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Sb微粒对SAC305锡膏焊接接头性能的影响
林钦耀,汪松英,曾世堂
针对SAC305锡膏焊接接头在苛刻的高温环境中可靠性不足的问题,通过机械混合方式向SAC305锡膏中添加Sb粉微粒,制备了复合锡膏SAC305-xSb(x=0%,2%,6%,10%,20%)。研究Sb粉微粒添加量对SAC305锡膏的润湿性、熔化特性、焊后耐温性、焊接接头空洞率以及微观组织和力学性能的影响。研究结果表明,复合锡膏的润湿性和焊接空洞率随着Sb粉含量的增加而下降,熔化特性和焊后耐温性随着Sb粉含量的增加而增强,焊接接头剪切强度随Sb粉含量增加先上升后下降。当复合锡膏中Sb粉微粒质量分数为6%时,制备的复合锡膏焊接接头的连接强度最高,主要原因是Sb原子固溶在β-Sn中,使微观组织Ag3Sn相呈网状分布,强化焊层内部的连接强度。
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林钦耀,汪松英,曾世堂. Sb微粒对SAC305锡膏焊接接头性能的影响[J]. 电子与封装, 2025, 25(12): 120201-.
LIN Qinyao, WANG Songying, ZENG Shitang. Effect of Sb Particles on the Properties of SAC305 Solder Paste Joints[J]. Electronics & Packaging, 2025, 25(12): 120201-.
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系统级封装模组高可靠封焊技术研究
成嘉恩,姬峰,张鹏哲,兰元飞,何钦江,兰梦伟,王明伟
摘要
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随着射频组件的工作频段不断提高、装配空间不断压缩,传统基于二维多芯片组件工艺的射频组件已无法满足产品高性能、小型化、轻量化的需求。系统级封装工艺将三维芯片叠层结构封装至具有高布线密度的金属陶瓷管壳结构中,通过焊锡球实现垂直方向的低损耗射频互连,能够极大提高产品集成度与性能。从封焊过程中的工装设计、焊料设计以及焊接参数设计等多个维度开展研究,探究最优工艺路线,最终实现了密封漏率≤
3×10-9
Pa·m3/s、焊接层空洞率≤ 5%的封焊工艺指标,实现了模组整体高可靠工作。
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成嘉恩,姬峰,张鹏哲,兰元飞,何钦江,兰梦伟,王明伟. 系统级封装模组高可靠封焊技术研究[J]. 电子与封装, 2025, 25(12): 120202-.
CHENG Jiaen, JI Feng, ZHANG Pengzhe, LAN Yuanfei, HE Qinjiang, LAN Mengwei, WANG Mingwei. Research on High-Reliability Soldering Technology for System-in-Package Modules[J]. Electronics & Packaging, 2025, 25(12): 120202-.
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先进封装驱动下的片上互连技术发展态势研究
王翰华,崔忠杰
随着登纳德缩放定律的失效以及摩尔定律的减缓,芯片性能的提升越来越依赖于多核架构。片上互连技术已经成为决定处理器性能的关键因素。片上网络技术和先进封装技术为处理器核心数量的规模化增长提供了必要的前提条件。然而,受先进封装技术的驱动,片上互连的拓扑结构正经历从二维向三维的转变,这一变化导致互连结构复杂度提升,互连场景也日趋多样化。传统的基于电信号的有线互连技术已经显示出其局限性,而光互连和无线互连等前沿技术则有望在未来高性能计算等领域中得到应用,成为现有互连方式的有力补充。
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王翰华,崔忠杰. 先进封装驱动下的片上互连技术发展态势研究[J]. 电子与封装, 2025, 25(12): 120203-.
WANG Hanhua, CUI Zhongjie. Research on the Development Trends of On-Chip Interconnect Technologies Driven by Advanced Packaging[J]. Electronics & Packaging, 2025, 25(12): 120203-.
