如何用DFM方法提高LTCC設(shè)計(jì)效率

統(tǒng)計(jì)分析(基于蒙特卡洛分析)是采用規(guī)定的概率分布，在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)改變一組參數(shù)的過(guò)程，用來(lái)確定性能如何隨參數(shù)變化而發(fā)生改變。這種分析通常用于項(xiàng)目產(chǎn)出，其定義為滿足或超過(guò)性能期望(指標(biāo))項(xiàng)的數(shù)量與在統(tǒng)計(jì)分析期間分析項(xiàng)總數(shù)之比。產(chǎn)出還是給定設(shè)計(jì)樣本達(dá)到性能指標(biāo)的概率。因?yàn)閷⒁圃斓脑O(shè)計(jì)總數(shù)會(huì)很大或者未知，產(chǎn)出通常是用更小的樣本數(shù)量或試驗(yàn)次數(shù)估計(jì)得到，試驗(yàn)數(shù)被稱作產(chǎn)出估計(jì)函數(shù)。隨著試驗(yàn)次數(shù)增加，產(chǎn)出估計(jì)就接近真實(shí)的設(shè)計(jì)產(chǎn)出。產(chǎn)出優(yōu)化使設(shè)計(jì)性能對(duì)于部件變差的敏感度最小化。產(chǎn)出優(yōu)化估計(jì)產(chǎn)出和產(chǎn)出敏感度，并且改變電路統(tǒng)計(jì)參數(shù)標(biāo)稱值，這是為了同時(shí)使統(tǒng)計(jì)敏感度最小和電路產(chǎn)出最大。

統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)流程的第一個(gè)步驟是收集廠商的過(guò)程變差數(shù)據(jù)，根據(jù)該數(shù)據(jù)，就能得到用于抽取出的電路模型的統(tǒng)計(jì)參數(shù)。然后，用這些相關(guān)聯(lián)的統(tǒng)計(jì)參數(shù)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。如果設(shè)計(jì)滿足產(chǎn)出指標(biāo)，就結(jié)束分析過(guò)程開(kāi)始制造過(guò)程，否則，就要對(duì)抽取的電路模型進(jìn)行產(chǎn)出優(yōu)化來(lái)修正設(shè)計(jì)以達(dá)到給定的產(chǎn)出指標(biāo)。用于抽取模型的優(yōu)化后部件參數(shù)值必須被實(shí)現(xiàn)成內(nèi)嵌的無(wú)源物理部件。其后，從重設(shè)計(jì)的內(nèi)嵌無(wú)源物理部件再次抽取出寬帶電路模型，并再次進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析直到滿足產(chǎn)出指標(biāo)。LTCC設(shè)計(jì)過(guò)程可以用圖8所示的流程圖來(lái)描述。

對(duì)低通濾波器電路實(shí)例的6,000次試驗(yàn)進(jìn)行蒙特卡洛/產(chǎn)出分析(圖9)，低通濾波器插損、二階諧波抑制和三階諧波抑制的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果(未給出)表明，這些情形中設(shè)計(jì)未滿足指標(biāo)，并顯示設(shè)計(jì)通過(guò)6000次試驗(yàn)達(dá)到100%產(chǎn)出。

圖10給出了總共5個(gè)測(cè)量樣本跟單次EM仿真數(shù)據(jù)的比較。圖中參數(shù)S11和S21是EM仿真結(jié)果，其它曲線反映測(cè)量數(shù)據(jù)的情況。測(cè)量樣本數(shù)據(jù)同仿真結(jié)果具有良好的一致性。

兩個(gè)實(shí)例顯示DFM提供了獲得一次性設(shè)計(jì)成功的實(shí)用手段，甚至在像LTCC具有固有變差那樣的過(guò)程里。成功依賴于一個(gè)經(jīng)十分慎重選擇后得到的設(shè)計(jì)流程，選用寬帶模型尤其重要。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)用DFM提高了一次性設(shè)計(jì)成功的機(jī)會(huì)。盡管這兩個(gè)說(shuō)明DFM的例子是基于LTCC，該設(shè)計(jì)流程同樣能用到其它過(guò)程。