【引言】

現(xiàn)有DDR3信號(hào)仿真方法，對(duì)簡單2D結(jié)構(gòu)的PCB板來說，板材及結(jié)構(gòu)單一，已形成很多成熟的規(guī)范及仿真指導(dǎo)方法。QJ3103A-2011印制電路板設(shè)計(jì)要求中對(duì)過孔及電流密度均有明確合格判定標(biāo)準(zhǔn)，在Mentor公司Hyperlynx和Ansys公司的Siwave軟件中也有成熟的仿真流程。然而，微系統(tǒng)模塊中采用新型材料以及復(fù)雜3D堆疊結(jié)構(gòu)的TSV板、微模組、管殼。在一個(gè)封裝內(nèi)通過基板互連成為一個(gè)完整的復(fù)雜功能芯片[1]，IC裸芯片管腳數(shù)目、基板上集成的裸芯片和無源元件越來越多，基板層數(shù)、布線密度、傳遞的信號(hào)頻率均迅速提升[2]。信號(hào)通路經(jīng)過TSV轉(zhuǎn)接板的走線、TSV孔、焊球、管殼基板的走線、過孔、焊球，到另一個(gè)硅轉(zhuǎn)接板；模塊應(yīng)用時(shí)還需要對(duì)外引出到達(dá)PCB板的走線、過孔和芯片；信號(hào)完整性仿真是一個(gè)發(fā)送芯片-信號(hào)通道-接收芯片的系統(tǒng)概念，微系統(tǒng)內(nèi)分部件和PCB板要協(xié)同進(jìn)行PISI仿真和優(yōu)化；并需要分析3D堆疊結(jié)構(gòu)中提取S參數(shù)方可達(dá)到仿真精度的方法以及電源直流和交流分析的合格判定標(biāo)準(zhǔn)等。目前微系統(tǒng)模塊對(duì)PISI均無成熟的分析方法及判定標(biāo)準(zhǔn)。

本文提出基于CPS的微系統(tǒng)模塊DDR3信號(hào)電源完整性和信號(hào)完整性分析方法，能夠進(jìn)行3D堆疊結(jié)構(gòu)TSV硅基板、管殼、微模組分部件的仿真建模、疊層設(shè)置、Solder Ball參數(shù)設(shè)置；分部件電源PI的DC分析，并指出TSV板和管殼合并集成分析的優(yōu)點(diǎn)及判定依據(jù)；分部件結(jié)合PCB板基于CPS的AC低阻抗PDN的PI分析；微系統(tǒng)中從發(fā)送芯片-信號(hào)通道-接收芯片全鏈路DDR3信號(hào)SI分析。本案依據(jù)一款NOP微系統(tǒng)和測(cè)試PCB板進(jìn)行詳細(xì)分析說明。

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【作者信息】

袁金煥，王艷玲，孫麗娟，楊巧，殷麗麗

（西安微電子技術(shù)研究所，陜西 西安710065）