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混合集成电路用AlN-AMB基板电容焊接可靠性研究*
董晓伟,董布克,王睿,赵斯阳
摘要
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可视化
 
基于有限元法建立热机械耦合模型,系统研究陶瓷基板材料、焊盘几何参数、导体布局方式、覆铜区域分布及陶瓷基板厚度等因素对电容根部应力的影响规律。研究结果表明,与直接覆铜Al2O3(Al2O3-DBC)基板相比,AlN陶瓷与BaTiO3电容之间更大的热膨胀系数(CTE)差异是导致活性金属钎焊覆铜AlN(AlN-AMB)基板电容根部应力增大56.8%的关键因素。通过优化电容焊盘尺寸,电容根部应力可降低40.5%;此外,通过合理布局导体及覆铜区域位置关系,可有效降低电容根部所受应力。揭示的应力影响规律与提出的优化设计方法为高可靠性混合集成电路的AlN-AMB基板设计提供理论支撑。
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董晓伟,董布克,王睿,赵斯阳. 混合集成电路用AlN-AMB基板电容焊接可靠性研究*[J]. 电子与封装, 2026, 26(6): 60201-.
DONG Xiaowei, DONG Buke, WANG Rui, ZHAO Siyang. Soldering Reliability of Capacitors on AlN-AMB Substrates for Hybrid Integrated Circuits[J]. Electronics & Packaging, 2026, 26(6): 60201-.
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某天线阵连接器内外导体一体化焊接技术
郭龙军,王世宇,周琳琳,汪林,高辉,舒伟发,金志峰,曹文滔,朱正虎,吴海瑞
摘要
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可视化
 
某天线阵射频(RF)连接器内外导体结构复杂,需一体化焊接到对应腔体,且其内导体焊接腔为直径0.45 mm、深度1 mm的深盲腔,难以实现高质量镀金和可靠焊接。为此,提出一种协同优化的解决方案。首先,将深盲腔改为通孔结构,使电镀液充分流动,确保孔内壁镀金层均匀、可焊;其次,利用弹性工装的自适应限位功能,在焊接过程中对RF连接器持续施压,有效保证焊接后连接器外导体端面与天线阵端面平齐;最后,采用真空汽相焊工艺,利用饱和蒸汽对组件均匀加热,结合抽真空有效排出气体及助焊剂残留物,显著降低空洞率。实验结果表明,该方法可有效解决深孔镀金难、对位精度低、焊接空洞多等问题,为含深盲腔的RF连接器内外导体焊接提供参考。
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郭龙军,王世宇,周琳琳,汪林,高辉,舒伟发,金志峰,曹文滔,朱正虎,吴海瑞. 某天线阵连接器内外导体一体化焊接技术[J]. 电子与封装, 2026, 26(6): 60202-.
GUO Longjun, WANG Shiyu, ZHOU Linlin, WANG Lin, GAO Hui, SHU Weifa, JIN Zhifeng, CAO Wentao, ZHU Zhenghu, WU Hairui. Integrated Welding Technology for Inner and Outer Conductors of Antenna Array Connector[J]. Electronics & Packaging, 2026, 26(6): 60202-.
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CAK45型片式钽电容力学加固工艺可靠性研究*
尹枭雄,朱昭君,聂磊,严中凯,李昊宇,韩豪威,黄龙昌,李鑫茹
针对CAK45型片式钽电容在航空航天振动环境下的可靠性问题,设计了搭载多种型号钽电容的PCB,并采用GD414硅橡胶对多种结构类型进行了点胶加固处理。通过实验与数值仿真相结合的方法,验证了点胶加固工艺的可靠性。结果表明,在随机和正弦振动载荷下,多种型号钽电容PCB均在低频阶段呈现较高的振动能量、高频段衰减明显,但2种载荷的响应特征不同。随机振动下,0~100 Hz频段内功率谱密度呈直线上升;100~600 Hz频段内功率谱密度波动显著,易引发电容与PCB连接处的应力集中,从而导致焊点失效及电容开裂;当频率达到600 Hz后,功率谱密度开始显著下降。正弦振动下,沿Y方向和Z方向的功率谱密度波动均较为显著,但振动能量主要集中在10~40 Hz的低频段,50~70 Hz频段则呈现明显的高频衰减。正弦振动实验结果表明,B型钽电容PCB在Y方向上的抗振动性能最差,D型钽电容PCB在Y方向上的抗振动性能最好,而H型钽电容PCB在Z方向上的抗振动性能最差。数值仿真结果表明,采用GD414硅橡胶对焊点进行点胶加固,可有效提高钽电容的抗振性能,并将部分振动应力分散至PCB上,从而显著降低焊点所承受的应力。
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尹枭雄,朱昭君,聂磊,严中凯,李昊宇,韩豪威,黄龙昌,李鑫茹. CAK45型片式钽电容力学加固工艺可靠性研究*[J]. 电子与封装, 2026, 26(6): 60203-.
