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基于晶圆级封装的微波变频SiP设计
祝军，王冰，余启迪，蒋乐
随着半导体技术日益高密度集成化发展，系统级封装（SiP）成为实现小型化微电子产品的重要技术路径。基于晶圆级封装技术，通过重分布层（RDL）和聚酰亚胺介质层成型的重构晶圆，设计了一种小尺寸的微波变频SiP芯片。该芯片内部主要集成混频器、低噪声放大器和滤波器等微波单片电路，可实现将K、Ka波段的信号下变频到L波段，芯片尺寸仅为6.9 mm×5.2 mm×0.5
mm。相比传统微组装工艺，基于晶圆级封装工艺设计的微波变频SiP芯片在多通道一致性方面具有很大优势。
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祝军，王冰，余启迪，蒋乐. 基于晶圆级封装的微波变频SiP设计[J]. 电子与封装, 2025, 25(9): 90201-.
ZHU Jun, WANG Bing, YU Qidi, JIANG Le. Microwave Frequency-Conversion SiP Design Based on Wafer-Level Packaging[J]. Electronics & Packaging, 2025, 25(9): 90201-.
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中低温Sn-In-Bi-(Ag, Cu)焊料成分设计及可靠性研究*
梁泽，蒋少强，王剑，王世堉，聂富刚，张耀，周健
在较高的焊接温度下芯片和基板变形量大，导致枕头效应（HoP）、虚焊(NWO)、桥接（SBB）等焊接缺陷突出，SAC305等常规中高温焊料已不能适用于大尺寸芯片焊接工艺要求，而低熔点SnBi基焊料可靠性尚有不足。为了解决熔点与可靠性的矛盾，通过In、Bi的加入降低了Sn-Ag-Cu焊料的熔点，其合金组织中并未形成低熔点相，同时根据焊点回流和高温老化的组织演变、抗跌落、高温老化、热疲劳等可靠性评价优化了Ag的含量。结果表明，相比SAC305，新型中低温Sn-In-Bi-(Ag，Cu)焊料的回流温度可降低20~25 ℃，基体强化的同时金属间化合物颗粒相的粗化得到抑制，其焊点可靠性也更优异。
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梁泽，蒋少强，王剑，王世堉，聂富刚，张耀，周健. 中低温Sn-In-Bi-(Ag, Cu)焊料成分设计及可靠性研究*[J]. 电子与封装, 2025, 25(9): 90202-.
LIANG Ze, JIANG Shaoqiang, WANG Jian, WANG Shiyu, NIE Fugang, ZHANG Yao, ZHOU Jian. Composition Design and Reliability Study of Medium and Low Temperature Sn-In-Bi-(Ag, Cu) Solders[J]. Electronics & Packaging, 2025, 25(9): 90202-.
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芯片管脚热插拔失效分析和改进
戚道才，梁鹏飞，王彬
客户反馈2片以CKS32F030K6T6为主控的电路板无法正常驱动电机运转，且测得芯片电源管脚短路。对故障电路板进行技术分析，发现微控制器（MCU）的通用输入管脚（PA7）受到异常电压冲击而损伤，导致电源正极输入管脚（VDD）和负极输入管脚（GND）短路。现场检查客户电路图，发现损伤的管脚未采取任何浪涌防护措施。根据客户的电路实际应用场景，优化测试流程，规避热插拔。同时在板卡MCU端口管脚处并联双向瞬态电压抑制管（TVS）并串联限流电阻进行防护，有效抑制浪涌电压对管脚的损伤。
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戚道才，梁鹏飞，王彬. 芯片管脚热插拔失效分析和改进[J]. 电子与封装, 2025, 25(9): 90203-.
QI Daocai, LIANG Pengfei, WANG Bin. Analysis and Improvement of Chip Pin Hot Plug Failure[J]. Electronics & Packaging, 2025, 25(9): 90203-.
