CN114841099A - 表征模型的构建方法、装置、设备和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及半导体仿真技术领域，特别涉及一种表征模型的构建方法、装置、设备和系统。方法包括：确定用于表征待测器件传输性能的表征模型所包括的自变量；表征模型的自变量包括频率、温度和器件物理尺寸参数中的至少一种，且表征模型的自变量至少包括频率；利用确定的至少一个自变量构建表征模型；表征模型为R、L、C分别与频率相关的多阶等式；采用自变量赋值方式，获取在每一次测量条件下待测器件去嵌后的S参数；将S参数转换为R、L和C的参数值；利用R、L和C的参数值分别对对应多阶等式进行拟合，得到对应多阶等式中未知系数的值，将未知系数的值代入对应多阶等式中，表征模型构建完成。本方案，能够提高表征模型的准确性和通用性。
Description
技术领域
本发明实施例涉及半导体仿真技术领域，特别涉及一种表征模型的构建方法、装置、设备和系统。
背景技术
随着芯片工艺不断演进，硅的工艺发展趋近于物理瓶颈，晶体管再变小也变得愈加困难。先进封装相较于传统封装，可以提升芯片产品的集成密度和互联速度，且可以降低设计门槛，功能搭配的灵活性较高。目前封测行业正在从传统封装向先进封装转型。随着器件工作频率的提高，需要建立更加准确的模型对器件性能进行描述。
目前，对于模型参数的提取还处于早期研究阶段，且在对待测器件的S参数去嵌后，直接采用恒定值来描述等效电路模型中的元器件参数。可见用来描述待测器件性能的模型准确性和通用性较差。因此，亟需提供一种更准确和更通用的表征模型。
发明内容
本发明实施例提供了一种表征模型的构建方法、装置、设备和系统，能够提高表征模型的准确性和通用性。
第一方面，本发明实施例提供了一种表征模型的构建方法，待测器件采用先进封装方式封装而成，所述待测器件两侧设置有去嵌结构，所述构建方法包括：
确定用于表征所述待测器件传输性能的表征模型所包括的自变量；所述表征模型的自变量包括频率、温度和器件物理尺寸参数中的至少一种，且所述表征模型的自变量至少包括频率；
利用确定的至少一个自变量构建所述表征模型；所述表征模型为R、L、C分别与频率相关的多阶等式；其中，电阻R、电感L和电容C均位于所述去嵌结构的等效电路模型中；
采用自变量的赋值方式，将每一次赋值分别作为测量条件，获取在每一次测量条件下所述待测器件去嵌后的S参数；
将所述S参数转换为R、L和C的参数值；
利用R、L和C的参数值分别对对应多阶等式进行拟合，得到对应多阶等式中未知系数的值，将未知系数的值代入对应多阶等式中，所述表征模型构建完成。
在一种可能的实现方式中，利用传输线-二倍传输线方法和直通去嵌法获取在每一次测量条件下所述待测器件去嵌后的S参数。
在一种可能的实现方式中，每一次测量条件下所述待测器件去嵌后的S参数的获取方式包括：
获取该测量条件下分别使用一倍传输线和二倍传输线时测量得到的未去嵌的S参数；
将测量得到的S参数转换为T参数，得到一倍传输线时的T参数和二倍传输线时的T参数；
根据一倍传输线时的T参数和二倍传输线时的T参数，计算得出直通结构的T参数；
根据该直通结构的T参数，利用直通去嵌法确定该测量条件下待测器件去嵌后的S参数。
在一种可能的实现方式中，所述表征模型的自变量还包括：温度；
所述赋值方式包括：
针对所述表征模型中每一个自变量，均执行：对该自变量进行多次赋值，其它自变量保持不变；
R、L和C中任意一个元器件所对应多阶等式中未知系数的值的确定方式包括：
利用对频率进行多次赋值时一一对应该元器件的参数值，对频率部分的多阶等式进行拟合，得到对应多阶等式中频率系数的值，并将频率系数的值代入对应多阶等式中；
利用初始温度和对温度进行多次赋值时一一对应该元器件的参数值，对代入有频率系数的值的多阶等式进行拟合，得到对应多阶等式中温度系数的值，将温度系数的值代入多阶等式中；所述初始温度为对频率进行多次赋值时的温度值。
在一种可能的实现方式中，所述表征模型的自变量还包括：器件物理尺寸参数；所述器件物理尺寸参数为硅通孔的深度与左右两个硅通孔的间距之间的比值；
所述赋值方式包括：
针对所述表征模型中每一个自变量，均执行：对该自变量进行多次赋值，其它自变量保持不变；
R、L和C中任意一个元器件所对应多阶等式中未知系数的值的确定方式包括：