YIN Xiaoxiong, ZHU Zhaojun, NIE Lei, YAN Zhongkai, LI Haoyu, HAN Haowei, HUANG Longchang, Li Xinru. Reliability Study on the Mechanical Reinforcement Process of CAK45 Type Chip Tantalum Capacitors[J]. Electronics & Packaging, 2026, 26(6): 60203-.
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基于JTAG的非完全BS结构的SiP芯片内部互连测试
华枫,张秀均,辛赟龙
基于联合测试工作组(JTAG)协议的边界扫描技术能够进行互连测试,但目前基于非完全边界扫描结构的系统级封装(SiP)芯片中,裸芯的互连测试研究较少。提出了一种基于串行向量格式(SVF)和边界扫描描述语言(BSDL)文件的测试方法。该方法通过包含边界扫描端口的现场可编程门阵列(FPGA)控制不含边界扫描结构的闪存(Flash)器件,可以验证SiP芯片裸芯间的互连是否正常,并通过实际波形验证该方法的可行性。
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华枫,张秀均,辛赟龙. 基于JTAG的非完全BS结构的SiP芯片内部互连测试[J]. 电子与封装, 2026, 26(6): 60204-.
HUA Feng, ZHANG Xiujun, XIN Yunlong. Internal Interconnection Testing of SiP Chips with Incomplete BS Structures Based on JTAG[J]. Electronics & Packaging, 2026, 26(6): 60204-.
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CSOP焊点形态对热疲劳寿命的影响与优化
郭智鹏,张少华,李冰晨,何文多
摘要
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可视化
 
以陶瓷小外形封装(CSOP)焊点为研究对象,分析焊接工艺中焊锡爬升高度和引线根部填锡量对焊点寿命的影响。通过有限元仿真并结合Coffin-Manson寿命预测模型,分析不同焊点形貌对焊点可靠性的影响。研究结果表明,焊锡爬升会显著削弱引线弯折结构的变形缓冲能力,当爬锡分别超过引线的第一、第二弯折处时,焊点的热疲劳寿命分别降低3.95%和49.30%;将引线根部焊锡填充体积从0.025 21 mm³增加至0.041 08 mm³时,焊点形成饱满轮廓,有效缓解了应力集中,从而使焊点的热疲劳寿命提升幅度高达366.97%,为焊点形貌相关工艺参数的制定提供理论依据和优化方向。
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郭智鹏,张少华,李冰晨,何文多. CSOP焊点形态对热疲劳寿命的影响与优化[J]. 电子与封装, 2026, 26(6): 60205-.
GUO Zhipeng, ZHANG Shaohua, LI Bingchen, HE Wenduo. Effect of CSOP Solder Joint Morphology on Thermal Fatigue Life and Its Optimization[J]. Electronics & Packaging, 2026, 26(6): 60205-.
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射频芯片封装中的近场耦合分析
沈时俊,孙涵子,左标
摘要
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可视化
 
在射频芯片高可靠陶瓷封装中,键合金丝、通孔、微凸点等互连结构产生的寄生电容和电感会引发射频信号的近场耦合现象,直接影响射频信号传输的完整性。将微波网络级联理论与场路分析方法相结合,采用三维电磁仿真软件HFSS,基于陶瓷基板和混合集成工艺,对射频芯片封装互连结构进行建模及信号传输链路的信号完整性仿真。该方法可用于指导封装工艺参数的设计与优化,形成高效、标准化的射频芯片封装解决方案,对提升射频芯片封装后的电性能指标具有重要意义。
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沈时俊,孙涵子,左标. 射频芯片封装中的近场耦合分析[J]. 电子与封装, 2026, 26(6): 60206-.
SHEN Shijun, SUN Hanzi, ZUO Biao. Analysis of Near-Field Coupling in Radio Frequency Chip Packaging[J]. Electronics & Packaging, 2026, 26(6): 60206-.
