电子与封装

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芯粒测试技术综述

解维坤, 蔡志匡, 刘小婷, 陈龙, 张凯虹, 王厚军

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0170

摘要（1522）

PDF （2679KB）（653）

随着半导体工艺的发展，芯片工艺提升愈发困难，摩尔定律日趋放缓，而芯粒集成技术促进了多芯片封装的发展，有效地延续了摩尔定律。以2.5D、3D集成为主的芯粒异构集成芯片的测试方法与传统2D芯片测试有所不同，带来一些新的测试挑战。从当前芯粒测试的挑战分析入手，介绍了芯粒互连标准、互连测试和基于不同测试访问标准的可测性设计（DFT）方法，着重阐述各方法的优缺点以及相互之间的联系与区别，旨在帮助读者对芯粒测试技术进行系统性了解。

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2023年第23卷第11期 pp. 110101

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GaN HEMT热阻测试技术研究

邱金朋, 沈竞宇

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0163

摘要（1180）

PDF （1310KB）（171）

GaN作为第三代半导体材料的代表，具有优越的电学性能，被应用在诸多领域。随着功率密度提升、工作频率增加，GaN器件会产生明显的热效应，温度对GaN的性能及可靠性有直接影响，因此热阻测试及结温表征是非常重要的。根据GaN器件的结构、工作原理以及特性参数，结合JEDEC热阻测试的标准，对不同电压等级、不同封装结构的GaN器件进行测试，验证了使用导通电阻作为温度敏感参数的热阻测试方法的正确性。

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2023年第23卷第11期 pp. 110104

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基于内建自测试电路的NAND Flash测试方法

解维坤, 白月芃, 季伟伟, 王厚军

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0168

摘要（1121）

PDF （1268KB）（72）

随着NAND Flash在存储器市场中的占比与日俱增，对NAND Flash的测试需求也越来越大。针对NAND Flash存储器中存在的故障类型进行讨论，并对现有测试算法进行分析，为提高故障覆盖率以及降低测试时间，对现有的March-like测试算法做出改进，改进算法比March-like算法的故障覆盖率提高了16.7%，测试时间减少了30%。完成存储器内建自测试（MBIST）电路设计，并设计了FPGA最小系统板并进行板级验证，结果验证了MBIST电路以及改进的测试算法的可行性。

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2023年第23卷第11期 pp. 110103

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集成电路成品测试的常见问题分析

倪宋斌,马美铭

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0173

摘要（1039）

PDF （1020KB）（154）

随着集成电路产业的快速发展，芯片特征尺寸不断缩小，其集成度与复杂度却来越高，这使得集成电路测试的重要性不断上升。成品测试作为集成电路生产过程中的最后一步，其针对芯片电性能的测试也是最全面的。为了保证芯片在极端环境下仍可使用，一般在成品测试中会对芯片进行常温（25 ℃）、低温（－55 ℃）和高温（125 ℃）测试，其目的是剔除不良品。除了电性能不良造成的电路失效，还有因测试硬件老化或损坏、测试方法不当以及温度差异造成的假性失效。通过分析测试异常发生的原因，发现优化测试插座的选型和测试板的设计以及优化测试程序的设置可以减少测试异常，这些方法对提高测试准确性有一定帮助。

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2023年第23卷第12期 pp. 120104

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Flash型FPGA内嵌BRAM测试技术研究

雷星辰,季伟伟,陈龙,韩森

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0172

摘要（997）

PDF （1086KB）（48）

Flash型FPGA由于具有高可靠性、卓越的安全性和即插即用的功能，被广泛应用于军事及航空航天领域。Flash型FPGA的内部结构复杂而庞大，因此研究其测试技术的可靠性和准确性至关重要。块随机存储器（BRAM）作为FPGA内部重要的存储模块，在传统测试中存在故障覆盖率较低的问题。为了扩大故障覆盖范围，对March C+算法进行了改进，优化后算法对写干扰故障（WDF）、写破坏耦合故障（CFwd）、干扰耦合故障（CFds）和字内耦合故障的检测能力得到了显著提高。结果表明，优化后的算法相较于March C+算法，其故障覆盖率提高了25个百分点，且与时间复杂度相同的March SS算法相比，其故障覆盖率提高了5.8个百分点。

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2023年第23卷第12期 pp. 120103

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基于ATE的千兆以太网收发器芯片测试方法

谢凌峰, 武新郑, 王建超

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0164

摘要（974）

PDF （1747KB）（86）

千兆以太网收发器芯片是一种最高能支持1000 Mbit/s传输速率的高速接口芯片。介绍了该类芯片的功能、硬件配置，针对ATE测试机台设计了相应的外围电路，在ATE测试机台上进行了寄存器读写测试和回环测试，利用测试机抓取了千兆以太网芯片输出的数据，测试结果验证了千兆以太网收发器芯片的功能正确性。

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2023年第23卷第11期 pp. 110102

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有机封装基板的芯片埋置技术研究进展

杨昆,朱家昌,吉勇,李轶楠,李杨

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0027

摘要（957）

PDF （2884KB）（561）

有机封装基板为IC提供支持、保护和电互联，是IC封装最关键的材料之一。系统级、微型化和低成本是IC封装的趋势，将有源、无源元件埋入封装基板，可以充分利用基板内部空间，释放更多表面空间，是减小系统封装体积的重要途径，因此有机封装基板的芯片埋置技术发展迅速。主要介绍有机封装基板的埋置技术发展过程，归纳了有机基板芯片埋置工艺路线类型，着重介绍了近十年不同的芯片埋置技术方案及其应用领域。在此基础上，对有机封装基板的埋置技术研究前景进行了展望。

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2024年第24卷第2期 pp. 020102

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测试原语：存储器故障最小检测序列的统一特征

肖寅东,王恩笙,路杉杉,戴志坚

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0169

摘要（876）

PDF （1217KB）（118）

March算法作为一类高效的存储器测试算法，已在学术界得到广泛、深入的研究，并取得了卓越成果。然而，当前以故障原语为核心的故障建模方法无法直接应用于March算法的分析。提出了一种新的测试原语，将其作为故障原语与March算法之间的桥梁，以期简化测试算法的分析、生成过程。该测试原语描述了March算法检测对应故障所必须具备的共性特征，形成了高度灵活且可拓展的March算法分析单元。根据故障原语生成了对应的测试原语，通过理论分析证明了该测试原语具有完备性、唯一性和简洁性的特点。

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2023年第23卷第12期 pp. 120101

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Chiplet封装用有机基板的信号完整性设计

汤文学,孙莹,周立彦

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0026

摘要（872）

PDF （2783KB）（444）

芯粒（Chiplet）技术带来了芯片规模、性能和成本的平衡，受到了业界和用户的高度关注。针对不同的Chiplet封装方案，对先进/标准封装方案中电气互连的参数与性能进行比较并解读。基于国内的有机基板工艺，从设计和仿真角度对Chiplet标准封装方案进行技术可行性研究。在合理的端接配置下，信号通道的性能可以达到UCIe的设计要求。结果表明，有机基板的低损耗、灵活布线等特性在一定程度上弥补了硅基板在互连密度和能效方面的短板。该研究为Chiplet通用协议的国产应用转化以及Chiplet封装设计提供了参考。

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2024年第24卷第2期 pp. 020101

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集成电路有机基板倒装焊失效分析与改善

朱国灵,韩星,徐小明,季振凯

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0077

摘要（824）

PDF （1456KB）（272）

为了满足产品便携化和多功能性的需求，芯片设计正朝着多功能和大规模集成的趋势发展，集成电路封装也逐步向大尺寸、高密度的方向演进，特别是倒装芯片技术的应用，可以实现更高的封装密度和更快的信号传输速度。然而，不同材料的热膨胀系数存在差异，热失配容易引发互联凸点开路失效。为研究有机基板倒装焊集成电路在封装制程中失效的原因，采用扫描电子显微镜（SEM）结合有限元分析法，模拟有机基板在温度循环和回流焊过程中的应力分布状态并进行分析，结果表明，在回流焊过程中有机基板四周边缘位置的凸点所受应力较大。采用磁性载具和在焊盘上预制焊料的方法可以显著降低电路失效风险。

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2024年第24卷第2期 pp. 020111

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BGA封装电路焊球外观异常解决方案研究

丁鹏飞,王恒彬,王建超

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0171

摘要（819）

PDF （1012KB）（232）

在使用常用测试插座进行BGA封装电路测试时，电路焊球外观会产生异常。为解决外观异常问题，以常用测试插座为基础，设计并实现了一种新型测试插座。常用测试插座为弹簧针式接触结构，新型测试插座的接触件采用无针式设计。通过实验验证在不同温度和工作电压下两种插座对BGA封装电路焊球外观的影响，并通过显微镜观察结果。试验结果表明，测试过程中优化设计后的插座能明显减少对BGA封装电路焊球外观的影响，同时，不同温度和工作电压对BGA封装电路焊球外观并无明显影响。

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2023年第23卷第12期 pp. 120102

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基于FCBGA封装应用的有机基板翘曲研究

李欣欣,李守委,陈鹏,周才圣

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0050

摘要（817）

PDF （2488KB）（355）

有机基板作为IC封装的重要载体，其制造材料的特性对封装工艺的稳定性及可靠性有重要影响。针对倒装芯片球栅阵列（FCBGA）有机基板在再流焊过程中的翘曲问题，使用热形变测试仪研究了不同尺寸和芯板厚度的有机基板在再流焊过程中的共面性及形变情况，研究FCBGA有机基板的翘曲行为。针对大尺寸FCBGA有机基板在再流焊过程中的翘曲问题，从脱湿、夹持载具以及再流焊曲线优化等方面提出改善措施，为FCBGA有机基板的封装应用提供参考。

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2024年第24卷第2期 pp. 020108

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大尺寸有机基板的材料设计与封装翘曲控制

李志光,胡曾铭,张江陵,范国威,唐军旗,刘潜发,王珂

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0039

摘要（809）

PDF （1495KB）（351）

倒装芯片球栅阵列（FCBGA）基板具有尺寸大、层数多等特点，可以满足大尺寸芯片超高速运算的需求。随着芯片尺寸的增大，有机基板的翘曲问题变得更加突出，因此，需要对有机基板材料在热膨胀系数（CTE）、模量、树脂收缩率、应力控制等方面进行升级。对FCBGA基板使用的大尺寸有机基板材料进行研究，重点研究其关键性能参数，如CTE、模量和树脂收缩率等，进一步探讨了对树脂基体、无机填料和玻璃纤维布等材料的选择以及生产制造过程中的应力控制，并对大尺寸有机基板材料技术的发展趋势进行了展望。

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2024年第24卷第2期 pp. 020106

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有机基板用增层膜性能与一致性的探讨

李会录,张国杰,魏韦华,李轶楠,刘卫清,杜博垚

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0032

摘要（802）

PDF （1790KB）（221）

增层膜是集成电路封装用有机基板的关键材料，起到绝缘、导热和的电气连接的作用。增层膜性能是由树脂体系、固化体系、填料以及膜的半固化处理等因素决定的。从国内外增层膜研究现状以及集成电路封装用有机基板的发展趋势出发，研究影响增层膜性能一致性的因素，并对增层膜低收缩率、高剥离力、低介电性和热稳定性的发展方向进行了探讨。控制电子级环氧树脂环氧当量、分子量和分子量大小分布等性能可实现膜加工性和性能一致性。环氧基的增层膜是高密度封装有机基板的主流产品，随着介电常数和损耗越来越小的要求，环氧树脂非极性和对称官能团的改性变得越来越重要。

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2024年第24卷第2期 pp. 020104

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有机封装基板常见失效模式与制程控制

周帅林,孟凡义,张领,李国有,滕少磊

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0064

摘要（794）

PDF （2926KB）（284）

随着封装技术的迅速发展，集成电路封装需要具备微型化、多功能化、高频、高速、高性能以及低成本等特点。为了满足先进封装的需求，有机封装基板朝着小孔径、高布线密度、小尺寸等方向发展，这一发展趋势对基板的机械稳固性、散热性和电学性能提出了更高的要求，对内部互连可靠性、离子迁移以及焊点牢固性的控制带来很大挑战。研究了孔底开裂、离子迁移、焊点开裂等失效模式，分析其失效机理，总结失效模式的影响因素，有针对性地提出了有效的基板制程控制措施。

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2024年第24卷第2期 pp. 020109

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基于有机基板的化学镍钯浸金工艺应用与测评

刘彬灿,李轶楠

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0084

摘要（772）

PDF （1147KB）（199）

有机基板被广泛应用于电子封装领域，常见的表面处理工艺包括电镀镍金、化学镍金、浸锡、浸银等工艺。在众多表面处理工艺中，化学镍钯浸金工艺因其具有较好的综合性能展现出显著优势。化学镍钯浸金工艺是在化学镍金工艺的基础上增加了化镀钯环节，采用该工艺先对基板表面进行化镀镍处理，再进行化镀钯处理，最后完成化学浸金处理。钯镀层可以防止金在沉积过程中腐蚀镍镀层以及阻挡镍向金属间化合物（IMC）层扩散。利用X-Ray、电子扫描显微镜（SEM）、聚焦离子束（FIB）等图像分析方法，对比了不同厂商的化学镍钯浸金镀层的厚度、微观形貌及质量，结果表明，平整且致密的钯镀层可以有效避免镍腐蚀现象。

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2024年第24卷第2期 pp. 020110

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有机封装基板界面处理工艺对结合强度与可靠性的影响

梁梦楠,陈志强,张国杰,姚昕,李轶楠,张爱兵

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0037

摘要（704）

PDF （1989KB）（327）

封装基板分层是塑封电路常见的一种失效模式，塑封基板分层会导致整个电路出现开路问题。基板分层通常与其界面间结合强度不足、基板水汽等有关。研究了铜表面的粗化处理、味之素堆积膜（ABF）表面的等离子清洁对铜和ABF表面的形貌、粗糙度以及界面间结合的影响，粗化后的铜表面与ABF树脂的剥离界面分析结果证明界面间断裂失效属于物理结合力失效。同时还对基板加工过程的吸水率及不同烘烤参数对除水效果的影响进行了研究。通过引入铜面粗化处理、等离子清洁和增层前烘烤，解决了基板封装后出现分层的问题，同时封装后的产品通过了部分热可靠性测试。

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2024年第24卷第2期 pp. 020105

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基于高密度有机基板工艺的Ka波段天线设计与制造

庞影影,周立彦,王剑峰,王波

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0031

摘要（683）

PDF （1463KB）（213）

与传统集成技术相比，有机基板的多层结构不仅可以集成相控阵天线、叠层微带天线等多款天线，其在布线密度、芯片内埋、封装一体化方面也展现出较大优势。介绍了基于高密度有机基板工艺的Ka波段叠层微带天线设计与制造过程，并通过测试验证了其反射特性。使用有机基板集成天线，有利于实现无线通信系统的小型化，其在通信和雷达探测领域有较大的应用潜力。

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2024年第24卷第2期 pp. 020103

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有机封装基板标准化工作现状及发展思考

李锟,曹易,田欣,薛超

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0040

摘要（544）

PDF （1620KB）（168）

随着我国集成电路产业的发展，作为集成电路封装重要零部件的一种特殊印制电路板（PCB）——有机封装基板呈现出高速增长的态势，相应的标准化需求日渐显现。回顾了过去我国PCB领域标准化的方针，分析了工作方针调整的必要性。在梳理和总结有机封装基板产业发展关键点的基础上，提出了有机封装基板标准化工作新的发展思路，指出了基于客户联系、产品良率控制和原材料研制等方面的标准化工作重点任务。针对其发展趋势，聚焦嵌入式基板这个未来可能给整个有机封装基板产业链带来重组的着力点，提出了我国在这一产业变革中未来标准化工作的思路和任务。

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2024年第24卷第2期 pp. 020107

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人工智能芯片先进封装技术

田文超;谢昊伦;陈源明;赵静榕;张国光

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0011

摘要（431）

PDF （3240KB）（779）

随着人工智能（AI）和集成电路的飞速发展，人工智能芯片逐渐成为全球科技竞争的焦点。在后摩尔时代，AI芯片的算力提升和功耗降低越来越依靠具有硅通孔、微凸点、异构集成、Chiplet等技术特点的先进封装技术。从AI芯片的分类与特点出发，对国内外典型先进封装技术进行分类与总结，在此基础上，对先进封装结构可靠性以及封装散热等方面面临的挑战进行总结并提出相应解决措施。面向AI应用，对先进封装技术的未来发展进行展望。

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2024年第24卷第1期 pp. 010204

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先进封装RDL-first工艺研究进展

张政楷,戴飞虎,王成迁

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0134

摘要（377）

PDF （2325KB）（370）

随着摩尔定律逐步达到极限，大量行业巨头暂停了7 nm以下工艺的研发，转而将目光投向先进封装领域。其中再布线先行（RDL-first）工艺作为先进封装技术的重要组成部分，因其具备高良率、高密度布线的优势吸引了大量研究者的目光。总结了RDL-first工艺的技术路线及优势，详细介绍其工艺进展，模拟其在程序中的应用，并对RDL-first工艺的发展方向进行展望，为RDL-first技术的进一步优化提供参考。

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2023年第23卷第10期 pp. 100205

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封装用玻璃基板的热应力翘曲研究

闫伟伟;朱泽力;李景明

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0001

摘要（335）

PDF （900KB）（419）

通过理论分析、仿真模拟、实验验证相结合的方法对封装用玻璃基板的热应力翘曲进行研究。结果表明，相较于传统的有机化合物基板，玻璃基板降低热应力翘曲的效果十分显著。以双材料板模型为研究对象，通过对不同模型进行分析对比，总结了不同因素对热应力翘曲的影响。增加玻璃基板的厚度对降低翘曲的效果最为显著。提高玻璃基板的热膨胀系数（CTE），使其接近堆积膜的CTE，有助于降低翘曲。对堆积膜进行较多的分区可以显著改善翘曲。同时，重力也是不可忽略的影响因素，产品的放置方式决定了翘曲方向并影响翘曲值。

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2024年第24卷第1期 pp. 010201

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汽车电子电气架构的发展及趋势

周伟;陈旭乾;葛成华

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0006

摘要（324）

PDF （2210KB）（198）

随着汽车功能的日益增加，传统的电子电气（EE）架构面临很大的挑战，从而迫使整车的电子电气架构不断地演进，从传统的分布式向集中式转变，从面向信号的软件架构向面向服务的软件架构转变，从控制局域网络（CAN）、局域互联网络（LIN）总线向车载以太网通信架构转变。介绍了汽车电子电气架构的现状以及面临的挑战，概述了汽车电子电气架构的演进路线及具体方案技术，结合电子电气架构的演进趋势，对电气架构未来的发展方向提出展望。