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高导热高温共烧陶瓷封装外壳研究进展
尚承伟
高温共烧陶瓷（HTCC）外壳因其优异的性能，在电子封装领域发挥着重要作用。随着大功率器件的大量应用，对陶瓷封装外壳的散热提出了越来越高的要求。阐述了高温共烧陶瓷外壳的特性、主要结构、导热机理及影响封装外壳导热的因素，从封装外壳的导热设计、陶瓷导热材料和金属导热材料等方面系统总结了近年来高导热陶瓷封装外壳的研究现状，并对未来高导热封装外壳材料的研究进行了展望。
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尚承伟. 高导热高温共烧陶瓷封装外壳研究进展[J]. 电子与封装, 2025, 25(9): 90204-.
SHANG Chengwei. Research Progress on High Thermal Conductivity High Temperature Co-Fired Ceramic Packaging Shells[J]. Electronics & Packaging, 2025, 25(9): 90204-.
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钨粉颗粒度对高温共烧陶瓷翘曲度的影响
余焕，吕立锋
选用3种不同粒径范围（0.5~0.8 μm、1~3 μm、6~10 μm）的钨粉，按特定质量比混合后与氧化铝陶瓷高温共烧制备金属化层。实验结果表明，钨金属化层的翘曲度与烧结孔隙率的变化密切相关，但并非简单的正相关关系。采用单一小粒径的钨粉时，其膜层孔隙率最高（23.2%），但颗粒的均匀分布降低了烧结应力梯度，同时高孔隙率缓冲了内应力，使翘曲度最低（0.016）。这表明钨粉颗粒级配通过调控颗粒重排和应力分布，对高温共烧陶瓷（HTCC）烧结行为及翘曲度产生了显著影响，特别是亚微米与小粒径钨粉按9∶11的质量比混合，可在降低膜层孔隙率（12.98%）的同时，将翘曲度控制在较低水平（0.03），实现性能的均衡优化。该研究为通过颗粒级配设计优化平衡孔隙率与翘曲度的HTCC生产工艺提供了理论依据，对提升产品市场竞争力、满足微电子技术发展需求具有重要意义。
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余焕，吕立锋. 钨粉颗粒度对高温共烧陶瓷翘曲度的影响[J]. 电子与封装, 2025, 25(9): 90205-.
Influence of Tungsten Powder Particle Size on Warpage of High-Temperature Co-Fired Ceramics. Influence of Tungsten Powder Particle Size on Warpage of High-Temperature Co-Fired Ceramics[J]. Electronics & Packaging, 2025, 25(9): 90205-.
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不同台阶对可润湿性侧翼QFN爬锡高度的影响
赵伶俐，杨宏珂，赵佳磊，付宇，周少明
近年来，方形扁平无引脚（QFN）封装凭借优异的电学与热学性能，在市场上占据越来越多的份额。作为QFN的衍生产品，可润湿性侧翼（WF）QFN因其优异的可润湿性在汽车电子领域展现出巨大的发展潜力。采用模拟爬锡的方法，探究不同的一步切割深度与台阶宽度对QFN器件爬锡高度的影响，可以近似模拟器件焊接在PCB上的爬锡效果。结果表明，当台阶切割深度≥0.05 mm或台阶宽度≥0.02 mm时，WF QFN器件的润湿性明显增加，爬锡高度显著提升，可有效改善后期焊接的可靠性。
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赵伶俐，杨宏珂，赵佳磊，付宇，周少明. 不同台阶对可润湿性侧翼QFN爬锡高度的影响[J]. 电子与封装, 2025, 25(9): 90206-.
ZHAO Lingli, YANG Hongke, ZHAO Jialei, FU Yu, ZHOU Shaoming. Effect of Different Steps on the Height of Wettable Flank QFN Solder Climbing[J]. Electronics & Packaging, 2025, 25(9): 90206-.
