[发明专利]考虑双根金丝键合线互感的微波器件路耦合传输性能预测方法

说明书

技术领域

本发明属于微波射频电路技术领域，具体涉及一种考虑双根金丝键合线互感的微波器件路耦合传输性能预测方法。

背景技术

随着信息电子技术的日益发展发展，毫米波、微米波等微波器件被广泛的应用于通信、雷达、航天航空以及导航等领域。随着电子元器件的发展日趋高密度、集成化与小型化，这给微波器件的组装工艺提出了更为苛刻的要求，而微波器件之间的信号传输主要是通过金丝键合来实现的，因而金丝键合的结构参数将直接影响微波信号的传输性能。

与数字电路中互连线不同的是，金丝键合线的结构参数如金丝数量、金丝直径、金丝拱高、金丝跨距等都会微波传输特性产生严重的影响。尤其是在毫米波等高频段，键合金丝的寄生电感效应尤为明显，导致微波电路的传输性能严重恶化。因此在很多应用场合,为了提供更大的工作电流或者提高电路性能、降低串联电感或者提高键合线的可靠性,通常采用多根金丝键合线并联的方式，其中以两根金丝键合线并联最为常见。然而，目前对于双根金丝键合互联工艺的影响机理分析，工程人员更多的是依靠经验数据进行电路结构设计，未考虑双根金丝键合线的结构参数与微波器件传输性能之间的耦合关系。此外双根金丝键合线互联工艺较单根金丝键合线互联工艺而言，引入了金丝键合线之间的互感效应，而互感效应恰恰对微波器件的传输性能影响极大。

因此，有必要深入地开展双根金丝键合线结构参数对微波器件传输性能的影响机理研究工作，从路的角度出发，建立双根金丝键合线结构参数与微波器件传输性能的函数关系，从而实现快速、准确地预测双根金丝键合线不同结构参数下的微波器件传输性能。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种考虑双根金丝键合线互感的微波器件路耦合传输性能预测方法，以便快速、准确地分析了双根金丝键合线结构参数对微波射频电路传输性能的影响。

本发明是通过下述技术方案来实现的。

考虑双根金丝键合线互感的微波器件路耦合传输性能预测方法，包括下述步骤：

(1)根据高频段微波器件电路组装工艺的具体要求，确定微波器件中双根金丝键合线的结构参数、材料属性和电磁参数；

(2)根据微波传输线的根本属性，将单根金丝键合线等效为一个电阻和一个电感；

(3)将单根金丝键合线两边的焊盘等效为两个平行板电容；

(4)确定第i根金丝键合线及其两端焊盘的等效二端口网络形式，该等效二端口网络包括一个串联电阻R_i和一个串联电感L_i，以及并联电容C；

(5)根据双根金丝键合线的结构参数、电磁参数以及材料属性，计算金丝键合线的长度l和趋肤深度d_s；

(6)根据金丝键合线的长度l以及趋肤深度d_s，确定第i根金丝键合线及其两边焊盘的等效二端口网络中串联电阻R_i；

(7)根据金丝键合线的长度l以及趋肤深度d_s，计算第i根金丝键合线在自由空间的电感L_i′；

(8)根据金丝键合线长度l和金丝间距s，计算双根金丝键合线之间的互感值；

(9)根据第i根金丝键合线在自由空间的电感L_i′和双根金丝键合线之间的互感值M，基于去耦等效法，确定第i根金丝键合线及其两边焊盘的等效二端口网络中串联电感L_i；

(10)根据双根金丝键合线的结构参数，计算第i根金丝键合线两边焊盘的等效平行板电容的极板间距U_i；

(11)根据第i根金丝键合线两边焊盘的等效平行板电容的极板间距U_i，基于保角变换法，确定第i根金丝键合线及其两边焊盘的等效二端口网络中并联电容C_i；

(12)判断双根金丝键合下的每一根金丝键合线及其两边焊盘的等效二端口网络形式及其组成是否等效处理完毕，如果等效处理完毕，则进行下一步骤；否则，继续重复步骤(2)至步骤(11)，直至满足要求为止；

(13)根据金丝键合线1及其两边焊盘的等效二端口网络和金丝键合线2及其两边焊盘的等效二端口网络，得到双根金丝键合下的等效二端口网络形式1，基于电路等效变换方法，得到双根金丝键合下的等效二端口网络形式2，基于基尔霍夫定律，确定双根金丝键合下的等效二端口网络形式3；