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技术

本发明专利技术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。本发明专利技术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。据。据。

【技术实现步骤摘要】
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


[0001]本专利技术属于微波射频
，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。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]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。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的问题，本专利技术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。
[0007]本专利技术是这样实现的，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。
[0008]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：
[0009]步骤一，使用数学函数对键合线实际形状进行建模；
[0010]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；
[0011]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；
[0012]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。
[0013]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：
[0014][0015]其中，H为拱高，d为键合线跨距，θ为键合线与x轴的夹角。
[0016]使用a、b代表键合线两端，令：
[0017][0018]则键合线长度L表示为：
[0019][0020]进一步，步骤二中，分析趋肤效应后，等效串联电阻表示为：
[0021][0022]其中，ρ为键合线电阻系数，D为键合线直径，d
s
为趋肤深度。
[0023]等效并联电容表示为：
[0024][0025]其中，ε
r
和ε0分别为键合线相对介电常数和真空相对介电常数，A为键合线焊点面积，h
s
为介质基板厚度。
[0026]利用部分电感的概念得到键合线自感：
[0027][0028]其中，u0为真空磁导率，g为键合线导体中心点轨迹，x为g对应x轴坐标，g
’
表示导体外表面轨迹，x
’
为g
’
对应x轴坐标，r为键合线半径，导体表面阻抗
[0029][0030]键合线互感表示为：
[0031][0032]其中，g”为另一根键合线导体中心点轨迹，x”为g”对应x轴坐标，p为键合线近端间距，x1为键合线近端x轴坐标。
[0033]进一步，步骤三中，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，
[0034]进一步，步骤四中，选择采用单枝节匹配，将匹配电路参数转换为实际微带结构，在原有电路的基础上通过改变微带线结构的形式实现阻抗匹配，优化电路传输特性。
[0035]本专利技术的另一目的在于提供一种实施所述的非平行键合线寄生参数提取模型及传输特性优化方法构建得到的非平行键合线寄生参数提取模型。
[0036]本专利技术的另一目的在于提供一种应用所述的非平行键合线寄生参数提取模型传输特性优化方法的非平行键合线寄生参数提取模型传输特性优化系统，非平行键合线寄生参数提取模型传输特性优化系统包括：
[0037]寄生参数提取模型构建模块，用于使用数学函数对键合线实际形状进行建模，构建得到非平行键合线寄生参数提取模型；
[0038]寄生参数提取模块，用于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；
[0039]匹配电路设计模块，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；
[0040]传输特性优化模块，用于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。
[0041]本专利技术的另一目的在于提供一种计算机设备，计算机设备包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行所述的非平行键合线寄生参数提取模型传输特性优化方法的步骤。
[0042]本专利技术的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行所述的非平行键合线寄生参数提取模型传输特性优化方法的步骤。
[0043]本专利技术的另一目的在于提供一种信息数据处理终端，信息数据处理终端用于实现所述的非平行键合线寄生参数提取模型传输特性优化系统。
[0044]结合上述的技术方案和解决的技术问题，本专利技术所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：
[0045]第一，针对上述现有技术存在的技术问题以及解决该问题的难度，紧密结合本专利技术的所要保护的技术方案以及研发过程中结果和数据等，详细、深刻地分析本专利技术技术方案如何解决的技术问题，解决问题之后带来的一些本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非平行键合线寄生参数提取模型传输特性优化方法，其特征在于，非平行键合线寄生参数提取模型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，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。2.如权利要求1所述的非平行键合线寄生参数提取模型传输特性优化方法，其特征在于，非平行键合线寄生参数提取模型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。3.如权利要求2所述的非平行键合线寄生参数提取模型传输特性优化方法，其特征在于，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：其中，H为拱高，d为键合线跨距，θ为键合线与x轴的夹角；使用a、b代表键合线两端，令：则键合线长度L表示为：分析趋肤效应后，等效串联电阻表示为：其中，ρ为键合线电阻系数，d
s
为趋肤深度；等效并联电阻表示为：其中，ε
r
和ε0分别为键合线相对介电常数和真空相对介电常数，A为键合线焊点面积。4.如权利要求3所述的非平行键合线寄生参数提取模型传输特性优化方法，其特征在于，利用部分电感的概念得到键合线自感：其中，u0为真空磁导率，g为键合线导体中心点轨迹，x为g对应x轴坐标，g
’
表示导体外表
面轨迹，x

【专利技术属性】
技术研发人员：毕闯，易磊，
申请(专利权)人：电子科技大学长三角研究院湖州，
类型：发明
国别省市：