[发明专利]一种非平行键合线寄生参数提取模型及其传输特性优化方法

说明书

本发明属于微波射频技术领域，公开了一种非平行键合线寄生参数提取模型及其传输特性优化方法，使用非平行键合线寄生参数提取模型对键合线的寄生参数进行提取；在Advanced Design System软件中建立键合线等效电路模型，运用史密斯圆图设计得到适用于键合线的微带单枝节匹配电路；将微带单枝节匹配电路参数转换为实际的微带线后，基于寄生参数提取模型设计得到微带匹配结构，实现模型传输特性优化。本发明的非平行键合线寄生参数提取模型不依靠3D建模仿真就能在电路设计阶段快速提取键合线的各种寄生参数，并对电路进行优化设计在不增大电路体积的条件下降低键合线对传输特性的恶化，为电路性能优化设计提供参考依据。

技术领域

本发明属于微波射频技术领域，尤其涉及一种非平行键合线寄生参数提取模型及其传输特性优化方法。

背景技术

目前，随着有源相控阵雷达的性能、形态向着更高层次的方向发展，对T/R(Transmitter and Receiver)组件的体积与重量提出了更为严苛的要求，这驱使射频电路中的引线键合向超高密度方向发展，线径越来越小成为趋势。而与低频电路互连引线不同，射频电路中键合线的结构参数如数量、拱高、跨距、引线形状、键合点位置等等，都会对射频传输性能产生严重影响。尤其在毫米波等高频段，线径的缩小，电路传输性能将受引线的寄生效应、趋肤效应的影响。因此亟需对射频电路中引线键合的寄生参数进行提取，并对电路传输特性进行优化。

目前，对于键合线寄生参数的提取常用的方法是在三维仿真软件中通过建立键合线实际的物理模型然后仿真得到寄生参数，但是常用的物理模型往往不能真实反映键合线在实际工程应用中的形态，导致无法准确提取寄生参数，并且建立三维模型和仿真会花费大量时间。

键合线寄生参数造成电路阻抗不连续是电路传输特性恶化的主要原因，键合线寄生参数主要包括焊点对地产生的寄生电容、等效串联内阻、自电感，当使用多根键合线时还要考虑键合线间的互感。等效电路模型中寄生电感和寄生电阻对电路回波损耗(S11)和插入损耗(S21)的恶化起决定性作用。因此在电路设计阶段快速预估键合线寄生参数对电路传输特性的恶化，并在电路小型化设计的条件下对电路传输特性进行优化十分必要。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有的物理模型往往不能真实反映键合线在实际工程应用中的形态，导致无法准确提取寄生参数，并且建立三维模型和仿真会花费大量时间。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种非平行键合线寄生参数提取模型及其传输特性优化方法。

本发明是这样实现的，一种非平行键合线寄生参数提取模型及传输特性优化方法，非平行键合线寄生参数提取模型及传输特性优化方法包括：使用非平行键合线寄生参数提取模型对键合线的寄生参数进行提取；在Advanced Design System软件中建立键合线等效电路模型，并运用史密斯圆图设计得到适用于键合线的微带单枝节匹配电路；将微带单枝节匹配电路参数转换为实际的微带线后，得到基于寄生参数提取模型的微带匹配结构，实现模型传输特性优化。

进一步，非平行键合线寄生参数提取模型及传输特性优化方法包括以下步骤：

步骤一，使用数学函数对键合线实际形状进行建模；

步骤二，通过寄生参数提取模型提取出非平行双键合线的寄生参数；

步骤三，使用模型提取出的寄生参数在Advanced Design System中建立等效电路模型，并通过史密斯圆图设计匹配电路；

步骤四，将匹配电路参数转换为实际的微带线后，基于寄生参数提取模型设计得到微带匹配结构，实现传输特性优化。

进一步，步骤一中，采用双键合线的形式反映工程应用中键合线的实际形状，使用数学函数描述键合线轨迹，键合线轨迹函数表达式为：