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2024年第24卷第1期 pp. 010501

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引线键合中焊盘裂纹的产生原因及改善方法

马勉之,杨智群,张德涛

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0160

摘要（269）

PDF （1422KB）（349）

引线键合是封装的关键工序之一。通过第一焊点同芯片焊盘键合、第二焊点同基板键合及线弧成形的方法实现电路的导通连接，进而实现产品的功能。在第一焊点同芯片焊盘键合的过程中，焊盘会受到一定的键合应力，过大的应力易造成焊盘裂纹，导致产品失效。因此，第一焊点的键合强度及引线键合参数的设置尤为重要。通过优化焊盘结构、引线键合参数及键合作业模式的方法来降低发生焊盘裂纹的风险，为避免不同材质及结构的焊盘出现焊盘裂纹提供参考。

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2023年第23卷第12期 pp. 120202

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倒装焊结构的大规模集成电路焊点失效机理研究

王欢,林瑞仕,朱旭锋,胡圣,李凌

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0129

摘要（258）

PDF （1385KB）（293）

在倒装焊结构的球栅阵列（BGA）封装大规模集成电路（LSIC）的服役过程中，由于BGA焊球、基板材料和PCB材料的热膨胀系数不同，焊点失效成为倒装焊结构LSIC的主要失效模式。焊点失效与焊料性质、焊接时间和温度、制造中的缺陷等密切相关。结合焊点失效的常见形貌及实例，研究倒装焊结构的LSIC的焊点失效模式及失效机理。针对可能引发失效的因素，提出从工艺到应用的一系列预防措施，对提升该类型电路的可靠性具有指导意义。

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2023年第23卷第10期 pp. 100202

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浅谈超导量子比特封装与互连技术的研究进展

汪冰,刘俊夫,秦智晗,芮金城,汤文明

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0137

摘要（240）

PDF （2767KB）（240）

基于超导量子电路的量子计算技术已经在退相干时间、量子态操控和读取、量子比特间可控耦合、中大规模扩展等关键技术上取得大量突破，成为构建通用量子计算机和量子模拟机最有前途的候选技术路线之一。在介绍超导量子比特原理的基础上，结合自主创新成果，对国内外超导量子比特封装与互连技术的发展进行评价，并重点探讨了超导量子比特三维集成封装解决方案以及与外部稀释制冷机测控线路的高密度互连方案，为尽快缩小与国外超导量子计算机的差距提供超导量子比特封装与互连技术支撑。

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2023年第23卷第10期 pp. 100207

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高功率半导体用纳米银焊膏的研究现状^*

张宸赫,李盼桢,董浩楠,陈柏杉,黄哲,唐思危,马运柱,刘文胜

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0059

摘要（216）

PDF （2821KB）（515）

在第3代半导体作为核心部件的前提下，更紧凑、高频率、高功率的电子器件在射频和微波电子、能源转换与储存、军事雷达和通信等领域展现出广泛的应用潜力。然而，高性能电子器件对其封装材料的导电性、导热性以及连接处的机械性能提出了更为严格的要求。纳米银焊膏因其卓越的低温烧结性能和在高温环境下的出色表现引起了广泛关注。然而，国内银粉和银焊膏产品的质量相对较低，且研发过程缺乏理论指导，必须依赖进口材料。基于高功率半导体用纳米银焊膏，综述了通过液相化学还原法合成纳米银粉的研究进展，以及纳米银焊膏的烧结机理、影响其性能的因素和控制方法，有望为国内纳米银焊膏的研发和生产提供有益的指导和支持。

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2024年第24卷第5期 pp. 050203

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基于陶瓷基板微系统T/R组件的焊接技术研究

王禾,周健,戴岚,张丽

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0144

摘要（215）

PDF （1986KB）（164）

陶瓷基板微系统T/R组件具有体积小、密度高、轻量化等特点，正在逐步取代传统微组装砖式T/R组件。在微系统封装新技术路线的引领下，T/R组件对于微电子焊接技术的需求发生了较大变化。针对基于陶瓷基板微系统T/R组件的微电子焊接技术展开了论述，重点阐述了新技术路线与传统技术路线对于技术需求的差异，对围框钎焊、焊球/焊柱钎焊、基板与器件钎焊、高密度键合及盖板气密封焊等关键技术进行了介绍，归纳并总结了近年来相关技术领域的研究现状，并给出了现有技术水平条件下满足高可靠、低成本封装需求的最优工艺方法，为微电子焊接技术的发展提供了参考。

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2023年第23卷第11期 pp. 110202

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大功率LED芯片直接固晶热电制冷器主动散热^*

梁仁瓅,牟运,彭洋,胡涛,王新中

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0124

摘要（210）

PDF （1818KB）（198）

发光二极管（LED）作为新一代绿色固态照明光源，已广泛应用于照明和显示等领域，但散热问题一直是大功率LED封装的关键技术瓶颈。采用大功率LED芯片直接固晶热电制冷器（TEC）的主动散热方法，可增强大功率LED的热耗散，提升大功率LED的发光性能和长期可靠性。利用高精度陶瓷基板和纳米银膏材料制备出高性能TEC，TEC冷端温度最低可达-22.2℃。将LED芯片直接固晶于TEC冷端的陶瓷基板焊盘上，实现LED芯片与TEC的集成封装，制备出LED-TEC主动散热模块。在芯片电流为1.0 A时，由于热电制冷的珀尔帖效应，LED-TEC模块可将LED芯片的工作温度从232℃降低到123℃（降温幅度为109℃），且可使其输出光功率从1087 mW提升到1479 mW，光功率提升幅度达到36.1%。

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2023年第23卷第10期 pp. 100201

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深紫外光刻工艺的环境控制

范钦文,顾爱军

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0145

摘要（207）

PDF （1856KB）（108）

从室外环境、净化厂房环境和深紫外光刻机设备内部的微环境3个层面，梳理空气颗粒污染物、空气分子污染物和振动等工艺环境问题的来源，构建深紫外光刻工艺环境模型。分析准分子激光器、光路、上版系统、传片系统和主工作台等深紫外光刻机主要部件在工艺环境控制方面的特殊要求。研究深紫外光刻工艺使用的化学放大光刻胶的工作机理，分析空气分子污染物对光刻胶乃至整个光刻工艺的影响。研究空气颗粒污染物、空气分子污染物和振动有关的技术标准和控制等级要求。提炼、总结深紫外光刻工艺环境控制方案，从3个层面逐级开展空气颗粒污染物控制、空气分子污染物控制、温湿度控制和防微振工作。

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2023年第23卷第11期 pp. 110401

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不同I/O端数金凸点倒装焊的预倒装工艺研究

赵竟成,周德洪,钟成,王晓卫,何炜乐

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0146

摘要（178）

PDF （1948KB）（127）

金凸点热压超声倒装焊中涉及的主要工艺参数，如压力和超声功率，会随着I/O端数的改变产生较大差异。对具有不同数量I/O端的金凸点倒装焊工艺参数进行研究和优化，有助于透析产生差异的根源，指导实际生产。通过对I/O端数分别为121、225、361的金凸点倒装焊工艺参数进行研究，发现随着I/O端数量的增加，单位凸点上的最大平均剪切力依次减小，达到最大平均剪切力时所需单位凸点上的平均超声功率和平均压力依次减小。工艺窗口依次缩窄的主要原因是热压超声过程中传递的能量不均匀。在倒装焊工艺中，使用预倒装的方法可使各凸点在倒装焊中的能量分布更均匀，使用此方法对具有361个I/O端的芯片进行倒装焊，单位凸点上的平均剪切力达到了0.54 N，比未使用此方法时的平均剪切力（0.5 N）提高了8%。

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2023年第23卷第11期 pp. 110203

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环氧树脂及酚醛树脂黏度对环氧塑封料性能的影响

曹二平

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0003

摘要（178）

PDF （906KB）（192）

以联苯多芳香型环氧树脂为基体、联苯多芳香型酚醛树脂为固化剂，制备了5种环氧塑封料。通过电热盘、毛细管流变仪、邵氏热硬度仪、动态热机械分析仪、万能拉伸试验机和超声波扫描仪等对环氧塑封料进行表征。结果表明，当环氧树脂的黏度从1.2 Pa·s提高到3.7 Pa·s、酚醛树脂的黏度从0.8 Pa·s提高到1.5 Pa·s时，环氧塑封料的凝胶化时间从31 s下降到22 s；螺旋流动长度从137.16 cm下降到88.90 cm，降低了35.2%；环氧塑封料的黏度从19.6 Pa·s提高到35.8 Pa·s，提高了82.7%；内部气孔从20个减少到4个。这些变化说明环氧塑封料的黏结性降低、模量提高。环氧树脂黏度对环氧塑封料性能的影响大于酚醛树脂黏度。

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2024年第24卷第1期 pp. 010202

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一种基于ACOT的Buck型开关电源设计

谢凌寒,孙祎轩,周颖,荣悦

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0151

摘要（173）

PDF （1249KB）（82）

基于自适应恒定导通时间（ACOT）控制方式，设计了一种恒频效果良好的降压型DC-DC转换器。该转换器采用V²COT架构，兼具输出精度高和瞬态响应速度快的特点。采用一种改进的自适应导通时间控制方式，降低了负载电流对开关频率的影响，使转换器在连续导通模式（CCM）下具有良好的开关频率稳定性。基于东部高科0.15 μm BCD工艺完成流片，芯片输入电压为4.5~17 V，输出电压为0.76~7 V，最大负载电流为3 A，开关频率为1 MHz。测试结果表明，在CCM模式下，开关频率随输入电压变化率为2.67 kHz/V，随负载电流变化率为2.95 kHz/A，峰值效率达96.43%，输出电压纹波为8. 2mV，负载调整率为0.93%，负载瞬态响应时间小于20μs。

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2023年第23卷第11期 pp. 110303

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LTCC封装散热通孔的仿真与优化设计

刘俊永

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0152

摘要（168）

PDF （1735KB）（160）

低温共烧陶瓷（LTCC）封装散热通孔设计是集成电路封装设计的重要内容之一。以某CLCC40型LTCC外壳为例，使用有限元仿真软件对几种不同的散热通孔设计进行3D建模和稳态热仿真。通过对比芯片结到外壳的热阻仿真结果，得到了散热通孔的优化设计方案。仿真结果表明，采用该设计的LTCC外壳的散热效果优于质量分数为92%的氧化铝陶瓷外壳，但略差于氮化铝陶瓷外壳。

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2023年第23卷第11期 pp. 110205

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适用于数字T/R组件的小型化三维SiP收发变频模块设计

宋俊欣, 杨旭, 潘碑, 柳超

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0147

摘要（160）

PDF （1461KB）（122）

研究并实现了适用于数字T/R组件的2种小型化三维系统级封装（SiP）收发变频模块的设计。为了获得更高的隔离度与杂散指标，设计了2种SiP变频模块，分别实现Ku波段和S波段的一次变频功能，模块内部集成双向放大器、滤波器和混频器等。SiP变频模块采用三维垂直互联、板级堆叠工艺（POP）、LC滤波器等多种技术，每个模块的尺寸仅有14.2 mm×8.5 mm×3.8 mm。2种SiP模块组合使用可实现信号在Ku波段至125MHz的2次收发变频功能，8.5 mm的宽度非常适用于数字T/R组件。同时给出了SiP模块化数字T/R组件的设计解决方案。

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2023年第23卷第11期 pp. 110301

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基于通用异步收发器的高速SerDes测试

柏娜,朱非凡,许耀华,王翊,陈冬

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0132

摘要（160）

PDF （1494KB）（65）

提出了一种基于通用异步收发器（UART）的高速串行解串器（SerDes）的调试方法。由于SerDes在封装过程中管脚数量有限，难以把物理层（PHY）的测试点全部引出作为测试芯片的管脚。为了解决此问题，引入了UART模块作为PHY与外界通信的转换模块。针对待测的SerDes IP制定测试方案，此方案将UART等模块与待测IP级联，并通过UART模块将SerDes调试所需的配置参数传输到PHY的控制寄存器，从而在控制寄存器的控制下完成对PHY内部寄存器的读写操作。在1.25 Gbit/s、20 bit的工作模式下，完成对SerDes误码率的测试，实现了对SerDes芯片参数的动态调试，大大减少了测试复杂度和测试时间。

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2023年第23卷第10期 pp. 100203

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可变容量的高可靠Flash型FPGA配置存储器设计

曹正州,查锡文

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0127

摘要（160）

PDF （2244KB）（46）

采用0.18μm 2P6M Flash工艺设计了一款FPGA配置存储器，为SRAM型FPGA提供了串行和并行的码流加载方式，最高工作频率为50MHz，具有存储容量可变、可靠性高的优点。通过设计地址侦测电路实现了该FPGA配置芯片的存储容量可变，从而提高了该配置芯片的适用范围；通过设计双模的复位电路，使芯片更适应复杂的电源环境，提高了上电复位的可靠性；通过设计存储器内建自测试（MBIST）电路，实现了对Flash全地址存储空间的自测试和对电路的高效筛选，减少了芯片的测试时间，同时提高了配置芯片存储空间的可靠性。

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2023年第23卷第10期 pp. 100301

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基于Innovus的局部高密度布局规避方法

李应利;王淑芬

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0009

摘要（158）

PDF （1002KB）（78）

标准单元布局是数字集成电路后端设计的重要环节之一，标准单元密度过高影响着工具的布线和时序的优化。采用UMC 28 nm工艺，基于Innovus的两种方法，解决由于局部高密度标准单元导致保持时间违例、无法通过工具自动化修复的问题，在实现时序优化的同时降低了动态IR Drop。结果表明，在PreCTS阶段设置setPlaceMode-place_global_max_density value对于后续时序优化效果更好，且动态IR Drop降低8.85%。

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2024年第24卷第1期 pp. 010302

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三维集成堆叠结构的晶圆级翘曲仿真及应用

谭琳,王谦,郑凯,周亦康,蔡坚

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0015

摘要（158）

PDF （2179KB）（359）

随着先进电子封装产品对低成本和高性能的需求不断提高，三维集成技术以其传输速度快、功耗低、封装尺寸小、系统集成度高等优势，逐渐成为一个主流研发方向。三维集成封装通常采用晶圆级制造技术，由于半导体制造工艺及三维结构设计的复杂性，加之晶圆尺寸增大、厚度减小等发展趋势，使得有效控制晶圆翘曲以保证产品良率和可靠性面临着更大挑战。针对12英寸晶圆的典型三维集成结构，采用有限元仿真分析方法，研究多层薄膜堆叠产生的晶圆翘曲。对临时键合、晶圆减薄、晶圆键合及解键合等不同晶圆制造工艺中的翘曲变化进行了模拟计算，并选取关键工艺及设计参数进行评估与优化。通过对比实际产品的测量结果验证了仿真模型的合理性，运用仿真方法为产品设计提供了参数选择的指导依据。

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2024年第24卷第4期 pp. 040201

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ASM E2000硅外延片异常背圈现象研究与分析

徐卫东;肖健;何晶;袁夫通

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0005

摘要（156）

PDF （1022KB）（58）

ASM E2000外延炉在生产硅外延片的过程中，晶圆背面有时会出现异常背圈的现象，包括背圈大小异常、背圈形状异常、背圈偏心等。经研究发现，背圈现象只会在非二氧化硅背封的晶圆上出现。针对异常背圈的产生，进行了滑片、气流、温度、时间等相关参数的实验验证，得到背圈形成的原因及异常背圈产生的原因。晶圆经900 ℃烘烤60 s就会形成背圈，这是外延过程中的正常现象，但是不规则的背圈通常伴随着其他外延工艺参数的同步变差，异常背圈可以通过调整工艺参数、设备滑片、跳片以及更换石墨件来解决。

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2024年第24卷第1期 pp. 010402

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无凸点混合键合三维集成技术研究进展^*

戚晓芸,马岩,杜玉,王晨曦

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0079

摘要（147）

PDF （3109KB）（329）

数字经济时代，高密度、低延迟、多功能的芯片是推动人工智能、大模型训练、物联网等高算力需求与应用落地的基石。引线键合以及钎料凸点的倒装焊存在大寄生电容、高功耗、大尺寸等问题，使传统封装难以满足窄节距、低功耗、小尺寸的应用场景。无凸点混合键合技术能够实现极窄节距的互连，在有效避免倒装焊凸点之间桥连短路的同时降低了寄生电容，减小了封装尺寸和功耗，满足了高性能计算对高带宽、多功能的要求。对无凸点混合键合技术所采用的材料、键合工艺与方法以及在三维集成中的应用展开了介绍，并对其发展趋势进行了展望。

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2024年第24卷第6期 pp. 060114

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基于陶瓷衬底的薄膜再布线工艺及组装可靠性研究

朱喆,黄陈欢,李林森,刘俊夫

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0167

摘要（146）

PDF （1583KB）（137）

随着军用武器装备向着智能化、小型化方向发展，业界对集成封装技术提出了更高的要求。基于陶瓷衬底的高密度薄膜再布线技术可应用于薄膜陶瓷多芯片组件（MCM-C/D）封装结构，实现感知系统、计算系统、测试系统等的小型化集成。制备了基于共烧陶瓷衬底的两层金属两层介质（HTCC-2M2P）结构的高密度载板样品，布线密度≤40μm/40μm，经过高温存储、温度循环等环境考核后，再布线层的可组装性满足GJB548标准对于焊接和引线键合的技术要求。

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2023年第23卷第10期 pp. 100208

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4047铝合金成分对激光焊接气孔的影响

李宸宇,王传伟,吴昱昆,魏之杰

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0159

摘要（146）

PDF （1269KB）（71）

4047铝合金被广泛应用于航空航天微波组件中。探究了不同组织成分的4047铝合金在激光焊接中形成气孔的机理。研究结果表明，合金中的Si含量偏低会降低材料的热吸收率，导致热熔区流动性降低，易形成气孔。通过增大焊接激光功率，提高合金热输入量，可以减少气孔产生，提高产品的气密合格率。合金组织取向性引起的焊接应力增大也易导致焊接气孔的产生，通过在焊前进行消除应力退火处理，可以改善焊接质量。

