毫米波微帶鍵合金絲寬帶匹配互連分析設計

1引言

鍵合金絲互連技術(shù)在微波集成電路（MICs）以及單片集成微波電路（MMICs）中有著(zhù)廣泛的應用，它可以用于固態(tài)器件到無(wú)源電路的連接，也可用于芯片之間的連接。但是，這種互連方式在毫米波高端的使用卻受到一定的限制，這是因為金絲與微帶線(xiàn)的連接處,微帶線(xiàn)的分布電流受到影響，呈現出電感的特性。為了解決該問(wèn)題，人們提出了倒裝芯片以及其他一些電磁耦合技術(shù) 。然而鍵合金絲互連結構依然有著(zhù)廣泛的應用，這主要是由于它具有工藝簡(jiǎn)單、廉價(jià)、熱脹系數小等優(yōu)點(diǎn)，這在有很高要求的應用尤其是空間系統中有重要的意義。實(shí)踐證明，只要設計合適的匹配網(wǎng)絡(luò )，鍵合金絲互連結構可以實(shí)現良好的匹配性能。

采取電磁場(chǎng)數值計算的方法可獲取準確的鍵合參數模型，常用的有基于全波分析的時(shí)域有限差分法以及準靜態(tài)分析法等。利用鍵合線(xiàn)形成五階低通濾波器用于兩玻璃芯片的連接，雖然可以實(shí)現很寬頻帶的匹配連接，但是其對芯片的要求較為苛刻。本文針對毫米波的寬帶匹配互連，采取附加微帶調諧分支的方法，分析設計了適用于V、E波段的微帶鍵合金絲寬帶匹配互連，并對鍵合金絲粗細、數目、間距以及微帶調諧分支線(xiàn)對毫米波反射與傳輸特性的影響進(jìn)行了比較分析。

2鍵合金絲互連模型及其等效電路

本文所研究的帶有微帶調配支節的鍵合金絲互連模型如圖1所示。在厚度為0.127mm的Rogers5880的介質(zhì)基板上將固定寬度以及間隙的兩條微帶通過(guò)金絲相連，為了調配鍵合金絲的電抗效應，增加了微帶分支調配結構。整個(gè)互連結構的等效電路如圖2所示：

（a）單金絲

（b）雙金絲

圖1帶有微帶調配支節的鍵合金絲互連模型

圖2鍵合金絲互連模型等效電路