电子与封装

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芯片三维互连技术及异质集成研究进展^*

钟毅, 江小帆, 喻甜, 李威, 于大全

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0041

摘要（3691）

PDF （2805KB）（2017）

集成电路的纳米制程工艺逐渐逼近物理极限，通过异质集成来延续和拓展摩尔定律的重要性日趋凸显。异质集成以需求为导向，将分立的处理器、存储器和传感器等不同尺寸、功能和类型的芯片，在三维方向上实现灵活的模块化整合与系统集成。异质集成芯片在垂直方向上的信号互连依赖硅通孔（TSV）或玻璃通孔（TGV）等技术实现，而在水平方向上可通过再布线层（RDL）技术实现高密度互连。异质集成技术开发与整合的关键在于融合实现多尺度、多维度的芯片互连，通过三维互连技术配合，将不同功能的芯粒异质集成到一个封装体中，从而提高带宽和电源效率并减小延迟，为高性能计算、人工智能和智慧终端等提供小尺寸、高性能的芯片。通过综述硅通孔、玻璃通孔、再布线层技术及相应的2.5D、3D异质集成方案，阐述了当前研究现状，并探讨存在的技术难点及未来发展趋势。

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2023年第23卷第3期 pp. 030102

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先进封装铜-铜直接键合技术的研究进展^*

张明辉, 高丽茵, 刘志权, 董伟, 赵宁

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0065

摘要（2747）

PDF （2659KB）（1322）

在后摩尔时代，先进三维封装技术成为实现电子产品集成化、小型化的重要出路。应用于封装互连的传统无铅锡基钎料由于存在金属间化合物脆性、电迁移失效、制备工艺限制等问题，已不再适用于窄间距、小尺寸的封装。金属铜的电阻率低、抗电迁移性能好，其工艺制备尺寸可减小到微米级且无坍塌现象。铜?铜（Cu-Cu）直接互连结构可以实现精密制备以及在高电流密度下服役。对Cu-Cu键合材料的选择、键合工艺的特点及服役可靠性的相关研究进展进行了总结。

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2023年第23卷第3期 pp. 030106

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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（2727）

PDF （2679KB）（690）

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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基于金刚石的先进热管理技术研究进展^*

杜建宇, 唐睿, 张晓宇, 杨宇驰, 张铁宾, 吕佩珏, 郑德印, 杨宇东, 张驰, 姬峰, 余怀强, 张锦文, 王玮

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0071

摘要（2631）

PDF （3604KB）（849）

以GaN为代表的新一代半导体材料具有宽禁带、高电子饱和速率、高击穿场强等优异的电学性能，使得射频、电力电子器件有了具备更高功率能力的可能，目前限制器件功率提升的主要瓶颈在于缺少与之匹配的散热手段。具有极高热导率的金刚石已成为提升器件散热能力的重要材料，学术界针对金刚石与功率器件集成的先进热管理技术已经开展了大量有益的研究与探索，但是由于金刚石具有极强的化学惰性和超高的硬度，在实际集成和工艺加工过程中，金刚石?GaN界面容易出现热性能和可靠性问题，甚至会导致器件失效。对金刚石热管理技术的研究进展和存在的问题进行深入分析，并对未来主要工作方向做了展望。

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2023年第23卷第3期 pp. 030107

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临时键合技术在晶圆级封装领域的研究进展^*

王方成, 刘强, 李金辉, 叶振文, 黄明起, 张国平, 孙蓉

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0063

摘要（2469）

PDF （4322KB）（226）

随着5G、人工智能和物联网等新基建的逐步完善，单纯依靠缩小工艺尺寸来提升芯片功能和性能的方法已经难以适应未来集成电路产业发展的需求。为满足集成电路的多功能化及产品的多元化，通过晶圆级封装技术克服摩尔定律物理扩展的局限性日趋重要。目前，在晶圆级封装正朝着大尺寸、三维堆叠和轻薄化方向发展的背景下，临时键合与解键合（TBDB）工艺应运而生。针对晶圆级封装领域可商用的TBDB技术，论述了不同TBDB工艺在晶圆级封装领域的研究进展及应用现状，明晰了不同TBDB技术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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2023年第23卷第3期 pp. 030104

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氧化镓材料与功率器件的研究进展

何云龙;洪悦华;王羲琛;章舟宁;张方;李园;陆小力;郑雪峰;马晓华

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0036

摘要（2451）

PDF （9650KB）（777）

氧化镓（Ga₂O₃）以其禁带宽度大、击穿场强高、抗辐射能力强等优势，有望成为未来半导体电力电子领域的主力军。相比于目前常见的宽禁带半导体SiC和GaN，Ga₂O₃的Baliga品质因数更大、预期生长成本更低，在高压、大功率、高效率、小体积电子器件方面更具潜力。对Ga₂O₃外延材料、功率二极管和功率晶体管的国内外最新研究进行了概括总结，展望了Ga₂O₃在未来的应用与发展前景。

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2023年第23卷第1期 pp. 010107

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GaN基增强型HEMT器件的研究进展^*

黄火林;孙楠

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0046

摘要（2091）

PDF （3921KB）（575）

随着电力转换系统的功率密度和工作频率不断提高，需要开发性能优于传统半导体的功率器件。作为第三代半导体材料的典型代表，氮化镓（GaN）被认为是提高大功率电力系统转换效率的新一代功率器件的主要候选材料。在操作类型方面，增强型（也称为常关型）器件具有安全、能简化电路设计以及更优的电路拓扑设计等优势，在行业应用中更具吸引力。总结并对比了目前国际上主流的GaN基增强型器件的结构和制备工艺，着重介绍了基于栅凹槽结构的功率器件技术，特别是栅槽刻蚀后的界面处理、栅介质层的优化技术。围绕器件的关键指标，总结了材料外延结构、欧姆接触、场板以及钝化工艺对器件性能的影响，提出了未来可能的技术方案。

