一种抑制封装中电源噪声的新型电磁带隙结构.pdf
《一种抑制封装中电源噪声的新型电磁带隙结构.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《一种抑制封装中电源噪声的新型电磁带隙结构.pdf(6页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、书书书第 卷第 期 年 月北京信息科技大学学报(自然科学版)()文 章 编 号:():一种抑制封装中电源噪声的新型电磁带隙结构李津,缪,(北京信息科技大学 信息与通信系统信息产业部重点实验室,北京 ;北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室,北京 ;北京信息科技大学 智能芯片与网络研究中心,北京 )摘要:面向高密度集成系统级封装中同步开关噪声引起的电源完整性问题,设计了一种新型电磁带隙结构。该结构由互补开口谐振环单元结构和类 型的单元间连桥结构形成,刻蚀缝隙以降低贴片的有效电容,增大连桥长宽比以增加贴片的有效电感。采用电磁全波仿真软件 对所提出结构进行建模与仿真。仿真结果表明,以抑制
2、深度 为标准,能够达到 的超宽禁带,明显优于常规电磁带隙结构,可以更好地抑制同步开关噪声。关键词:系统级封装;同步开关噪声;电源完整性;电磁带隙结构中图分类号:文献标志码:,(,;,;,):,:();();();()收稿日期:基金项目:国家自然科学基金项目()作者简介:第一作者:李津,女,硕士研究生;通信作者:缪,男,博士,教授。引言在后摩尔时代,集成电路(,)系统级封装(,)的功能与元器件集成度不断提升,互连网络中的电磁耦合与寄生现象也随之快速增长,相应加剧了配电网络(,)和信号通路中的噪声问题。其中,随着信号沿升降速率、时钟频率和信号传输速率的快速上升,电源网络中的同步开关噪声(,)日趋显
3、著,对供电质量和信号品质构成威胁,成为 电源完整性和信号完整性设计面临的主要难题 。近年来,电磁北京信息科技大学学报(自然科学版)第 卷带隙(,)结构在集成电路封装、以及印刷电路板(,)组件的平面化电源网络中广泛应用,展现出吉赫兹()频率范围内的宽带抑制能力,有较好的阻带内噪声抑制能力以及在平面基板互连网络中集成方便等突出优点,引起越来越多的关注 。近年来,由 结构构建的高阻抗表面(,)已经成为抑制高频 的新方法。结构最早由 和 引入。专家们提出蘑菇型 结构 和共面型 结构 ,来抑制高密度集成系统封装电路中的电源噪声传播。李坤坤等 提出一种新型蘑菇型 结构,减小了面积,增加了抑制频段的数量。常
4、见的几种共面型 结构有:单面紧凑 (,)结构、型连桥 ()结构、交变阻抗 (,)结构。年,等 提出 结构。年,等 提出了一种 型 结 构。年,左 盼 盼 等 提 出 一 种 结构。共面型 结构还演化出微带互联的 结构 、子区域嵌入式 结构 、折线共面型 结构 等。共面型 结构具有采用标准 技术制造的优点,不需要专门设计过孔柱以及使用多层金属层,突破了蘑菇型 结构需要打孔和采用多层金属层的设计瓶颈。本文提出的新型 结构,设计的关键点是在正方形贴片四角进行类 的折线刻蚀,在中心进 行 互 补 开 口 谐 振 环(,)形状刻蚀,相邻单元之间的桥连增加了电磁带隙单元之间的电感,有效抑制低频段 ,拥有相
5、对宽的带宽,且能够有效抑制阻带的 。新型 结构的设计与分析作为适用于高密度、高速互连网络中电源网络的一种 结构类型,共面型 结构通常将刻蚀有 结构的金属导体平面作为电源平面(),将完整的金属导体平面作为地平面(),形成一对电源面()。电磁带隙结构充分利用局部谐振原理来达到抑制高频 的目的。单元结构下面以常见的 结构为例进行分析。图 所示为共面型 结构及其等效电路。可以看到,共面型 结构利用上层刻蚀的周期图案之间等效电容和电感组成的谐振回路来抑制 。其基本原理是:在谐振频率附近,回路输入阻抗趋于无穷大,故 在基板电源平面方向上的传播受到抑制。图 共面型 结构及其等效电路 的等效电路如图 ()所示
6、,其中为周期金属贴片的等效电感,为周期金属贴片和地平面的等效电容,为相邻金属贴片间连桥的等效电感,为相邻金属贴片的耦合电容。由于耦合电容很小,一般将其忽略。相邻的 单元结构之间的连桥可以等效为 谐振电路,可以计算出输入阻抗为 ()()()()式中:为电路的角频率。由式()可知,当周期性 单元结构发生谐振时,其输入阻抗会变为无穷大,阻止谐振频率点附近的电磁波传播,从而形成频率带隙。谐振频率为 槡()带隙的相对带宽为 槡槡()式中:、分别为介质基板的磁导率和电导率。第 期李津等:一种抑制封装中电源噪声的新型电磁带隙结构起始截止频率为(槡)()通过式()、式()可知,当 一定时,增大连桥的长度和减小
7、宽度来增加 的值,可以减小起始截止频率,同时也可以增大带隙带宽。所以,通常的设计思路是在保证噪声抑制深度的情况下,改变连桥的形状来达到设计要求的阻带带宽。结合上述分析,本文将 单元结构在常规结构 的基础上改变连桥形状和大小并在每个单元内结合 结构进行设计。图 为常规 的单元结构 ,相关尺寸参数为 、。图 常规 单元结构 根据常规 的尺寸参数,可以求得其连桥的长宽比为()()图 为本文设计的新型 结构的单元结构。在工艺制板允许的最小尺寸范围内,达到增大连桥电感的目的。相关几何尺寸参数值为 、。图 新型 单元结构 可以计算得到新型 单元结构连桥的长宽比为 ()如图 所示,单元结构的四边刻蚀有长方形
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 一种 抑制 封装 电源 噪声 新型 电磁 结构
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。