|
EDA365欢迎您登录!
您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?注册
x
本帖最后由 pjh02032121 于 2012-4-6 14:31 编辑 # G3 d% ?# E# b" [' o: o& y
$ g U2 m1 K; ^- y, J
闲来无事,玩玩仿真,望高手指点。9 t6 o/ l+ E" u$ |) e: m& i4 H
一个sip封装,结构如下:
/ X* [" a0 P& o) D, n4 P
, Q% O$ N- P, J3 F
; O* {. S! a5 V- x3 P+ N: J1.用ansoftlink从cadence sip将封装文件导出到siwave,设置好叠层结构、wirebonding,via结构;9 i. j* {; n$ D; L: T- G% c: e: G
6 U: }( n5 ]# p
# u" f& \5 w, f
2.射频端口s参数,port分别下在die端和package RF pin脚。
! s, a; A$ Q7 P/ ?4 ^4 F由于substrate叠层厚度的限制射频入口的走线做不到50ohm,由于走线比较短,影响不大。
2 Q' v9 {/ J+ i W8 Y- _8 t在关心的频段,S11<20dB,s21>-3dB,很好。
$ D8 R+ i* E; L9 a. t$ A
; V0 m9 I2 a3 E: D6 o, S8 j. C2 ?( I! `9 C
3.由于package端pin比较大,紧挨着substrate的第3层是地平面,馈入的能量损失较大,将3层挖空(2地层依然完整),理论上会有所改善,验证,有那么点改善S11.
! Z* [; Q9 ]/ b0 ?# ~! p
( g' `+ r* x* g& }9 l4 Y+ ~/ g& z+ ]5 O" x" \' k
4.将测试板从allegro转到SIwave,再将package叠到PCB上(PCB RF走线50ohm,clip后加port,仿真从PCB RF馈入点到die端的S参数。S11<-20dB,S21<-3,很好。
5 V# X% s# d/ H4 D. I% e ]( e9 X
9 t1 x% O: o- G; K& n$ T7 i w4 f
5.PI分析* H* c+ h# R6 ^* Q
RF die的主电源1.8v,最大电流60mA,5%的纹波容限,则Rtarget=1.8×5%/0.06=1.5ohm
' M: K* K; g- y3 y# s4 {+ [0 d9 j" wBB die的core电源1.2v,最大电流80mA,5%的纹波容限,则Rtarget=1.2×5%/0.08=0.75ohm
& p5 @! ^# P. K+ cBB die的IO电源3.3v,最大电流8mA,5%的纹波容限,则Rtarget=3.3×5%/0.008=20ohm) w! Q% u& i& l. s
将电源相连的电容与siwave的电容库做map,将die端和package的电源和地已经各自做group,并生成仿真端口。启动扫描,看结果。
# H7 q$ J+ M! }0 _9 t6 G+ \% i1 o! v从仿真结果看,3.3v,1.2v电源的阻抗在1GHz内都满足要求,1.8电源在1G附近阻抗超标。% u, E( ~1 e |& |+ Y. B2 ]
1 p0 v# Q9 ~( S$ b; y8 b
& C/ K4 `! w# l# Y/ ^- ^- X& `
& V0 z; g/ h) u0 H" n6.PI 优化
! Q' W/ T# f( Q/ `3 y% k+ M上面的仿真全部用的0.1uF的电容,从上面结果看,可通过优化电容组合,压低1.8v在1G附近的阻抗。在芯片bonding finger附近各加一个1nF电容。结果如下图,1.8v在1G附近压到1ohm以下。
# f( D3 D8 p* }. _$ h, j1 C原设计供用21颗电容,通过仿真,在满足阻抗要求的情况下,可少用7颗0201元件(对于封装里那点空间来说是相当宝贵)。
6 W. ]4 S# K" P# y对于整个解决方案来说,200KHz~1G频段电源阻抗都达标,有在贴到PCB上时,外部基本不需要放置电容了。
2 w1 q) ~0 t3 z$ b; r' C" y由于封装内部放不下大电容,所以200KHz以下交给电源模块去处理了;1G以上只能有片上电容解决。8 E3 V' w0 G5 q: u5 M( B
/ v4 Q7 W/ I0 J" q" F
注:由于die上电源和地没有细分电源域,做group的PI分析结果是偏乐观的。! @; _* n$ s% c* f( i
+ l4 k* c& |- s8 p
5 ?/ Q7 n' ?1 x+ P) g p; W7.结合PCB上的PDN,PCB上在封装的每个电源pin各放一个2.2uF和0.1uF的0402电容(有点过了),做协同的结果如下:
2 I1 q! q Q9 W, Y) X0 |
" `; _5 S9 D2 O
; F' O) N( J5 } ?+ ?+ q; O3 A8.上面都是电源从频域阻抗的角度去看电源完整性的问题,下面是从时域的角度看.
( j7 a5 V/ \" |" u x$ \6 Z1 ^1 [& T将上面PDN的扫描结果导出S参数文件到designer,加上在电压源和电流源(Tr,Tf=500ps),探测die端电压的波动.) z- w1 X% x4 j
结果纹波都在5%以内,且余量很足.
# }8 v5 g0 j# w3.3v电源纹波max=0.048v<5%x3.3v=0.165v6 G; K* A6 r; U/ Z( v9 p I _2 M
1.8v电源纹波max=0.029v<5%x1.8v=0.09v
- L. K1 z6 D( Y# R# s$ E1.2v电源纹波max=0.025v<5%x1.2v=0.06v
0 J! a; b7 C$ y" p9 W
/ l8 @0 g3 l0 ]9 z3 C/ o. L5 `# R7 t8 M2 |4 m- K1 G" ^
9.当把电流源的Tr,Tf设为100ps时,
3 y8 f9 y8 @4 h1 O* y& G. C3.3v电源纹波max=0.090v<5%x3.3v=0.165v
" Q5 s+ m: `7 q; t$ u+ A+ y+ t9 d1.8v电源纹波max=0.127v>5%x1.8v=0.09v3 v) ?# W+ [0 E
1.2v电源纹波max=0.162v>5%x1.2v=0.06v
. W5 g: }0 F% Y) w% R T" ZTr,Tf的重要性从这里可以体现了,结合第7条PDN阻抗曲线及这两个仿真结果可以很好的理解BW=0.35/Tf这个经验公式.4 L, }* }8 l6 [9 b) a" R
) d* y8 z, L4 j6 `
|
|