[发明专利]微系统三维互连结构传输高频信号的总剂量效应建模方法

说明书

本发明公开了一种微系统三维互连结构传输高频信号的总剂量效应建模方法，通过建立互连结构等效电路模型，优化电路参数使得互连结构与等效电路具有相同的散射参数，通过研究总剂量效应对该结构中敏感区域的影响，将总剂量效应对互连结构的影响转为等效电路中具体参数的变化，构建总剂量效应中的剂量与等效电路中电路参数的函数关系，由此构建出总剂量效应模型，实现了总剂量效应对互连结构性能传输影响的快速建模，输出结果和联合仿真。

技术领域

本发明涉及一种器件总剂量效应建模领域，具体涉及一种微系统三维互连结构传输高频信号的总剂量效应建模方法。

背景技术

目前，随着三维封装发展，以RDL、TSV和Bump为代表的各种先进封装技术被应用于各类器件当中，当器件应用于航天航空等存在大量高能粒子的空间时，不免受到总剂量效应影响，其信号传输性能受到严重威胁，严重时可能会影响整个系统的安全运转。用于评价信号传输性能的耗散系数目前只能通过网络分析仪测试得出，然而散射参数对精度的要求极高，因此要测得精准的散射参数就需要一台质量较高的矢量网络分析仪。并且针对不同类型的样品，需要定制专用探针。但是，由于太空环境的特殊性，在太空中进行总剂量实验并不现实，因此，需在地面上模拟总剂量，然而模拟总剂量效应所需的钴源并不容易获得，且实验一次的代价较高。

如今，计算机仿真技术逐渐发展完善，用于评价信号传输性能的耗散系数也可以通过专业的EDA软件得出。ADS软件主要用于微波和射频电路仿真，ADS还能与EDA软件协同仿真。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术，提出一种微系统三维互连结构传输高频信号的总剂量效应建模方法，实现总剂量效应对互连结构性能传输影响的快速建模，用于输出结果和联合仿真。

技术方案：微系统三维互连结构传输高频信号的总剂量效应建模方法，包括如下步骤：

步骤1：根据微系统三维互联结构的实际结构，将样品中每一部分按照位置分类，每一类均通过参数提取公式并结合有限元参数提取软件得到互连结构对应电阻、电感和电容值，并且根据结构搭建等效电路；

步骤2：根据微系统三维互联结构选择探针头后，使用矢量网络分析仪精准测量微系统三维互联结构的辐照前散射参数；

步骤3：对等效电路进行仿真，对比等效电路仿真的散射参数与矢量网络分析仪测得的散射参数，不断调整等效电路参数，使得等效电路的仿真结果与矢量网络分析仪测得的散射参数差值小于预设阈值A；

步骤4：将微系统三维互联结构置于辐照环境，待辐照完成后，再通过矢量网络分析仪测量得到辐照后微系统三维互联结构的散射参数；

步骤5：针对微系统三维互联结构中对辐照效应敏感的部分，改变该部分对应等效电路中的参数值，使得新的等效电路的仿真结果与微系统三维互联结构辐照后测得的散射参数差值小于预设阈值B；

步骤6：调整辐照环境的辐照强度至不同剂量点，然后重复步骤4和步骤5；

步骤7：对比前后等效电路，得到不同辐照剂量点下的电路参数值，构建剂量与电路参数值之间的函数表达式，通过所述函数表达式来预测更高剂量点下的电路参数值，并且仿真得到更高剂量点下的散射参数。

有益效果：针对总剂量效应对微系统三维互连结构信号传输性能影响测试成本较高、测量设备不易获得、需要定制专用探针、实验设备校准环节误差较大、辐照实验不易进行以及总剂量效应对互连结构寄生参数影响不明确等问题，本发明通过建立微系统三维互连结构等效电路模型，优化电路参数使得互连结构与等效电路具有相同的散射参数，通过研究总剂量效应对该结构中敏感区域的影响，将总剂量效应对互连结构的影响转为等效电路中具体参数的变化，构建总剂量效应中的剂量与等效电路中电路参数的函数关系，由此构建出总剂量效应模型，实现了总剂量效应对互连结构性能传输影响的快速建模，输出结果和联合仿真。