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2023年第23卷第12期 pp. 120201

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三维异构集成的发展与挑战

马力,项敏,吴婷

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0143

摘要（145）

PDF （1982KB）（268）

三维异构集成技术带动着半导体技术的变革，用封装技术上的创新来突破制程工艺逼近极限带来的限制，是未来半导体行业内的关键技术。三维异构集成技术中的关键技术包括实现信号传输和互连的硅通孔/玻璃通孔技术、再布线层技术以及微凸点技术，不同关键技术相互融合、共同助力三维异构集成技术的发展。芯片间高效且可靠的通信互联推动着三维异构集成技术的发展，现阶段并行互联接口应用更为广泛。异构集成互联接口本质上并无优劣之分，应以是否满足应用需求作为判断的唯一标准。详述了三维异构集成技术在光电集成芯片及封装天线方面的最新进展。总结了目前三维异构集成发展所面临的协同设计挑战，从芯片封装设计和协同建模仿真等方面进行了概述。建议未来将机器学习、数字孪生等技术与三维异构集成封装相结合，注重系统级优化以及协同设计的发展，实现更加高效的平台预测。

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2024年第24卷第6期 pp. 060112

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芯片封装界面接触热性能设计

王晨

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0053

摘要（144）

PDF （559KB）（248）

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2024年第24卷第4期 pp. 040601

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Sn95Sb5焊料与ENIG/ENEPIG镀层焊点界面可靠性研究

徐达,魏少伟,申飞,梁志敏,马紫成

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0023

摘要（142）

PDF （1528KB）（119）

研究了Sn95Sb5焊料在化学镍金（ENIG）镀层、化学镍钯浸金（ENEPIG）镀层表面形成的焊点界面微观组织形貌与剪切强度。使用Sn95Sb5焊料在FR4印制板上焊接0805片式电容，焊点在高温时效测试和温度循环过程中均表现出较高的剪切强度，焊点界面连续且完整，剪切强度下降的最大幅度不超过19.2%。Sn95Sb5焊料在ENIG镀层表面形成的焊点（Sn95Sb5/ENIG焊点）强度更高。Sn95Sb5焊料在ENEPIG镀层表面形成的焊点（Sn95Sb5/ENEPIG焊点）界面反应更为复杂，在焊点界面附近可观察到条块状的（Pd，Ni，Au）Sn₄。Sn95Sb5/ENEPIG焊点界面的金属间化合物层平均厚度约为Sn95Sb5/ENIG焊点界面的2倍。

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2024年第24卷第3期 pp. 030205

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宽带射频垂直过渡结构的设计

伊雅新,杨睿天,辜霄,李庆东,孙科,杨秀强

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0142

摘要（140）

PDF （1388KB）（102）

针对多层毫米波的射频传输问题，设计了一种宽带射频垂直过渡结构。通过调节微带线枝节与绝缘子之间的匹配关系，使射频信号在多层介质基板中实现低损耗、宽频带的传输。利用三维电磁仿真软件对该过渡结构进行了建模仿真，实物加工和测试结果表明，在DC至40GHz的频带范围内回波损耗低于-8 dB，插入损耗大于-2.2 dB（包含了接头损耗及加工误差）。

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2023年第23卷第10期 pp. 100303

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GaN器件辐照效应与LDO电路的单粒子敏感点协同设计研究^*

朱峻岩;张优;王鹏;黄伟;张卫;邱一武;周昕杰

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0010

摘要（138）

PDF （1764KB）（161）

创新地开展p型栅GaN器件的单粒子辐照与建模研究，提取的单粒子激励电流首次被加载用于全GaN的低压差线性稳压器（LDO）稳压电路的单粒子设计中，获得了该电路单粒子敏感节点，最终得到该节点在重载状态与轻载状态时对应的单粒子瞬态（SET）响应分别为500 mV/60 ns，1210 mV/60 ns。上述研究建立起GaN器件-全GaN基电路的T-CAD/SPICE单粒子效应协同设计方法。

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2024年第24卷第1期 pp. 010404

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面向芯片三维封装的低成本玻璃基深沟电容技术

胡芝慧, 钟毅, 窦宇航, 于大全

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0165

摘要（136）

PDF （531KB）（187）

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2023年第23卷第10期 pp. 100601

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一种应用于Sub-6G的宽带低功耗低噪声放大器^*

倪城,王毅炜,杨定坤

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0156

摘要（135）

PDF （1185KB）（109）

提出了一种工作频率覆盖Sub-6G的宽带低噪声放大器（LNA），该电路采用电阻自偏置AB类放大器级联共源共栅放大器的结构，在实现宽带工作的同时兼具高增益、低功耗的特点。该LNA采用TSMC 40 nm CMOS工艺，在1.3 V工作电压下，增益高于27 dB，噪声系数低于2.6 dB，三阶输入交调截点为-5.6 dBm @ 6 GHz，1 dB压缩点为3.4 dBm @ 6 GHz，静态功耗仅为0.94 mW，版图面积为0.014 mm²。

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2023年第23卷第12期 pp. 120302

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电偶腐蚀对先进封装铜蚀刻工艺的影响

高晓义,陈益钢

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0143

摘要（132）

PDF （2042KB）（93）

在先进封装的铜种子层湿法蚀刻工艺中，电镀铜镀层的蚀刻存在各向异性的现象。研究结果表明，在磷酸、双氧水的蚀刻液体系中，因电偶腐蚀造成的凸点电镀铜蚀刻量约为铜种子层蚀刻量的4.9倍。通过分析凸点上锡、镍镀层的能谱数据及蚀刻效果，发现该凸点结构中的锡、镍镀层表面存在钝化层，导致锡、镍镀层的蚀刻量远低于铜镀层。在加入不同添加剂的蚀刻液中，通过络合铜或破坏锡、镍镀层表面钝化层的方法，均能达到抑制凸点上铜镀层发生电偶腐蚀的效果。其中，复合型添加剂可以使凸点上铜镀层的横向蚀刻量降低约82%，并且添加剂无残留风险。

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2023年第23卷第11期 pp. 110201

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基于Anand模型的BGA封装热冲击循环分析及焊点疲劳寿命预测^*

张惟斌,申坤,姚颂禹,江启峰

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0030

摘要（132）

PDF （1360KB）（124）

BGA封装在电子元器件中的互连、信息传输等方面起着重要作用，研究封装元件的可靠性以及内部焊点在高温、高湿、高压等极限条件下的稳定性显得尤为重要。基于Anand模型分析了封装元件在热冲击下的塑性变形和应力分布，同时对不同空间位置焊点的最大应力与主要失效位置进行了对比，并运用Darveaux模型计算出焊点最危险单元的裂纹萌生、裂纹扩展速率和疲劳寿命。结果表明，在热冲击极限载荷下，封装元件的温度呈现对称分布，表面温度与内部温度差较大，约为15 ℃；最大变形为0.038 mm，最大变形位置为外侧镀膜处；最大应力为222.18 MPa，内部其余部分的应力值为20 MPa左右。对于内部焊点，最大应力为19.02 MPa（250 s），应力最大位置在锡球下方边缘，预估其疲劳寿命为6.29天。

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2024年第24卷第3期 pp. 030207

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晶圆键合设备对准和传送机构研究综述

吴尚贤,王成君,王广来,杨道国

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0021

摘要（130）

PDF （2463KB）（227）

随着微机电系统和3D集成封装的快速发展，多功能高性能器件、小体积低功耗器件、耐高温耐高压器件以及小型化高集成度器件是目前封装领域研究的重点。晶圆键合设备对于这些高性能、多功能、小型化、耐高温、耐高压、低功耗的集成封装器件的量产起着至关重要的作用，因此对晶圆键合设备及其对准机构和传送机构的研究也十分重要。介绍了常用的晶圆键合设备与晶圆键合工艺、对准机构和传送机构的工作原理以及主要的晶圆键合设备厂商现状，同时对晶圆键合设备对准和传送机构的发展趋势进行展望，其未来将朝着高精度、高对准速度、高吸附度和高可靠性的方向发展。

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2024年第24卷第3期 pp. 030201

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基于新型部分积生成器和提前压缩器的乘法器设计

蔡永祺,李振涛,万江华

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0153

摘要（130）

PDF （1048KB）（104）

为了提高乘法器性能，采用基4 Booth编码算法设计Booth编码器，使用华莱士树压缩结构设计16 bit有符号数乘法器；针对部分积生成的复杂过程提出一种新的部分积生成器，同时进行部分积的产生与选择，提高了部分积生成效率；针对压缩过程中的资源浪费，提出一种部分积提前压缩器，将某几位部分积在进入压缩树之前进行合并，减少了压缩单元的使用。基于28 nm工艺对乘法器进行逻辑综合，关键路径延时为0.77ns，总面积为937.3 μm²，功耗为935.71 μW，能够较好地提升乘法器的面积利用率和运算性能。

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2023年第23卷第11期 pp. 110304

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一种9~26 GHz宽带MMIC低噪声放大器的设计与实现

叶坤,张梦璐,蒋乐,豆兴昆,丁浩

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0139

摘要（127）

PDF （1205KB）（62）

基于0.15 μm GaAs赝配高电子迁移率晶体管（pHEMT）工艺实现了一款工作频率覆盖9~26 GHz的宽带低噪声放大器。该放大器采用三级共源放大电路级联结构，前两级放大器采用电流复用来降低电路功耗，并提供一个较高的增益，并在后两级引入并联负反馈结构来扩展带宽、改善增益平坦度。测试结果表明，在9~26 GHz的宽频带范围内，芯片为单电源+5 V供电，静态电流为55 mA，噪声系数不大于2.5 dB，小信号增益大于18 dB并具有一定的正斜率，输出功率1 dB压缩点高于13 dBm，尺寸为1.75 mm×1.05 mm，具有宽频带、低噪声、低功耗、面积小等性能优势。

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2023年第23卷第10期 pp. 100302

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板上驱动封装LED的电源IC失效分析^*

梁为庆,梁胜华,邬晶,周升威,黄家辉,林凯旋,邱岳,潘海龙,方方

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0133

摘要（125）

PDF （1237KB）（55）

通过基础电性测试确认了板上驱动（DOB）封装LED光源的失效现象，通过X射线无损探测内部的结构，得到了基本电路结构原理图。分别对LED光源电路上的各个分立部分做示波器测试，确认了失效部位为电源IC。通过物理开封并结合扫描电子显微镜（SEM）、聚焦离子束显微镜（FIB-SEM）和能谱仪（EDS）测试，分析出该LED光源亮度下降的根本原因是电源IC异常。而该电源IC失效的原因为Fe元素残留与污染引发蚀刻异常，含Fe元素异物镶嵌在芯片内部，导致芯片内部蚀刻线路异常，造成内部功能单元失效，最终使IC功能偏离设计，局部或全部失效。

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2023年第23卷第10期 pp. 100204

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高电压芯片级串联SiC MOSFET模块的封装设计

尚海,梁琳,刘彤

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0158

摘要（124）

PDF （513KB）（166）

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2023年第23卷第11期 pp. 110601

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30 V SGT N-Channel MOSFET总剂量效应研究

徐海铭, 汪敏

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0162

摘要（123）

PDF （1464KB）（72）

对30 V SGT型N-Channel MOSFET进行了两种不同偏置的总剂量辐射实验，随着⁶⁰Coγ源射线剂量的增加，给出了两种偏置状态下器件实验前后的转移曲线和直流参数变化，揭示了SGT型功率器件随剂量和偏置的变化趋势和机理。研究结果表明，随着总剂量的增加，两种偏置下器件的阈值电压、导通电阻和击穿电压均出现下降的情况。不同之处是OFF态下主要参数发生变化的幅度收窄，下降幅度相对较小。同时，出现了击穿电压先增加后下降的现象，分析认为，在⁶⁰Coγ源射线的作用下器件沟槽栅极下方的多晶硅屏蔽栅极存在比较厚的氧化层，在低剂量时元胞和终端处的厚氧化层产生总剂量效应，使得SGT型功率器件发生局部场强改变，从而出现该变化。

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2023年第23卷第11期 pp. 110402

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基于16 nm FinFET工艺FPGA的低功耗PCIe Gen3性能研究

季振凯,杨茂林,于治

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0148

摘要（123）

PDF （1999KB）（54）

大数据时代对高速总线的高带宽、低延时及高灵活性有更苛刻的要求，高速串行总线（PCIe）与FPGA的集成能够满足新兴领域的需求，但需要对其在高温和低温下的性能稳定性及低功耗性进行探究。以16 nm FinFET工艺SRAM型FPGA为对象，搭建针对低功耗PCIe第三代（Gen3）的高速通信的性能测试、温升测试以及高温及低温功耗测试方案。测试结果表明，在通信过程中被测电路与CPU通信稳定，读写速率分别可达3907 MB/s、4430 MB/s，达到理论最大带宽的54.1%、61.4%；被测电路温升不显著，常温下电路的表面温度比对照电路低18.4%；其在高温125 ℃下的功耗比对照电路低41.9%。该工艺下的电路能够稳定运行PCIe Gen3总线，并在低功耗、低发热状态下实现高质量的信号传输。

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2023年第23卷第11期 pp. 110204

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面向Chiplet集成的三维互连硅桥技术^*

赵瑾,于大全,秦飞

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0102

摘要（123）

PDF （2740KB）（304）

摩尔定律的发展速度放缓和集成电路产品应用的多元化趋势，共同推动了先进封装技术的快速发展。先进互连技术是先进封装的核心，在高速、高频传输、功耗、超细节距互连以及系统集成能力等方面均展现出显著优势。硅桥技术作为Chiplet以及异构集成封装的重要解决方案，可以以较低的成本实现多芯片间的局部高密度互连，在处理器、存储器、射频器件中被广泛应用。介绍了业界主流的硅桥技术，并对硅桥技术的结构特点和关键技术进行了分析和总结。深入讨论了硅桥技术的发展趋势及挑战，为相关领域的进一步发展提供参考。

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2024年第24卷第6期 pp. 060101

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先进制程芯片失效定位技术现状及发展^*

李振远,徐昊,贾沛,万永康,张凯虹,孟智超

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0041

摘要（122）

PDF （2285KB）（183）

芯片工艺节点从2011年的28/22 nm、2015年的16/14 nm正向3/2 nm演进，晶体管的结构也由平面金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）转向立体的鳍式场效应晶体管（FinFET）。失效定位是芯片失效分析中承上启下的关键一步，随着芯片工艺制程的减小、晶体管结构的转变，传统失效定位技术在定位精度上已不能满足需求。为适应市场变化，先进制程芯片的失效定位技术也有了对应的发展和突破。重点介绍了先进制程芯片中常见的电子、光学失效定位技术，通过原理、案例明确各种技术的优缺点及优先适用的失效模式，并对未来的定位技术发展进行了展望。

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2024年第24卷第4期 pp. 040402

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忆阻器基神经形态计算器件与系统研究进展

郭文斌,汪泽清,吴祖恒,蔺智挺

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0017

摘要（118）

PDF （3251KB）（111）

忆阻器作为新原理器件，与现有互补金属氧化物半导体（CMOS）器件相比，具有结构简单、集成密度高、微缩性好、操作能耗低、易于三维集成等优点，是实现神经形态计算技术的理想存储器件之一。对近年来忆阻器基神经形态计算技术的研究进展进行综述，包括忆阻器基神经突触和神经元功能实现以及忆阻器基神经形态计算系统研究进展，并对当前忆阻器基神经形态计算技术仍然面临的挑战进行总结，对其前景做了展望。

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2024年第24卷第4期 pp. 040401

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基于立体视觉的IGBT针高检测

田文超,田明方,庄章龙,赵静榕

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0136

摘要（116）

PDF （2216KB）（80）

针对现有绝缘栅双极晶体管（IGBT）的pin针高度测量系统不能稳定、可靠地测量pin针高度的问题，设计了一套基于双线激光传感器的pin针高度测量系统。双线激光传感器采用上下错高的安装布局，分别采集IGBT针尖部分和底面部分的点云数据。同时，基于双线激光传感器采集的点云数据开发了一套测量pin针高度的测量程序。分别使用随机抽样一致性（RANSAC）算法处理基准面点集的离群点，使用多步去噪算法处理精确点集。实验结果表明，该系统的测量重复度小于0.04mm，且极差分布在（0.021 mm，0.039 mm）的概率超过99.7%，有着良好的稳定性和可靠性。

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2023年第23卷第10期 pp. 100206

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ABF塑封基板叠孔的高可靠结构设计

葛一铭,谢爽,吕晓瑞,刘建松,孔令松

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0066

摘要（111）

PDF （2246KB）（154）

在塑封倒装焊结构中，有芯基板的布线过孔结构在温度循环载荷下的疲劳开裂是影响其可靠性的重要因素。为提升军用增强型有芯基板的设计可靠性，建立了基于Ansys有限元分析软件的塑封基板叠孔疲劳寿命仿真流程，通过子模型分析方法，预测了叠孔应力集中点的疲劳寿命，研究了叠孔位置、叠孔层数、芯层厚度、布线长度等因素对温度循环可靠性的影响。结果表明，铜布线结构最大应力应变点出现在叠孔底端与布线层连接处，这与实际生产中封装样品的失效模式一致，疲劳寿命仿真结果与实验结果相吻合。芯片对角位置叠孔的疲劳寿命比中心位置叠孔下降约36%。与2层叠孔相比，4层叠孔的疲劳寿命下降约55.6%。芯层厚度每增长0.4 mm，叠孔寿命相较于芯层厚度增加前分别下降约22.1%和27.5%。相较于370 μm布线结构中的叠孔，5 μm布线结构中叠孔的疲劳寿命下降约22.4%。

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2024年第24卷第3期 pp. 030209

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“高密度有机封装基板”专题前言

李轶楠

摘要（110）

PDF （399KB）（279）

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2024年第24卷第2期 pp. 020100

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端口双向耐高压电路的ESD防护设计技术

邹文英;李晓蓉;杨沛;周昕杰;高国平

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0004

摘要（108）

PDF （1100KB）（87）

随着CMOS工艺的快速发展，集成电路多电源域设计越来越普遍，电路全芯片ESD设计也越来越复杂。介绍了一款基于0.35 μm CMOS工艺的32路抗辐射总线接口电路的ESD设计技术。同时，对双向耐高压输入管脚的ESD进行加固设计，提高了芯片的抗ESD能力。抗辐射32路总线接口电路通过了4.0 kV人体模型ESD测试，测试结果验证了该设计的有效性。