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2023年第23卷第1期 pp. 010108

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FCBGA基板关键技术综述及展望^*

方志丹, 于中尧, 武晓萌, 王启东

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0061

摘要（1951）

PDF （2093KB）（898）

倒装芯片球栅格阵列（FCBGA）基板作为人工智能、5G、大数据、高性能计算、智能汽车和数据中心等新兴需求应用的CPU、图形处理器（GPU）、FPGA等高端数字芯片的重要载体，业界的需求量快速增长。对FCBGA基板的关键技术进行了介绍，包括精细线路技术、翘曲控制技术和局部增强技术。同时，对FCBGA基板技术的发展趋势及应用前景进行了展望。

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2023年第23卷第3期 pp. 030103

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一种高增益、高带宽全差分运算放大器的设计

彭春雨;张伟强;蔺智挺;吴秀龙

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0089

摘要（1819）

PDF （1035KB）（391）

采用增益提升（Gain-boosting）技术，使用2个三输入管的折叠式共源共栅运算放大器（运放）作为辅助运放，设计了一种宽输入共模范围的高增益、高带宽的全差分运算放大器。主运放输入部分由一对NMOS管和一对PMOS管共同构成，其输入跨导提高至由单MOS管构成的运放输入跨导的2倍。主运放输入跨导的提高间接提升了主运放的增益和带宽。而辅助运放在不改变主运放带宽的同时，通过降低主运放的主极点增大输出阻抗，再次提升主运放的增益，达到了高增益、高带宽的目的。该运算放大器采用商用55 nm CMOS工艺设计，经仿真可得，当负载电容为5 pF时，运放低频增益为115 dB，增益带宽积为209 MHz，总功耗为2.8 mW。

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2023年第23卷第7期 pp. 070302

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高压SiC MOSFET研究现状与展望

孙培元;孙立杰;薛哲;佘晓亮;韩若麟;吴宇薇;王来利;张峰

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0049

摘要（1755）

PDF （7007KB）（795）

碳化硅（SiC）金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）作为宽禁带半导体单极型功率器件，具有频率高、耐压高、效率高等优势，在高压应用领域需求广泛，具有巨大的研究价值。回顾了高压SiC MOSFET器件的发展历程和前沿技术进展，总结了进一步提高器件品质因数的元胞优化结构，介绍了针对高压器件的几种终端结构及其发展现状，对高压SiC MOSFET器件存在的瓶颈和挑战进行了讨论。

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2023年第23卷第1期 pp. 010111

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微波等离子体化学气相沉积法制备大尺寸单晶金刚石的研究进展^*

牟草源;李根壮;谢文良;王启亮;吕宪义;李柳暗;邹广田

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0023

摘要（1747）

PDF （6300KB）（501）

金刚石作为一种超宽禁带半导体，是下一代功率电子器件和光电子器件最有潜力的材料之一。然而，高品质、大面积（大于2英寸）单晶衬底的制备仍是金刚石器件产业应用亟待解决的问题。介绍了目前受到广泛关注的微波等离子体化学气相沉积法（MPCVD）获得大尺寸金刚石单晶衬底的技术方案，即单颗金刚石生长、拼接生长以及异质外延生长。综述了大尺寸单晶金刚石外延生长及其在电子器件领域应用的研究进展。总结了大尺寸单晶金刚石制备过程中面临的挑战并提出了潜在的解决方案。

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2023年第23卷第1期 pp. 010104

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多功能传感器集成综述

吕佩珏, 黄哲, 王晓明, 杨知雨, 林晨希, 王铭强, 杨洋, 胡然, 苟秋, 李嘉怡, 金玉丰

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0098

摘要（1626）

PDF （3016KB）（545）

随着5G、智能汽车、物联网（IoT）、智慧医疗等市场的快速增长，其对传感器需求广泛，要求传感器具备微型化、集成化、智能化、低功耗等特点。概述了国内外学者在环境、汽车和生物参数检测等领域应用多功能传感器集成的成果，阐释了多功能传感器集成的工艺兼容性及封装的关键技术，分析了多功能传感器集成在模型仿真、产品测试和热管理方面面临的严峻挑战。对多功能传感器集成方案进行了总结，并提出了未来发展趋势。

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2023年第23卷第8期 pp. 080201

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宽禁带半导体碳化硅IGBT器件研究进展与前瞻^*

张峰, 张国良

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0047

摘要（1609）

PDF （8807KB）（545）

碳化硅（SiC）宽禁带半导体材料是目前电力电子领域发展最快的半导体材料之一。绝缘栅双极晶体管（IGBT）是全控型的复合器件，具有工作频率高、开关损耗低、电流密度大等优点，是高压大功率变换器中的关键器件之一。但SiC IGBT存在导通电阻高、关断损耗大等缺点。针对上述挑战，对国内外现有的新型SiC IGBT结构进行了总结。分析了现有的结构特点，结合新能源电力系统的发展趋势，对SiC IGBT的结构改进进行了归纳和展望。

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2023年第23卷第1期 pp. 010109

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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（1597）

