多層板和基片集成波導(dǎo)濾波器的電熱分析.pdf

1、隨著系統(tǒng)級封裝的廣泛應(yīng)用,集成電路芯片所面臨的熱環(huán)境正變得愈加復(fù)雜。對多數(shù)應(yīng)用而言,芯片產(chǎn)生的熱量大部分都經(jīng)由封裝傳導(dǎo)至PCB板上,因此封裝和PCB板的設(shè)計極大的影響著集成電路的熱性能。因此人們期望找到一種可以快速表征封裝和電路板輔助散熱能力的熱模型。此外在系統(tǒng)級封裝中基片不僅僅是作為互連,更是集成了嵌入式無源器件,無源器件本身既是熱源又是芯片的散熱通道,更加加大了熱分析的難度。
　　為了解決這些問題,本文中提出了一種快速有效的分

2、析方法,并用它來分析了多層的板級結(jié)構(gòu)、封裝的穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)熱分析及基片集成波導(dǎo)濾波器的電熱分析。本文將電分析中的多層有限差分法擴展并移植到了熱分析中,利用化三維為2.5維的思想得出了等效熱導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)并求解。之后文中又對多層基片集成波導(dǎo)濾波器進行了電熱分析,結(jié)合耦合諧振器電路模型和本征模法得出電磁損耗,保證了不同網(wǎng)格下的靈活性。為了驗證方法在優(yōu)化設(shè)計中的可用性,文中計算了一個優(yōu)化分析設(shè)計的實例,包括一個SIW濾波器和附在它上面的一個芯片。經(jīng)過計算

3、得出了最優(yōu)位置的溫升分布和位置相關(guān)的最高溫度分布。經(jīng)過與商業(yè)有限元仿真軟件相比,本方法的計算結(jié)果最壞誤差為5.3％,而在相同誤差下計算時間比商業(yè)有限元仿真器減少了95%。由本文中提出的方法所生成的熱模型是一種半緊湊的模型,它既可以保證相對快速的求解,又具有相當?shù)撵`活性,可以適用于系統(tǒng)級封裝中的常見結(jié)構(gòu)。之后本文將方法擴展到瞬態(tài)熱分析上,為了進行快速求解,這里將生成的瞬態(tài)熱模型結(jié)合電路分析中的Krylov子空間變換法進行模型降階,半緊湊模