)结构解决了毫米波频段信号在转接板层间低损耗垂直传输的问题。该结构整体采用四层硅基板封装,并在封装完成后对硅基射频SiP模块进行了测试。测试结果显示,在工作频段29~31 GHz之间,其增益大于27 dB,端口驻波小于1.4,且带外杂散抑制大于55 dB。该毫米波硅基SiP模块具有结构简单、集成度高、射频性能良好等优点,其体积不到传统二维集成结构的5%,实现了毫米波频段模块的微系统化,可广泛运用于射频微系统。展开更多
针对硅通孔(TSV)价格昂贵、占用芯片面积大等问题,该文采用基于云模型的进化算法对TSV数量受约束的3维片上网络(3D No C)进行测试规划研究,以优化测试时间,并探讨TSV的分配对3D No C测试的影响,进一步优化3D No C在测试模式下的TSV数量...针对硅通孔(TSV)价格昂贵、占用芯片面积大等问题,该文采用基于云模型的进化算法对TSV数量受约束的3维片上网络(3D No C)进行测试规划研究,以优化测试时间,并探讨TSV的分配对3D No C测试的影响,进一步优化3D No C在测试模式下的TSV数量。该方法将基于云模型的进化算法、小生境技术以及遗传算法的杂交技术结合起来,有效运用遗传、优胜劣汰以及保持群落的多样性等理念,以提高算法的寻优速度和寻优精度。研究结果表明,该算法既能有效避免陷入局部最优解,又能提高全局寻优能力和收敛速度,缩短了测试时间,并且优化了3D No C的测试TSV数量,提高了TSV的利用率。展开更多
This paper presents a blended analytical electrical–thermal model for steady state thermal analysis of through-silicon-via（TSV） in three-dimensional（3 D） integrated circuits. The proposed analytical model is vali...This paper presents a blended analytical electrical–thermal model for steady state thermal analysis of through-silicon-via（TSV） in three-dimensional（3 D） integrated circuits. The proposed analytical model is validated by the commercial FEM tool—COMSOL. The comparison between the results of the proposed analytical formulas and COMSOL shows that the proposed formulas have very high accuracy with a maximum error of 0.1%.Based on the analytical model, the temperature performance of TSV is studied. Design guide lines of TSV are also given as：（1） the radius of the TSV increases, the resistance decreases and the temperature can be increased;（2） the thicker the dielectric layer, the higher the temperature;（3） compared with carbon nanotube, the Cu enlarges the temperature by 34 K, and the W case enlarges the temperature by 41 K.展开更多
针对三维集成电路中的关键技术硅通孔的电特性,使用传输线理论提取了其单位长度RLGC参数。将硅通孔等效为传输线,利用HFSS仿真结果并结合传输线理论给出了具体的参数提取方法。计算结果表明,硅通孔单位长度RLGC参数呈现较强的频变特性,...针对三维集成电路中的关键技术硅通孔的电特性,使用传输线理论提取了其单位长度RLGC参数。将硅通孔等效为传输线,利用HFSS仿真结果并结合传输线理论给出了具体的参数提取方法。计算结果表明,硅通孔单位长度RLGC参数呈现较强的频变特性,当频率从1 MHz增加到20 GHz时,单位长度的电阻和导纳分别从0.45 mΩ/μm和2.5μS/μm增加到2.5 mΩ/μm和17μS/μm,而单位长度电感和电容分别从8.7 p H/μm和8.8 f F/μm减小至7.5 p H/μm和0.2 f F/μm。与传统的阻抗矩阵和导纳矩阵提取方法相比,该方法具有结果绝对收敛和适用频率高等诸多优点,可进一步应用于三维集成电路的仿真设计。展开更多
文摘针对硅通孔(TSV)价格昂贵、占用芯片面积大等问题,该文采用基于云模型的进化算法对TSV数量受约束的3维片上网络(3D No C)进行测试规划研究,以优化测试时间,并探讨TSV的分配对3D No C测试的影响,进一步优化3D No C在测试模式下的TSV数量。该方法将基于云模型的进化算法、小生境技术以及遗传算法的杂交技术结合起来,有效运用遗传、优胜劣汰以及保持群落的多样性等理念,以提高算法的寻优速度和寻优精度。研究结果表明,该算法既能有效避免陷入局部最优解,又能提高全局寻优能力和收敛速度,缩短了测试时间,并且优化了3D No C的测试TSV数量,提高了TSV的利用率。
基金supported by the National Natural Science Foundation of China(Nos.61574106,61574104)the National Defense Pre-Research Foundation of China(No.9140A23060115DZ01062)the Key Science and Technology Special Project of Shaanxi Province(No.2015KTCQ01-5)
文摘This paper presents a blended analytical electrical–thermal model for steady state thermal analysis of through-silicon-via（TSV） in three-dimensional（3 D） integrated circuits. The proposed analytical model is validated by the commercial FEM tool—COMSOL. The comparison between the results of the proposed analytical formulas and COMSOL shows that the proposed formulas have very high accuracy with a maximum error of 0.1%.Based on the analytical model, the temperature performance of TSV is studied. Design guide lines of TSV are also given as：（1） the radius of the TSV increases, the resistance decreases and the temperature can be increased;（2） the thicker the dielectric layer, the higher the temperature;（3） compared with carbon nanotube, the Cu enlarges the temperature by 34 K, and the W case enlarges the temperature by 41 K.
文摘针对三维集成电路中的关键技术硅通孔的电特性,使用传输线理论提取了其单位长度RLGC参数。将硅通孔等效为传输线,利用HFSS仿真结果并结合传输线理论给出了具体的参数提取方法。计算结果表明,硅通孔单位长度RLGC参数呈现较强的频变特性,当频率从1 MHz增加到20 GHz时,单位长度的电阻和导纳分别从0.45 mΩ/μm和2.5μS/μm增加到2.5 mΩ/μm和17μS/μm,而单位长度电感和电容分别从8.7 p H/μm和8.8 f F/μm减小至7.5 p H/μm和0.2 f F/μm。与传统的阻抗矩阵和导纳矩阵提取方法相比,该方法具有结果绝对收敛和适用频率高等诸多优点,可进一步应用于三维集成电路的仿真设计。
