系統(tǒng)級封裝BGA焊點(diǎn)及埋入式電容信號完整性研究.pdf

1、本文采用三維電磁仿真軟件HFSS(High Frequency Simulator Structure)對高頻條件下系統(tǒng)級封裝內(nèi)BGA焊點(diǎn)和埋入式電容的信號完整性進(jìn)行了分析研究,并建立了BGA焊點(diǎn)回波損耗參數(shù)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型。
　　首先,建立了BGA焊點(diǎn)的三維電磁仿真模型,基于HFSS軟件對模型進(jìn)行仿真分析,得到了不同頻率下BGA焊點(diǎn)表面的電場強(qiáng)度分布以及BGA焊點(diǎn)的回波損耗,分析了信號頻率對BGA焊點(diǎn)電場強(qiáng)度分布的影響以及信

2、號頻率、焊點(diǎn)最大徑向尺寸、焊盤直徑和焊點(diǎn)高度對焊點(diǎn)回波損耗的影響;以信號頻率、焊點(diǎn)最大徑向尺寸、焊盤直徑和焊點(diǎn)高度為四個(gè)關(guān)鍵因素,采用正交表L9(34)設(shè)計(jì)了9種不同參數(shù)水平組合的BGA焊點(diǎn),通過仿真得到這9種不同焊點(diǎn)形態(tài)的BGA焊點(diǎn)的回波損耗,基于所得回波損耗結(jié)果進(jìn)行了極差分析。結(jié)果表明:信號頻率的改變對BGA焊點(diǎn)內(nèi)電場強(qiáng)度會產(chǎn)生影響,電場強(qiáng)度隨著頻率的增加而減小;高頻條件下BGA焊點(diǎn)回波損耗隨著信號頻率的升高和焊點(diǎn)最大徑向尺寸的增大

3、而增大、隨著焊盤直徑的增大和焊點(diǎn)高度的增高而減少;四個(gè)因素對BGA焊點(diǎn)信號完整性的影響由大到小依次為:焊點(diǎn)高度、焊盤直徑、頻率和焊點(diǎn)最大徑向尺寸。
　　然后,建立了埋入式電容串?dāng)_HFSS仿真分析模型,基于該模型對埋入式電容在高頻條件下的串?dāng)_進(jìn)行了研究,得到了其近端串?dāng)_(S13)和遠(yuǎn)端串?dāng)_(S14),分析了信號頻率、埋入式電容間距、埋入式電容距參考層的高度及基板介電常數(shù)變化對串?dāng)_強(qiáng)度的影響。結(jié)果表明:埋入式電容串?dāng)_強(qiáng)度隨著信號頻率的

4、變化而呈現(xiàn)出震蕩特性;隨著埋入式電容距參考層高度、基板介電常數(shù)的增大而增加;隨著埋入式電容間距的增大而減小?；谘芯拷Y(jié)果提出了抑制串?dāng)_的埋入式電容設(shè)計(jì)方法。
　　最后,建立了BGA焊點(diǎn)回波損耗參數(shù)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型,并進(jìn)行訓(xùn)練驗(yàn)證,通過數(shù)據(jù)驗(yàn)證可知,BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型的預(yù)測結(jié)果與仿真結(jié)果一致性較好,該模型可以很好的對BGA焊點(diǎn)的回波損耗參數(shù)進(jìn)行預(yù)測,從而減少了仿真建模的過程,節(jié)約了時(shí)間。
　　論文的研究成果將為系統(tǒng)級封