利用对频率进行多次赋值时一一对应该元器件的参数值，对对应多阶等式进行拟合，得到对应多阶等式中频率系数的值，并将频率系数的值代入对应多阶等式中；
利用对器件物理尺寸参数进行多次赋值时一一对应该元器件的参数值，对频率系数的值进行修正，将修正后频率系数的值代入对应多阶等式中。
在一种可能的实现方式中，所述多阶等式为三阶等式。
在一种可能的实现方式中，所述表征模型的自变量同时包括频率、温度和器件物理尺寸参数；
所述表征模型为：
其中，
为频率，
为频率系数；
为温度，
为初始温度，
为温度系数；H为硅通孔的深度，W为左右两个硅通孔的间距。
第二方面，本发明实施例还提供了一种表征模型的构建装置，用于对待测器件构建表征模型，所述待测器件采用先进封装方式封装而成，所述待测器件两侧设置有去嵌结构，包括：
确定单元，用于确定用于表征所述待测器件传输性能的表征模型所包括的自变量；所述表征模型的自变量包括频率、温度和器件物理尺寸参数中的至少一种，且所述表征模型的自变量至少包括频率；
模型构建单元，用于利用确定的至少一个自变量构建所述表征模型；所述表征模型为R、L、C分别与频率相关的多阶等式；其中，电阻R、电感L和电容C均位于所述去嵌结构的等效电路模型中；
参数获取单元，用于采用自变量的赋值方式，将每一次赋值分别作为测量条件，获取在每一次测量条件下所述待测器件去嵌后的S参数；
参数转换单元，用于将所述S参数转换为R、L和C的参数值；
参数提取单元，用于利用R、L和C的参数值分别对对应多阶等式进行拟合，得到对应多阶等式中未知系数的值，将未知系数的值代入对应多阶等式中，所述表征模型构建完成。
第三方面，本发明实施例还提供了一种表征模型的构建设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现本说明书任一实施例所述的方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种表征模型的构建系统，包括：测量设备和如上所述的构建设备；
所述测量设备，用于接收构建设备发送的测量条件，按照该测量条件对所述待测器件进行测量，并将测量得到的未去嵌的S参数发送给所述构建设备。
本发明实施例提供了一种表征模型的构建方法、装置、设备和系统，在测量待测器件的传输性能时，测量频率和测量温度对去嵌结构的等效电路模型中的元器件参数值存在影响，因此频率和温度不同时在表征待测器件传输性能时也不同，另外，由于待测器件是采用先进封装方式封装而成的，器件物理尺寸参数也会对元器件参数值存在影响。因此，在构建表征模型时，将至少一个自变量放置在表征模型中，且构建多阶等式的表征模型，从而使得表征结果更准确，且涉及至少一个自变量，从而使得表征模型的通用性更广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例提供的一种表征模型的构建方法流程图；
图2(a)~图2(c)是本发明一实施例提供的一种去嵌结构的俯视图、正剖图和侧剖图；
图3(a)~图3(c)是本发明一实施例提供的另一种去嵌结构的俯视图、正剖图和侧剖图；
图4是本发明一实施例提供的一种等效电路模型示意图；
图5是本发明一实施例提供的一种表征模型的构建设备的硬件架构图；
图6是本发明一实施例提供的一种表征模型的构建装置结构图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如前所述，现有的表征模型是直接采用恒定值来描述等效电路模型中的元器件参数。在测量待测器件的传输特性时，不同频率和温度均会影响测量结果，因此，需要将频率或温度考虑到表征模型中。另外，由于待测器件是由先进封装方式封装而成的，是一种3D结构，在测量时器件物理尺寸参数，比如硅通孔的深度、左右两个硅通孔的间距，也会影响表征结果。因此需要将器件物理尺寸参数作为一种自变量考虑到表征模型中。
下面描述以上构思的具体实现方式。
请参考图1，本发明实施例提供了一种表征模型的构建方法，待测器件采用先进封装方式封装而成，所述待测器件两侧设置有去嵌结构，所述构建方法包括：
步骤100，确定用于表征所述待测器件传输性能的表征模型所包括的自变量；所述表征模型的自变量包括频率、温度和器件物理尺寸参数中的至少一种，且所述表征模型的自变量至少包括频率；
步骤102，利用确定的至少一个自变量构建所述表征模型；所述表征模型为R、L、C分别与频率相关的多阶等式；其中，电阻R、电感L和电容C均位于所述去嵌结构的等效电路模型中；