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脱模剂对基板类单面封装质量及塑封料关键性能的影响
蔡晓东,周凯
为优化基板类单面封装用环氧塑封料的外观质量与连续作业性,研究天然蜡A、合成蜡B以及二者复配体系对塑封料基础性能和脱模力的影响。设置3组实验,通过凝胶化时间、螺旋流动长度、熔融黏度、脱模力测试、圆盘模拟、单面封装连续作业性验证,系统分析脱模剂类型对塑封料关键性能的作用规律。研究结果表明,3种体系对凝胶化时间的影响无显著差异;天然蜡A可降低塑封料熔融黏度、提升流动性并减小脱模力,但易导致外观流痕;合成蜡B脱模性能较差;复配体系综合性能最优,兼顾良好的流动性与外观完整性,连续作业性优异。
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蔡晓东,周凯. 脱模剂对基板类单面封装质量及塑封料关键性能的影响[J]. 电子与封装, 2026, 26(6): 60207-.
CAI Xiaodong, ZHOU Kai. Effect of Release Agents on the Quality of Single-Sided Encapsulation of Substrates and Key Properties of Epoxy Molding Compounds[J]. Electronics & Packaging, 2026, 26(6): 60207-.
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一种基于Cortex-M内核的MCU测试方法
张秋丽,周世晶,黄沛文,李荣杰
介绍了一种基于Cortex-M内核的微控制单元(MCU)自动化测试方法,该方法依托V93000型自动测试设备(ATE),通过串行线调试(SWD)接口向待测MCU烧写不同的程序,并开展相应的功能测试。此方法有效解决了MCU筛选测试过程中程序需要在线重复配置加载的难题,实现了测试全程无需外部人工干预,所有程序的重复配置、加载与测试验证环节由ATE完成。该方法可优化MCU芯片筛选环节的测试验证流程,显著提升MCU测试验证的整体效率。
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张秋丽,周世晶,黄沛文,李荣杰. 一种基于Cortex-M内核的MCU测试方法[J]. 电子与封装, 2026, 26(6): 60208-.
ZHANG Qiuli, ZHOU Shijing, HUANG Peiwen, LI Rongjie. Testing Method for MCU Based on Cortex-M Cores[J]. Electronics & Packaging, 2026, 26(6): 60208-.
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基于可布线性预测的AI模型训练及布局优化方法
虞健,惠峰,姜姗,谢达
目前工业界主流FPGA设计规模已超过亿门级,传统布局算法优化因为优化目标与实际布线需求无法完全一致,已无法满足用户对超大规模电路的设计需求。提出一种基于改进ResNet50的可布线性预测及布局优化方法,建立了布局参数与布线布通率的数据映射模型,并提出一种布局布线协同优化手段,利用布局参数作为可布线性预测模型的输入,以布线结果作为训练目标进行模型训练,进而通过训练好的模型指导布局优化。测试结果表明,所提方法能有效提升布通率。
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虞健,惠峰,姜姗,谢达. 基于可布线性预测的AI模型训练及布局优化方法[J]. 电子与封装, 2026, 26(6): 60301-.
YU Jian, HUI Feng, JIANG Shan, XIE Da. AI Model Training and Placement Optimization Method Based on Routeability Prediction[J]. Electronics & Packaging, 2026, 26(6): 60301-.
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一种分段补偿辅助的高精度曲率补偿带隙基准源设计*
王子良,赖明豪,郑博博
针对传统带隙基准源温度系数(TC)过高的问题,提出了一种集成分段补偿与曲率补偿的高精度带隙基准源设计。通过“倒V型”曲率补偿电流对带隙基准源中间温区进行补偿,同时引入辅助分段补偿电流对高/低温区进行定向补偿。为应对工艺偏差对高精度电路的影响,进一步集成了数字修调网络。提出的电路基于SMIC 0.18
μm CMOS工艺,在-40~125 ℃范围的TC低至0.882×10-6/℃,线性调整率低于±0.09%/V,1 kHz电源抑制比(PSRR)为55 dB。版图面积为0.0173 mm2。提出的带隙基准源在保持低复杂度的同时实现了优良的性能。
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王子良,赖明豪,郑博博. 一种分段补偿辅助的高精度曲率补偿带隙基准源设计*[J]. 电子与封装, 2026, 26(6): 60302-.
WANG Ziliang, LAI Minghao, ZHENG Bobo. Design of a High-Precision Curvature-Compensated Bandgap Reference with Auxiliary Piecewise Compensation[J]. Electronics & Packaging, 2026, 26(6): 60302-.
