應(yīng)用于3D-IC的有限元網(wǎng)格劃分研究.pdf

1、三維集成電路(3D-IC)由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在設(shè)計(jì)過程中必須考慮其寄生參數(shù)、熱場分布、電流密度分布等因素的影響，而與3D-IC相配套的EDA軟件還沒有正式形成，因此，開展應(yīng)用于3D-IC的EDA相關(guān)軟件的研究具有重要意義。本文在與美國硅谷某IC設(shè)計(jì)公司的合作下，編制了應(yīng)用于3D-IC的有限元網(wǎng)格劃分軟件MeshforIC，對(duì)建立好的3D-IC模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，將網(wǎng)格信息以數(shù)據(jù)文件格式保存并調(diào)入有限元程序。該軟件加入載荷信息后可進(jìn)行3D-IC

2、的熱場分析、電流密度分布等有限元數(shù)值模擬分析與計(jì)算。主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下：
　　 ⑴針對(duì)3D-IC的特殊結(jié)構(gòu)，論文提出了混合網(wǎng)格劃分的方法。該方法在載入或建立模型后能劃分出滿足Delaunay準(zhǔn)則的三角形網(wǎng)格和疏密得當(dāng)?shù)淖赃m應(yīng)四邊形網(wǎng)格。將3D模型簡化為2D模型的堆疊，從而大大減少了網(wǎng)格數(shù)量、減輕了劃分難度。優(yōu)化了網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)與單元編號(hào)，增加了網(wǎng)格質(zhì)量判斷和網(wǎng)格光順功能以滿足其計(jì)算精度上的要求。
　　 ⑵采用基于面向?qū)ο蟮?/p>

3、C++語言、以Visual C++6.0為平臺(tái)進(jìn)行軟件的開發(fā)。根據(jù)實(shí)現(xiàn)功能的不同，論文將軟件分為若干個(gè)模塊，各模塊單獨(dú)實(shí)現(xiàn)并提供良好的接口。不僅達(dá)到了“高內(nèi)聚、低耦合”的要求還增加了軟件的擴(kuò)展性、降低了編程難度。
　　 ⑶設(shè)計(jì)了一款三維結(jié)構(gòu)帶通濾波器用來驗(yàn)證軟件的可行性與實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。將濾波器模型簡化后進(jìn)行混合網(wǎng)格劃分，用有限元程序模擬其熱場分布以及電流密度分布，并用HFSS軟件仿真其S參數(shù)，仿真結(jié)果與實(shí)測結(jié)果相一致。最后對(duì)網(wǎng)格