步骤104，采用自变量的赋值方式，将每一次赋值分别作为测量条件，获取在每一次测量条件下所述待测器件去嵌后的S参数；
步骤106，将所述S参数转换为R、L和C的参数值；
步骤108，利用R、L和C的参数值分别对对应多阶等式进行拟合，得到对应多阶等式中未知系数的值，将未知系数的值代入对应多阶等式中，所述表征模型构建完成。
本发明实施例中，在测量待测器件的传输性能时，测量频率和测量温度对去嵌结构的等效电路模型中的元器件参数值存在影响，因此频率和温度不同时在表征待测器件传输性能时也不同，另外，由于待测器件是采用先进封装方式封装而成的，器件物理尺寸参数也会对元器件参数值存在影响。因此，在构建表征模型时，将至少一个自变量放置在表征模型中，且构建多阶等式的表征模型，从而使得表征结果更准确，且涉及至少一个自变量，从而使得表征模型的通用性更广。
下面描述图1所示的各个步骤的执行方式。
首先，针对步骤100“确定用于表征所述待测器件传输性能的表征模型所包括的自变量；所述表征模型的自变量包括频率、温度和器件物理尺寸参数中的至少一种，且所述表征模型的自变量至少包括频率”和步骤102“利用确定的至少一个自变量构建所述表征模型；所述表征模型为R、L、C分别与频率相关的多阶等式；其中，电阻R、电感L和电容C均位于所述去嵌结构的等效电路模型中”同时进行说明。
本发明实施例中，晶圆上包括多个待测器件，在晶圆的待测器件两侧设置有去嵌结构，该去嵌结构为左右对称结构。图2(a)~图2(c)为本发明实施例的一种去嵌结构，其中，图2(a)~图2(c)分别为俯视图、正剖图和侧剖图。在图2(a)~图2(c)中，硅通孔（ThroughSilicon Via，TSV）直接接触重布线层（Redistribution Laye，RDL），也就是说，在测量时TSV直接接触RDL。图3(a)~图3(c)为本发明实施例的另一种去嵌结构，其中，图3(a)~图3(c)分别为俯视图、正剖图和侧剖图。在图3(a)~图3(c)中，TSV通过焊球（Bump）接触RDL，也就是说，在测量时TSV需要通过接触焊球来间接与RDL接触。这两种去嵌结构中，裸漏在晶圆表面的为焊盘(Pad)，包括左盘和右盘。且图中，W为左右两个硅通孔的间距，H为硅通孔的深度。
针对本发明实施例中的去嵌结构，其等效电路模型如图4所示，为电阻R、电感L和电容C的电路连接关系。
在本发明一个实施例中，构建表征模型时需要将频率考虑到表征模型中。所以在确定表征模型的自变量时至少包括频率。也可以包括温度和器件物理尺寸参数。该器件物理尺寸参数包括硅通孔的深度和左右两个硅通孔的间距。其中，为了表征器件物理尺寸参数对表征结果的影响，可以将硅通孔的深度与左右两个硅通孔的间距的比值确定为器件物理尺寸参数。
可以理解，该表征模型的自变量存在如下四种情况：
情况一、表征模型的自变量仅包括频率。
情况二、表征模型的自变量包括频率和温度。
情况三、表征模型的自变量包括频率和器件物理尺寸参数。
情况四、表征模型的自变量包括频率、温度和器件物理尺寸参数。
可以理解，表征模型包括电阻模型、电感模型和电容模型。针对上述四种情况，在构建表征模型时，电感模型和电容模型可以是与频率相关的多阶等式，而电阻模型可以是固定电阻值，比如该固定电阻值为R’，也可以是与频率相关的多阶等式。本发明实施例中，以电阻模型、电感模型和电容模型均是与频率相关的多阶等式为例，对上述四种情况分别构建的表征模型进行说明。
情况一中，该表征模型为：
其中，R、L和C为去嵌结构的等效电路模型中的元器件参数值，
为频率，
为频率系数，n为大于2的整数。
情况二中，该表征模型为：
其中，R、L和C为去嵌结构的等效电路模型中的元器件参数值，
为频率，
为频率系数，n为大于2的整数；
为温度，
为预设的初始温度，
为温度系数。
情况三中，该表征模型为：
其中，R、L和C为去嵌结构的等效电路模型中的元器件参数值，
为频率，
为频率系数，n为大于2的整数；H为硅通孔的深度，W为左右两个硅通孔的间距。
此时构建的表征模型中，频率系数、温度系数均为未知系数。因此需要进一步求解出表征模型中未知系数的值。
然后对步骤104“采用自变量的赋值方式，将每一次赋值分别作为测量条件，获取在每一次测量条件下所述待测器件去嵌后的S参数”、步骤106“将所述S参数转换为R、L和C的参数值”和步骤108“利用R、L和C的参数值分别对对应多阶等式进行拟合，得到对应多阶等式中未知系数的值，将未知系数的值代入对应多阶等式中，所述表征模型构建完成”同时进行说明。
