[发明专利]一种键合线的矩形等效电路计算方法

说明书

该发明公开了一种键合线的矩形等效电路计算方法，属于无线通信领域，具体涉及新型金丝键合线的等效电路计算方法。该发明由键合线本身的寄生电容公式可以推论出水平线段的寄生电容与水平线段高度成负相关。综合对模型互感和电容的分析，相比于T型模型与Π型模型，该发明中垂直线段的互感和水平线段电容能较直观地体现键合线几何形状对等效电路模型的影响，该发明也更好地贴近实际键合线的电气分布情况，在高频段与高集成度电路中具有较好的适用性。

技术领域

本发明属于无线通信领域，具体涉及新型金丝键合线的等效电路计算方法。

背景技术

为了顺应5G通信系统的高标准，超大规模集成器件的集成度逐渐提高，芯片与空气隔离的封装体积也在随之缩小，同时芯片的工作频率却在升高，运算速度也在提升，相应的封装的设计要求以及其测试精度的要求也随之提高。金丝键合是目前芯片与芯片，芯片与封装外互联最常用的一种方法。相比于倒装芯片和TSV，金丝键合具有成本效益高，技术成熟，设计灵活多变等优势。因而，在更广的工作频段获得更高精度的键合线等效模型也具有重要的研究价值。

传统的键合线等效主要考虑的是键合线本身的寄生电容，进而将键合线等效为一个单电感或电感与电阻串联。但随着工作频率的增加，微带与键合线的连接处的微带电流分布的畸变增强，单一的电感不能很好地反映出实际键合线的传输特性。结合焊盘和凸块焊点的寄生电容和键合线本身的寄生参数，当前常用的键合线两个等效模型是T模型和Π模型。T模型的思想是：

1.以键合线中线为基准，将键合线主体等效为一个接地的电容，表示键合线自身的寄生电容；

2.输入输出两个端口各自通过一个电感与这个电容相连，表示键合线自身的寄生电感。

因为T模型的主体是一个接地电容，所以T模型更适用于寄生电容较大的平坦键合线阵列。

不同于T模型，Π模型与传统单电感等效类似，其核心思想是：

1.将键合线的主体等效为一个电感，表示键合线自身的寄生电感；

2.输入输出各并联了两个电容，表示以键合线中线分开的两段线及各端口焊盘对地的寄生电容。这一点是Π模型区别于传统单电感等效的核心。

相比于T模型，Π模型能够更好地反映出单根或极少键合线寄生参数情况，并且在高频具有更好的插入损耗和回波损耗。同时键合线阵列也可在Π模型的基础上补充多线之间的互感得到准确的电路拓扑。两种结构的等效都能简便直观地描述出键合线必要的电气特性，但在高集成度下封装空间较小时，键合线的几何形状的影响却很难在上述两种键合线等效电路模型中体现。

发明内容

为了改善上述两种键合线等效模型在高集成度电路中不能直观地描述几何形状影响的情况，本发明提出了一种键合线模型等效方法及其对应的电路模型，其原理结构同样适用于不同材质，两条或多条键合线并排的阵列结构，从而实现表征键合线阵列的几何形状对其电学属性的影响。

本发明应用于由水平线、垂直线和斜直线组合成的键合线的等效电路计算；技术方法为：一种键合线的矩形等效电路计算方法，该方法包括：

步骤1：将键合线中的斜直线正交分解为水平拟合线和垂直拟合线，根据斜直线的起点和终点，将水平拟合线和垂直拟合线顺次连接，采用连接后的水平拟合线和垂直拟合线等效正交分解前的斜直线；

步骤2：根据公式及斜直线的角度初步计算出正交分解后的水平拟合线和垂直拟合线中的电流，其中，I表示斜直线中的电流，I_初v表示水平拟合线中的电流，I_初h表示垂直拟合线中的电流；

步骤3：为了不改变斜直线的电学性质，根据水平拟合线、垂直拟合线和斜直线之间的位置关系进一步计算出水平拟合线的电流I_v和垂直拟合线的电流I_h；公式为：