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窄间距多芯片自动共晶焊接工艺研究
贾海斌,赵彬彬,高婷
共晶焊接是电子封装领域一种重要的芯片键合工艺,典型共晶焊接工艺包括真空共晶焊接和摩擦共晶焊接2种。与真空共晶焊接工艺相比,摩擦共晶焊接工艺具有操作简单、灵活性高等优势,并且已经实现自动化。随着产品集成度的提升,多芯片共晶设计得到普遍应用,与传统单芯片共晶相比,多芯片共晶对工艺要求更高。针对某窄间距多芯片共晶封装结构,基于自动摩擦共晶焊接工艺,从吸嘴设计、焊片尺寸控制、焊接参数设置等方面开展研究,实现少焊料溢出、低空洞共晶焊接效果。
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贾海斌,赵彬彬,高婷. 窄间距多芯片自动共晶焊接工艺研究[J]. 电子与封装, 2025, 25(12): 120204-.
JIA Haibin, ZHAO Binbin, GAO Ting. Process Research on Narrow Pitch Multi-Chip Automatic Eutectic Soldering[J]. Electronics & Packaging, 2025, 25(12): 120204-.
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国产DSP编译器正确性测试
戴湘怡,万江华
针对国产DSP编译器的正确性展开系统性测试与分析,旨在验证其与参考编译器的代码生成功能一致性。聚焦测试用例移植与自动化测试工具开发两大核心任务,提出了一种基于参考编译器的对比验证方法。测试用例移植自LLVM和GCC标准测试集,并针对DSP芯片的硬件特性,解决了数据类型匹配、标准库兼容及测试用例代码体积过大等关键难题。开发了自动化测试工具DSPValidator,被测编译器与参考编译器的输出对比结果表明,DSPValidator支持跨平台(模拟器与物理开发板)的批量测试、结果比对及错误定位,与手工测试相比,测试效率提升33.6倍(单用例验证时间从45 min降至1.3 min),显著提高了测试效率。
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戴湘怡,万江华. 国产DSP编译器正确性测试[J]. 电子与封装, 2025, 25(12): 120205-.
DAI Xiangyi, WAN Jianghua. Correctness Testing of Domestic DSP Compiler[J]. Electronics & Packaging, 2025, 25(12): 120205-.
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凹腔-凸肋复合结构微通道换热性能优化及声波调控机制研究*
高星宇,赵张驰,魏俊杰,朱旻琦,于宗光,孙晓冬,江飞,区炳显,王艳磊,魏宁
采用微通道散热是高功率密度器件热管理的有效解决方案。基于凹腔-凸肋耦合结构提出一种优化策略,设计3种二维微通道。通过增强流动扰动,在控制压降的同时提升综合换热效能,并与传统二维光滑微通道(SMC)对比。通过数值模拟,系统研究不同微通道的流场特性、传热机制及热力学性能。结果表明,错列式半圆腔肋微通道(MC-SCSR)的综合换热效能最优。进一步的声场主动散热耦合研究结果表明,声波扰动与MC-SCSR结构产生协同效应,综合性能较无声波扰动的工况平均提高15.3%。
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高星宇,赵张驰,魏俊杰,朱旻琦,于宗光,孙晓冬,江飞,区炳显,王艳磊,魏宁. 凹腔-凸肋复合结构微通道换热性能优化及声波调控机制研究*[J]. 电子与封装, 2025, 25(12): 120206-.
GAO Xingyu, ZHAO Zhangchi, WEI Junjie, ZHU Minqi, YU Zongguang, SUN Xiaodong, JIANG Fei, QU Bingxian, WANG Yanlei, WEI Ning. Optimization of Heat Transfer Performance of Microchannel with Concave Cavity-Convex Rib Composite Structure and Research on Acoustic Wave Regulation Mechanism[J]. Electronics & Packaging, 2025, 25(12): 120206-.