为了能够确定出表征模型中未知系数的值，可以采用自变量赋值的方式，将每一次赋值分别作为测量条件，并对待测器件进行测量，以利用测量结果来确定表征模型的未知系数。
在表征模型的自变量对应上述不同情况时，赋值以及未知系数的求解过程也不相同。下面对上述四种情况分别进行说明。
情况一、
在该情况一中，该赋值方式包括：对频率进行多次赋值，其它自变量保持不变；为了保证测量过程中不受其它自变量变换的影响，需要其它自变量保持不变，即温度和器件物理尺寸参数保持不变。也就是说，不同的测量过程发生变换的仅为频率，从而可以更准确的得到频率系数的值，进而使得表征模型的表征结果更加准确。
则，未知系数值的确定方式包括：利用对频率进行多次赋值时一一对应该元器件的参数值，对与频率相关的多阶等式进行拟合，得到对应多阶等式中频率系数的值，并将频率系数的值代入对应多阶等式中，得到表征模型。
由于表征模型中对于R、L和C分别包含n+1个频率系数，那么至少可以对频率进行n+1次赋值，计算出各个频率系数值。为了提高频率系数值的准确性，可以通过拟合方式来确定各个频率系数值。
情况二、
在该情况二中，该赋值方式包括：针对所述表征模型中每一个自变量，均执行：对该自变量进行多次赋值，其它自变量保持不变。同理，为了保证测量过程中不受其它自变量变换的影响，每次赋值时只对其中一个自变量进行赋值，另一个自变量保持不变。
则，未知系数值的确定方式包括：
S21、利用对频率进行多次赋值时一一对应该元器件的参数值，对频率部分的多阶等式进行拟合，得到对应多阶等式中频率系数的值，并将频率系数的值代入对应多阶等式中；
其中，频率部分的多阶等式为情况一中表征模型的多阶等式。因此，在本步骤S21中，采用拟合方式得到频率系数的值与情况一使用的方式相同。
S22、利用初始温度和对温度进行多次赋值时一一对应该元器件的参数值，对代入有频率系数的值的多阶等式进行拟合，得到对应多阶等式中温度系数的值，将温度系数的值代入多阶等式中；所述初始温度为对频率进行多次赋值时的温度值。
由于多阶等式中频率系数的值是通过温度不变时对频率进行多次赋值拟合得到的，因此，将对频率进行多次赋值时的温度值确定为该表征模型中的初始温度。比如，该初始温度为25°。
每一次对温度T赋值之后，由于此时表征模型中频率系数是已知量，那么可以通过计算赋值温度T与初始温度
的差值，以及测量得出的R、L和C值，从而可以利用温差对测量结果的影响，拟合出温度系数
，通过将温度系数代入多阶等式中，从而得到表征模型。
情况三、
在该情况三中，该赋值方式包括：针对所述表征模型中每一个自变量，均执行：对该自变量进行多次赋值，其它自变量保持不变。同理，为了保证测量过程中不受其它自变量变换的影响，每次赋值时只对其中一个自变量进行赋值，另一个自变量保持不变。
则，未知系数值的确定方式包括：
S31、利用对频率进行多次赋值时一一对应该元器件的参数值，对对应多阶等式进行拟合，得到对应多阶等式中频率系数的值，并将频率系数的值代入对应多阶等式中。
其中，在确定频率系数时，该多阶等式中器件物理尺寸参数保持不变，比如，在确定频率系数为，器件物理尺寸参数为1，即硅通孔的深度与左右两个硅通孔的间距相等。
本步骤S31中采用拟合方式得到频率系数的值与情况一使用的方式相同。
S32、利用对器件物理尺寸参数进行多次赋值时一一对应该元器件的参数值，对频率系数的值进行修正，将修正后频率系数的值代入对应多阶等式中。
由于器件物理尺寸参数为硅通孔的深度与左右两个硅通孔的间距之间的比值，因此，当器件物理尺寸参数发生变化时，则该变化是成比例变化的，比如，在确定频率系数的值时器件物理尺寸参数为1，当器件物理尺寸参数变为2时，那么对RLC表征结果也是2倍的影响。因此，利用对器件物理尺寸参数的多次赋值，对频率系数进行修正，此时将修正后频率系数的值代入多阶等式中，得到表征模型。
情况四、
在该情况四中，该赋值方式包括：针对所述表征模型中每一个自变量，均执行：对该自变量进行多次赋值，其它自变量保持不变。同理，为了保证测量过程中不受其它自变量变换的影响，每次赋值时只对其中一个自变量进行赋值，另一个自变量保持不变。
则，未知系数值的确定方式包括：
