如何用DFM方法提高LTCC設(shè)計效率

統(tǒng)計分析(基于蒙特卡洛分析)是采用規(guī)定的概率分布，在設(shè)計范圍內(nèi)改變一組參數(shù)的過程，用來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目產(chǎn)出，其定義為滿足或超過性能期望(指標)項的數(shù)量與在統(tǒng)計分析期間分析項總數(shù)之比。產(chǎn)出還是給定設(shè)計樣本達到性能指標的概率。因為將要制造的設(shè)計總數(shù)會很大或者未知，產(chǎn)出通常是用更小的樣本數(shù)量或試驗次數(shù)估計得到，試驗數(shù)被稱作產(chǎn)出估計函數(shù)。隨著試驗次數(shù)增加，產(chǎn)出估計就接近真實的設(shè)計產(chǎn)出。產(chǎn)出優(yōu)化使設(shè)計性能對于部件變差的敏感度最小化。產(chǎn)出優(yōu)化估計產(chǎn)出和產(chǎn)出敏感度，并且改變電路統(tǒng)計參數(shù)標稱值，這是為了同時使統(tǒng)計敏感度最小和電路產(chǎn)出最大。

統(tǒng)計設(shè)計流程的第一個步驟是收集廠商的過程變差數(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)計參數(shù)。然后，用這些相關(guān)聯(lián)的統(tǒng)計參數(shù)對設(shè)計進行統(tǒng)計分析。如果設(shè)計滿足產(chǎn)出指標，就結(jié)束分析過程開始制造過程，否則，就要對抽取的電路模型進行產(chǎn)出優(yōu)化來修正設(shè)計以達到給定的產(chǎn)出指標。用于抽取模型的優(yōu)化后部件參數(shù)值必須被實現(xiàn)成內(nèi)嵌的無源物理部件。其后，從重設(shè)計的內(nèi)嵌無源物理部件再次抽取出寬帶電路模型，并再次進行統(tǒng)計分析直到滿足產(chǎn)出指標。LTCC設(shè)計過程可以用圖8所示的流程圖來描述。

對低通濾波器電路實例的6,000次試驗進行蒙特卡洛/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)計分析結(jié)果(未給出)表明，這些情形中設(shè)計未滿足指標，并顯示設(shè)計通過6000次試驗達到100%產(chǎn)出。

圖10給出了總共5個測量樣本跟單次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，其它曲線反映測量數(shù)據(jù)的情況。測量樣本數(shù)據(jù)同仿真結(jié)果具有良好的一致性。

兩個實例顯示DFM提供了獲得一次性設(shè)計成功的實用手段，甚至在像LTCC具有固有變差那樣的過程里。成功依賴于一個經(jīng)十分慎重選擇后得到的設(shè)計流程，選用寬帶模型尤其重要。在整個設(shè)計過程中應(yīng)用DFM提高了一次性設(shè)計成功的機會。盡管這兩個說明DFM的例子是基于LTCC，該設(shè)計流程同樣能用到其它過程。