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某型探测器随机振动失效与可靠性分析*
袁中朝,许亚能,吴虹屿,陈彤,胡鑫
针对随机振动实验时某型探测器出现的引脚断裂现象开展微观结构分析,并基于ANSYS Workbench进行有限元仿真与结果优化分析。金相和扫描电子显微镜(SEM)分析结果表明,引脚的断裂机理为疲劳断裂。利用有限元软件ANSYS Workbench对该探测器进行模态分析和扫频分析,获取了结构的固有频率响应特性。通过随机振动分析获得引脚的最大3σ应力及其根部应力响应功率谱密度,并基于Steinberg三区间法计算了引脚的振动疲劳寿命,与实验结果相比,相对误差约为29.5%,二者具有较好的一致性。进一步探讨不同引脚安装高度对其振动疲劳性能的影响,结果表明通过降低引脚安装高度可以提升固有频率和疲劳寿命。
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袁中朝,许亚能,吴虹屿,陈彤,胡鑫. 某型探测器随机振动失效与可靠性分析*[J]. 电子与封装, 2025, 25(12): 120207-.
YUAN Zhongchao, XU Ya’neng, WU Hongyu, CHEN Tong, HU Xin. Random Vibration Failure and Reliability Analysis of a Detector[J]. Electronics & Packaging, 2025, 25(12): 120207-.
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基于基板折叠的多面立体封装技术研究进展*
毕博,潘碑,张晋,成海峰,葛振霆,刘子玉
基于基板折叠的多面立体封装由互不平行的基板构成,是一种特殊的3D立体封装,具有较高的功能密度和散热能力,在传感器、医疗设备等多种应用场景下有重要的研究价值。介绍了基于基板折叠的多面立体封装的概念与国内外研究现状,系统总结了该类封装的典型结构、基板材料、组装工艺、散热及代表性应用。重点分析了基于基板折叠的多面立体封装与其他类型3D封装之间的差异,探讨了该封装技术的独特优势与亮点。最后,对该技术在有源相控阵T/R组件和光电共封领域的发展前景进行了展望。
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毕博,潘碑,张晋,成海峰,葛振霆,刘子玉. 基于基板折叠的多面立体封装技术研究进展*[J]. 电子与封装, 2025, 25(12): 120208-.
BI Bo, PAN Bei, ZHANG Jin, CHENG Haifeng, GE Zhenting, LIU Ziyu. Research Progress on Substrate Folding-Based Polyhedral 3D Packaging Technology[J]. Electronics & Packaging, 2025, 25(12): 120208-.
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带预制焊环盖板的低成本设计与制备
唐桃扣,曹忞忞,何晟,丁荣峥,颜炎洪
采用带预制焊环盖板进行电子元器件密封是高可靠密封工艺常用的方法之一。在带预制Au80Sn20焊环盖板的成本构成中,金材料的成本占据主导地位。研究了盖板镀层结构优化、焊料用量的最小化、贱金属焊环应用,并结合生产效率提升、成品率保障与材料利用率改进等方面进行论述,探索在提升密封质量与可靠性的同时降低成本的有效路径,为气密性封装器件的成本控制提供了可借鉴的方案。
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唐桃扣,曹忞忞,何晟,丁荣峥,颜炎洪. 带预制焊环盖板的低成本设计与制备[J]. 电子与封装, 2025, 25(12): 120209-.
TANG Taokou, CAO Minmin, HE Sheng, DING Rongzheng, YAN Yanhong. Low-Cost Design and Manufacturing of Lids with Preformed Solder Rings[J]. Electronics & Packaging, 2025, 25(12): 120209-.
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某PCBA载板的翘曲变形研究与优化
吴丽贞,熊铃华,刘帅,赵可沦
为解决小型陶瓷基板印制板组件(PCBA)在表面贴装(SMT)工艺中载板翘曲变形引起的焊接不良问题,进行了理论分析、热-力耦合有限元仿真及试验验证,系统研究了SMT工艺过程中载板的三维温度场演化规律及其与结构变形的映射关系。仿真结果显示,载板直接接触加热台时,因非均匀热环境导致产生热应力,从而引起载板发生翘曲变形,最终降低了被载器件良率。为解决该问题,缓冲瞬时热效应,提出了在载板与加热台间增设隔热垫的优化方案。结果表明,该方案可有效降低温差与温升速率,翘曲变形量减少了90%以上,翘曲变形得到控制,器件不合格率从6.5%降到了2.0%以下,器件良品率得到了有效的改善。
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吴丽贞,熊铃华,刘帅,赵可沦. 某PCBA载板的翘曲变形研究与优化[J]. 电子与封装, 2025, 25(12): 120210-.