PDF （2210KB）（238）

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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高端性能封装技术的某些特点与挑战

马力, 项敏, 石磊, 郑子企

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0070

摘要（1560）

PDF （1973KB）（600）

高性能计算、人工智能等应用推动芯片的技术节点不断向前迈进，导致设计、制造的难度和成本问题凸显，针对这一问题，Chiplet技术应运而生。Chiplet技术是将复杂的系统级芯片按IP功能切分成能够复用的小芯片（芯粒），然后，厂商们将执行存储和处理等功能的小芯片以超高密度扇出型封装、2.5D和3D高端性能封装进行重新组装，以实现高性能计算对高带宽、高性能的要求。介绍了上述封装的多样化形式和通信协议，分析了其重要的电连接结构与工艺难点，及其在可靠性方面的一些问题。

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2023年第23卷第3期 pp. 030109

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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（1519）

PDF （3240KB）（874）

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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“先进三维封装与异质集成”专题前言

摘要（1500）

PDF （415KB）（727）

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2023年第23卷第3期 pp. 030100

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面向超导量子器件的封装集成技术^*

俞杰勋, 王谦, 郑瑶, 宋昌明, 方君鹏, 吴海华, 李铁夫, 蔡坚

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0072

摘要（1493）

PDF （2974KB）（487）

超导量子比特由于半导体工艺兼容性强，可扩展潜力大，易于操控、读出与耦合，是现阶段最有希望实现可扩展通用量子计算机的技术路线之一。然而，通用量子计算的实现需要百万量级的超导量子比特作为硬件基础，因此相应的封装架构需要在可扩展特性、超导材料体系、低损耗电互连、量子比特兼容性、电磁环境优化等方面进行新的探索。分析了传统引线键合在大规模集成过程中遇到的主要技术瓶颈；介绍了面向超导量子器件开发的一系列特殊互连架构，对其优势和局限性进行了探讨；详细讨论了集成电路领域先进封装技术在超导量子器件中的兼容性问题，主要涵盖倒装键合、硅通孔及系统集成方案3个方面，并对上述封装技术的发展趋势进行了展望。

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2023年第23卷第3期 pp. 030108

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面向三维集成的等离子体活化键合研究进展^*

牛帆帆, 杨舒涵, 康秋实, 王晨曦

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0064

摘要（1492）

PDF （3246KB）（531）

三维集成技术已成为促使半导体芯片步入后摩尔时代的重要支撑。晶圆直接键合技术无需微凸点和底充胶填充工艺，依靠原子间相互作用力即可实现高密度与高强度互连，是三维集成发展的重要研究方向之一。其中等离子体活化作为一种高效的表面处理手段，是晶圆低温键合的关键。针对等离子体活化低温键合技术在半导体芯片同质或异质键合中的研究进展进行了综述，主要介绍了等离子体活化在硅基材料直接键合及金属－介质混合键合中的作用机理和键合效果，进而对该技术的未来发展趋势进行了展望。

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2023年第23卷第3期 pp. 030105

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Sn晶粒取向对微焊点元素迁移及界面反应的影响^*

白天越, 乔媛媛, 赵宁

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0037

摘要（1487）

PDF （2797KB）（473）

随着先进电子封装技术的不断发展，电子产品在服役时无铅微焊点内的元素迁移问题引起了广泛关注。由于先进封装互连尺寸的逐步缩小，微焊点扩散的各向异性问题日益凸显，即Sn晶粒取向显著影响元素的迁移行为，进而影响微焊点的界面反应。综述了在热时效、热循环、电流加载与温度梯度等条件下，Sn晶粒取向对焊点中元素迁移及界面反应的影响。现有研究表明，在热时效及热循环条件下，Sn晶粒取向对微焊点元素迁移及界面反应的影响较小，而Sn晶粒取向对微焊点的电迁移和热迁移有着相似的影响规律，并由此产生界面金属间化合物（IMC）的非对称及非均匀生长现象。此外，还综述了基于数值模拟方法开展的微焊点元素扩散各向异性的相关研究，并对不同条件下的研究进展进行了总结。

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2023年第23卷第3期 pp. 030101

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半导体封装Cu-Cu互连接头烧结性能研究

吴松, 张昱, 曹萍, 杨冠南, 黄光汉, 崔成强

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0068

摘要（1424）

PDF （1359KB）（418）

使用不添加任何助焊剂的铜膏，获得了高烧结性能的Cu-Cu互连接头。使用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和热重分析仪对粒径分别为（20±10）nm、（80±20）nm和（100±20）nm的纳米铜颗粒分析表征。选择粒径为（80±20）nm的纳米铜颗粒和松油醇混合配成纳米铜膏，用于互连接头的烧结性能研究。探究了不同的烧结温度、保温时间、升温速率和烧结压力对互连接头的剪切强度和失效面微观形貌的影响，得出了最佳的工艺参数。在升温速率为0.1 ℃/s、保温时间为30 min、烧结温度为260℃和无压条件下烧结，互连接头的剪切强度达到了5 MPa。在同样的升温速率和保温时间，同时烧结温度为300 ℃、压力为5.0 MPa的条件下烧结，互连接头的剪切强度达到了33.3 MPa。Cu-Cu互连接头能够满足功率半导体器件的互连应用要求。

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2023年第23卷第3期 pp. 030110

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基于硅基扇出（eSiFO^®）技术的先进指纹传感器晶圆级封装工艺开发

