基板再分布层通孔及跨层传输结构的优化设计与仿真分析

摘要

针对系统封装基板表面再分布层多层互连问题,进行了跨层传输结构优化设计,并采用三维电磁场全波仿真工具ANSYS HFSS进行了建模和仿真。首先,提出了一种采用金属-空气-绝缘介质(metal-air-insulator,MAI)结构的新型再分布层通孔。仿真结果表明,基于该通孔的跨层传输结构插入损耗在0.1~20 GHz频率范围内优于-0.18 dB,相较常规通孔结构提升了0.01 dB。其次,提出了基于MAI及基板通孔(through substrate via,TSV)接地共面波导的再分布层跨层传输结构及其改进结构。仿真结果表明,改进后传输结构的回波损耗提升了1~3 dB,插入损耗提升了0.01~0.03 dB,相对常规结构有更好的传输性能。最后,为进一步提升传输性能,提出在介质层间引入水平空气介质层的方法,仿真结果验证了该方法的有效性。