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2024年第24卷第1期 pp. 010301

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基于TSV的三维集成系统电热耦合仿真设计

王九如,朱智源

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0138

摘要（107）

PDF （2107KB）（240）

三维集成系统利用垂直堆叠技术，实现高性能与低功耗，其中硅通孔（TSV）技术是三维互连成功实施的关键。TSV技术缩短互连距离，提升信号传输效率和电磁兼容性，但同时引发电热耦合问题，威胁三维集成电路性能的进一步提升。综述了基于TSV的三维集成电路中电热耦合现象的仿真设计进展，详细介绍了电气和热仿真设计方法，并探究了电热耦合问题的潜在影响及缓解策略。为理解和应对三维集成系统中的电热耦合挑战提供了系统的分析，并对未来研究方向提供了指导。

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2024年第24卷第6期 pp. 060113

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集成电路互连微纳米尺度硅通孔技术进展^*

黎科,张鑫硕,夏启飞,钟毅,于大全

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0144

摘要（107）

PDF （2893KB）（183）

集成电路互连微纳米尺度硅通孔（TSV）技术已成为推动芯片在“后摩尔时代”持续向高算力发展的关键。通过引入微纳米尺度高深宽比TSV结构，2.5D/3D集成技术得以实现更高密度、更高性能的三维互连。同时，采用纳米TSV技术实现集成电路背面供电，可有效解决当前信号网络与供电网络之间布线资源冲突的瓶颈问题，提高供电效率和整体性能。随着材料工艺和设备技术的不断创新，微纳米尺度TSV技术在一些领域取得了显著进展，为未来高性能、低功耗集成电路的发展提供了重要支持。综述了目前业界主流的微纳米尺度TSV技术，并对其结构特点和关键技术进行了分析和总结，同时探讨了TSV技术的发展趋势及挑战。

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2024年第24卷第6期 pp. 060111

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玻璃基三维集成技术领域系列研究新进展

吉力小兵, 张继华

摘要（101）

PDF （774KB）（233）

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2024年第24卷第3期 pp. 030601

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一种双向的微电流检测电路

张风体

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0157

摘要（101）

PDF （976KB）（40）

在纳米孔测序技术中，单个DNA分子被逐一驱动穿过纳米孔，并产生一个阻断电流，这个阻断电流被识别并转化为DNA序列，从而实现测序。由于阻断电流非常小，只有0~100 pA，因此需要一种高精度的微电流检测电路来识别它。为了解决这个问题，设计了一款具有双向、低噪声和小面积特性的电流检测电路，利用仿真工具对检测电路各部分进行噪声模拟和量化，降低了检测电路的噪声，提高了测序精度，同时优化检测电路的面积和功耗，提高了集成度和能效比。对比同类产品，该检测电路在精度、稳定性和通量等方面具有明显的优势。基于180 nm工艺平台，流片后的测试结果表明，该电流检测电路的检测范围为0~100 pA，精度小于3.2 pA，面积仅为80 μm²，功耗为1.5 μW，能够在两个方向上进行电流的检测。

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2023年第23卷第12期 pp. 120303

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OLED掩模版Mura缺陷分析与改善

束名扬,张玉星,袁卓颖

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0033

摘要（99）

PDF （1096KB）（32）

Mura缺陷管控作为关键技术指标直接决定着OLED器件的显示画质与良品率。针对OLED掩模版生产过程中发生的Mura缺陷，通过Mura不良分析发现这种缺陷与阵列像素单元邻近辅助图形有关，并在显影工艺后表现出阵列像素单元关键尺寸（CD）不均匀与宏观色差。依据显影工艺分析，基于旋喷式显影模式提出了一种分步显影方案，实验测试分析了显影液流速、旋转速度、纯水流速以及纯水/显影液过渡时间等工艺参数对Mura缺陷的影响。通过优化显影工艺，实现阵列像素单元CD不均匀性优于120 nm，阵列像素单元边缘Mura不良区域由大于3%降低至无视觉可见Mura，结果表明该工艺方案可以显著改善Mura缺陷。

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2024年第24卷第3期 pp. 030401

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晶上系统:设计、集成及应用

刘冠东;王伟豪;万智泉;段元星;张坤;李洁;戚定定;王传智;李顺斌;邓庆文;张汝云

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0091

摘要（99）

PDF （3863KB）（87）

晶上系统（SoW）是近年来兴起的一种晶圆级超大规模集成技术。SoW是在整个晶圆上集成多个同构同质或异构异质的芯粒，并且芯粒相互连接组成具有协同工作能力的晶圆级系统，是后摩尔时代进一步提升系统性能的有效技术方案。总结了SoW技术近年来的主要研究进展，对系统架构、网络拓扑、仿真建模、供电和散热等关键技术进行了介绍，并对SoW技术的发展和应用前景进行了展望。

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2024年第24卷第8期 pp. 080201

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硅通孔三维互连与集成技术”专题前言

摘要（98）

PDF （964KB）（283）

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2024年第24卷第6期 pp. 060100

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等占空比周期对版图形的研究^*

万鹏程,黄彦国,王永功,赵海红,张建巾,马依依

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0174

摘要（97）

PDF （982KB）（42）

当图形尺寸远大于衍射极限时，由电磁波的波粒二象性可认为电磁波是沿直线传播的。忽略衍射的效应，统计学要求多次测量以满足可靠度的要求。基于中心极限定理，满足概率要求，设计了梳状对版检查结构。通过试验得出，当齿数增大时，光刻机的成像亮度会增大，也有益于提高空间像的对比度。对比不同占空比周期梳状结构的光强分布，发现占空比为50%的对版图形有益于提高空间像的对比度，且实际光刻操作过程中，不会对掩模的对准操作产生影响，能够满足工艺要求。

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2023年第23卷第12期 pp. 120401

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时钟缓冲器附加抖动分析

陈文涛;邵海洲;胡劲涵

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0012

摘要（94）

PDF （986KB）（60）

附加抖动是时钟缓冲器的一项关键指标。从相位噪声的角度对附加抖动计算公式进行了理论推导，证明了附加抖动计算公式的正确性。通过对时钟缓冲器的实际测试，从实测角度对附加抖动计算公式的推导进行了验证。结合附加抖动计算公式，给出了时钟缓冲器附加抖动测试中的注意事项，以保证测试结果的准确性。

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2024年第24卷第1期 pp. 010205

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高性能数据记录仪的设计与实现

蒋炯炜, 查婕, 雷志军

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0140

摘要（94）

PDF （1739KB）（27）

弹载数据记录仪是对导弹飞行过程中重要动态参数和状态信息进行实时采集、保存的设备。数据记录仪回收后可将记录的数据传送给特定的上位机进行解析处理，设计人员根据分析结果对导弹飞行中的状态做出评估，进一步修改和完善其功能。随着科技水平的持续进步，对弹载设备的性能指标要求也越来越苛刻，处理速度快、结构体积小、存储容量大是弹载记录仪主要的提升方向。介绍了一种高性能弹载数据记录仪的硬件、软件和结构设计方案。记录仪的硬件设计包括电源板、控制板和通信板，采取模块化的设计方式，易于调试。记录仪的软件设计实现了数据采集、封装、存储和回读的功能，其中存储过程支持存满自动覆盖，无须人为擦除。记录仪的结构设计主要是针对电磁干扰等因素，在保证体积尽量小的前提下进行了特殊设计。另外还对上位机的设计和界面进行了简要介绍。

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2023年第23卷第10期 pp. 100501

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基于信号完整性的万兆通信系统的优化设计

李宇飞, 马秀碧, 冉万宁

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0141

摘要（94）

PDF （1358KB）（62）

随着信息技术的快速发展，万兆以太网在大数据网络传输中扮演着重要的角色，然而其超高的速度使其在设计改进时就必须考虑信号完整性问题。针对万兆以太网卡高速链路的改进设计问题，分析了改进前后高速串行链路的传输特点，并建立了该链路的仿真模型，通过实测眼图对仿真模型进行了验证。对于改进方案的仿真结果，从信号完整性方面进行了分析优化，并投板测试。测试结果表明，改进后万兆以太网卡信号质量与改进前相当，改进方案一次成功，网卡运行稳定，能为用户带来高效、便捷的使用体验。

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2023年第23卷第10期 pp. 100502

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适用于EEPROM的宽工作条件LDO设计

周旺,李一男,陈风凉,沈鑫,王留所

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0149

摘要（93）

PDF （1418KB）（34）

设计了一种适用于EEPROM的LDO电路。该电路在电源电压为2.3~5.7 V、工作温度为-60~135℃时可获得稳定的1.8V输出电压，为EEPROM单元读取操作提供所需栅电压。采用国内0.18 μm商用工艺，版图尺寸为480 μm×100 μm。给出了Hspice仿真环境下的仿真结果。

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2023年第23卷第11期 pp. 110302

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接触式、双界面式智能卡机械强度测试失效及改善措施

吴彩峰;王修垒;仝飞

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0008

摘要（92）

PDF （1442KB）（29）

机械强度是评价接触式、双界面式智能卡可靠性的重要指标。机械强度测试过程中产品失效情况时有发生。因此，对接触式、双界面式智能卡机械强度测试中出现的失效现象进行深入研究十分重要。从智能卡的结构与材料及制造全过程，即芯片制造、模块封装、智能卡组装3个生产环节着手，研究影响智能卡机械强度的因素。通过对裸芯片的物理特征、载带类型、裸芯片表面粗糙度、模块密封工艺及铣槽参数等进行分析与总结，提出改善智能卡机械强度的措施及优化方向。

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2024年第24卷第1期 pp. 010203

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支持高速DMA传输技术的SSD控制器设计与实现

沈庆,杨楚玮,侯庆庆

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0161

摘要（92）

PDF （1340KB）（40）

在信息电子通信系统中，往往会有高带宽的数据传输及存储需求，尤其是嵌入式领域，其对数据存储的容量及传输速率要求越来越高。提出一种固态硬盘（SSD）控制器的设计方案，该方案采用多通道扩展方式来管理Flash阵列，具有一定的升级性和扩展性。同时根据SSD数据传输特性，实现了一种高速直接存储器访问（DMA）传输技术，有效提高了SSD数据传输过程中DMA的工作效率和CPU的资源利用率，使该SSD控制器能在-55~125 ℃的工业化环境中正常工作。

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2023年第23卷第12期 pp. 120304

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鱼眼型高速连接器的材料性能识别与压接特性仿真研究

侯冰玉,盛依航,耿秀侠,胡俊,王剑,王世堉,王明智

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0022

摘要（92）

PDF （2330KB）（65）

获取高速连接器关键部位准确的力学性能参数，是开展连接器插拔过程仿真和压接可靠性优化设计的前提。针对某型号鱼眼型高速连接器关键部位的材料开展纳米压痕实验，获取了顺应针和PCB孔镀层的载荷-位移曲线。结合内点罚函数优化算法，采用反演求解的方法得到了顺应针和PCB孔镀层的力学性能参数。建立鱼眼型高速连接器插拔过程的有限元模型，将仿真结果与实验结果进行对比，验证了仿真模型的有效性。对顺应针的几何结构进行参数化表征，通过调整顺应针和PCB孔的几何参数，分析几何参数与插拔力的关系，为鱼眼型高速连接器插拔特性的优化以及可靠性分析提供了参考。

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2024年第24卷第3期 pp. 030204

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兼具高导热、低膨胀系数的超低介电损耗封装材料

徐杰

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0116

摘要（91）

PDF （553KB）（189）

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2024年第24卷第5期 pp. 050601

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红外发光二极管对固体继电器漏电流的影响

李建华;闫军政;宋伟;洪浩

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0013

摘要（91）

PDF （924KB）（30）

固体继电器在军工和民用市场被使用得越来越广泛，大量替换了传统的电磁继电器，并且固体继电器的隔离方式也从变压器隔离向着光隔离转变，光隔离固体继电器已经成为很多厂家的设计主流。光隔离固体继电器被大量使用，但是在使用红外发光二极管等发光器件时，如果选择的红外发光二极管的波长和输出场效应管的禁带宽度不匹配，处理不当时会造成固体继电器的输出漏电流超标。通过光电效应分析了红外发光二极管对固体继电器输出漏电流的影响，通过试验测试验证了这种影响机理，并提出了改进方法。

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2024年第24卷第1期 pp. 010405

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碳纳米管场效应晶体管重离子单粒子效应研究

翟培卓;王印权;徐何军;郑若成;朱少立

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0002

摘要（89）

PDF （1534KB）（117）

碳纳米管场效应晶体管（CNT FET）具备优良的电学性能和稳定的化学结构，表现出较强的恶劣环境耐受能力，但其抗辐射性能仍缺乏充足的试验验证。以超薄CNT为沟道材料、HfO₂为栅介质层的CNT FET为对象，研究了²⁰⁹Bi重离子辐射引起的器件单粒子效应（SEE）。研究结果表明，在重离子辐射条件下，栅极单粒子瞬态电流大多处于10^-11A数量级，少数达10^-10 A数量级；由于CNT FET具有纳米级超薄CNT沟道，漏极电流对单粒子辐射不敏感，漏极单粒子瞬态电流几乎可以忽略，无单粒子烧毁效应（SEB）；得益于HfO₂栅介质层，CNT FET未发生单粒子栅穿效应（SEGR），表现出较强的抗单粒子能力。

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2024年第24卷第1期 pp. 010401

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基于基板塑封工艺的小型化宽带电调衰减器

贾玉伟,唐中强,蔡道民,薛梅,李展

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0125

摘要（89）

PDF （1007KB）（31）

为满足自动增益控制（AGC）电路中对电调衰减器小型化的需求，采用4个P型-本征-N型（PIN）二极管构成的对称式Π型衰减网络，通过电路设计和基板塑封工艺，实现了一种小型化宽带电调衰减器。电调衰减器采用2.7V电源供电，采用1.0~5.0 V控制电压。测试结果表明，在工作频带为30~1000 MHz时，电调衰减器的最小插入损耗的绝对值小于2.9dB，其最大衰减量的绝对值大于35.0 dB，其回波损耗小于－10 dB。器件封装尺寸为3.8 mm×3.8 mm×1.0 mm，单只器件质量为38 mg。该电调衰减器满足宽频带、低插损的要求，具有小型化、高集成、轻量化的特点。

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2023年第23卷第10期 pp. 100401

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有限元仿真优化布局解决金金键合局域化问题

张丹青,韩易,商庆杰,宋洁晶,杨志

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0016

摘要（87）

PDF （1581KB）（123）

晶圆金金键合技术在集成电路封装、微机电系统（MEMS）器件制造、CMOS图像传感器制作及LED制造等行业中被广泛应用。在MEMS环形器的制造过程中，由于金金键合的压力分布不均匀，导致其键合有效区域仅限于键合区域的边缘位置，即存在键合局域化问题，因此器件的整体可靠性较差。结合有限元力学仿真和金金键合实验，优化了键合点的分布，确保键合压力分布更加均匀。将有效键合面积从20%提升到77%，单颗芯片的平均剪切力从41.5 N增大到80.3 N，有效提升了MEMS环形器的可靠性。

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2024年第24卷第4期 pp. 040202

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电压稳定剂接枝提升复合灌封材料的导热绝缘性能

张鹏浩,余亮,何映江,姚陈果

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0166

摘要（86）

PDF （593KB）（92）

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2023年第23卷第12期 pp. 120601

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射频组件用键合金带的研究进展^*

谢勇,肖雨辰,唐会毅,王云春,侯兴哲,吴华,吴保安,谭生,孙玲

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0056

摘要（85）

PDF （2293KB）（175）

射频组件的飞速发展促进了5G通信技术的推广应用。金带作为射频组件封装用关键键合材料，将板级系统集成于一个完整的组件电路系统，对组件尺寸和性能起着至关重要的作用。目前键合金带的研究与开发已经成为学术界和产业界的研究热点，对近年来射频组件用键合金带在工业应用中的研究进展进行论述和分析，归纳了微量元素对金带的强化机理和对键合性能的影响。重点介绍了键合金带与键合金丝的微波特性，在相同条件下，键合金带的信号传输能力优于金丝，尤其是在高频段（20 GHz以上）键合金带信号传输能力更加显著。对键合金带的制备工艺和工程应用中遇到的问题进行了梳理，总结了键合金带未来的发展趋势。

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2024年第24卷第5期 pp. 050201

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回流焊工艺对SMT器件热翘曲的影响

吕贤亮,杨迪,毕明浩,时慧

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0101

摘要（85）

PDF （928KB）（157）

集成电路正在向小型化、高集成度的方向发展，回流焊工艺已成为其组装过程中的关键技术。在回流焊过程中集成电路容易发生热翘曲现象。采用阴影云纹法对PBGA1296、PBGA1024器件在不同回流焊温度、升降温速率等回流焊工艺参数下的热翘曲进行测量，在此基础上通过建模仿真对实验结果进行分析。结果表明，采用表面贴装技术（SMT）的BGA器件的热翘曲会随着回流焊温度的升高而增大，回流焊升降温速率较快同样会导致严重的热翘曲。实验结果与仿真结果高度一致，进而验证了仿真模型的准确性和有效性。采用实验结合有限元分析的方法为改善集成电路热翘曲提供了参考。

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2024年第24卷第5期 pp. 050206

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硅通孔3D互连热-力可靠性的研究与展望^*

吴鲁超,陆宇青,王珺

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0104

摘要（84）

PDF （3852KB）（240）

硅通孔（TSV）技术是3D集成封装中用于实现高密度、高性能互连的关键技术，TSV的热-力可靠性对3D集成封装的性能和寿命有直接影响。从TSV的制造工艺、结构布局、材料可靠性以及评估方法等多个方面对TSV 3D互连的热-力可靠性进行研究，对其研究方法和研究现状进行总结和阐述。此外，针对TSV尺寸减小至纳米级的发展趋势，探讨了纳米级TSV在应用于先进芯片背部供电及更高密度的芯片集成时所面临的可靠性挑战。

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2024年第24卷第6期 pp. 060103

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基于压力辅助烧结方法改善LTCC基板翘曲的研究

杨兴宇,马其琪,张艳辉,贾少雄

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0042

摘要（82）

PDF （1158KB）（102）

低温共烧陶瓷（LTCC）基板普遍存在翘曲问题。由于不同材料和结构的LTCC基板的翘曲存在差异性，基于基板材料和结构方面改善翘曲的办法存在一定的局限性。提出一种新型的压力辅助烧结方法，该方法通过将耐高温压片和LTCC基板相结合，能够有效改善基板翘曲，同时满足基板的可靠性要求。不同厚度的耐高温压片能够平衡基板翘曲和扭曲之间的关系，从而确保LTCC基板形态稳定。压力辅助烧结方法为改善LTCC基板翘曲提供了新的思路。