申九林, 马书英, 郑凤霞, 王姣, 魏浩

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0074

摘要（1421）

PDF （2440KB）（444）

传统的晶圆级芯片封装（WLCSP）是一种标准的扇入式封装结构。随着I/O数的增加，无法为重布线层（RDL）提供足够的区域。近年来，在芯片周围形成扇出区域的嵌入式封装技术发展起来，其具有I/O数目高、成本低、集成灵活、体积小等优点。晶圆扇出型封装（FOWLP）通常采用环氧塑封复合料（EMC），其面临翘曲、各层热膨胀系数（CTE）不匹配、成本高昂等难题。报道了一种全新的晶圆级嵌入式硅基扇出技术，名为eSiFO^®，其用于实现电容式指纹传感器封装。在这个创新的集成器件中，一个5.6 mm×1.0 mm的ASIC芯片被减薄到90 μm，然后嵌入到硅基槽中重建一个新的晶圆。在整个工艺过程中，金属的覆盖面积达80%以上，但晶圆的翘曲小于2 mm。整个晶圆级封装工艺使用了10个掩模版，其产品良率达到98%。该产品通过了包括预处理测试、温度循环（TCT）测试、高加速温湿度应力试验（u-HAST）和高温贮存试验（HTST）在内的标准可靠性测试。

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2023年第23卷第3期 pp. 030111

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一种用于先进封装的圆台硅通孔的刻蚀方法

林源为, 赵晋荣, 曹泽京, 袁仁志

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0066

摘要（1394）

PDF （1506KB）（328）

在集成电路的制造阶段延续摩尔定律变得越发困难，而在封装阶段利用三维空间可以视作对摩尔定律的拓展。硅通孔是利用三维空间实现先进封装的常用技术手段，现有技术中对于应用于CMOS图像传感器件封装的圆台硅通孔，采用的是在顶部不断横向刻蚀的方式实现的，不利于封装密度的提高，且对于光刻设备的分辨率有一定的要求。针对现有技术中的问题，一种严格控制横向刻蚀尺寸（仅占原始特征尺寸的3%~12%）的圆台硅通孔刻蚀方法被研究探索出来。该方法通过调节下电极功率（需要不大于30 W），获得了侧壁角度可调（70°~88°）、通孔底部开口尺寸小于光刻定义特征尺寸的圆台硅通孔结构。这一方法有望向三维集成电路领域推广，有助于在封装阶段延续摩尔定律。

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2023年第23卷第3期 pp. 030112

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先进封装中凸点技术的研究进展

沈丹丹

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0097

摘要（1360）

PDF （2078KB）（615）

随着异构集成模块功能和特征尺寸的不断增加，三维集成技术应运而生。凸点之间的互连是实现芯片三维叠层的关键，制备出高可靠性的微凸点对微电子封装技术的进一步发展具有重要意义。整理归纳了先进封装中的凸点技术，包括凸点制备方法与材料、微观组织与力学性能、电性能与可靠性、仿真在凸点中的应用，为后续凸点研究提供参考。最后对凸点技术进行了展望，凸点工艺将继续向着微型化、小节距、无铅化和高可靠性方向发展。

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2023年第23卷第6期 pp. 060208

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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（1246）

PDF （1310KB）（201）

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（1146）

PDF （1268KB）（89）

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（1070）

PDF （1020KB）（186）

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（1001）

PDF （1086KB）（62）

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（995）

PDF （1747KB）（105）

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（987）

PDF （2884KB）（626）

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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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（902）

PDF （2783KB）（488）

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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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（891）

PDF （1217KB）（134）

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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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（860）

PDF （2488KB）（400）

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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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（853）

PDF （1456KB）（322）

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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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（850）

PDF （1495KB）（388）

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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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（837）

PDF （1012KB）（257）

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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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（820）

PDF （2926KB）（316）

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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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（820）

PDF （1790KB）（250）

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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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（787）

PDF （1147KB）（222）

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（734）

PDF （1989KB）（355）

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（702）

PDF （1463KB）（235）

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（574）

PDF （1620KB）（198）

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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光刻机镜头漏光对光刻工艺的影响

梁宗文;石浩;王雯洁;王溯源;章军云

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0025

摘要（557）

PDF （951KB）（249）

通过GaAs单片微波集成电路（MMIC）光刻工艺，试验得到不同掩模版透光区占空比下光刻机镜头的漏光率，分析了漏光率对曝光能量宽裕度以及光刻胶形状的影响。通过试验测量得出，掩模版透光区占空比的增加会导致曝光镜头的漏光率升高，进一步使得光刻工艺的能量宽裕度变小。同时，过高的漏光率会造成显影后图形的光刻胶损失，使光刻胶图形的对比度变差，从而严重影响GaAs MMIC光刻工艺的图形质量，造成器件性能退化，降低产品良率。

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2023年第23卷第4期 pp. 040401

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微波氮化镓肖特基二极管及其应用^*

李秋璇, 李杨, 王霄, 陈治伟, 敖金平

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0035

摘要（492）

PDF （9632KB）（291）

氮化镓肖特基二极管（GaN SBD）因其击穿电压高、导通电阻小、电容小，被广泛应用于微波、毫米波电路。然而，微波、毫米波频段的GaN SBD仍然存在诸多不足，如开启电压较高，漏电过大等。汇总、分析了若干种类的GaN SBD，并阐述了多种改善二极管关键参数的方法和技术。罗列了近年来基于GaN SBD的微波、毫米波整流电路和倍频电路，并讨论其电性能与二极管关键参数的关系，对GaN SBD未来的发展方向进行了展望。

