Power/Ground Plane Modeling with Discontinuities for Integrated Circuit Package Design

Abstract

본 논문에서는 via와 cutout등으로 생긴 임의 모양의 discontinuity를 고려한 파워/그라운드 모델을 제안한다. 공정상의 오차와 실제 현상을 고려한 정확한 파워/그라운드 모델 parameter 값을 구하기 위해서 TDR/TDT(time domain transmission and time domain reflectometry) 와VNA(vector network analyzer)의 측정값을 사용하여 모델 parameter값을 구하였다. 그리고 제안된 모델의 정확성을 검증하기 위해서 H-spice에서 구현된 파워/그라운드 모델과 HFSS(high frequent-cy structure simulator)의 S-parameter값을 26.5 GHz까지 비교하였다. 또한 Discontinuity에 따른 Power/Ground 평판의 Impedance와 S-parameter의 변화를 확인하기 위해서 H-spice와 HFSS를 이용하였다. 그래서 제안한 모델을 이용하면 빠르고 정확하게 discontinuity가 존재하는 파워/그라운드의 분석을 주파수영역과 시간영역에서 성공적으로 나타낼 수 있다.; Power/ground planes of an integrated circuit package with discontinuities are experimentally characterized by using high-frequency measurement techniques, (i.e., time domain transmission/ reflectometry and frequency-domain vector network analyzer). Then they are modeled with frequency-variant distributed circuits. The accuracy of the frequency-variant circuit model is verified by comparing SPICE-based simulation with VNA-based s-parameter-measurement data and commercial field-solver (HFSS)-based numerical simulation up to 26.5GHz. Thereby, it is shown that the integrated circuit package performance can be accurately as well as efficiently evaluated by using the proposed circuit model.