WU Lizhen, XIONG Linghua, LIU Shuai, ZHAO Kelun. Study and Optimization of Warpage Deformation of a PCBA Carrier Board[J]. Electronics & Packaging, 2025, 25(12): 120210-.
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14 bit、10 GSample/s数模转换器研究与设计*
宋新瑶,李浩,唐天哲,张有涛,叶庆国,张翼
基于180 nm SiGe BiCMOS工艺设计了一款14 bit、10 GSample/s的电流舵型超高速高精度数模转换器(DAC)。为提高线性度、降低输出毛刺,电路采用9+5分段式译码,其中低9 bit二进制码由R-2R梯形电阻网络完成加权,高位采用温度计码结构。针对高频下电流源开关因输出阻抗衰减和不平衡导致动态性能下降的问题,通过改进电流源开关的结构,缩小了电流源开关两端的输出阻抗差值,这一改进减小了非线性失真,从而提升了高频无杂散动态范围(SFDR)。由后仿真结果可知,电路功耗为4.96 W,微分非线性为0.58 LSB,积分非线性为0.72 LSB,第一奈奎斯特区内SFDR不低于64[s1] dBc,动态性能良好。
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宋新瑶,李浩,唐天哲,张有涛,叶庆国,张翼. 14 bit、10 GSample/s数模转换器研究与设计*[J]. 电子与封装, 2025, 25(12): 120301-.
SONG Xinyao, LI Hao, TANG Tianzhe, ZHANG Youtao, YE Qingguo, ZHANG Yi. Research and Design of 14-bit and 10 GSample/s DAC[J]. Electronics & Packaging, 2025, 25(12): 120301-.
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一种流水线架构的2D-FFT加速引擎设计
王培富,李振涛
为满足毫米波雷达信号处理中对距离维和速度维进行高效、小点数二维快速傅里叶变换(2D-FFT)的需求,设计一种基于单路径延迟反馈的流水线架构2D-FFT加速引擎。该引擎在每级前引入数据选通模块,支持可配置的点数规模为M×N≤2 048。结果表明,该设计能够实现2D-FFT点数的灵活配置。所有2D-FFT运算结果的绝对误差<2.5,相对误差<0.5%,精度满足使用需求。与传统2D-FFT运算相比,该设计的计算效率显著提高。
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王培富,李振涛. 一种流水线架构的2D-FFT加速引擎设计[J]. 电子与封装, 2025, 25(12): 120302-.
WANG Peifu, LI Zhentao. Design of a 2D-FFT Acceleration Engine with Pipelined Architecture[J]. Electronics & Packaging, 2025, 25(12): 120302-.
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集成超势垒整流器SiC MOSFET的动态可靠性*
孙晶,邓正勋,李航,孙亚宾,石艳玲,李小进
摘 要:采用技术计算机辅助设计(TCAD)软件,对集成超势垒整流器(SBR)的对称型SiC MOS器件(DT-SBR-MOS)和非对称型SiC MOS器件(AT-SBR-MOS)的热特性、非钳位感性负载开关(UIS)过程和短路(SC)能力进行分析,揭示了新型SiC MOS器件的动态可靠性机理,弥补了SiC MOS器件可靠性研究的缺失。研究结果表明,在相同输入功率条件下,由于SBR结构的不同,AT-SBR-MOS的反向导通热阻较DT-SBR-MOS降低了17%。在单次脉冲测试中,因AT-SBR-MOS半包围式的P型区增强了对N型漂移区的耗尽,使其雪崩耐受能量比DT-SBR-MOS高出11%。此外,由于AT-SBR-MOS比DT-SBR-MOS具有更小的电流流通路径,短路耐受时间延长了2 µs。综合数据表明,AT-SBR-MOS的反向导通热特性、雪崩耐受能力和短路耐受性能均优于DT-SBR-MOS,为高性能SiC功率器件设计提供了重要的参考依据。
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孙晶,邓正勋,李航,孙亚宾,石艳玲,李小进. 集成超势垒整流器SiC MOSFET的动态可靠性*[J]. 电子与封装, 2025, 25(12): 120401-.