S41、利用对频率进行多次赋值时一一对应该元器件的参数值，对频率部分的多阶等式进行拟合，得到对应多阶等式中频率系数的值，并将频率系数的值代入对应多阶等式中；
其中，该情况四中，频率部分的多阶等式为情况三中表征模型，同理可以得出频率系数的值。
S42、利用对器件物理尺寸参数进行多次赋值时一一对应该元器件的参数值，对频率系数的值进行修正，将修正后频率系数的值代入对应多阶等式中；
该步骤S42的实现与S32相同，在此不在赘述。
S43、利用初始温度和对温度进行多次赋值时一一对应该元器件的参数值，对代入有频率系数的值的多阶等式进行拟合，得到对应多阶等式中温度系数的值，将温度系数的值代入多阶等式中。
该步骤S43的实现与S22相同，在此不在赘述。
需要说明的是，对频率和器件物理尺寸参数进行多次赋值时温度保持不变且相等，且在S43中，该初始温度为对频率和器件物理尺寸参数进行多次赋值时温度值。
优选地，不管是上述哪一种情况，表征模型中的多阶等式为三阶等式。
以情况四为例，该表征模型为：
其中，
为频率，
为频率系数；
为温度，
为初始温度，
为温度系数；H为硅通孔的深度，W为左右两个硅通孔的间距。
进一步地，不管是上述哪一种情况，在步骤104中，在确定了测量条件后，均需要在每一次测量条件下测量待测器件去嵌前的S参数，然后对测量的S参数进行去嵌，得到待测器件去嵌后的S参数，如此利用去嵌后的S参数得到R、L和C的参数值。
去嵌方式常见的有开路-短路去嵌、TRL(Thru Reflect Line)去嵌、LRRM(LineReflect-Open Reflect-Short Match)去嵌、电磁仿真去嵌等，由于先进封装三维立体结构的特殊性，这些去嵌方式对采用先进封装封装而成的待测器件进行去嵌，适用性较差。本发明一个实施例中，可以采用传输线-二倍传输线方法和直通去嵌法来实现对S参数的去嵌。
具体地，该去嵌过程可以包括如下步骤Q1~Q4：
Q1、获取该测量条件下分别使用一倍传输线和二倍传输线时测量得到的未去嵌的S参数。
本发明实施例中，当使用一倍传输线时，请参考图2(a)~图2(c)和图3(a)~图3(c)结构中的L长度即为一倍传输线的长度。在分别使用一倍传输线和二倍传输线时，可以测量得到未去嵌的S参数。其中，测量过程中的测量条件与每一次赋值时确定的测量条件相同。即测量频率、测量温度以及器件物理尺寸参数均与测量条件相同。
Q2、将测量得到的S参数转换为T参数，得到一倍传输线时的T参数和二倍传输线时的T参数。
本步骤Q2将S参数转换为T参数的方式为现有技术，在此不进行赘述。
Q3、根据一倍传输线时的T参数和二倍传输线时的T参数，计算得出直通结构的T参数。
本发明实施例中，步骤Q3可以通过如下方式计算出直通结构的T参数：
将S参数转换为T参数之后，可以得出如下公式(1)-(3)；
其中，
为左盘T参数，
为右盘T参数，
为一倍传输的T参数，
为一倍传输线时的T参数（即使用一倍传输线时测量得到的S参数转换后的T参数），
二倍传输线时的T参数（即使用二倍传输线时测量得到的S参数转换后的T参数）。
将公式(3)代入公式(2)中，可以得到公式(4)，并对公式(4)求逆，得到公式(5)：
其中，
为直通结构的T参数。
Q4、根据该直通结构的T参数，利用直通去嵌法确定该测量条件下待测器件去嵌后的S参数。
本发明实施例中，可以将直通结构的T参数转换直通结构的Y参数
，然后利用如下公式(6)~(9)得到待测器件去嵌后的T参数，在将待测器件去嵌后的T参数转换为待测器件去嵌后的S参数：
其中，
为左盘Y参数，
为右盘Y参数，
为待测器件的去嵌后的T参数，
为采用直通结构测量得到的待测器件去嵌前的T参数，
均为Y参数中的矩阵元素，Z为阻抗阵。
本发明实施例中，由于直接使用直通去嵌法，会射频探针相距过近，空间耦合和泄露会影响测量结果，因此，先采用传输线-二倍传输线（L-2L）的结构通过T参数求解出直通结构的T参数之后，在利用直通去嵌法完成去嵌过程，从而可以提高待测器件去嵌后S参数的准确性。
进一步地，为了进一步提高待测器件去嵌后S参数的准确性，可以继续使用4L、8L……等传输线进行测量，得到对应待测器件未去嵌的S参数，进而利用2L与4L，4L与8L……的测量结果，分别得出直通结构的T参数，以此提高测试样本量，以统计学原理计算出矢量平均值，并代入计算待测器件去嵌后的S参数，降低随机误差的影响。