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2023年第23卷第1期 pp. 010106

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基于互感开关变压器的毫米波宽带数控振荡器

李幸和, 唐路, 白雪婧

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0130

摘要（434）

PDF （2995KB）（562）

为满足宽频带、高性能的要求，设计了一款V波段毫米波宽带数控振荡器（DCO）。采用基于互感开关变压器的电感调谐技术，通过互感开关控制一组耦合变压器实现双模切换，输出低频子带或高频子带，从而实现宽带设计。采用离散电压控制可变电容器实现离散电容器调谐，与开关电容相比降低了寄生电容和损耗，能够实现更大的带宽和良好的相位噪声。电路基于40nm CMOS工艺设计，核心芯片面积仅为0.053 mm²。频率调谐范围为57.85~72.30 GHz，1 MHz频偏处相位噪声范围为－95.32~－91.07 dBc/Hz。

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2023年第23卷第5期 pp. 050308

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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（432）

PDF （2325KB）（397）

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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一种SATA接口扩展电路的设计与实现

林凡淼;张磊;邓甜甜

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0018

摘要（425）

PDF （1163KB）（141）

信息技术的飞速发展对存储设备的存储容量、传输速率和稳定性等提出了更高的要求。为了满足多种设备之间高速传输的需求，高速串行大容量存储设备规范（SATA）接口作为主流存储设备接口，需要扩展。设计了一种SATA接口扩展电路，基于国产桥片搭建了外围电路及测试平台。详细介绍了硬件设计及测试方法，结果显示，下游5个SATA接口均能连接成功且传输速率均能达到6 Gbit/s，其他外设也均能正常读写。

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2023年第23卷第4期 pp. 040302

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铜线SSB互联技术的难点及工艺控制

周金成;潘霞;李习周

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0026

摘要（420）

PDF （1181KB）（335）

分析了引线框架封装中铜丝键合的SSB（Stand-off Stitch Bond）互联的各种技术难点，并研究和验证了解决方案。从芯片、制具、材料、工艺等方面，分析了芯片的表面质量、键合夹具、键合劈刀等对铜丝SSB工艺的关键影响。研究了不同保护气体下的无空气球（FAB）尺寸的稳定性和不同保护装置中FAB形状的稳定性，以及防止铜丝SSB键合焊盘损伤和控制“铝挤出”的技术，确定了SSB工艺控制的要点及改善方法，并通过试验证实了所述措施与方法的有效性。

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2023年第23卷第4期 pp. 040201

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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（416）

PDF （900KB）（474）

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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多次回流焊后金属间化合物及焊点强度分析

常青松, 徐达, 袁彪, 魏少伟

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0114

摘要（389）

PDF （943KB）（346）

以BGA基板焊接为研究对象，分析了无铅焊料（SAC305）与NiPdAu镀层经过多次回流焊后金属间化合物（IMC）厚度与焊点强度的变化趋势。试验结果表明，通过优化SAC305锡球与Ni层焊盘的回流焊接温度曲线，IMC层的厚度可控制在2 μm左右。同时，镀层中Pd的存在降低了(Cu,Ni, Pd)₆Sn₅生长的活化能，抑制了不良IMC的形成。经过多次回流焊后，SAC305锡球与NiPdAu镀层的微观界面和剪切强度仍然保持着较好的水平，经过回流焊3次后的焊点仍具有较高的可靠性。

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2023年第23卷第8期 pp. 080207

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金锡合金熔封中的焊料内溢控制

肖汉武;陈婷;颜炎洪;何晟

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0044

摘要（383）

PDF （1909KB）（366）

金锡合金熔封是气密封装的主要封帽技术之一，焊料内溢是金锡合金熔封过程中的普遍现象。焊料内溢会缩小键合引线与盖板的间距，严重的甚至会引起短路，偶尔也会导致粒子碰撞噪声检测（PIND）试验不合格。讨论了焊料内溢产生的原因，并从密封设计、封帽夹具、盖板镀层等方面提出了内溢控制措施。

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2023年第23卷第5期 pp. 050203

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焊接空洞对功率器件可靠性的影响与调控^*

袁海龙;袁毅凯;詹洪桂;成年斌;汤勇

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0077

摘要（381）

PDF （2566KB）（447）

焊接空洞会导致功率器件在使用过程中结温上升，应力增大，从而降低整个器件的可靠性与寿命。不同大小、不同位置的空洞所产生的影响有所不同。通过Ansys仿真计算了不同大小的空洞处于不同位置时结温与应力的值，建立了结温/应力与空洞大小、位置的三维关系图，对评估现有工艺在空洞调控方面的好坏以及如何降低空洞对结温、应力的影响具有指导意义。结果表明，空洞的孔径越大，且位置处于焊料层中心或边缘位置时，对器件的影响约大。

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2023年第23卷第6期 pp. 060203

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塑封集成电路中铜丝键合的腐蚀及其评价

林娜;黄侨;黄彩清

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0043

摘要（380）

PDF （1408KB）（355）

腐蚀是影响塑封集成电路铜丝键合可靠性的重要因素，与湿度、温度、Cl离子摩尔分数以及电位密切相关。针对NiPdAgAu预镀框架与纯铜丝第二键合点的腐蚀失效现象，研究其评价方法，并通过实际工况分析采用不同浓度的NaCl溶液进行预处理以及电位对腐蚀结果的影响。将样品置于质量分数分别为0.5%、2.0%与5.0%的NaCl溶液中，对其进行高温、高湿预处理24 h，再进行96 h的高加速应力试验。结果表明，采用质量分数为5.0%的NaCl溶液进行预处理对加速腐蚀更有效，且腐蚀的键合点多数位于低电位引脚，少数位于高电位引脚。