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高密度有机基板阻焊油墨显影与侧蚀研究
杨云武，俞宏坤，陈君跃，程晓玲，沙沙，林佳德
光固化阻焊油墨是印刷在基板上焊接区之外的树脂材料，其功能包括防止焊料桥连、抗氧化以及保护铜电路等。然而其开孔在加工过程中存在侧蚀问题，会影响后续工艺（如真空镀膜的连续性等）。通过理论计算和实验验证，并采用扫描电子显微镜、光学显微镜等表征手段，探究曝光能量和显影时间等工艺参数对开孔侧壁侧蚀程度的影响。研究结果表明，当曝光参数不变时，开孔侧蚀角随着显影时间的延长而减小；当显影参数不变时，开孔侧蚀角随曝光能量降低或固化时间缩短而减小。两者相比，显影时间的影响更为显著。通过对工艺参数的研究，为调控阻焊油墨侧壁形貌、减少侧蚀量提供改进思路。
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杨云武，俞宏坤，陈君跃，程晓玲，沙沙，林佳德. 高密度有机基板阻焊油墨显影与侧蚀研究[J]. 电子与封装, 2025, 25(9): 90207-.
YANG Yunwu, YU Hongkun, CHEN Junyue, CHENG Xiaoling, SHA Sha, LIN Jiade. Solder Resist Ink Development and Side Etching Study on High Density Organic Substrate[J]. Electronics & Packaging, 2025, 25(9): 90207-.
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时钟恢复系统研究与实现*
鲍宜鹏，苗韵，杨晓刚，傅建军
时钟设计是芯片设计中的关键环节之一。芯片的系统时钟设计必须考虑外部环境的影响，还应考虑电路的复杂性与成本。通过对时钟恢复系统（CRS）实现方法及其特性的综述，指出现有CRS设计存在的不足。结合芯片内置的振荡器特性，采用全数字电路的设计方法，设计并实现一种时钟恢复系统，该电路结构简单、成本低，在通信和无线电系统等领域具有广泛的应用前景。
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鲍宜鹏，苗韵，杨晓刚，傅建军. 时钟恢复系统研究与实现*[J]. 电子与封装, 2025, 25(9): 90301-.
BAO Yipeng, MIAO Yun, YANG Xiaogang, FU Jianjun. Research and Implementation of Clock Recovery System[J]. Electronics & Packaging, 2025, 25(9): 90301-.
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高效率LSTM硬件加速器设计与实现*
陈铠，贺傍，滕紫珩，傅玉祥，李世平
相比于传统循环神经网络（RNN），长短期记忆网络（LSTM）增加了多个门控单元和记忆单元，可以有效解决传统RNN梯度消失和梯度爆炸的问题。由于在处理复杂序列依赖性问题上具有优势，LSTM广泛应用于机器翻译、情感分析、文本分类等自然语言处理（NLP）中。随着智能应用复杂度的增加，LSTM层数、隐藏层节点数增多，对端侧处理器件的存储容量、访存带宽、处理性能的要求也显著增加。分析LSTM算法特点，设计高并行流水门计算部件，提出多层次共享数据通路方法，对LSTM算法硬件实现流程进行优化控制，完成峰值算力为2.144 TOPS的LSTM硬件加速器设计，并基于鳍式场效应晶体管工艺完成物理实现。流片后板级测试结果表明LSTM硬件加速器运算效率可达95%以上，每TOPS算力的推理帧率达到NVIDIA GTX 1080 Ti GPU的2.8倍以上。
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陈铠，贺傍，滕紫珩，傅玉祥，李世平. 高效率LSTM硬件加速器设计与实现*[J]. 电子与封装, 2025, 25(9): 90302-.
CHEN Kai, HE Bang, TENG Ziheng, FU Yuxiang, LI Shiping. Design and Implementation of High Efficiency LSTM Hardware Accelerator[J]. Electronics & Packaging, 2025, 25(9): 90302-.