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2024年第24卷第4期 pp. 040205

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基于数据驱动的纳米烧结银内聚力模型参数反演与预测

代岩伟, 隗嘉慧, 秦飞

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0047

摘要（82）

PDF （472KB）（113）

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2024年第24卷第1期 pp. 010601

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一种基于双极工艺的大电流高输出电阻恒流源

李政,周文质,包磊,陈旺云

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0155

摘要（80）

PDF （991KB）（43）

基于双极工艺，设计了一种同时具备大电流和高输出电阻特性的恒流源电路。该恒流源采用发射极输出的结构，使恒流源的输出电阻对输出电流不敏感，从而在大电流情况下保持较大的输出电阻。该结构适用于需要提供稳定大电流的集成电路，例如功率运算放大器的驱动级前级恒流源有源负载等。

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2023年第23卷第12期 pp. 120301

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CRYSTALS-Kyber算法的IP核设计与验证方案研究

王东澳,范晓锋,闵剑勇,殷浩,吴江,李宜,李冰

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0045

摘要（75）

PDF （1400KB）（25）

随着量子计算机的不断发展，现有的公钥密码算法随时面临着失效的危机。而抗量子密码（PQC）算法的出现，使得这一危机得到化解。与此同时，CRYSTALS-Kyber算法由于其安全性高、速度快等优点在美国国家标准与技术研究院（NIST）标准化算法中脱颖而出。为提高硬件实现的效率及安全性，提出了一种基于CRYSTALS-Kyber算法的知识产权（IP）核设计与验证的方案。介绍了该系统的硬件实现方法及其中包含的3个模块，密钥生成模块、加密模块和解密模块，研究了实现IP核的关键单元数论变换（NTT）、高级可扩展接口（AXI）以及仿真验证的具体方案，并对总体方案进行了可行性分析。

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2024年第24卷第4期 pp. 040302

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车规电子零缺陷质量管理在航天领域的启发与推广

曹玉翠,刘钊,汪小勇,李泽宇

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0043

摘要（74）

PDF （1311KB）（89）

介绍了车规电子标准AEC-Q004的质量管理框架，对框架中各阶段质量控制工具和办法进行了详细的解读。研究了车规电子产品的相关标准与军用、宇航用标准之间在质量保证要求、试验内容上的区别与联系。针对零缺陷质量管理在航天领域的启发做了推广与展望，并提出后续建议及重点研究方向。研究结果对我国军工企业增强质量管理能效、提高产品可靠性具有一定的借鉴意义。

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2024年第24卷第4期 pp. 040502

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金属盖板镀层形貌对平行缝焊器件抗盐雾性能的影响

马明阳,曹森,杨振涛,张世平,欧彪

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0044

摘要（71）

PDF （1812KB）（152）

气密性封装是高可靠集成电路制造的关键技术。探讨了金属盖板表面镀层形貌对平行缝焊器件耐盐雾性能的影响。研究发现，平行缝焊后金属盖板表面出现的贯穿性裂纹是降低平行缝焊器件耐盐雾性能的关键因素。在相同封帽参数下，表面镀层为长条形晶胞的盖板封帽后出现多条贯穿性裂纹，无法通过24 h盐雾试验后气密性检测。而表面镀层为均匀大小的圆形晶胞的盖板具备更高的抗封帽裂纹能力，封帽后无贯穿性裂纹出现，且可通过48 h盐雾试验后气密性检测。

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2024年第24卷第4期 pp. 040206

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磁场定向排列氮化硼纳米倒钩实现电子封装高效热管理

王健,杨家跃

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0054

摘要（71）

PDF （406KB）（154）

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2024年第24卷第2期 pp. 020601

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面向大算力应用的芯粒集成技术

王成迁,汤文学,戴飞虎,丁荣峥,于大全

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0107

摘要（70）

PDF （1238KB）（197）

随着先进制程接近物理极限，摩尔定律已无法满足人工智能大算力需求。芯粒技术被公认为延续摩尔定律，提升芯片算力的最有效途径。针对芯粒技术研究热点，从集成芯片的应用与发展、典型芯粒封装技术、芯粒技术的挑战和机遇方面进行了系统性的梳理。详细列举了当前芯粒技术的应用成果，对比分析了2.5D、3D堆栈以及3D FO封装技术特点。

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2024年第24卷第6期 pp. 060105

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三维集成电路先进封装中聚合物基材料的研究进展^*

范泽域, 王方成, 刘强, 黄明起, 叶振文, 张国平, 孙蓉

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0149

摘要（69）

PDF （3158KB）（174）

人工智能、大数据、物联网和可穿戴设备的迅猛发展，极大地催生了对高端芯片的需求。随着摩尔定律发展趋缓，尺寸微缩技术使芯片遭遇了物理节点失效、经济学定律失效，以及性能、功耗、面积指标不足等诸多问题。作为延续和拓展摩尔定律的重要赛道，三维先进封装技术已成为推动高端芯片向多功能化以及产品多元化集聚发展的重要动力。先进封装技术的迅猛发展对聚合物基关键封装材料的耐腐蚀性、电气、化学和机械性能都提出了更高的要求。针对三维集成电路的先进封装工艺需求，论述了不同聚合物基关键材料的研究进展及应用现状，明晰了不同聚合物基材料所面临的挑战和机遇，提出了相应的解决方案，并展望了未来的研究方向。

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2024年第24卷第6期 pp. 060107

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首次选用的典型裸芯片应用可靠性评价方法

武荣荣,梅亮,任翔,曹阳,庞明奇,刘净月

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0062

摘要（68）

PDF （907KB）（98）

受装备尺寸及重量的限制，在设备多功能、高精度、高可靠性的需求下，装备开始采用裸芯片代替封装后的器件。直接应用生产好未经过封装的芯片，在一定程度上降低了成本，但没有封装保护的裸芯片对质量与可靠性提出了更高的要求。首次选用时，基于对裸芯片应用可靠性的风险分析，设计了可靠性评价项目，完成了评价方案的制定，对裸芯片功能/性能、可靠性及适应性等方面进行评估摸底。实践结果证明，基于风险分析的应用可靠性评价方法能有效避免有质量风险或可靠性不满足要求的器件上装应用。

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2024年第24卷第5期 pp. 050204

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多场耦合下RF组件的焊点信号完整性

田文超,孔凯正,周理明,肖宝童

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0024

摘要（68）

PDF （2479KB）（87）

随着集成电路和5G技术的迅猛发展，射频（RF）组件作为关键设备被广泛使用。RF组件需要在复杂多变的工作环境下服役，而焊点作为RF组件封装中相对脆弱的部分，其稳定性和可靠性尤为重要。介绍了焊点在多场耦合下的性能表现。RF组件焊点需要有效传输高频信号，从电气性能和信号完整性两方面对其进行概述，对多场耦合下的焊点信号完整性进行了总结，探讨了在高频条件下对焊点的机械性能和信号完整性进行综合研究和优化的必要性。

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2024年第24卷第3期 pp. 030206

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一款18~40 GHz MMIC无源双平衡混频器

陈亮宇,骆紫涵,许丹,蒋乐,豆兴昆

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0057

摘要（66）

PDF （1284KB）（37）

基于0.15 μm GaAs赝配高电子迁移率晶体管（pHEMT）工艺，设计了一款18~40 GHz的无源双平衡混频器。该混频器采用肖特基二极管构成的混频环和3耦合线Marchand巴伦的结构，提高工作带宽的同时也减小了芯片尺寸。当本振（LO）功率为14 dBm、中频（IF）频率为100 MHz时，常温下流片测试的各项参数典型值为上下变频模式下LO/射频（RF）频段覆盖18~40 GHz，带内变频损耗为-7 dB，1 dB压缩点功率值为10 dBm，LO到RF端口的隔离度为-25 dB，同时其余各端口之间具有优良的隔离度。中频覆盖频率为DC~20 GHz，芯片尺寸为1.63 mm×0.97 mm。

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2024年第24卷第5期 pp. 050302

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2.5D TSV转接板无损检测方法的研究

张旋,李海娟,吴道伟,张雷

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0105

摘要（65）

PDF （1780KB）（180）

利用以硅通孔（TSV）为核心技术的硅转接板封装3D集成电路，可以有效缩短器件的互连长度。TSV转接板在微电子领域被广泛应用，但对其工艺制备过程中的检测技术研究相对较少。TSV转接板的检测对评估其良率与应用可靠性至关重要。因此，总结了7种非破坏性检测技术，探讨了无损检测技术的基本原理和优缺点，形成了1种系统的2.5D TSV转接板无损检测的评价方法。该方法不仅为2.5D微模组产品的研制与开发提供了支撑，还满足了3D封装的典型应用需求。

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2024年第24卷第6期 pp. 060102

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基于硅通孔互连的芯粒集成技术研究进展

张爱兵, 李洋, 姚昕, 李轶楠, 梁梦楠

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0124

摘要（65）

PDF （4178KB）（162）

通过先进封装技术实现具有不同功能、工艺节点的异构芯粒的多功能、高密度、小型化集成是延续摩尔定律的有效方案之一。在各类的先进封装解决方案中，通过硅通孔（TSV）技术实现2.5D/3D封装集成，可以获得诸多性能优势，如极小的产品尺寸、极短的互连路径、极佳的产品性能等。对TSV技术的应用分类进行介绍，总结并分析了目前业内典型的基于TSV互连的先进集成技术，介绍其工艺流程和工艺难点，对该类先进封装技术的发展趋势进行展望。

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2024年第24卷第6期 pp. 060110

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微电路模块异质黏接封装失效行为的研究

黄国平,王晓卫,陈科科

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0018

摘要（64）

PDF （1397KB）（94）

为了避免微电路模块的异质黏接封装失效，采用铝合金表面处理和塑料外壳改性的方法，实现优良的异质黏接封装效果。在金属与塑料的异质黏接封装过程中，采用经过150目喷砂预处理的6061铝合金底板，将聚苯硫醚（PPS）塑料外壳从底板上剥离，剥离强度最大可达1.83 N/mm，异质黏接封装的可靠性得到明显提高，开裂失效得到有效抑制。在PPS塑料外壳中添加质量分数为30%的玻璃纤维，在125 ℃下对其进行2 h的退火热处理，其抗弯强度最大可达246 MPa，该工艺有效改善了由于PPS塑料外壳侧壁鼓包变形导致的封装失效。

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2024年第24卷第4期 pp. 040203

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一种高PSRR低压差线性稳压器电路^*

黄立朝,丁宁,沈泊言,余文中,樊华,曾泳钦,冯全源

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0046

摘要（64）

PDF （1346KB）（71）

通过对低压差线性稳压器（LDO）的电源抑制比（PSRR）进行理论分析得出，功率管栅极电压与LDO输入电压的小信号比值越接近1，PSRR就越高。基于此理论，在传统LDO的基础上增加了1种新结构，将二极管连接形式的MOS管与共源共栅结构串联，使功率管栅极电压与LDO输入电压的小信号比值接近1。随后，对该结构进行了理论分析，分析结果表明相比其他的PSRR提升技术，具有该结构的LDO其PSRR不会随着负载电流的增加而发生较大变化。LDO改进前和改进后PSRR的绝对值分别为65 dB和76 dB；改进后的结构在不同的负载电流下均具有较高的PSRR。相比体驱动前馈以及增加电荷泵将电源回路与LDO主体电路隔离等PSRR提升技术，该方法仅在传统LDO上增加了3个MOS管，减小了电路的功耗和面积。

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2024年第24卷第4期 pp. 040303

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基于ASM E2000外延炉温控系统的电压校准研究

徐卫东;任凯;何晶;肖健;冯萍

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0014

摘要（64）

PDF （1181KB）（37）

ASM E2000外延炉采用可控硅（SCR）来控制加热灯管的输入电压，采用热电偶（TC）监测并反馈温度的方式进行加热。该机型的加热系统中，各项电压的校准精度决定了系统控制的温度精度。研究的温控系统可分为TC电路板和SCR电路板，对于TC信号处理板的电压校准，其校准精度应在±0.01 V；对于SCR控制信号的电压校准，其校准精度应在±0.001 V；对于SCR输出的电压校准，应优先测量进电电压，根据负载和进电电压的具体情况做出调整，其校准精度应在±1 V。这样的校准方法可以有效、精准地控制生长温度，并使机台间的差异性达到最小，提升机台的标准化能力。

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2024年第24卷第1期 pp. 010406

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混合集成电路的自动上芯吸嘴开发

梁笑笑,吴海峰

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0052

摘要（63）

PDF （1184KB）（77）

芯片贴装是微电子元器件封装工艺流程中的关键环节，贴装后芯片的可靠性对电路整体性能及质量具有重要影响。介绍了1种适用于厚膜混合集成电路的自动上芯吸嘴，该吸嘴基于IP-500型自动上芯机，针对厚膜混合集成电路和国产裸芯片的特点进行研发。从自动上芯吸嘴的结构和材料入手，利用有限元仿真软件计算压力并对吸嘴和芯片的应力分布情况进行重点分析。结果表明，优化后的橡胶吸嘴能有效解决国产裸芯片在自动上芯过程中发生损伤的问题。

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2024年第24卷第5期 pp. 050202

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硅通孔三维互连与集成技术

马书英, 付东之, 刘轶, 仲晓羽, 赵艳娇, 陈富军, 段光雄, 边智芸

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0136

摘要（63）

PDF （3906KB）（139）

随着电子技术的高速发展，更高密度、更小型化、更高集成化以及更高性能的封装需求给半导体制造业提出了新的挑战。在物理极限下，芯片的功能密度已达到二维封装技术的极限，不能再通过减小线宽来满足高性能、低功耗和高信号传输速度的要求；同时，开发先进节点技术的时间和成本很难控制，该技术的成熟需要相当长的时间。摩尔定律已经变得不可持续。为了延续和超越摩尔定律，芯片立体堆叠式的三维硅通孔(TSV)技术现如今成为人们关注的焦点。综述了TSV结构及其制造工艺，并对业内典型的TSV应用技术进行了分析和总结。

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2024年第24卷第6期 pp. 060109

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国产电容器的质量评价方法

张永华,曲芳,何浒澄

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0019

摘要（62）

PDF （1367KB）（64）

电容器作为电路系统中广泛使用的基本元件，其质量直接影响到电路性能的发挥。面向信息领域国产化替代需求，系统研究和探讨了开展国产电容器（器件级）验证评价时，可选择的质量检测和可靠性评价方法，以及可参考的通用评价准则。同时，结合实践案例，重点阐述了国产电容器在实施验证过程中和实际使用中的注意事项，为相关领域工程师开展国产电容器的可用性和可靠性评价工作提供了参考范例。

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2024年第24卷第3期 pp. 030202

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一种基于FPGA的AD936x基带接口设计^*

张跃为,于宗光,陆皆晟

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0068

摘要（59）

PDF （1654KB）（43）

在目前主流的软件无线电中，模数转换器（ADC）的速率和分辨率都较高，对于更高效率的数字接口的需求越来越大。为了满足目前实际应用对高速抗干扰、高可扩展性、低功耗等的需求，降低高速率传输下的抖动、毛刺导致的误码率，设计了一种基于FPGA的AD936x基带接口模块，重点介绍了该模块的系统组成以及ADC与FPGA之间的低电压差分信号双倍数据速率（LVDS DDR）、时钟采样、差分转换、帧数据同步、可配置延迟等关键技术。数据传输实验结果表明，该接口模块具有可靠的高速抗干扰数据传输能力，相对于传统的基带接口，具有高速率、高可靠、低功耗、高可配置性等特点。

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2024年第24卷第3期 pp. 030303

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硅转接板制造与集成技术综述

徐成,樊嘉祺,张宏伟,王华,陈天放,刘丰满

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0119

摘要（59）

PDF （3189KB）（136）

集成电路制程发展放缓，具有高密度、高集成度以及高速互连优势的先进封装技术成为提升芯片性能的关键。硅转接板可实现三维方向的最短互连以及芯片间的高速互连，是高算力和人工智能应用的主流封装技术。从硅转接板设计、制造以及2.5D/3D集成等方面，系统阐述了硅转接板技术的发展现状和技术难点，并对相关关键工艺技术进行详细介绍。

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2024年第24卷第6期 pp. 060106

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TSV电镀过程中Cu生长机理的数值模拟研究进展^*

许增光, 李哲, 钟诚, 刘志权

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0109

摘要（59）

PDF （1751KB）（129）

近年来，电子信息行业的快速发展推动了封装技术的进步，对小型化、轻薄化、高性能和多功能化的电子设备提出了更高要求。硅通孔（TSV）技术是一种重要的先进封装技术，电沉积铜是其关键步骤之一。综述了TSV电镀过程中Cu生长的机理及数值模拟研究进展。TSV的深孔特性导致Cu生长过程中电流密度分布不均匀，从而产生不同的生长模式。有机添加剂在调节电流密度和防止缺陷填充方面发挥了关键作用。随着计算机技术的发展，数值模拟成为研究TSV电镀铜的重要手段，可降低实验成本，优化工艺参数。对TSV电镀铜的数值模拟发展进行了展望，强调了耦合影响因素的综合模拟是未来研究的重点。

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2024年第24卷第6期 pp. 060104

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国产FPGA高速串行接口误码率测试软件设计

李卿,段辉鹏,惠锋

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0061

摘要（59）

PDF （1646KB）（146）

随着内嵌高速串行接口FPGA的广泛应用，其信号质量的监测变得极为重要。设计了一种基于国产FPGA芯片的高速串行接口误码率测试软件，采用软核实现高速串行接口误码率统计、属性动态重配置，利用上位机软件进行实时监测，有效地提高了测试效率。通过实际用例详述了软件进行误码率测试的方法与步骤，进而验证了该软件测试的有效性。研究结果表明，该软件具有较好的用户体验度、较高的测试效率，对FPGA国产化进程起到了积极的推动作用。

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2024年第24卷第5期 pp. 050304

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射频绝缘子焊接问题及解决措施

魏玉娟,尉志霞,周琳琳,王舜,陈婷

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0099

摘要（58）

PDF （1338KB）（120）

射频（RF）绝缘子在通信、雷达、导航等领域被广泛应用，其焊接质量直接影响设备的性能和可靠性。在微波组件装配过程中，采用焊接工艺将RF绝缘子固定在盒体中，RF连接器在长期使用过程中会挤压RF绝缘子和焊料，导致焊料内溢进而造成短路，或者焊点因受力开裂导致开路。此外，RF绝缘子的焊接空洞率不佳会导致产品性能受限。为了提高RF绝缘子的焊接质量，利用工装将RF绝缘子与盒体紧密配合，以避免RF绝缘子及焊料受到挤压，同时引入真空环境保证RF绝缘子的钎透率，以提高产品的电气性能。