在本发明一个实施例中，当去嵌结构采用如图3(a)~图3(c)所示的结构时，可以利用上述方式确定出直通结构的S参数，然后确定焊球的S参数，并使用EM仿真软件结合焊球物理参数（直径）进行拟合，得出焊球直径与S参数的关联关系，进而进行参数封装。若后续过程中焊球直径不同时，可以直接利用焊球直接与S参数的关联关系确定所使用焊球的S参数。
进一步地，在步骤106中，将S参数转换R、L和C的参数值时，可以采用赋值方式来实现，当S参数确定后，为R、L和C分别赋值，以使赋值后R、L和C的参数值计算出的S参数相同，如此得到合适的R、L和C的参数值。
本实施例中，将频率、温度、器件物理尺寸参数考虑进表征模型中，使得表征模型的通用性更广，无论哪一个自变量发生变化，均可以表征出待测器件的散射传输性能。另外，表征模型为频率的多阶等式，并不是恒定值来进行表征，使得表征结果更准确。
如图5、图6所示，本发明实施例提供了一种表征模型的构建装置。装置实施例可以通过软件实现，也可以通过硬件或者软硬件结合的方式实现。从硬件层面而言，如图5所示，为本发明实施例提供的一种表征模型的构建装置所在电子设备的一种硬件架构图，除了图5所示的处理器、内存、网络接口、以及非易失性存储器之外，实施例中装置所在的电子设备通常还可以包括其他硬件，如负责处理报文的转发芯片等等。以软件实现为例，如图6所示，作为一个逻辑意义上的装置，是通过其所在电子设备的CPU将非易失性存储器中对应的计算机程序读取到内存中运行形成的。本实施例提供的一种表征模型的构建装置，用于对待测器件构建表征模型，所述待测器件采用先进封装方式封装而成，所述待测器件两侧设置有去嵌结构，包括：
确定单元601，用于确定用于表征所述待测器件传输性能的表征模型所包括的自变量；所述表征模型的自变量包括频率、温度和器件物理尺寸参数中的至少一种，且所述表征模型的自变量至少包括频率；
模型构建单元602，用于利用确定的至少一个自变量构建所述表征模型；所述表征模型为R、L、C分别与频率相关的多阶等式；其中，电阻R、电感L和电容C均位于所述去嵌结构的等效电路模型中；
参数获取单元603，用于采用自变量的赋值方式，将每一次赋值分别作为测量条件，获取在每一次测量条件下所述待测器件去嵌后的S参数；
参数转换单元604，用于将所述S参数转换为R、L和C的参数值；
参数提取单元605，用于利用R、L和C的参数值分别对对应多阶等式进行拟合，得到对应多阶等式中未知系数的值，将未知系数的值代入对应多阶等式中，所述表征模型构建完成。
在本发明一个实施例中，参数获取单元603可以利用传输线-二倍传输线方法和直通去嵌法获取在每一次测量条件下所述待测器件去嵌后的S参数。
在本发明一个实施例中，每一次测量条件下所述待测器件去嵌后的S参数的获取方式包括：
获取该测量条件下分别使用一倍传输线和二倍传输线时测量得到的未去嵌的S参数；
将测量得到的S参数转换为T参数，得到一倍传输线时的T参数和二倍传输线时的T参数；
根据一倍传输线时的T参数和二倍传输线时的T参数，计算得出直通结构的T参数；
根据该直通结构的T参数，利用直通去嵌法确定该测量条件下待测器件去嵌后的S参数。
在本发明一个实施例中，所述表征模型的自变量还包括：温度；
所述赋值方式包括：
针对所述表征模型中每一个自变量，均执行：对该自变量进行多次赋值，其它自变量保持不变；
R、L和C中任意一个元器件所对应多阶等式中未知系数的值的确定方式包括：
利用对频率进行多次赋值时一一对应该元器件的参数值，对频率部分的多阶等式进行拟合，得到对应多阶等式中频率系数的值，并将频率系数的值代入对应多阶等式中；
利用初始温度和对温度进行多次赋值时一一对应该元器件的参数值，对代入有频率系数的值的多阶等式进行拟合，得到对应多阶等式中温度系数的值，将温度系数的值代入多阶等式中；所述初始温度为对频率进行多次赋值时的温度值。
在本发明一个实施例中，所述表征模型的自变量还包括：器件物理尺寸参数；所述器件物理尺寸参数为硅通孔的深度与左右两个硅通孔的间距之间的比值；
所述赋值方式包括：
针对所述表征模型中每一个自变量，均执行：对该自变量进行多次赋值，其它自变量保持不变；
R、L和C中任意一个元器件所对应多阶等式中未知系数的值的确定方式包括：
利用对频率进行多次赋值时一一对应该元器件的参数值，对对应多阶等式进行拟合，得到对应多阶等式中频率系数的值，并将频率系数的值代入对应多阶等式中；
