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一種由垂直互連結構的電性能到其加工工藝參數的反演方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510727476.X

申請日:

2015.10.30

公開號:

CN105426575A

公開日:

2016.03.23

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):G06F 17/50申請日:20151030|||公開
IPC分類號: G06F17/50 主分類號: G06F17/50
申請人: 西安電子科技大學
發明人: 黃進; 王雙飛; 李鵬; 周金柱
地址: 710071陜西省西安市太白南路2號西安電子科技大學
優先權:
專利代理機構: 西安吉盛專利代理有限責任公司61108 代理人: 張恒陽
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510727476.X

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2018.10.12|||2016.04.20|||2016.03.23

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明提供了一種由垂直互連結構的電性能到其加工工藝參數的反演方法,其包括以垂直互連結構的傳輸諧振頻率及對應的S11大小作為電參數輸入量,以垂直互連結構的層間錯位為輸出,建立電性能到結構的反演預測模型;然后,再以互連結構的層間錯位量作為輸入,以燒結工藝參數為輸出,建立結構錯位到工藝參數的反演預測模型;反演方法采用集成先驗知識的多核支持向量機算法,在小樣本下可以訓練得到準確預測模型;最后,將互連結構的電性能指標依次代入上述兩個反向模型,預測得到垂直互連結構加工時所需設定的工藝參數。本發明可改善設計垂直互連結構的加工工藝參數,保證最終的垂直互連結構滿足電性能指標要求。

權利要求書

1.一種由垂直互連結構的電性能到其加工工藝參數的反演方法,其特征在于,包
括以下步驟:
步驟1,用數值仿真軟件建立未錯位垂直互連結構的電磁仿真模型,分析得到
未錯位垂直互連結構的傳輸諧振頻率和諧振處S11值,其中S11為輸入反射系數;
步驟2,根據垂直互連結構加工工藝參數的實際值,即加工過程中實際采用的
燒結曲線的第1次溫升速率和第2次溫升速率,來確定垂直互連結構層間錯位量
的實際值;
步驟3,用數值仿真軟件建立錯位垂直互連結構的電磁仿真模型,其錯位量為
步驟2所確定的垂直互連結構層間錯位量的實際值,分析得到錯位垂直互連結構
的傳輸諧振頻率和諧振處S11值;
步驟4,建立垂直互連結構電性能到結構錯位量的反向預測模型,并將步驟3
所得到的錯位垂直互連結構的傳輸諧振頻率和諧振處S11值代入所建立的垂直互
連結構電性能到結構層間錯位量的反向預測模型,得到垂直互連結構層間錯位量
的反演值;
步驟5,建立垂直互連結構層間錯位量到加工工藝參數的反向預測模型,并將
將垂直互連結構層間錯位量的反演值代入垂直互連結構層間錯位量到加工工藝參
數的反向預測模型,得到加工工藝參數的反演值;
步驟6,計算步驟5中加工工藝參數的反演值與步驟2中加工工藝參數的實際
值的相對誤差,用以評價反演模型準確性;
步驟7,計算步驟3中錯位垂直互連結構相比于步驟1中未錯位垂直互連結構
的傳輸諧振頻率和諧振處S11值的變化量;
步驟8,任意確定錯位垂直互連結構傳輸諧振頻率和諧振處S11的設計值,保
證該設計值與未錯位垂直互連結構的傳輸諧振頻率和諧振處S11值的變化量小于
步驟7所確定的變化量;
步驟9,將步驟8中錯位垂直互連結構傳輸諧振頻率和諧振處S11的設計值代
入步驟4中所建立的垂直互連結構電性能到結構錯位量的反向預測模型,計算出
垂直互連結構層間錯位量的設計值;
步驟10,將步驟9的垂直互連結構層間錯位量的設計值代入步驟5中所建立
的垂直互連結構層間錯位量到加工工藝參數的反向預測模型,最終確定垂直互連
結構加工工藝參數的設計值。
2.根據權利要求1所述的一種由垂直互連結構的電性能到其加工工藝參數的反演方
法,其特征在于,其中步驟2的具體實現過程如下:
首先,將工藝參數代入下述公式(1),求得燒結過程中的層間錯位量:
δd F = Σ i = 1 5 a i r 1 i - 1 + Σ j = 1 3 b i [ l n ( r 2 ) ] j - - - ( 1 ) ]]>
其中δdF為燒結過程中的層間錯位量,ai,bi為待定系數,其值分別為向量a和向量
b中的對應元素,a=[1.0820.5585-0.024670.003523-1.6e-4]
b=[1.924-0.85960.1246],r1,r2分別為燒結曲線第一次升溫速率和第二次升溫速率,
即對應的兩個輸入工藝參數;
然后,按照下述公式(2)求得垂直互連結構實際層間錯位量如下:
δdS=δdD+δdL+δdF(2)
式中,δdS為垂直互連結構實際層間錯位量,δdD表示由于設備定位精度造成的垂直
互聯錯位量,δdL為層壓過程產生的錯位量,δdF為燒結過程產生的錯位量。
3.根據權利要求1所述的一種由垂直互連結構的電性能到其加工工藝參數的反演方
法,其特征在于,其中步驟4所述的垂直互連結構電性能到結構錯位量的反向預測
模型的建立方法具體如下:
首先,已知集成先驗知識的多核支持向量機回歸模型如下:
f ( x ) = Σ r = 1 L Σ i = 1 N α r i k r ( x , x i ) + b - - - ( 3 ) ]]>
其中f(x)表示垂直互連結構層間錯位量,L為所使用核函數的個數,N為支持向量的
個數,αri和b為待定系數,表示第r個核函數,表示第i個支持向量,
為模型的二維輸入向量,兩個維度分別指垂直互連結構的傳輸諧振頻率和諧振處S11
值;的類型有如下兩種:
(1)高斯核函數:

其中σ為核參數;
(2)多項式核函數:

其中q為核參數;
其次,應用數值仿真軟件仿真得到訓練數據集:

其中yi為第i個樣本的輸出值,這里指垂直互連結構的層間錯位量;為第i個樣本
的輸入值,這里為一個二維向量,兩個維度分別表示垂直互連結構的傳輸諧振頻率
和諧振處S11值;
最后,通過如下一個優化過程,從而確定(3)式中的各個未知參數,完成垂直互連
結構電性能到結構錯位量的反向預測模型的建立;
Find:αri,b

其中L為核函數個數,N為訓練數據的樣本個數,Nk為先驗知識的樣本個數,cr為核
參數的倒數,C為人為決定的正則參數,λ為折衷常數,調整先驗知識對回歸模型的
影響程度;表示模型誤差,up表示松弛變量。
4.根據權利要求1所述的一種由垂直互連結構的電性能到其加工工藝參數的反演方
法,其特征在于,其中步驟5所述的垂直互連結構層間錯位量到加工工藝參數的反
向預測模型的建立具體如下:
首先,已知集成先驗知識的多核支持向量機回歸模型如下:
f ( x ) = Σ r = 1 L Σ i = 1 N α r i k r ( x , x i ) + b - - - ( 6 ) ]]>
其中f(x)表示兩個燒結曲線溫升速率之一,L為所使用核函數的個數,N為支持向量
的個數,αri和b為待定系數,表示第r個核函數,表示第i個支持向量,
為模型的二維輸入向量,兩個維度分別指垂直互連結構的層間錯位量和區別于
f(x)的另一個燒結曲線溫升速率;的類型有如下兩種:
(1)高斯核函數:

其中σ為核參數;
(2)多項式核函數:

其中q為核參數;
其次,應用數值仿真軟件仿真得到訓練數據集:

其中yi為第i個樣本的輸出值,這里指兩個燒結曲線溫升速率之一;為第i個樣本
的輸入值,這里為一個二維向量,兩個維度分別指垂直互連結構的層間錯位量和區
別于f(x)的另一個燒結曲線溫升速率;
最后,通過如下一個優化過程,從而確定(3)式中的各個未知參數,完成垂直互連
結構電性能到結構錯位量的反向預測模型的建立;
Find:αri,b

其中L為核函數個數,N為訓練數據的樣本個數,Nk為先驗知識的樣本個數,cr為核
參數的倒數,C為人為決定的正則參數,λ為折衷常數,調整先驗知識對回歸模型的
影響程度;表示模型誤差,up表示松弛變量。
5.根據權利要求1所述的一種由垂直互連結構的電性能到其加工工藝參數的反演方
法,其特征在于,其中步驟6所述的加工工藝參數的反演值與實際值的相對誤差計
算方法如下:

式中a表示所求的相對誤差,r反演值表示加工工藝參數的反演值,r實際值表示加工工藝
參數的實際值。

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一種 垂直 互連 結構 性能 加工 工藝 參數 反演 方法
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