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2023年第23卷第5期 pp. 050201

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GaN基互补型逻辑电路的研究进展及挑战^*

张彤;刘树强;何亮;成绍恒;李柳暗;敖金平

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0001

摘要（373）

PDF （9995KB）（280）

氮化镓（GaN）基异质结场效应晶体管具有工作频率高、导通损耗低等优点，已经开始广泛应用在多种高频、高效功率转换器中。为了充分发挥GaN功率器件的潜能，需要将功率开关器件和控制器、驱动等外围电路进行全GaN单片集成以减少寄生参数。互补型逻辑电路是实现集成的关键元电路之一，但其研究起步较晚。介绍了n沟道和p沟道GaN增强型器件的制备方案及互补逻辑电路的研究进展。从电学性能匹配性及稳定性出发探讨了现有互补型逻辑电路面临的关键科学问题，可以为GaN基互补型逻辑电路的研究提供参考。

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2023年第23卷第1期 pp. 010101

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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（360）

PDF （1982KB）（397）

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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基于热测试芯片的2.5D封装热阻测试技术研究

吕晓瑞;刘建松;黄颖卓;林鹏荣

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0029

摘要（347）

PDF （1627KB）（295）

2.5D多芯片高密度封装中，多热源复杂热流边界、相邻热源热耦合增强，高精准的热阻测试与仿真模拟验证是封装热设计的关键。设计开发了基于百微米级发热模拟单元的热测试验证芯片（TTC），并基于多热点功率驱动电路系统和多通道高速采集温度标测系统，实现了2.5D多芯片实际热生成的等效模拟与芯片温度的多点原位监测。通过将实际热测试结构函数导入热仿真软件，实现了仿真模型参数的拟合校准，采用热阻矩阵法表征多芯片封装热耦合叠加效应，实现了多热源封装热阻等效表征。结果表明，多芯片封装自热阻和耦合热阻均随着芯片功率密度的增加而提高，芯片的热点分布对封装热阻值的影响更为显著，因此模拟实际芯片发热状态、建立等效热仿真模型是实现高精准封装热仿真和散热结构设计的关键。

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2023年第23卷第4期 pp. 040202

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DBC铜线键合工艺参数研究

王小钰;张茹;李海新

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0079

摘要（326）

PDF （2174KB）（299）

铜线作为最有发展潜力的新一代键合材料，与铝线相比，具有优异的导电及导热能力。因绝缘栅双极型晶体管（IGBT）需承载大电流，采用铜线可在键合线数量不变的基础上提高电流传输能力和散热能力。采用铜线超声楔形键合对陶瓷覆铜基板第一键合点和第二键合点的键合工艺参数进行研究，以剪切力作为衡量键合质量的方法，采用单因素分析法研究各参数对键合点强度的影响，采用正交试验确定最佳工艺参数，为铜线键合工艺的参数设定提供参考及指导方法。

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2023年第23卷第6期 pp. 060205

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GaN HEMT及GaN栅驱动电路在DToF激光雷达中的应用^*

秦尧;明鑫;叶自凯;庄春旺;张波

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0022

摘要（326）

PDF （3467KB）（242）

DToF（Direct Time-of-Flight）激光雷达通过直接测量激光的飞行时间完成距离测量和地图成像，应用于自动驾驶的DToF激光雷达需要具备更高的分辨率和更宽的检测范围。GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）相对于传统Si基功率MOSFET的优异特性使其非常适合应用于自动驾驶中的DToF激光雷达，而GaN HEMT性能的发挥依赖于高速、高驱动能力和高可靠性的GaN栅驱动电路。针对自动驾驶应用中的DToF激光雷达系统，从系统电路到核心元器件，分析了激光二极管驱动电路面临的设计挑战，GaN HEMT的优势以及GaN栅驱动电路面临的设计挑战，并介绍了适合该应用的GaN栅驱动电路。

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2023年第23卷第1期 pp. 010103

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SiP封装的焊点形态对残余应力与翘曲的影响

王磊;金祖伟;吴士娟;聂要要;钱晶晶;曹纯红

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0030

摘要（326）

PDF （1797KB）（389）

基于焊点预测仿真软件Surface Evolver对不同焊盘设计的球栅阵列（BGA）封装焊点的回流形态进行预测。模拟不同回流焊的冷却速率与焊盘设计对焊点的残余应力和基板翘曲的影响。根据正交试验和灰色关联分析法对结果进行分析优化。结果表明，优化后的焊点芯片侧的残余应力降低了17.9%，印制电路板（PCB）侧的残余应力降低了17.1%，其翘曲值为68.867 μm。

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2023年第23卷第4期 pp. 040203

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GaN垂直结构器件结终端设计^*

徐嘉悦;王茂俊;魏进;解冰;郝一龙;沈波

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0034

摘要（313）

PDF （4664KB）（475）

得益于优异的材料性能，基于宽禁带半导体氮化镓（GaN）的功率电子器件得到广泛关注。与横向的高电子迁移率晶体管（HEMT）结构相比，垂直结构的GaN功率器件更易于实现高耐压和大电流，且其不被表面陷阱态影响，性能较为稳定，有望进一步拓展在中高压领域的应用。在垂直器件中，一个重要的设计是利用结终端来扩展器件内部电场的分布，减轻或消除结边缘的电场集聚效应，防止功率器件的过早击穿。结合GaN垂直结构肖特基二极管（SBD）以及PN结二极管（PND），回顾了常用的结终端设计方法和工艺技术，对各自的优缺点进行了总结。此外，GaN的材料性能与传统硅（Si）以及碳化硅（SiC）材料存在较大差异，讨论了其对结终端设计和制备的影响。

