基板非圓過孔的信號完整性和電源完整性研究

劉 琦，劉衛東，陳興隆，王昕捷

（華天科技(西安)有限公司，西安 710018）

基板非圓過孔的信號完整性和電源完整性研究

劉 琦，劉衛東，陳興隆，王昕捷

（華天科技(西安)有限公司，西安 710018）

隨著科技的發展，半導體芯片的電源電壓越來越小，電流越來越大，信號速度越來越高，從而導致電源完整性和信號完整性問題日益突出。對于一個電子系統來說，其電源完整性問題和互連的信號完整性問題來源包括芯片晶圓、封裝、連接器、背板等，封裝的電源完整性問題和信號完整性問題必須引起足夠的重視。基板類封裝中，過孔作為信號網絡不同層之間的連接通道，其設計不當往往會造成嚴重的電源完整性問題和信號完整性問題。針對一種非圓形過孔應用于基板的電源完整性和信號完整性進行了研究，并對應用背景以及使用圓形過孔對其等效進行了探討。

芯片封裝；過孔；電源完整性；信號完整性

1 引言

隨著工藝技術的不斷進步，集成電路(IC)朝著高密度化方向發展，繼而使得晶體管的電壓需求越來越低，電流需求越來越大，開關的速度越來越高。電源電壓的降低致使電源的直流和交流的噪聲余量越來越小，而電流的增大、開關速度的提高又導致電源噪聲增大和信號完整性問題的加劇，因此如何在硬件設計中做好電源完整性(PI)和信號完整性(SI)是每個工程師必須面對的問題[1]。

集成電路是由成千上萬個晶體管組成，這些晶體管要實現正常、穩定、高效的工作需要有相對干凈的電源，然而在實際產品中，由于材料不理想、外來環境干擾等因素的存在，如果電源設計不當，引入噪聲過大，將會超過晶體管正常穩定工作要求的電源的干凈度，從而使得集成電路出現故障。……