利用对器件物理尺寸参数进行多次赋值时一一对应该元器件的参数值，对频率系数的值进行修正，将修正后频率系数的值代入对应多阶等式中。
在本发明一个实施例中，所述多阶等式为三阶等式。
在本发明一个实施例中，所述表征模型的自变量同时包括频率、温度和器件物理尺寸参数；
所述表征模型为：
其中，
为频率，
为频率系数；
为温度，
为初始温度，
为温度系数；H为硅通孔的深度，W为左右两个硅通孔的间距。
可以理解的是，本发明实施例示意的结构并不构成对一种表征模型的构建装置的具体限定。在本发明的另一些实施例中，一种表征模型的构建装置可以包括比图示更多或者更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件、软件或者软件和硬件的组合来实现。
上述装置内的各模块之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明方法实施例基于同一构思，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。
本发明实施例还提供了一种表征模型的构建设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现本发明任一实施例中的一种表征模型的构建方法。
本发明实施例还提供了一种表征模型的构建系统，包括：测量设备和上述实施例所述表征模型的构建设备；
所述测量设备，用于接收构建设备发送的测量条件，按照该测量条件对所述待测器件进行测量，并将测量得到的未去嵌的S参数发送给所述构建设备。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时，使所述处理器执行本发明任一实施例中的一种表征模型的构建方法。
具体地，可以提供配有存储介质的系统或者装置，在该存储介质上存储着实现上述实施例中任一实施例的功能的软件程序代码，且使该系统或者装置的计算机（或CPU或MPU）读出并执行存储在存储介质中的程序代码。
在这种情况下，从存储介质读取的程序代码本身可实现上述实施例中任何一项实施例的功能，因此程序代码和存储程序代码的存储介质构成了本发明的一部分。
用于提供程序代码的存储介质实施例包括软盘、硬盘、磁光盘、光盘（如CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW）、磁带、非易失性存储卡和ROM。可选择地，可以由通信网络从服务器计算机上下载程序代码。
此外，应该清楚的是，不仅可以通过执行计算机所读出的程序代码，而且可以通过基于程序代码的指令使计算机上操作的操作系统等来完成部分或者全部的实际操作，从而实现上述实施例中任意一项实施例的功能。
此外，可以理解的是，将由存储介质读出的程序代码写到插入计算机内的扩展板中所设置的存储器中或者写到与计算机相连接的扩展模块中设置的存储器中，随后基于程序代码的指令使安装在扩展板或者扩展模块上的CPU等来执行部分和全部实际操作，从而实现上述实施例中任一实施例的功能。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储在计算机可读取的存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质中。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种表征模型的构建方法，其特征在于，待测器件采用先进封装方式封装而成，所述待测器件两侧设置有去嵌结构，所述构建方法包括：
确定用于表征所述待测器件传输性能的表征模型所包括的自变量；所述表征模型的自变量包括频率、温度和器件物理尺寸参数中的至少一种，且所述表征模型的自变量至少包括频率；
利用确定的至少一个自变量构建所述表征模型；所述表征模型为R、L、C分别与频率相关的多阶等式；其中，电阻R、电感L和电容C均位于所述去嵌结构的等效电路模型中；
采用自变量的赋值方式，将每一次赋值分别作为测量条件，获取在每一次测量条件下所述待测器件去嵌后的S参数；
将所述S参数转换为R、L和C的参数值；
利用R、L和C的参数值分别对对应多阶等式进行拟合，得到对应多阶等式中未知系数的值，将未知系数的值代入对应多阶等式中，所述表征模型构建完成。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用传输线-二倍传输线方法和直通去嵌法获取在每一次测量条件下所述待测器件去嵌后的S参数。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，每一次测量条件下所述待测器件去嵌后的S参数的获取方式包括：