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2023年第23卷第1期 pp. 010105

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柔性有机发光二极管的薄膜封装研究进展^*

周钰卜;高桦宇;郑华;邹建华;林生晃;李显博;刘佰全

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0086

摘要（313）

PDF （1546KB）（252）

柔性有机发光二极管（OLED）因使用柔性衬底而对环境中的水氧更加敏感，这对封装技术提出了更高的要求。目前，柔性OLED封装技术中最具希望的发展方向是可柔性化、水氧隔离能力优异的薄膜封装（TFE）技术。TFE是在OLED表面制备一层或者多层超薄的薄膜材料，以阻隔水氧侵蚀的封装技术，其关键在于制备水氧隔离能力优异的薄膜并避免对OLED器件性能产生影响。介绍了柔性OLED的衬底选择和传统的刚性封装技术，阐明了TFE的优势，并通过无机/有机薄膜的制备及TFE采用的在线封装和离线封装2种方法，对柔性TFE的发展现状进行了总结，并对柔性TFE的发展做出了展望。

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2023年第23卷第7期 pp. 070203

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一种ADC前端无源差分抗混叠滤波器设计

武媛媛;徐克欣;陈丹;徐屹东;李晓林

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0100

摘要（312）

PDF （1294KB）（160）

高速数据采集系统中，信号采样必须满足奈奎斯特采样定理，否则将产生频率混叠现象，导致无法从采样信号中提取出原始信号。为了消除混叠现象对数据采集系统的影响，设计了一种5阶巴特沃斯型无源差分抗混叠滤波器，使用LTspice仿真软件对滤波器进行仿真，仿真结果表明，所设计滤波器在通带内衰减特性平坦。硬件实测结果显示，系统的无杂散动态范围（SFDR）为84.32dB，所设计的抗混叠滤波器可以有效消除信号混叠现象，并能保持较好的系统动态性能。

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2023年第23卷第4期 pp. 040303

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亚稳相Ga₂O₃异质外延的研究进展

汪正鹏, 叶建东, 郝景刚, 张贻俊, 况悦, 巩贺贺, 任芳芳, 顾书林, 张荣

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0048

摘要（306）

PDF （11559KB）（246）

作为一种新兴的超宽禁带半导体材料，氧化镓（Ga₂O₃）被认为是下一代高功率电力电子器件领域的战略性先进电子材料。相较于热稳定的β-Ga₂O₃，亚稳相Ga₂O₃表现出更为新颖的物理性质，逐渐受到关注。通过异质外延生长高质量的亚稳相Ga₂O₃单晶薄膜是实现亚稳相Ga₂O₃基功率电子、微波射频和深紫外光电信息感知器件的重要前提。重点阐述了亚稳相Ga₂O₃的晶体结构、电子能带结构以及相关物理性质，总结了近年来亚稳相Ga₂O₃异质外延和能带工程的研究进展，并对未来亚稳相Ga₂O₃材料和器件的发展趋势进行了展望。

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2023年第23卷第1期 pp. 010110

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面向下一代GaN功率技术的超薄势垒AlGaN/GaN异质结功率器件^*

黄森, 张寒, 郭富强, 王鑫华, 蒋其梦, 魏珂, 刘新宇

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0021

摘要（295）

PDF （9716KB）（282）

AlGaN/GaN异质结型功率电子器件具有高工作温度、高击穿电压、高电子迁移率等优点，在推动下一代功率器件小型化、智能化等方面具有很大的材料和系统优势。从5种实现增强型GaN基功率电子器件的方法入手，重点介绍了采用超薄势垒AlGaN(小于6 nm)/GaN异质结实现无需刻蚀AlGaN势垒层的GaN基增强型器件的物理机理和实现方法。同时介绍了在超薄势垒AlGaN/GaN异质结构上实现增强型/耗尽型绝缘栅高电子迁移率晶体管单片集成的研究进展，进一步论证了在大尺寸Si基AlGaN/GaN超薄势垒平台上同片集成射频功率放大器、整流二极管、功率三极管等器件的可行性，为Si基GaN射频器件、功率器件、驱动和控制电路的单片集成奠定了技术基础。

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2023年第23卷第1期 pp. 010102

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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（295）

PDF （1422KB）（385）

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（288）

PDF （1385KB）（317）

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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基于深度学习的电子元件焊点缺陷检测方法^*

刘玉龙;吕权权;吴浩;单建华

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0081

摘要（285）

PDF （1370KB）（270）

提出一种用于训练掩模区域卷积神经网络（Mask R-CNN）的半自动生成焊点图像掩模的方法。由于传统的通过人工标注获取掩模的方法费时费力，提出了一种简便快捷的基于GrabCut获取图像掩模的方法。该方法由两个阶段组成，第一阶段为基于GrabCut的焊点图像分割，输出像素级分割结果，从而获得所输入图像掩模。第二阶段实现基于Mask R-CNN的焊点表面缺陷检测方法，可以实现对缺陷的定位、分类和分割。实验结果证实了该方法的有效性，在保证Mask R-CNN方法检测精度的前提下，能快速简单地获取训练Mask R-CNN所需的焊点掩模。

