TSV阵列交流电阻的三角插值计算方法及其验证

硅通孔阵列在三维集成电路中的作用至关重要，它允许不同芯片层之间的有效连接，以提高集成度和性能。然而，当多个TSV（硅通孔）在交变电流下相邻工作时，会遭遇邻近效应，这会导致电阻增加，影响信号传输质量。针对这一问题，本文研究并实现了一种创新的TSV阵列交流电阻计算方法。 该方法首先对每个TSV的横截面进行三角形分割，以便于分析每个区域的电流分布。通过在分割顶点上确定电流强度，这种方法运用插值法精确计算出TSV的交流功耗。接着，利用交直流功耗比，计算出TSV的交直流电阻比，从而得到在邻近效应影响下的TSV交流电阻值。这种计算方法具有高度的灵活性，适用于各种规模和排列方式的TSV阵列，无论电流频率或激励强度如何变化。 通过MATLAB编程对提出的算法进行了仿真，并将其结果与商业化求解器ANSYS Q3D的计算结果进行了对比。实验结果显示，新方法的求解效果显著优于商业工具，证明了其在实际应用中的高效性和准确性。这对于三维集成电路设计者来说，提供了一个有力的工具，能够优化TSV阵列的布局和性能预测，确保信号完整性，进而推动整个系统的优化设计。 这项研究解决了邻近效应对TSV阵列交流电阻的影响问题，为三维集成电路设计提供了重要的理论支持和技术指导，对于提升电路性能、扩展摩尔定律以及微系统集成有着积极的意义。