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2024年第24卷第4期 pp. 040207

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BCD工艺中大电流下纵向双极晶体管的电流集边效应研究

彭洪,王蕾,谢儒彬,顾祥,李燕妃,洪根深

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0035

摘要（57）

PDF （1251KB）（26）

在大电流条件下，随着电流密度的增加，发射区结电流集边效应、基区电导调制效应、基区展宽效应会随之出现。基于研究单位的BCD工艺，在集成CMOS和DMOS的基础上集成功率纵向NPN双极晶体管用于输出。设计了75 μm×4 μm、50 μm×6 μm、30 μm×10 μm三种不同尺寸的发射极并进行TCAD仿真研究。在发射极面积相同的情况下，发射极长宽比越小，TCAD可观察到的电流集边效应越严重，最终流片并进行测试验证，得出75 μm×4 μm的细长结构尺寸能够提升晶体管在大电流下的放大能力，较30 μm×10 μm的结构提升约11.4%。

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2024年第24卷第3期 pp. 030402

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GaN薄膜的太赫兹光谱响应研究

韩烨;王党会;许天旱

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0007

摘要（56）

PDF （1035KB）（34）

目前，太赫兹时域光谱（THz-TDS）已经成为研究固体光学参数及色散关系的有效工具。采用太赫兹时域光谱仪对纤锌矿结构GaN薄膜在0~8.0 THz范围内的吸收光谱、介电常数、折射率以及介电损耗等进行了研究。研究结果表明，频率为4.65 THz的太赫兹响应是由GaN的E₂（low）声子振动模式主导的，获得的低频介电常数8.9和高频介电常数6.0与理论值接近；进一步研究了频率在4.24~4.40 THz之间的太赫兹介电常数响应谱，获得的GaN薄膜的中心振动频率与太赫兹吸收光谱一致，介电损耗值很小且逐渐趋近于0，表明GaN有良好的介电特性。得出的结论拓展了GaN基电子元器件在THz波段中的应用，对进一步研究GaN基电子元器件在THz波段的质量与可靠性具有借鉴意义。

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2024年第24卷第1期 pp. 010403

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镀银板表面粗糙度对纳米银焊膏快速烧结互连质量的影响

李志豪,汪松英,洪少健,孙啸寒,曾世堂,杜昆

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0076

摘要（55）

PDF （1853KB）（49）

通过施加15 MPa的压力，在265 ℃空气气氛下使用预制完成的镀银板表面印刷纳米银焊膏组装的三明治结构制备烧结银连接层。研究了3种铜镀银板表面粗糙度对烧结银连接界面结合强度的影响。研究结果表明，烧结时间为8 min、镀银板算术平均表面粗糙度为1.630 μm、最大粗糙度深度为12.030 μm时，可以有效促使烧结银连接层与基板表面形成高强度的冶金连接和机械联锁，最终获得了61.09 MPa的高剪切强度，表明烧结银层与烧结界面的结合强度得到了较大提升。研究结果可为选择合适的基板粗糙度提供实验依据，从而获得高强度、高可靠性的低温快速烧结银互连接头。

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2024年第24卷第7期 pp. 070201

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一种可暂停的低功耗DMA控制器设计及验证

苏皇滨,林伟,林伟峰

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0029

摘要（53）

PDF （1287KB）（24）

通过分析直接内存存取（DMA）控制器的工作原理和主要功耗来源，发现其在空闲状态时依然存在功耗较高的问题，为了解决空闲状态功耗损失问题以及满足DMA控制器实际传输过程中可能出现的暂停需求，提出了一种可暂停的低功耗DMA控制器设计方案。采用自适应时钟控制机制，通过加入时钟门控技术，根据DMA数据传输需求动态调整时钟，使DMA引擎模块功耗降低了62%。针对暂停需求，采用了一种可暂停的控制策略，通过加入暂停指令，实现对DMA传输的实时暂停和恢复，提高了DMA控制器的灵活性。为了保证DMA控制器功能的正确性和完备性，采用基于覆盖率驱动验证（CDV）的验证策略，划分DMA控制器的功能点，针对每个功能点编写测试用例，搭建通用验证方法学（UVM）仿真验证平台，进行大量随机测试和定向测试，给出测试的结果以及完整的覆盖率分析结果。

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2024年第24卷第3期 pp. 030302

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基于小型化模块相位噪声的间接测试方法

胡劲涵,陈文涛,邵海洲

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0020

摘要（53）

PDF （1122KB）（55）

收发电路模块的本振信号质量对系统的整体性能有重要影响。小型化模块由于尺寸的限制，无法在本振的输出端设置测试端口，因此无法直接在本振的输出端准确地测试相位噪声。提出了一种针对小型化收发电路模块本振信号相位噪声的间接测试方法，该方法需要测试模块的输入/输出信号的功率、相位噪声以及整个收发通路的增益和噪声系数，通过公式计算得到本振信号的相位噪声。采用此方法对小型化收发电路模块进行测试，将得到的相位噪声结果与器件指标进行对比，两者高度一致，从而验证了间接测试方法的正确性和有效性。

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2024年第24卷第3期 pp. 030203

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LTCC基板微通道进出口布局结构散热性能仿真分析^*

廖志平,罗冬华

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0048

摘要（53）

PDF （1606KB）（78）

微通道作为微集成系统的主流散热渠道，与其结构相关的多种因素会影响系统的散热性能，进而影响整个系统的正常工作。为研究微通道流体进出口布局结构对微系统散热性能的影响，采用ANSYS有限元数值仿真软件建立了一种采用LTCC基板的微波TR组件三维有限元模型，通过仿真分析研究了该组件微通道流体4种进出口布局结构的散热性能。研究结果表明，4种微通道流体进出口布局结构中通道内流体在进水口处的压强最大，在出水口处的压强最小；对角方式进出口布局结构中流体压强损失最大，流速、压强分布均匀性相对较差，中间方式进出口布局结构中微通道内流体的流速、压强分布相对其他3种较均匀，整体的压强损失最小。在边界条件一致、组件芯片功率相同的情况下，4种流体进出口布局结构仿真结果表明中间方式的微通道进出口布局结构整体热量分布较均匀，没有出现明显的热量集中现象，综合散热性能较好。

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2024年第24卷第3期 pp. 030208

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一种抗干扰的电容式触摸传感控制器设计

冯海英,王芬芬,刘梦影,屈佳龙,兰亚峰

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0034

摘要（52）

PDF （1078KB）（52）

随着触控技术的广泛应用，用于按键应用的电容式触控呈快速发展趋势，其抗干扰性也愈发受到关注。设计了一种抗干扰的电容式触摸传感控制器，该电容式触摸传感控制器不仅可以任意配置充电及电荷转移时序，还具备扩频功能。仿真结果表明，该电容式触摸传感控制器具有良好的灵活性和抗干扰性。

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2024年第24卷第3期 pp. 030501

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基于FPGA与AD/DA的JESD204B协议通信与控制模块设计

叶胜衣,宋刚杰,张诚

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0038

摘要（52）

PDF （1850KB）（37）

为了完成高速射频信号的采集与发射，设计了基于FPGA、模数转换器AD9680与数模转换器AD9144电路的通信与控制模块。硬件设计主要包含前端设计、时钟设计、控制部分设计。软件部分则详细阐述了程序结构、模块设计以及程序执行流程。为兼容各种不同的AD/DA芯片且便于移植复用，所有数据处理以及寄存器配置都在FPGA的处理系统（PS）部分完成，在可编程逻辑（PL）部分完成与PS以及外设的数据交互与存储。该软件整体可视作一个软件封装IP。使用FPGA为主控芯片与AD/DA完成10 Gbit/s的线速率JESD204B链路通信，并以2 GSa/s的转换速率进行数据采集与发射，验证了设计的正确性。

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2024年第24卷第4期 pp. 040301

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PBGA焊点形态对疲劳寿命的影响^*

张威;刘坤鹏;张沄渲;于沐瀛;王尚;田艳红

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0095

摘要（52）

PDF （1845KB）（43）

通过Surface Evolver软件预测了塑料球栅阵列（PBGA）焊点形态，将焊点形态结果导入Ansys软件中进行-55~125 ℃热循环仿真实验，通过Coffin-Masson模型预测焊点寿命。选取焊点钎料量、焊点高度、下焊盘直径作为影响焊点寿命的主要因素进行了3因素3水平正交实验，通过均值响应分析得到了影响凸点寿命的最敏感因素及最优形态尺寸组合。结果表明对焊点寿命影响最大的因素为下焊盘半径，其次是钎料量，最后是焊点高度，且上下等大的焊盘具有较好的可靠性。

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2024年第24卷第8期 pp. 080206

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倒装芯片焊点缺陷无损检测技术

李可;朱逸;顾杰斐;赵新维;宿磊;MichaelPecht

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0110

摘要（52）

PDF （2101KB）（113）

倒装芯片技术因其高封装密度和高可靠性等优势，已成为微电子封装的主要发展方向。然而，随着倒装芯片焊点尺寸和间距迅速减小，焊点往往容易出现裂纹、空洞、缺球等微缺陷，严重影响芯片性能并导致芯片失效。因此，对倒装芯片进行缺陷检测以提高电子封装的可靠性至关重要。无损检测技术作为工业领域一种重要的缺陷检测手段，已被成功应用于检测焊点缺陷，常用方法包括光学检测、热红外检测、X射线检测、超声检测、振动检测等。分别阐述了以上无损检测方法的原理及其在焊点缺陷检测领域应用的主要成果，并总结了无损检测方法的优缺点。

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2024年第24卷第9期 pp. 090204

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处理器体系结构模拟器综述

杨亮;王亚军;张竣昊;李佩峰;张帅帅;韩赛飞

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0097

摘要（51）

PDF （2005KB）（12）

随着处理器的微结构和拓扑结构越来越复杂，结构设计空间呈几何倍数增加，导致处理器性能评估难度加大，处理器体系结构模拟器对评估处理器性能、分析性能瓶颈以及进一步的性能优化具有重要意义。针对处理器体系结构以及功能/性能评估的精度、复杂度与准确度的不同需求，分别研究功能模拟器、性能模拟器以及混合模拟器的模型结构以及模拟行为的构建方法。进一步阐述了国内外处理器厂商在设计的不同阶段引入体系结构模拟器的各类应用，结合实际应用对处理器体系结构模拟器的特征进行总结，并介绍了新型应用背景、新型处理器体系结构下体系结构模拟器的发展趋势。

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2024年第24卷第8期 pp. 080301

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基于ENEPIG镀层的无压纳米银膏烧结失效分析

徐达,戎子龙,杨彦锋,魏少伟,马紫成

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0025

摘要（51）

PDF （1176KB）（68）

总结了在化学镍钯浸金（ENEPIG）镀层上采用纳米银膏进行无压烧结时出现的失效模式。通过分析烧结镀层的微观形貌及力学性能，确认界面污染、烧结不充分及镀层缺陷是导致烧结失效的主要原因。应特别关注镍原子向镀层表面扩散导致的烧结失效风险。为保证烧结质量的稳定性和可靠性，需要充分重视界面的洁净度，对芯片、基板的存储条件和存储寿命实施严格管控，还需要优化烧结曲线，充分考虑溶剂释出所需时间、烧结峰值温度及其停留时间、降温速率等因素。研究结果为纳米银膏的无压烧结研究提供了新的理论参考。

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2024年第24卷第4期 pp. 040204

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SiP的模块化发展趋势

William Koh

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0075

摘要（49）

PDF （2206KB）（33）

系统级封装（SiP）技术已广泛应用于移动设备、可穿戴设备、健康和医疗设备、人工智能（AI）、物联网（IoT）和汽车电子。SiP采用异构集成的方式，将各种芯片和元件集成到一个封装中，以实现特定功能，并具有节省电路板空间、简化布局设计和降低制造成本等优势。随着电子组件的小型化发展方向不断持续，一些SiP已经发展成为模块或系统级模块（SiM），可以直接连接并安装到器件中。回顾了SiP从多芯片模块（MCM）、多芯片封装（MCP）到高级芯粒封装和共封装光学器件（CPO）的演变。未来几年，更多的SiP将变成SiM，直接连接器件或系统。

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2024年第24卷第7期 pp. 070204

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FinFET/GAAFET/CFET纳电子学的研究进展

赵正平

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0094

摘要（49）

PDF （3676KB）（44）

集成电路延续摩尔定律的发展正在从鳍栅场效应晶体管（FinFET）纳电子学时代向原子水平上的埃米时代转变。综述了该转变阶段的三大创新发展热点，FinFET、环栅场效应晶体管（GAAFET）和互补场效应晶体管（CFET）纳电子学的发展历程和最新进展。在FinFET纳电子领域综述并分析了当今Si基CMOS集成电路的发展现状，包含覆盖了22 nm、14 nm、10 nm、7 nm和5 nm 5个发展代次的创新特点和3 nm技术节点的创新和应用。在GAAFET纳电子学领域综述并分析了各类GAAFET的结构创新，2 nm技术节点的关键技术突破，3 nm技术节点的多桥沟道场效应晶体管技术平台创新与应用，以及GAAFET有关工艺、器件结构、电路和材料等方面的创新。在CFET纳电子学领域综述并分析了CFET技术在器件模型、堆叠工艺、单胞电路设计和三维集成等方面的创新，展现出CFET超越2 nm技术节点的发展新态势。

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2024年第24卷第8期 pp. 080401

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一种蝶形封装多路光收发模块可靠性评价与应用研究

王亚男;张洪伟;王文炎;常明超

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0092

摘要（48）

PDF （2072KB）（15）

介绍了1种蝶形气密封装4路并行光收发一体模块的工作原理，针对高可靠应用开展了可靠性评价方法研究。通过评价光模块的平均发射光功率、消光比、接收灵敏度的温度特性，以及接收灵敏度与传输速率的关系等特性，结合寿命考核及应用适应性评价得出了该模块应用的边界条件，并研究了满足高可靠应用的高速数据传输的典型应用方法，提供了典型的应用电路设计、控制程序设计以及模块装联方式，为高可靠应用系统的大容量高速数据传输提供了1种新的方法。

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2024年第24卷第8期 pp. 080204

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基于TEC和平板热管的LED散热器结构优化设计^*

高杰,樊凤昕,马丹竹,建伟伟,李壮

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0063

摘要（48）

PDF （2052KB）（56）

LED结温对其寿命和光效具有显著影响。高效的热管理对保持LED的性能稳定非常重要。为了有效降低LED结温、满足散热需求及特定场所的应用需求，结合热电冷却器（TEC）和平板热管（FPHP）重新设计了散热器结构，利用响应面法构建了针对散热器参数的双目标函数，通过非支配排序遗传算法（NSGA-II）求得Pareto最优解。基于散热器结构的最优值对TEC电流进行单因素优化分析，结果表明，优化后的LED最高结温比不采用TEC时的LED最高结温降低了23.3%，充分证明了优化散热器结构的有效性。

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2024年第24卷第5期 pp. 050205

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基于CKS32F103微处理器的无线设备软件升级方法^*

赵志浩,沈伟

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0036

摘要（48）

PDF （1351KB）（26）

物联网无线设备软件的批量升级存在速度慢、一次性升级成功率低的问题。每个无线设备对广播数据做分析处理，生成数据链表，根据数据链表对升级数据做出带有指向性信息的应答，升级数据的广播可以做到定向覆盖。试验结果表明，与传统点对点的方式相比，点对点与广播式相结合的软件升级方法的升级速度提升约60倍，一次性升级成功率达到100%。该方法为物联网设备批量升级软件程序提供了一种快速、可靠的升级方法。

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2024年第24卷第4期 pp. 040501

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基于GaN FET的窄脉冲激光驱动设计及集成

胡涛,孟柘,李锋,蒋衍,胡志宏,刘汝卿,袁野,朱精果

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0055

摘要（47）

PDF （1584KB）（42）

激光雷达的整机性能与激光脉冲的驱动性能密切相关，现有的窄脉冲激光驱动设计主要基于Si基器件，具有较高的集成度，但很难获得更高峰值的功率输出，不能很好地匹配脉宽进一步缩窄的要求。从驱动理论出发，建立驱动电路模型，对寄生电感、器件封装、驱动布局等影响激光窄脉宽的因素进行分析，通过裸芯片封装、环路布局优化以及多层叉指结构等的设计，匹配GaN FET优良的开关特性，实现了上升时间为2.01 ns、脉宽为4.05 ns、重复频率为500 kHz、峰值功率为55 W的窄脉冲激光输出，波形质量较好，封装集成度提升50%以上，可为下一代高精度、远距离、阵列集成激光雷达系统的开发奠定基础。

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2024年第24卷第5期 pp. 050402

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基于晶圆级封装PDK的微带发夹型滤波器设计

孙莹;周立彦;王剑峰;许吉;明雪飞;王波

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0089

摘要（47）

PDF （1320KB）（18）

基于中国电子科技集团公司第58研究所的晶圆级封装工艺及其工艺设计套件（PDK），完成了多款通带范围在20~68 GHz的5阶微带发夹型滤波器的设计和优化。首先，根据平行耦合滤波器的基础理论，计算发夹型滤波器的特征尺寸；其次，调用PDK中的衬底和元件模型实现滤波器的快速建模和参数优化；最后，采用多层再布线工艺对设计出的发夹型滤波器进行加工。实测结果和仿真结果具有较高的一致性，验证了该款晶圆级封装PDK的应用价值，能够为无源滤波器集成设计提供新的工具选择。

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2024年第24卷第8期 pp. 080202

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铝焊盘镀钯铜丝多焊球脱焊失效的电化学评价

徐艳博;王志杰;刘美;孙志美;牛继勇

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0093

摘要（44）

PDF （1942KB）（25）

研究铝焊盘的镀钯铜丝（PCC）焊点的多焊球脱焊（MLB）失效过程，对提高产品的可靠性至关重要。利用电化学方法测定了在不同氯离子浓度、pH值和铜暴露面积等条件下电极的腐蚀电流，以表征铝及其金属间化合物（IMC）的腐蚀速率。结果表明，氯离子可以改变阳极极化率，从而影响腐蚀电流；pH值的变化可以改变阴极极化率，从而影响腐蚀电流。钯作为铜丝的保护层，在镀层分布不均或参数选择不当的条件下，与暴露的铜表面形成腐蚀电偶，导致铝及其IMC成为牺牲阳极并被腐蚀。

