随着现代电子产品的开发周期越来越短,工作频率越来越高,尺寸越来越小,产品结构越来越复杂,高速电路的电磁干扰(Electromagnetic Interference, EMI)及信号完整性(Signal Integrity, SI)等电磁问题日益突出。如今微电子封装已进入小型化、多功能、立体集成、异质集成阶段,基于硅通孔(through-silicon vias, TSV)技术的转接板由于其高密度互连和高热机械可靠性的优势得到了迅速发展。然而,随着芯片时钟频率达到几百MHz乃至GHz,互连和封装结构内的波导效应必须考虑：高频信号通过电容耦合可以很容易透过硅通孔金属与硅衬底之间的氧化层,从而使其失去隔离作用；密集硅通孔阵列内电流密度很大,会在硅通孔之间产生比较大的电磁串扰；硅通孔的寄生电感增加了整个电源配送网络的阻抗；以及一些新的、垂直方向的电磁干扰问题。这些问题限制了TSV三维封装技术在高速电子系统中的应用。鉴于此,本论文首先研究TSV转接板的全波电磁场建模及其信号传输特性,建立了TSV转接板中GS、GSG、GSSG结构的TSV-Bump-RDL信号通道电路模型,并制作了提取电路模型中各寄生参数值及生成SPICE网表文件实现后续电路／系统级联仿真分析的工业软件,使得现有的建模分析方法在实际工程应用中更加实用,同时分析了不同TSV布局／结构尺寸对信号传输性能的影响。其次,探索了三维封装中多层基板过孔的精确建模及较高精度的寄生参数提取方法。并依据算法制作了一款简单易用的过孔寄生参数提取软件以增加该算法的工程实用性。然后,提出了一种上下表面各有一层金属与硅衬底直接接触的新型双金属面TSV转接板来取代传统的金属层与硅衬底之间使用隔离层的“三明治”转接板结构,以避免垂直方向上形成的金属-隔离层-半导体电容效应。研究表明,其拥有更佳的信号传输性能,并可以消除谐振问题。同时,基于镜像方法,得到了其寄生参数提取方法和等效电路模型。最后,在能够消除低阻硅衬底损耗,降低制作工艺复杂度和生产成本而有望成为硅衬底替代品的玻璃衬底研究热潮中,针对毫米波/THz频段,研究了基于玻璃通孔(Through Glass Via, TGV)技术的低EMI紧凑型基片集成波导设计方法。