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基于FPGA的CAN FD控制器的设计与验证
罗旸, 何志豪
CAN_FD总线协议作为新一代汽车总线网络的核心通信技术，在提升传输速率和扩展数据场长度方面展现出显著优势。然而，现有CAN_FD控制器普遍采用封闭式IP核，协议栈不可见，严重制约了网络系统的自主可控性。针对这一问题，提出一种基于FPGA实现的CAN_FD控制器设计方案。该设计兼容CAN标准，新增了CRC17和CRC21循环冗余校验算法，为数据传输的准确性增加了双重保障。设计的CAN_FD控制器与现有的CAN_FD封闭式IP核相比，资源占用率更少，功耗更低。仿真结果显示，可以正常通过上位机与FPGA进行CAN_FD总线协议通信，该设计能够实现自定义调整，灵活性高，可以达到预期的效果且具有实用价值。
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罗旸, 何志豪. 基于FPGA的CAN FD控制器的设计与验证[J]. 电子与封装, 2025, 25(9): 90303-.
LUO Yang, HE Zhihao. Design and Verification of CAN FD Controller Based on FPGA[J]. Electronics & Packaging, 2025, 25(9): 90303-.
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基于硅通孔的双螺旋嵌套式高密度电感器三维结构及解析模型*
尹湘坤，马翔宇，王凤娟
为了满足射频系统微型化、集成化发展对无源电感器在高电感密度、硅基三维集成等方面的需求，基于硅通孔技术提出了一种硅基三维集成的高密度电感结构，并建立了精确的电感解析模型。该结构采用硅通孔和重布线层的三维嵌套实现了多个螺旋层的叠加，利用螺旋层之间的磁场耦合增强了硅衬底三维空间的磁场强度，实现了119.7 nH/mm2的电感密度，通过减小平行金属的电场耦合长度降低了寄生电容，实现了~5 GHz的自谐振频率和高品质因数。所提出的电感解析模型与有限元仿真结果误差小于3.2%，证明了该模型的精确性。提出的双螺旋嵌套式电感器采用硅基三维集成结构实现，具有较高的电感密度和良好的宽频特性，为射频系统的无源电感微型化设计提供了重要解决方案。
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尹湘坤，马翔宇，王凤娟. 基于硅通孔的双螺旋嵌套式高密度电感器三维结构及解析模型*[J]. 电子与封装, 2025, 25(9): 90401-.
YIN Xiangkun, MA Xiangyu, WANG Fengjuan. Three-Dimensional Structure and Analytical Model of Double Helix Nested High-Density Inductor Based on Through Silicon Via[J]. Electronics & Packaging, 2025, 25(9): 90401-.
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200 mm BCD器件用Si外延片滑移线控制研究
谢进,邓雪华,郭佳龙,王银海
研究了直径200 mm BCD器件用Si外延片滑移线的影响因素，探究了超高温条件下滑移线的工艺控制方法。基于BCD器件对Si外延片特性的要求，分析了石墨基座位置、衬底电阻率分布、温度分布对于超高温条件下外延层滑移线的影响，优化了外延控制方法。采用常压高温化学气相沉积技术制备了BCD器件用Si外延片，并通过Hg-CV等设备对外延片进行测试分析。实验结果证明，该工艺控制方法可有效抑制滑移线的产生，同时满足BCD器件工艺所需的外延层均匀性、图形漂移畸变等控制要求，并通过长期外延验证确认了工艺稳定性。
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谢进,邓雪华,郭佳龙,王银海. 200 mm BCD器件用Si外延片滑移线控制研究[J]. 电子与封装, 2025, 25(9): 90402-.
XIE Jin, DENG Xuehua, GUO Jialong, WANG Yinhai. Slip Line Control Study for Si Epitaxial Wafers in 200 mm BCD Devices[J]. Electronics & Packaging, 2025, 25(9): 90402-.