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2024年第24卷第8期 pp. 080205

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适用于Flash型FPGA的宽范围输出负压电荷泵设计

吴楚彬,高宏,马金龙,张章

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0106

摘要（43）

PDF （1610KB）（10）

在Flash型FPGA的编程、擦除和回读检验等操作中，需要对Flash单元提供不同的正负高压偏置。提出一种适用于Flash型FPGA的负压电荷泵，该电荷泵采用三阱Flash工艺，消除了衬偏效应和衬底漏电的影响。电荷泵主体采用双支路并联结构，级数为6级。通过参考电压产生电路提供不同的输入参考电压，并结合电荷泵控制系统，可以实现电荷泵输出电压的自由调节，满足Flash型FPGA编程、擦除的负压要求。基于0.13 μm Flash工艺对电荷泵进行设计及流片，在200 pF负载电容下，实测得到-5.5 V输出的建立时间仅为8 μs，输出纹波为72 mV，-17.5 V输出的建立时间为30 μs，输出纹波仅为56 mV，满足Flash型FPGA操作要求。

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2024年第24卷第7期 pp. 070303

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基于激光辅助瞬态液相微连接技术的热敏元件气密性封装工艺

霍永隽,宋佳麒,胡世尊

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0134

摘要（43）

PDF （392KB）（82）

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2024年第24卷第6期 pp. 060601

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键合参数对电镀金键合性能的影响^*

王世春;沈若尧;任长友;张欣桐;武帅;邓川;王彤;郭可升;刘宏;郝志峰

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0120

摘要（41）

PDF （961KB）（49）

采用超声波键合对由无氰电镀金和含氰电镀金制备的封装材料进行金丝键合测试，研究了键合工艺参数（超声功率、超声时间、键合压力）对键合性能的影响。结果表明，采用无氰电镀金液的底材材料硬度高，金丝焊球处发生失效的现象较多，而采用含氰电镀金液的底材材料硬度低，金丝焊球处发生失效的现象较少。对于低硬度的电镀金层，其焊球直径和键合高度都较低，有助于键合金丝和电镀金界面实现更好的融合。超声时间是影响键合性能的主要因素，当超声时间增加至300 ms，金丝焊球不再出现失效，有效解决了键合性能不良的问题。

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2024年第24卷第9期 pp. 090206

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基于Chiplet的三维集成计算与存储架构^*

单光宝;凡翔;郑彦文;曹会华

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0112

摘要（40）

PDF （2730KB）（54）

5G通信、人工智能、物联网技术的蓬勃发展对计算与存储系统架构提出了更高需求。传统二维计算与存储架构无法满足当下计算密集型应用对延时、带宽和能效的需求。基于Chiplet的三维集成架构可以有效解决传统二维计算与存储系统性能优化面临的诸多瓶颈。回顾了基于Chiplet的计算与存储架构，介绍了单片多核、异构多核及基于Chiplet的三维集成架构，概述了基于Chiplet的主流存储架构与新兴的存算一体架构，并对计算架构与存储架构分别进行了比较与讨论。给出了基于Chiplet的三维集成计算与存储架构设计面临的挑战和未来发展方向。

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2024年第24卷第9期 pp. 090201

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基于STM32H7的ADC静态参数测量系统设计

丁光洲;高宁;徐晴昊;徐忆;李辉

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0086

摘要（40）

PDF （1000KB）（9）

国内的数字电源已经成为电源类芯片中不可或缺的产品，其内部反馈控制回路中的模数转换器（ADC）芯片精度直接影响整个电源输出的精度和稳定性。ADC静态参数——积分非线性（INL）与微分非线性（DNL）——是评价ADC精度的重要指标，目前国内针对数字电源中ADC的静态参数测试的设备操作复杂、成本高，缺乏相应的灵活性，因此设计一种低成本、易操作的静态参数测试系统尤为重要。设计了一种基于STM32H7的ADC静态参数测试系统，通过试验验证了测试系统的准确性和可行性。

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2024年第24卷第8期 pp. 080203

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集成硅基转接板的PDN供电分析

何慧敏, 廖成意, 刘丰满, 戴风伟, 曹睿

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0145

摘要（40）

PDF （2862KB）（109）

集成硅转接板的2.5D/3D封装是实现Chiplet技术的重要封装方案。总结了传统电源分配网络（PDN）的供电机理，分析了先进封装下PDN存在的直流压降过大、路径电阻大等电源完整性问题，介绍了针对硅基转接板上PDN的等效电路建模方法，重点概述了2.5D/3D封装下PDN的建模与优化。通过将整块的大尺寸硅桥拆分为多个小硅桥、硅桥集成硅通孔（TSV）、增加TSV数量等方式减少电源噪声。最后，对比采用不同集成方案的DC-DC电源管理模块的PDN性能，结果表明，片上集成方案在交流阻抗、电源噪声以及直流压降等指标上都优于传统的基板集成方案，是3D Chiplet中具有潜力的供电方案。

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2024年第24卷第6期 pp. 060108

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基于泰勒级数近似的浮点开方运算器的设计

谌民迪,万江华

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0049

摘要（39）

PDF （1041KB）（31）

基于泰勒级数展开式对浮点开方运算进行优化，设计了一个符合IEEE-754标准的精确浮点开方运算器。为了平衡开方运算器的整体性能，采用泰勒级数的二次展开式。为了解决算法中存在的不能进行精确舍入的问题，引入了一种校准方法，通过对初始近似值进行校准，获得了理想的误差范围。为了提高数据吞吐率和工作频率，对开方运算器shi用了5级流水线划分。仿真和综合结果表明，浮点开方运算器的误差小于0.5 ulp，关键路径延时为2.23 ns，面积为53478.240 μm²，功耗为12.52 mW。

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2024年第24卷第5期 pp. 050301

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基于时钟的低功耗动态管理方法研究

林健,姜黎

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0058

摘要（38）

PDF （1304KB）（47）

在集成电路设计过程中，随着其集成度的不断提高，功耗也成为了不得不考虑的问题。介绍了当前低功耗技术的研究现状，描述了低功耗的设计方法。在低功耗时钟门控技术的基础上提出了一种基于时钟的低功耗动态管理方法，在ADP036DSP芯片中集成了一个低功耗模块，低功耗模块有3种不同的工作模式，即IDLE、STANDBY、HALT模式，用户可通过对寄存器的配置，进入到不同的低功耗模式。仿真结果表明，低功耗模式能够被正常唤醒，且能够有效降低功耗。

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2024年第24卷第5期 pp. 050303

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基于FPGA的基带信号发生器IP核设计与验证

闫华;何志豪

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0118

摘要（38）

PDF （1764KB）（26）

雷达系统中信号收发模块需要内部产生基带信号，面对这一需求设计了一种基于直接数字频率合成（DDS）技术，且能自定义起始斜率和起始频率的基带信号发生器IP核。该IP核的输出频率可根据线性调频信号的特征进行设计，根据正弦信号的对称性，结合相位截断法和CORDIC算法设计了DDS模块的正余弦查找表，减少了资源的占用率，降低了功耗，提高了运算速度。仿真结果显示，设计的IP核可以正常输出不同频率的正余弦波形以及线性调频信号波形，并且能够实现自定义调整，具有较高的灵活性。相较于通过多个DDS叠加生成混频波形，该IP核占用资源更少，且具有实用价值。

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2024年第24卷第8期 pp. 080302

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一种应用于DDR的低抖动锁相环设计

华佳强,李野

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0065

摘要（37）

PDF （1457KB）（45）

针对双倍速率同步动态随机存储器中锁相环抖动性能较差的问题，基于55 nm CMOS工艺设计了一种低抖动锁相环。采用负反馈型比例-积分结构控制的电荷泵来获得良好的抖动性能并实现快速锁定，环型振荡器采用伪差分结构的预充电方式来提升时钟翻转速度。后仿真结果显示，在2.5 V电源供电条件下，锁相环能够在2 μs内锁定在3.2 GHz频率处，其相位噪声约为-96.2 dBc/Hz@1 MHz。芯片测试结果显示，输出时钟周期抖动为-27.7~23.2 ps。

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2024年第24卷第5期 pp. 050305

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一种抗辐射Trench型N 30 V MOSFET器件设计

廖远宝,谢雅晴

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0051

摘要（36）

PDF （1696KB）（49）

由于Trench结构在降低元胞单元尺寸、提升沟道密度和消除JFET区电阻等方面的优势，Trench型MOSFET已广泛应用于低压产品领域。在研究抗辐射机理和抗辐射加固技术的基础上，设计了一款新型抗辐射Trench型N 30 V MOSFET器件。实验结果显示，产品击穿电压典型值达42 V，特征导通电阻为51 mΩ·mm²。在⁶⁰Co γ射线100 krad(Si)条件下，器件阈值电压漂移仅为-0.3 V，漏源漏电流从34 nA仅上升到60 nA。采用能量为2006 MeV、硅中射程为116 μm、线性能量传输（LET）值为75.4 MeV·cm²/mg的¹¹⁸Ta离子垂直入射该器件，未发生单粒子事件。

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2024年第24卷第5期 pp. 050401

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集成电路异构集成封装技术进展

陈祎;岳琨;吕复强;姚大平

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0125

摘要（36）

PDF （3136KB）（61）

随着集成电路临界尺寸不断微缩，摩尔定律的持续性受到了越来越大的挑战，这使得不同类型芯片的异构集成技术成为后摩尔时代至关重要的技术趋势。先进封装技术正在经历一场转型，其关注点逐渐从单一器件转向整体系统性能和成本。传统的芯片封装正朝着三维堆叠、多功能集成和混合异构集成的方向发展，以实现集成产品的高度集成、低功耗、微型化和高可靠性等优势。概述了芯片异构集成封装技术的发展轨迹和研究现状，并探讨了面临的技术挑战以及未来的发展趋势。

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2024年第24卷第9期 pp. 090207

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混合集成电路元器件的黏接渗胶问题研究

韩文静;冯春苗;刘发;袁海

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0100

摘要（35）

PDF （964KB）（16）

混合集成电路通过黏接剂实现元器件与基板的连接。但该过程中存在渗胶问题，即黏接剂中的相关组分溢流至引线框架的键合区，导致键合丝的键合强度下降或无法键合，从而引起电路连接问题。研究厚膜多层基板和白陶瓷基板在黏接工艺中的渗胶问题，揭示了渗胶现象与残留在气相清洗液中的助焊剂之间的关联规律，并提出了1种能够有效改善黏接剂渗胶程度的工艺措施，进而解决混合集成电路黏接工艺的渗胶问题。

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2024年第24卷第8期 pp. 080207

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发动机压力传感器补偿电路优化设计

李宇飞,石群燕,邹兴洋

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0028

摘要（35）

PDF （1037KB）（31）

以某型发动机为平台，结合起动供油规律和试验数据，得出了压力传感器的精度要求。针对原压力传感器精度不满足要求的问题，在改动量最小的前提下，设计了一种以信号调理芯片MAX1452为核心的补偿电路。经试验验证，改进后的传感器精度优于±0.3%。发动机采用改进后的传感器，在地面起动时，未出现因压力测量误差导致的起动失败；在高原起动时，不经过传感器校准，起动成功率也得到大幅度提升。该方案提高了发动机起动成功率，有效减少了因大气温度或海拔高度变化对传感器校准工作的影响。

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2024年第24卷第3期 pp. 030301

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N多晶电阻的温度漂移影响因子及工艺研究

陈培仓,周凌霄,洪成强,王涛,吴建伟

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0070

摘要（34）

PDF （1089KB）（32）

多晶电阻在集成电路中应用广泛，可用作电路负载、阻尼、分压或分流，但是在实际使用过程中，多晶掺杂电阻的阻值由载流子浓度和迁移率决定，而2者都会受到温度的影响，因此多晶电阻的阻值随温度的变化而变化，且存在一定的温度系数。对N多晶电阻的温度漂移影响因子展开研究并进行分组实验验证，制备出了温度系数在±10×10^-6/℃以内的低温度漂移、高精度半导体N多晶电阻，保证了不同温度环境下电路的工作稳定性，为高稳定电路设计了提供参考依据。

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2024年第24卷第5期 pp. 050403

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基于氮化铝陶瓷的收发组件射频信号拖尾研究

赵俊顶;任屹灏;陈晓青;张端伟;陈家明

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0098

摘要（34）

PDF （1076KB）（21）

以收发组件为应用背景，发现基于氮化铝陶瓷基板的射频电路导致射频信号拖尾，而射频信号拖尾时间直接影响接收通道限幅恢复时间，进而严重影响收发系统的接收灵敏度。研究发现氮化铝陶瓷是一种压电半导体材料，在射频信号传输过程中会产生压电效应，进而导致射频信号拖尾，传输功率越大产生的压电效应越强、射频信号拖尾时间越长。研究成果对于大功率收发组件电路基板选用具有理论指导意义和工程应用价值，特别是在高精测高、超近测距等雷达应用领域。

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2024年第24卷第8期 pp. 080403

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基于改进滑模观测器的永磁同步电机无传感器控制^*

许卫;贾洪平

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0090

摘要（33）

PDF （3066KB）（12）

针对永磁同步电机无传感器控制的传统滑模观测器（SMO）算法存在系统抖振以及转速位置误差较大的问题，提出了一种改进的SMO算法，引入估算反电动势反馈，利用饱和函数代替开关函数，用变趋近率替换固定滑模增益，根据Lyapunov方法验证了系统的可靠性，再通过锁相环（PLL）获得准确的转子位置和速度信息，最后通过Simulink搭建仿真模型并进行相关试验，仿真和试验结果表明，改进后算法的控制性能更加优越。

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2024年第24卷第8期 pp. 080502

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基于CKS32系列MCU和LoRa的电机温度采集装置^*

胡晓涛

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0060

摘要（32）

PDF （1333KB）（34）

针对目前电机温度监测存在的不足，提出了1种基于CKS32系列MCU和LoRa的电机温度无线采集装置。装置采用的LoRa数据无线传输方式能有效解决有线传输存在的布线困难，以及ZigBee、WiFi等无线传输方式存在的通信距离短、功耗高和通信成本高等问题。为了得到精确的温度值，软件采用最小二乘分段线性拟合方法进行计算，仿真结果表明该方法的最大误差温度仅为0.18 ℃。装置的实际测试结果显示软件测温方法占用内存小、计算速度快、测温精准。同时，装置的最远通信距离能达到2.5 km，电池工作寿命能达到784 d，具有通信距离远、功耗低等优点，有较好的应用价值。

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2024年第24卷第5期 pp. 050501

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倒装芯片的底部填充工艺研究

李圣贤,丁增千

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0085

摘要（31）

PDF （1443KB）（30）

倒装芯片技术被广泛应用于先进封装技术领域，可以有效解决芯片与基板之间因应力不匹配产生的可靠性问题。底部填充工艺通过在芯片和基板的间隙填充有机胶，使得应力可以被重新分配，进而起到保护焊点的作用，提升封装可靠性。随着芯片不断向轻薄化方向发展，芯片尺寸的缩减和结构的精细化导致对填充材料的性能及封装可靠性的要求不断提高，底部填充工艺面临着更大的挑战。材料设计、工艺优化等措施是应对潜在挑战的有效方式。

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2024年第24卷第7期 pp. 070208

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嵌入分段半超结的p-栅增强型垂直GaN基HFET^*

杨晨飞,韦文生,汪子盛,丁靖扬

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0096

摘要（29）

PDF （4209KB）（9）

元胞面积相同的增强型垂直GaN/AlGaN异质结场效应管比横向HFET能承受更高的电压和更大的电流，适用于大功率领域，但在耐压时漂移区场强峰值高而容易提前击穿。提出了一种嵌入分段半超结的增强型垂直HFET，利用p型掺杂GaN栅和p⁺型掺杂GaN电流阻挡层抬高GaN/AlGaN异质结导带至费米能级之上，在栅压为0时夹断异质结的2DEG沟道，实现增强功能；在漂移区两侧插入2段p-GaN柱，形成p/n/p型离散半超结，改善电场均匀性。采用Silvaco TCAD软件模拟了Al组份、CBL浓度、p-GaN柱的宽度和厚度等参数对器件性能的影响。结果表明，相比于包含普通半超结的HFET，本器件的击穿电压提升了8.67%，静态品质因数提升了11.25%，导通延时缩短了16.38%，关断延时缩短了3.80%，可为设计高性能HFET提供新思路。

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2024年第24卷第8期 pp. 080402

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导电胶加速寿命模型评价方法研究

文科;谭骁洪;邢宗锋;罗俊;余航

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0113

摘要（28）

PDF （813KB）（51）

简要介绍了导电胶的失效模式和机理，设计加速寿命试验对导电胶工艺可靠性开展研究，选取导电胶工艺中的关键参数进行正交试验，确定温度应力作为导电胶贴装失效的加速应力。采用定时截尾方法进行试验，利用Arrhenius模型对试验结果进行分析，建立导电胶加速寿命可靠性评价模型，最终完成了对导电胶加速寿命可靠性模型的评价，为导电胶工艺在半导体集成电路中的应用和可靠性改进提供依据。

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2024年第24卷第9期 pp. 090401

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厚膜印刷陶瓷基板的版内电阻一致性改进

焦峰;邹欣;陈明祥

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0114

摘要（28）

PDF （1672KB）（51）

使用丝网印刷工艺生产厚膜印刷陶瓷基板时，经常会出现版内不同区域印刷电阻不一致的问题。通过对丝网印刷过程中的网版张力、回弹力以及刮刀下压力的综合分析，得出印刷在承印物上的浆料量与网版张力、回弹力及下压力的合力成正相关的关系，进而分析得到刮刀印刷方向对于线型电阻的印刷有较大影响。经实验验证，相较于传统的刮刀平行于线型电阻长度方向印刷，当刮刀垂直于线型电阻长度方向进行印刷时，版内电阻漂移率从11.24%缩窄至4.46%，产品印刷电阻一致性得到较大程度的改善，可满足产品公差上下限要求，避免了昂贵的激光修阻工艺，节约了成本。通过实验证明对于复杂图形，线条取向与刮刀印刷方向的相互关系对浆料分布的均匀性有明显影响，复杂图形也验证了该结论的普适性。

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2024年第24卷第9期 pp. 090402

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一种耐热、低温固化且强连接的地聚物封装材料

孙庆磊,李嘉宁,崔粲,李施霖

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0139

摘要（27）

PDF （544KB）（14）

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2024年第24卷第7期 pp. 070601

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Cu/SAC305/Cu焊点界面Ag和Sn扩散差异性研究^*