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一种多比特量化的高精度Sigma-Delta DAC设计*
谭琦扬,张瑛,杜建新,裴春泽
设计了一种多比特量化的高精度Sigma-Delta DAC。采用3阶4位量化的级联谐振分布式反馈结构(CRFB)调制器,有效降低了模拟电路的设计难度,提升了系统性能;同时采用数据加权平均算法(DWA)电路对电容失配噪声进行整形,以提高整体性能;此外,通过改进开关电容DAC的电路结构并优化传递函数,降低了对运算放大器摆率和带宽的要求。整体电路基于0.15 μm BCD工艺实现,在采样频率为10.24 MHz时,后仿真结果显示输出信号噪声失真比(SNDR)为98.2 dB,总谐波失真(THD)为-102.3 dB,具备良好的动态特性。
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谭琦扬,张瑛,杜建新,裴春泽. 一种多比特量化的高精度Sigma-Delta DAC设计*[J]. 电子与封装, 2026, 26(6): 60303-.
TAN Qiyang, ZHANG Ying, DU Jianxin, PEI Chunze. Design of High-Precision Sigma-Delta DAC with Multi-Bit Quantization[J]. Electronics & Packaging, 2026, 26(6): 60303-.
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包含积累层沟道和4H-SiC/Si异质结集电区的SiC基RC-IGBT*
叶枝展,韦文生
构建了一种集成异质结集电区(HJC)和积累层沟道的碳化硅增强型逆导绝缘栅晶体管(HJC-RC-ACCUIGBT),使用积累层沟道而非反型层沟道提高沟道的迁移率,降低器件的阈值电压、比导通电阻,减少栅极氧化物/沟道界面态的不利影响。采用4H-SiC/Si/4H-SiC HJC代替n+型同质集电区来阻碍电子流通,增强电导调制,降低正向导通压降,消除电压折回现象且未弱化其他电学特性。利用TCAD软件仿真和优化了该器件的结构、静态和动态电学特性。结果表明,相对于采用反型层沟道的参照器件,此IGBT的阈值电压降低了15%,集电区饱和电流密度提高了32%,栅氧化物/沟道界面态的影响减弱。对比没有HJC的参照器件,此IGBT完全消除了电压折回现象,正向导通压降和反向导通压降分别降低了72%和12%,此HJC的界面态没有明显影响器件的电学特性。
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叶枝展,韦文生. 包含积累层沟道和4H-SiC/Si异质结集电区的SiC基RC-IGBT*[J]. 电子与封装, 2026, 26(6): 60401-.
YE Zhizhan, WEI Wensheng. SiC-Based RC-IGBT with Accumulation Layer Channel and 4H-SiC/Si Heterojunction Collector[J]. Electronics & Packaging, 2026, 26(6): 60401-.
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BiCMOS与SOI工艺运算放大器的辐射敏感特性对比研究
马毛旦,王忠芳,赵晓凡,张涛,丁宏宇,韩朝阳
针对运算放大器在辐射环境中的可靠性问题,基于脉冲激光单粒子效应试验平台与60Co总剂量辐照试验平台,系统研究了BiCMOS与SOI 2种工艺运算放大器的辐射敏感特性。单粒子瞬态(SET)效应敏感性方面,BiCMOS工艺运放的输入级SET阈值约为0.17 nJ,其输出脉冲信号与载流子迁移机制相关;SOI工艺运放凭借互补差分结构使得输入级具有较高SET阈值(0.47 nJ),而其埋氧层导致中间级与输出级异常敏感。此外,BiCMOS运放中的米勒电容会引入低通滤波效应,导致SET脉冲展宽并伴随振荡。电离总剂量(TID)效应敏感性方面,BiCMOS工艺运放主要表现为双极晶体管增益衰退,开环增益退化显著(最大21.3 dB);SOI工艺运放则因埋氧层电荷积累引发输入偏置电流急剧增加(最大120.4 nA),而增益退化相对较小。该研究揭示了BiCMOS与SOI工艺运放在SET与TID效应下的退化规律及物理机制,为空间及核环境用抗辐射集成电路的工艺选型与加固设计提供了重要试验依据。
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马毛旦,王忠芳,赵晓凡,张涛,丁宏宇,韩朝阳. BiCMOS与SOI工艺运算放大器的辐射敏感特性对比研究[J]. 电子与封装, 2026, 26(6): 60402-.
MA Maodan, WANG Zhongfang, ZHAO Xiaofan, ZHANG Tao, DING Hongyu, HAN Zhaoyang. Comparative Study on Radiation Sensitivity Characteristics of BiCMOS and SOI Process Operational Amplifiers[J]. Electronics & Packaging, 2026, 26(6): 60402-.