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耦合声子晶体对声波器件品质因子的提高*
黄泽宙，胡婉雪，沈宇恒，方照诒，沈坤庆
提出一种基于耦合声子晶体的氮化镓声表面波谐振器结构，旨在提高器件品质因子。为了验证该结构的可行性，采用COMSOL仿真软件，比较了基于一维声子晶体反射栅和金属反射栅的声表面波谐振器。仿真结果表明，一维声子晶体反射栅的传输损耗为-24.29 dB，而金属反射栅的传输损耗仅为-15.5 dB。设计了具有100对叉指换能器、20对金属反射栅、电极宽度400 nm的声表面波谐振器，其品质因子为2 455。通过优化声子晶体尺寸，器件的品质因子显著提升至3 910，相比传统金属反射栅结构提高了60%以上，展现出卓越的性能。
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黄泽宙，胡婉雪，沈宇恒，方照诒，沈坤庆. 耦合声子晶体对声波器件品质因子的提高*[J]. 电子与封装, 2025, 25(9): 90403-.
HUANG Zezhou, HU Wanxue, SHEN Yuheng,FANG Zhaoyi ,SHEN Kunqing. Enhancement of the Quality Factor of Acoustic Wave Devices by Coupled Phononic Crystals[J]. Electronics & Packaging, 2025, 25(9): 90403-.
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氮化镓(多晶硅)异质结势垒肖特基二极管的载流子传输机制研究
薛文文，丁继洪，张彦文，黄伟，张卫
P型多晶硅(Poly-Si)与GaN形成的异质结势垒肖特基二极管能够改善传统宽禁带半导体功率二极管正向导通与反向阻断特性难以兼顾的问题。为研究器件在不同工作状态下的物理机制，通过实验与机理分析，探究了该器件在-80~+80 ℃的正反向特性与载流子输运机制。研究结果表明，其载流子输运机制与GaN/Poly-Si界面缺陷状态有关。正向偏压低于0.5 V时，高温区（-20~80 ℃）以多隧道捕获-发射为主导，低温区（-80~-40 ℃）则以热电子发射为主；在0.5~0.9 V时F-N隧穿为主要机制。反向偏压下，低于50 V时势垒降低效应占主导，高于50 V时则以陷阱辅助的空间电荷受限机制为主。
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薛文文，丁继洪，张彦文，黄伟，张卫. 氮化镓(多晶硅)异质结势垒肖特基二极管的载流子传输机制研究[J]. 电子与封装, 2025, 25(9): 90404-.
XUE Wenwen, DING Jihong, ZHANG Yanwen, HUANG Wei, ZHANG Wei. Study on Carrier Transport Mechanism of GaN (Poly-Si) Heterojunction Barrier Schottky Diodes[J]. Electronics & Packaging, 2025, 25(9): 90404-.
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大功率LED投光灯死灯、暗亮失效分析探究
冯学亮，刘兴龙，周小霍，吴冰冰，曾志卫
通过失效复现确认了大功率LED投光灯死灯、暗亮两类失效的原因。通过测试异常灯珠的半导体特性，确定这两类失效模式为开路和漏电，检查开路及漏电灯珠外观，发现二者晶元位置同一侧均有发黑处，疑似晶元表面存在烧毁现象。化学开封后，开路灯珠晶元表面阴极位置均存在电极击穿烧毁脱开异常，漏电灯珠晶元表面指状电极位置同样存在击穿烧毁现象。对失效灯板上发光正常的灯珠晶元表面进行聚焦离子束（FIB）及CP-SEM分析，结果表明开路灯珠阴极脱开及漏电灯珠指状电极位置击穿烧毁的主要原因是阴极位置存在界面空洞缺陷及指状电极周围和阴极位置无SiO2保护层。
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冯学亮，刘兴龙，周小霍，吴冰冰，曾志卫. 大功率LED投光灯死灯、暗亮失效分析探究[J]. 电子与封装, 2025, 25(9): 90501-.
FENG Xueliang, LIU Xinglong, ZHOU Xiaohuo, WU Bingbing, ZENG Zhiwei. Analysis and Exploration of the Failure of High-Power LED Project-Light Lamp with Dead and Dim Lights[J]. Electronics & Packaging, 2025, 25(9): 90501-.
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