基于TSV的系统级封装设计软件关键技术研究

摘要

本文针对目前国内外基于TSV的3D SiP设计方法和流程尚不完善，设计软件环境相对缺乏的现状，在对TSV电学特性和热应力性能研究分析的理论基础上，利用现有商用仿真软件对新型TSV结构进行了仿真研究，打通了设计流程，建立起相应的设计方法。相应地，对TSV Based Sip Designer(C)（简称TSD）软件进行了功能升级，通过对HFSS和ANSYS商用软件的二次开发，让TSD具备调用外部仿真软件HFSS、ANSYS对3D SiP中的模型进行参数化建模和自动化仿真的功能。具体工作内容如下:
　　1.对目前3D SiP设计流程进行了梳理，总结出了其设计过程的复杂性和跨学科的特点，分析了目前商用设计软件的不足。针对这些问题，本文研究了基于现有商用软件COMSOL Multiphysics和HFSS对基于TSV的3D SiP热应力性能和电特性进行设计与仿真的方法，并建立了相应流程。
　　2.提出了一种新型的TSV结构，并就其电特性与传统圆柱型TSV进行了仿真对比研究，得出了较圆柱型TSV更优的回波损耗性能。最后，又从多方面研究了影响这种改进型TSV结构的因素。
　　3.对3D SiP工具软件HFSS和ANSYS进行了二次开发，展示了实现的结果。首先，对参数化设计进行了简单的介绍，然后，通过对HFSS录制脚本文件的方式，编制出适合TSV参数化建模的vbs脚本，并以代码的形式添加到软件TSD中，实现了在HFSS中TSV模型的参数化建模。类似的，通过脚本文件实现了在ANSYS中4层SRAM模型的参数化建模及求解输出功能。

目录

声明

摘要

第1章 引言

1．1 研究背景

1．2 研究现状

1．3 本文的主要工作

1．4 本章小结

第2章 TSV工艺及设计软件简介

2．1 TSV工艺介绍

2．2 TSV工艺仿真软件简介

2．3 常用仿真软件简介

2．4 TSD软件简介

2．5 本章小结

第3章 基于TSV的3D SiP设计方法研究

3．1 3D SiP设计流程和设计工具

3．2 TSV热应力分析

3．2．1 热应力有限元分析理论

3．2．2 热应力仿真与分析

3．3 改进型TSV结构电特性研究

3．3．1 改进型TSV与圆柱型TSV的电性能对比

3．3．2 L∶H∶L对改进型TSV电性能的影响

3．3．3 θ对改进型TSV电性能的影响

3．4 本章小结

第4章 3D SiP工具软件的二次开发

4．1 参数化设计简介

4．2 HFSS中的参数化建模

4．2．1 基本思路

4．2．2 TSD绘制Interposer模型

4．2．3 录制脚本

4．2．4 TSV模型从TSD到HFSS的传递

4．3 ANSYS中的参数化设计

4．3．1 参数化建模

4．3．2 输出仿真结果

4．4 本章小结

第5章 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

个人简历 在学期间发表的学术论文与研究成果

致谢