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基于深亚微米SOI CMOS器件的极低温特性研究*
潘瑜,常瑞恒,顾祥,王印权,谢儒彬
研究了SOI CMOS器件在极低温下的特性,在300 K、250 K、200 K、150 K和77 K 5个温度点下,对1.5 V和5 V SOI器件多特征尺寸结构进行晶圆级测试。实验结果表明,随着温度从300 K降低至77 K,器件的阈值电压和饱和电流逐渐增大,漏电流逐渐降低。结合仿真数据对实验现象进行分析,随着温度降低,一方面,载流子浓度下降导致费米能级向导带或价带移动,需施加更高栅压以形成有效导电沟道,造成阈值电压升高,同时,亚阈值区载流子数量的减少会导致漏电流降低;另一方面,半导体材料中晶格的热振动减弱,载流子在输运过程中所受的晶格散射概率大幅降低,声子散射作用降低,载流子平均自由程相应增加,从而提升了迁移率,迁移率的提升增强了载流子在亚阈值区的输运能力,饱和电流增大。
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潘瑜,常瑞恒,顾祥,王印权,谢儒彬. 基于深亚微米SOI CMOS器件的极低温特性研究*[J]. 电子与封装, 2026, 26(6): 60403-.
PAN Yu, CHANG Ruiheng, GU Xiang, WANG Yinquan, XIE Rubin. Research on Cryogenic Temperature Characteristics of Deep Submicron SOI CMOS Devices[J]. Electronics & Packaging, 2026, 26(6): 60403-.
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动态工况下母线电容纹波电流特征分析*
胡奕暄,李成夺,辛净乐,周子曰,张东东
电动汽车动态工况下母线电容纹波电流有效值的快速计算与统计特性是开展其可靠性评估与设计的关键前提。基于电路理论,推导了母线电容纹波电流有效值的计算式。构建了电机控制策略下的电流查表模型,结合汽车纵向动力学平衡方程、电机电压方程和机械方程。搭建了以车速工况为输入,纹波电流有效值为输出的快速计算模型。分析了7个城市用户动态工况下的电容纹波电流统计特征,对比分析了标准循环工况与典型用户工况下纹波电流有效值的统计特征。结果表明,不同城市用户工况的纹波电流统计特征存在显著差异,但总体上遵循正态分布;典型用户工况与全球统一轻型车辆测试循环(WLTC)工况在统计特征值方面相似度高,与WLTC、中国轻型汽车行驶(CLTC)工况等在有效值幅值分布上相似度高,与中国乘用车行驶(CLTC-P)工况在有效值变程-频次雨流循环计数方面具有相似性。研究结果可为结合用户大数据工况开展车载母线电容可靠性评估的载荷模型构建提供参考。
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胡奕暄,李成夺,辛净乐,周子曰,张东东. 动态工况下母线电容纹波电流特征分析*[J]. 电子与封装, 2026, 26(6): 60501-.
HU Yixuan, LI Chengduo, XIN Jingle, ZHOU Ziyue, ZHANG Dongdong. HU Yixuan1, LI Chengduo1, XIN Jingle1, ZHOU Ziyue1, ZHANG Dongdong1, 2, 3[J]. Electronics & Packaging, 2026, 26(6): 60501-.
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AI赋能Chiplet封装跨尺度可靠性评估——机器学习辅助热-机械疲劳快速预测框架
王韬涵, 田艳红, 王尚
Chiplet封装通过在封装层面集成多个异构裸片,可显著提升系统功能扩展能力和制造灵活性,是先进电子封装的重要发展方向。然而,随着互连间距和特征尺寸的不断缩小,封装内部多级互连结构在热循环、芯片功耗自热和材料热膨胀失配作用下更容易产生界面应力集中、塑性应变累积和疲劳裂纹扩展。有限元仿真是电子封装可靠性评估的重要方法,但对于高密度封装而言,板级尺寸与微米级互连结构共存,使全细节建模的计算成本急剧升高。现有策略主要包括等效建模和全局-局部子模型方法,但都难以将互连阵列间距、尺寸和材料变化引起的等效刚度、导热系数和热膨胀系数变化一致传递至系统级响应。纯数据驱动模型虽然预测速度快,但容易受训练数据覆盖范围和边界条件变化限制。业界亟需一种针对先进封装的跨尺度互连可靠性评估方法。
2026年第26卷第6期
pp.060601
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王韬涵, 田艳红, 王尚. AI赋能Chiplet封装跨尺度可靠性评估——机器学习辅助热-机械疲劳快速预测框架[J]. 电子与封装, 2026, 26(6): 60601-.
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