黄哲;郑耀庭;姚尧

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0117

摘要（27）

PDF （2300KB）（58）

电子元器件不断向小型化发展，电流密度也随之增大，因此焊点中的电迁移问题日益严重。电迁移现象的本质是元素扩散，为解决该问题并提升焊点的可靠性，必须深入研究焊点中的元素扩散过程。焊点通电时伴随着焦耳热，因此需综合考虑电效应和热效应。为解耦电迁移过程中的电流效应和热效应，分别进行了电流密度为1.04×10⁴A/cm²、温度为120 ℃的通电测试以及120 ℃下的热扩散测试。实验结果显示，两种条件下Cu基体内Ag和Sn扩散行为存在差异，并且观察到了Cu₆Sn₅金属间化合物（IMC）。从化学亲和力的角度计算发现，Cu-Sn的化学亲和力约为Cu-Ag的4倍，这表明Cu-Sn间更容易发生化学反应，从而阻碍Sn在Cu基体中的扩散。最后，通过分子动力学模拟得出，D_Ag/D_Sn比值为2.788~7.386。

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2024年第24卷第9期 pp. 090205

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基于能量最小化的CCGA焊点形态仿真研究^*

张威;刘坤鹏;王宏;杭春进;王尚;田艳红

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0103

摘要（27）

PDF （1610KB）（19）

为了确定某陶瓷柱栅阵列（CCGA）器件实现高焊接可靠性时的工艺参数组合范围，并研究焊点形态随不同参数变化的规律，以钎料润湿角、钎料体积以及焊柱偏移量作为关键变量因素，利用基于能量最小化原理的Surface Evolver软件，计算了不同因素水平组合下的实际焊点形态，并对参数化建模过程进行了详细介绍。通过对比形态结果与焊点可接收标准，寻找能够产生合格焊点的参量范围，为实际焊点微连接生产工艺提供合理的工艺指导。

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2024年第24卷第8期 pp. 080208

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面向快速散热的HTCC基板微流道性能研究^*

孙浩洋,姬峰,冯青华,兰元飞,王建扬,王明伟

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0074

摘要（27）

PDF （1539KB）（22）

随着微波组件向着大功率、高密度集成方向的快速发展，组件中大功率芯片的散热问题已影响到组件的可靠性，解决大功率微波组件的散热问题需要采用高效的散热技术。作为新兴的快速散热技术之一，微流道具有低热阻、高效率以及可集成等众多优势。建立了基于大功率微波组件的微流道陶瓷基板有限元分析模型并对其进行热仿真，分析了不同微流道构型、占空比、扰流柱半径以及流速对组件散热的影响，并基于仿真结果制备了实物组件，实测温升下降60 ℃，实现了超大功率芯片的快速散热。

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2024年第24卷第7期 pp. 070203

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基于RISC-V和可重构智能加速核的异构SoC系统设计^*

权良华, 王艺霖, 黎思越, 李世平, 陈铠, 邓松峰, 何国强, 冯书谊, 傅玉祥, 李丽

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0121

摘要（25）

PDF （1941KB）（10）

提出了可重构智能加速核架构，并设计了可重构激活函数乘累加单元（ACT-MAC），旨在提高低功耗约束下的运算资源利用率。加速核基于ACT-MAC设计了可重构计算阵列，支持卷积、池化、长短期记忆网络（LSTM）及激活函数等算法的硬件加速。加速核采用乒乓流水线设计，优化了存储分配，显著提升了数据处理效率。该加速核通过协处理器指令拓展（NICE）接口与开源RISC-V处理器集成，形成了完整的片上系统（SoC）。该设计在Nexys Video可编程逻辑门阵列（FPGA）中实现了芯片原型，并在其上部署了LeNet、VGG16和LSTM网络，展示了该SoC芯片原型在图像分类和语义识别等领域的应用潜力。与最近的工作相比，该设计在提升了数字信号处理（DSP）效率并维持了高能效比的同时，支持多种人工智能算法的硬件加速，展现了在嵌入式应用场景中的广阔应用前景。

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2024年第24卷第9期 pp. 090301

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基于目标检测的陶封芯片焊缝缺陷X射线检测方法

顾杰斐

摘要（24）

PDF （398KB）（29）

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2024年第24卷第9期 pp. 090601

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大尺寸厚层硅外延片表面滑移线缺陷检验研究

葛华,王银海,杨帆,尤晓杰

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0073

摘要（23）

PDF （2045KB）（11）

目前制约大尺寸厚层硅外延产品高质量生产的主要因素是表面滑移线，而滑移线的过程控制严重依赖于滑移线的完整、准确检验识别。通过对不同宏观显现的滑移线表征方法的研究，比较了各类检验的误差来源，分析出了影响硅外延滑移线量化计算的主要因素，制定了科学合理的检验策略，提高了批量生产过程中滑移线检验的准确性与稳定性，取得了显著成效。

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2024年第24卷第7期 pp. 070403

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基于ATE与结构分析的RRAM芯片测试技术研究

奚留华,徐昊,张凯虹,武乾文,王一伟

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0082

摘要（23）

PDF （1573KB）（7）

为了测试阻变存储器（RRAM）芯片，基于RRAM芯片的基本结构、接口定义、功能，分析并总结了其性能、工作模式和芯片时序。通过公式计算与实测技术相结合的方法，测定了RRAM芯片的容量。结果表明，基于结构分析的公式计算可依据RRAM存储单元的间距进而推导出RRAM芯片的容量。利用自动测试系统对RRAM芯片进行功能验证。同时，设计了1款RRAM芯片耐久性测试装置，全面评估了RRAM芯片的擦写性能。

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2024年第24卷第7期 pp. 070206

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内嵌Flash存储器可靠性评估方法的分析及应用

周焕富,刘伟,周成

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0083

摘要（23）

PDF （1348KB）（15）

介绍了存储器分类及Flash存储器的基本结构，分析了非易失性存储器（NVM）可靠性试验标准的特点。从试验项目、试验条件、样品数量和数据图形等方面比较了JEDEC和AEC发布的NVM可靠性试验的标准和方法。以2款存储容量分别为64 kB和128 kB的MCU芯片为试验对象，依据JEDEC和AEC发布的试验标准和方法，设计了针对MCU芯片内嵌Flash存储器可靠性的评估试验，为Flash存储器的设计和验证工作提供参考。

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2024年第24卷第7期 pp. 070207

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基于SECS/GEM协议的芯片烘箱设备智能故障诊断算法设计^*

梁达平,赵玉祥,张进兵

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0071

摘要（22）

PDF （1102KB）（12）

针对芯片烘箱设备故障排查困难，提出了一种改进型贝叶斯网络故障诊断算法。利用SECS/GEM通信协议从设备端获取故障报警数据，建立芯片烘箱设备故障树。将故障树映射转换为贝叶斯网络，通过对贝叶斯网络反向推理计算得到可用于指导维修工作的诊断决策树。将历史故障样本数据代入算法模型中进行验证分析，验证结果表明，按照诊断决策树进行故障诊断能够将诊断误差率控制在5%左右，满足企业用户要求，具有较高的应用价值。

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2024年第24卷第7期 pp. 070501

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反熔丝FPGA器件应用失效分析

完文韬;郭永强;孙杰杰;隽扬

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0115

摘要（21）

PDF （924KB）（17）

反熔丝器件具有低功耗、高可靠、抗辐照性能优良等特点，作为航天领域广泛使用的核心芯片，其失效机理尤为重要。针对某型反熔丝器件板级应用失效问题，列出故障树，对疑点逐一排查，配合后仿真波形，最终定位了故障原因，并进行了失效机理分析。故障发生原因与开发软件版本等因素相关，使用者往往不了解软件版本的更新细节，该因素通常不易被设计者重视。针对该失效问题提出了解决措施，选取样品重新进行烧写测试。经过实测验证，故障现象消失，改进措施有效。

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2024年第24卷第9期 pp. 090501

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用于酵母菌检测的微波超材料传感器^*

宋怡然;梁峻阁;顾晓峰

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0088

摘要（21）

PDF （1129KB）（7）

在食品加工领域，监测酵母菌的含量对产品的产率和安全性有着极其重要的意义，常用的平板计数法等传统方法存在操作复杂、检测时间长、设备体积大等问题，因此有必要开发一种新型的酵母菌传感器以满足食品加工领域的复杂需求。提出了一种操作简单、非接触、低成本和小型化的微波超材料生物传感器，用于检测浓度范围为5×10¹~5×10⁴ CFU/mL的酵母菌溶液。该微波传感器将超材料结构与叉指电容结构相结合，实现了设备的小型化，进一步增强了传感器表面的电场强度，提高了酵母菌检测的灵敏度。利用谐振频率和谐振幅值2个微波参数表征了不同浓度的酵母菌溶液，检测过程中谐振频率和谐振幅值的变化量分别为2.6 MHz和0.03 dB，实现了酵母菌溶液的传感。这项研究为食品加工领域酵母菌浓度的监测提供了新的方案，拓宽了微波生物传感的应用。

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2024年第24卷第8期 pp. 080501

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高温服役电子元器件的焊接工艺研究^*

周阳磊,吕海强,何日吉,周舟

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0078

摘要（21）

PDF （2066KB）（15）

在航空航天、钢铁冶金及地质勘探等领域，部分设备需要在高温环境下使用，目前常见装联结构的可耐受温度一般低于200 ℃，甚至低于150 ℃，严重制约了相关高温服役设备的电子化进程。为了探索元器件高温焊接的可行性，对高温焊接工艺开展深入分析。研究结果表明，铅基高温焊料（SnAg2.5Pb96.5）的固液相线温度均高于250 ℃，SnAg2.5Pb96.5焊点的拉伸力平均值为139 N，剪切力平均值为237 N。与常用的无铅焊料（SAC305）相比，SnAg2.5Pb96.5的固液相线温度较高，但其焊点的拉伸力及剪切力均有所降低。相较于直接焊接工艺，采用预热焊接工艺得到的焊点润湿性好，陶瓷电容本体无裂纹，因此预热焊接工艺更适用于高温服役元器件。

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2024年第24卷第7期 pp. 070205

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国产G200型LTCC生瓷带应用研究

兰耀海;吕洋;王飞;沐方清;张鹏飞

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0108

摘要（20）

PDF （1007KB）（33）

为了推动低温共烧陶瓷（LTCC）生瓷带的国产化进程，同时系统深入地研究国产LTCC生瓷带的工艺加工性能和工程化应用，以进口LTCC浆料和自主研发的G200型LTCC生瓷带为研究对象，采用LTCC工艺制作测试基板，设计一系列应用验证实验方案，测试并研究G200型LTCC生瓷带的印刷精度、尺寸稳定性、烧结收缩率以及浆料共烧匹配性等关键性能。通过优化生瓷带的预热工艺、导体印刷等工艺参数，选择合适的基板放大系数及基板层数，使制作的LTCC基板产品达到实际应用要求。

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2024年第24卷第9期 pp. 090202

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不同设备水汽含量检测比对分析

杨迪;李灿

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0111

摘要（20）

PDF （815KB）（21）

介绍了2023年国内9家检测机构对空封陶瓷封装内部水汽含量检测的比对情况。水汽含量检测是反馈电子元器件封装工艺的重要手段，依据GJB548C—2021《微电子器件试验方法和程序》中的方法，通过质谱原理得到以10^－⁶为单位的水汽含量值。近些年，国内检测机构所使用的水汽含量检测设备处于新旧型号的更新迭代中，通过此次的比对数据来识别不同设备对封装内部水汽含量接近检测极限值时的检测差异程度，了解设备的性能状态，以提高机构间检测数据的互认度。制定了检测比对的详细方案，比对结果具有指导性。

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2024年第24卷第9期 pp. 090203

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STT-MRAM存储器数据保持试验方法研究

杨霄垒，申浩

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0069

摘要（19）

PDF （1066KB）（9）

自旋转移力矩磁随机存储器（STT-MRAM）的基本存储单元结构为磁性隧道结（MTJ），该单元的热稳定性会随着温度的升高而变弱。MTJ这一特性导致传统激活能计算模型无法直接应用于STT-MRAM的高温数据保持特性测试，因此研究STT-MRAM的数据保持特性需探究可替代其激活能的参数。为此，搭建了基于Xilinx Kintex-7系列FPGA的测试系统，进行了多个温度数据保持试验，最终拟合出一个代替激活能来衡量STT-MRAM数据保持能力的参数，即热稳定因子。该多温度数据拟合热稳定因子的方法可有效评估STT-MRAM器件数据保持能力。

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2024年第24卷第7期 pp. 070402

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一种基于汉明码纠错的高可靠存储系统设计

史兴强,刘梦影,王芬芬,陆皆晟,陈红

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0067

摘要（19）

PDF （1077KB）（7）

为提高片上存储的可靠性，设计了一种基于汉明码纠错的高可靠性存储系统。该电路包括检错纠错（ECC）寄存器模块和ECC_CTRL模块。CPU可通过高级高性能总线（AHB）配置ECC寄存器以实现相应功能，SRAM和Flash的读写数据则通过ECC_CTRL模块进行校验码的生成和数据的检错纠错。仿真结果表明，该高可靠存储系统能够检测单bit和双bit错误，纠正单bit错误，提高了数据存储的可靠性，同时可将发生错误的数据和地址锁存在寄存器中，以便用户规避访问发生错误的地址。

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2024年第24卷第7期 pp. 070301

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某型运算放大器失效机理研究

李鹏,解龙,刘曦

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0072

摘要（18）

PDF （2418KB）（14）

针对某系统调试过程中出现的某型运算放大器塑封固定后测试不合格问题，通过制定失效分析方案探究其失效机理。对失效样品进行电参数测试，发现输出电压异常，同时偏置电流、输入失调电压等参数超差，初步判定失效机理为静电损伤，随后进行I-V特性曲线测试和对比分析，确认第2路输入端口对正电源端口开路。通过X射线检测和颗粒碰撞噪声检测排查器件封装内部可能存在的缺陷及可动多余物，并将器件开封，观察内部结构和版图，发现Pin5处存在明显的击穿痕迹。以最大耐受值电压为起始电压，步进为100 V，对合格样品进行人体模型静电放电试验，验证了运算放大器因静电放电导致晶体管击穿烧毁的失效机理。

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2024年第24卷第7期 pp. 070202

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基于Xilinx Virtex-7系列FPGA器件配置存储空间PUF可行性探索

郭俊杰;王婧;谢达

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0123

摘要（18）

PDF （2350KB）（7）

在静态随机存取存储器（SRAM）型现场可编程门阵列（FPGA）电路中，当电源启动并进行初始化时，SRAM单元通常会经历一个全面复位的过程。复位过程会导致SRAM单元内部的电荷分布形成一种特有的模式。提出了一种新的方法，利用配置内存中尚未使用的部分来识别电路，对8个Xilinx Virtex-7 FPGA进行总计200 000次的测量，评估了这种方法在同一电路中的一致性和在不同电路之间的差异性，以及随温度变化时和随时间老化后的稳定性。研究结果显示，SRAM物理不可克隆函数（PUF）能够有效地区分不同的FPGA电路。

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2024年第24卷第9期 pp. 090303

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内嵌NPN结构的高维持电压可控硅器件^*

陈泓全,齐钊,王卓,赵菲,乔明

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0081

摘要（16）

PDF （1548KB）（7）

针对传统可控硅（SCR）器件触发电压高、维持电压低、闩锁风险大等问题，提出了一种内嵌NPN结构的高维持电压SCR器件。维持电压由传统器件的1.2 V显著增大到10.3 V。与传统结构相比，该新型SCR结构体内存在2条电流路径，通过嵌入的NPN电流路径延缓了器件中寄生PNP管的开启过程，抑制了SCR结构里NPN与PNP的正反馈过程，使得SCR电流路径在电流较大时才能完全开启，从而达到提高维持电压的目的。基于半导体器件仿真软件，模拟了器件在直流下的电学特性，分析其工作机理并讨论了关键器件参数对其电学特性的影响。

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2024年第24卷第7期 pp. 070401

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带窗口比较器的高速RS-485接收器

贺凌炜;蒋志林

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0129

摘要（15）

PDF （1239KB）（7）

将窗口比较器和高速比较器相结合，在实现RS-485接收器开路、短路和端接失效保护功能的前提下，解决了阈值偏斜方法造成的工作速率低的问题。采用5 V工艺，在稍增接收器静态功耗（5%）和版图面积（10%）后，将工作速率提高到了50 Mbit/s。

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2024年第24卷第9期 pp. 090304

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R-DSP中二级Cache控制器的优化设计^*

谭露露,谭勋琼,白创

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0080

摘要（14）

PDF （1609KB）（6）

针对二级Cache控制器（L2）对于提升R数字信号处理器（R-DSP）访存效率和整体性能的重要作用，结合L2中涉及的内存安全维护和多请求访存仲裁问题，在现有R-DSP中L2基础上实现优化。首先，采用多重分块的存储组织结构，提高访存效率；其次，并行处理一级Cache控制器请求与外存请求，减小请求处理周期；最后，增加带宽管理与存储保护功能，合理仲裁访存请求并维护存储安全。实验结果表明，相较于传统设计，新设计在保护二级存储安全的同时实现带宽管理式访存仲裁。与现有R-DSP中的L2相比，新设计的存储体单拍最大可响应访存请求数量提升了1倍，一级请求和外存请求的平均处理时钟周期数分别降低25%和19.6%。

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2024年第24卷第7期 pp. 070302

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基于Chisel语言的异步FIFO设计及验证

蒋文成;黄嵩人

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0122

摘要（12）

PDF （1116KB）（6）

采用敏捷硬件开发语言Chisel，对数字系统设计中经常使用的异步先进先出（FIFO）进行设计，使用Chisel语言特性提高了设计效率和质量。使用ChiselTest框架对所设计的异步FIFO进行基本功能仿真验证，使用通用验证方法学（UVM）进行更加完备的功能仿真验证，再使用Quartus Ⅱ软件进行逻辑综合。对比使用Chisel语言与使用传统硬件描述语言（HDL）设计的异步FIFO综合结果，结果表明，使用传统HDL语言设计的异步FIFO消耗了50个组合逻辑单元，而使用Chisel语言设计的异步FIFO，综合后仅消耗了39个组合逻辑单元。

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2024年第24卷第9期 pp. 090302

中国半导体行业协会封装分会会刊

中国电子学会电子制造与封装技术分会会刊

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