获取该测量条件下分别使用一倍传输线和二倍传输线时测量得到的未去嵌的S参数；
将测量得到的S参数转换为T参数，得到一倍传输线时的T参数和二倍传输线时的T参数；
根据一倍传输线时的T参数和二倍传输线时的T参数，计算得出直通结构的T参数；
根据该直通结构的T参数，利用直通去嵌法确定该测量条件下待测器件去嵌后的S参数。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述表征模型的自变量还包括：温度；
所述赋值方式包括：
针对所述表征模型中每一个自变量，均执行：对该自变量进行多次赋值，其它自变量保持不变；
R、L和C中任意一个元器件所对应多阶等式中未知系数的值的确定方式包括：
利用对频率进行多次赋值时一一对应该元器件的参数值，对频率部分的多阶等式进行拟合，得到对应多阶等式中频率系数的值，并将频率系数的值代入对应多阶等式中；
利用初始温度和对温度进行多次赋值时一一对应该元器件的参数值，对代入有频率系数的值的多阶等式进行拟合，得到对应多阶等式中温度系数的值，将温度系数的值代入多阶等式中；所述初始温度为对频率进行多次赋值时的温度值。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述表征模型的自变量还包括：器件物理尺寸参数；所述器件物理尺寸参数为硅通孔的深度与左右两个硅通孔的间距之间的比值；
所述赋值方式包括：
针对所述表征模型中每一个自变量，均执行：对该自变量进行多次赋值，其它自变量保持不变；
R、L和C中任意一个元器件所对应多阶等式中未知系数的值的确定方式包括：
利用对频率进行多次赋值时一一对应该元器件的参数值，对对应多阶等式进行拟合，得到对应多阶等式中频率系数的值，并将频率系数的值代入对应多阶等式中；
利用对器件物理尺寸参数进行多次赋值时一一对应该元器件的参数值，对频率系数的值进行修正，将修正后频率系数的值代入对应多阶等式中。
6.根据权利要求1-5中任一所述的方法，其特征在于，所述多阶等式为三阶等式。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述表征模型的自变量同时包括频率、温度和器件物理尺寸参数；
所述表征模型为：
其中，
为频率，
为频率系数；
为温度，
为初始温度，
为温度系数；H为硅通孔的深度，W为左右两个硅通孔的间距。
8.一种表征模型的构建装置，其特征在于，用于对待测器件构建表征模型，所述待测器件采用先进封装方式封装而成，所述待测器件两侧设置有去嵌结构，包括：
确定单元，用于确定用于表征所述待测器件传输性能的表征模型所包括的自变量；所述表征模型的自变量包括频率、温度和器件物理尺寸参数中的至少一种，且所述表征模型的自变量至少包括频率；
模型构建单元，用于利用确定的至少一个自变量构建所述表征模型；所述表征模型为R、L、C分别与频率相关的多阶等式；其中，电阻R、电感L和电容C均位于所述去嵌结构的等效电路模型中；
参数获取单元，用于采用自变量的赋值方式，将每一次赋值分别作为测量条件，获取在每一次测量条件下所述待测器件去嵌后的S参数；
参数转换单元，用于将所述S参数转换为R、L和C的参数值；
参数提取单元，用于利用R、L和C的参数值分别对对应多阶等式进行拟合，得到对应多阶等式中未知系数的值，将未知系数的值代入对应多阶等式中，所述表征模型构建完成。
9.一种表征模型的构建设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。
10.一种表征模型的构建系统，包括：测量设备和如权利要求9所述的构建设备；
所述测量设备，用于接收构建设备发送的测量条件，按照该测量条件对所述待测器件进行测量，并将测量得到的未去嵌的S参数发送给所述构建设备。
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| GR01 | Patent grant | ||
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