SUN Jing, DENG Zhengxun, LI Hang,SUN Yabin, SHI Yanling, LI Xiaojin. Dynamic Reliability of SiC MOSFET with Integrated Super Barrier Rectifiers[J]. Electronics & Packaging, 2025, 25(12): 120401-.
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真空加热炉温度均匀性提升研究*
徐星宇,李早阳,史睿菁,王成君,王君岚,罗金平,金雨琦,朱帆,张辉
针对电子器件热处理中常用的晶圆键合台真空加热炉建立三维仿真模型,研究炉体内部的热量传递与温度分布规律。在此基础上评估加热炉的温度均匀性,并提出保温环结构与高导热材料设计方案。研究结果表明,加热炉加热面温度分布不均主要由加热丝的非中心对称布置和加热面边缘漏热导致,在加热面边缘布置保温环或加热盘材料使用碳化硅陶瓷时,面温度非均匀性由3.2%分别优化至2.5%和1.7%,这为晶圆键合台真空加热炉温度均匀性的提升起到积极推动作用。
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徐星宇,李早阳,史睿菁,王成君,王君岚,罗金平,金雨琦,朱帆,张辉. 真空加热炉温度均匀性提升研究*[J]. 电子与封装, 2025, 25(12): 120402-.
XU Xingyu, LI Zaoyang, SHI Ruijing, WANG Chengjun, WANG Junlan, LUO Jinping, JIN Yuqi, ZHU Fan, ZHANG Hui. Improvement Study of Temperature Uniformity in Vacuum Heating Furnace[J]. Electronics & Packaging, 2025, 25(12): 120402-.
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载流子存储沟槽栅双极晶体管特性研究与优化设计*
李尧,谌利欢,苟恒璐,龙仪,陈文舒
为了优化载流子存储沟槽栅双极晶体管(CSTBT)的性能,对CSTBT结构进行了电学特性仿真,通过Sentaurus TCAD软件对比了T-IGBT和CSTBT的击穿特性、输出特性以及关断特性,研究了CSTBT N-drift区掺杂浓度和厚度、P-base区掺杂浓度和CSL掺杂浓度对器件的击穿特性、转移特性以及输出特性的影响。结果表明,相较于T-IGBT,优化前的CSTBT的击穿电压提升了约3.4%,正向导通压降减小了约20.9%,关断损耗几乎一致;对于优化后的CSTBT,当N-drift区厚度为158 µm、N-drift区掺杂浓度为7×1013
cm-3、P-base区掺杂浓度为3×1017
cm-3、CSL掺杂浓度为1×1016
cm-3时,器件的击穿电压为1 959 V,提升了约22%;Von为1.14 V,降低了43%。
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李尧,谌利欢,苟恒璐,龙仪,陈文舒. 载流子存储沟槽栅双极晶体管特性研究与优化设计*[J]. 电子与封装, 2025, 25(12): 120403-.
LI Yao, SHEN Lihuan, GOU Henglu, LONG Yi, CHEN Wenshu. Characteristic Study and Optimization Design of Carrier Storage Trench Gate Bipolar Transistor[J]. Electronics & Packaging, 2025, 25(12): 120403-.
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基于太赫兹应用的宽芯片封装方案
杜泽,詹铭周
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杜泽,詹铭周. 基于太赫兹应用的宽芯片封装方案[J]. 电子与封装, 2025, 25(12): 120601-.
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