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2023年第23卷第6期 pp. 060206

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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（283）

PDF （3863KB）（199）

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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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（279）

PDF （3136KB）（338）

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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一种用于生产的GaN HEMT器件空气桥的设计

石浩,王雯洁,付登源,梁宗文,王溯源,张良,章军云

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0120

摘要（277）

PDF （984KB）（108）

为了解决当前GaN HEMT器件空气桥起桥角度、桥胶高度不稳定且易受后续步骤影响导致桥胶坍塌的问题，通过分别改变光刻胶定型桥的烘胶温度、烘胶时间以及曝光过程中的曝光焦距，观察不同条件下光刻胶定型桥桥胶的形貌和参数，选择最优的光刻胶定型桥的制作方法。并将最优烘胶温度、最优烘胶时间以及最优曝光条件整合，设计了一种适用于生产的拱形空气桥制作方法，得到了具有良好拱形且表面光滑的高质量、稳定且适合生产的空气桥。

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2023年第23卷第9期 pp. 090403

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双层基板塑封器件的声扫检查方法研究

田健;廖登华;李永梅;马清桃

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0032

摘要（275）

PDF （977KB）（196）

在对双层基板塑料封装器件进行扫描声学显微镜检查时，对器件结构和声扫设备成像了解不充分，容易导致误判。对ACTEL公司生产的2款双层基板结构的FPGA器件进行化学开封和物理解剖分析，同时从器件检测波形特点、声扫图像特征、同类器件对比验证等多个方面进行综合分析及验证。指出当门限内包含2个及以上主波信号时应关注器件的封装结构，在充分了解器件结构后，通过门限设置选定与关注界面对应的界面波，再进行声扫即可得出正确的结果。

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2023年第23卷第4期 pp. 040204

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人工智能芯片及测评体系分析^*

赵玥;肖梦燕;罗军;王小强;罗道军

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0055

摘要（273）

PDF （2041KB）（248）

芯片是许多尖端数字设备的基础核心部件，随着自动驾驶、人工智能、5G技术和物联网时代的到来，AI芯片的开发与应用逐渐成了各界关注的焦点。AI芯片是指专门设计用于处理人工智能任务的新一代微处理器，具有能效高、耗电少等优势，能够在汽车制造、智能家电、机器人等领域中发挥重要作用。从定义、功能、技术架构和测评体系等多方面对AI芯片进行了介绍，对现有AI芯片测评体系及特点、AI芯片基准测试平台以及AI芯片测评标准进行了详细研究，并概述了AI芯片测评的发展趋势。

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2023年第23卷第5期 pp. 050205

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基于衬底材料优化的抗辐射功率器件SEB加固技术

徐政;郑若成;吴素贞;徐海铭;廖远宝;唐新宇

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0027

摘要（271）

PDF （1360KB）（205）

在外延层和衬底之间增加缓冲层能够提高器件的二次击穿电压，从而提高器件的单粒子烧毁（SEB）阈值电压。仿真对比了抗辐射加固纵向扩散金属氧化物场效应管（VDMOS）的单层缓冲层和掺杂线性梯度变化缓冲层的二次击穿特性和电场分布。在掺杂突变的缓冲层/N⁺衬底界面位置，线性缓冲层的电场为1.7×10⁵V/cm，单层缓冲层的电场为2.4×10⁵V/cm。¹⁸¹Ta粒子辐射试验验证了掺杂线性梯度变化缓冲层的SEB阈值电压优于单层缓冲层，线性缓冲层样品的SEB阈值电压大于250V，单层缓冲层样品的SEB阈值电压为150~200V。

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2023年第23卷第4期 pp. 040402

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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（267）

PDF （2767KB）（268）

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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高算力Chiplet的热管理技术研究进展^*

冯剑雨,陈钏,曹立强,王启东,付融

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0140

摘要（266）

PDF （4221KB）（280）

随着集成电路尺寸微缩逼近物理极限以及受限于光罩面积，芯粒（Chiplet）技术将成为集成电路发展的关键路径之一，支撑人工智能和高性能计算不断发展。大尺寸、高算力Chiplet面临着热功耗高、热分布不均、热输运困难等挑战，Chiplet热管理已成为后摩尔时代集成电路发展的重大挑战之一。综述了可用于Chiplet热管理的关键技术发展趋势和现状，包含微通道冷却、相变冷却、射流冷却、浸没式冷却、热界面材料（TIM）、热分布不均的解决办法、多物理场耦合的研究等，为推进大尺寸、高算力Chiplet热管理的实际应用提供参考。

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2024年第24卷第10期 pp. 100205

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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（259）

PDF （2821KB）（584）

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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烧结纳米银的压缩实验分析与本构模型

宫贺, 毕地杰, 文国欣, 姚尧

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0073

摘要（257）

PDF （416KB）（306）

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2023年第23卷第3期 pp. 030601

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“宽禁带功率半导体器件”前言

陈万军

摘要（253）

PDF （617KB）（401）

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2023年第23卷第1期 pp. 010100

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垂直互联结构的封装天线技术研究

陈晨;尹春燕;夏晨辉;尹宇航;周超杰;王刚;明雪飞

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0092

摘要（249）

PDF （3275KB）（209）

封装天线（AiP）是一种能够实现低成本制备、高性能以及小体积天线的技术，在移动通信等领域有着广泛的应用。在扇出型晶圆级封装（FOWLP）中，采用通孔工艺能够实现电信号的垂直互连结构，助力AiP技术的发展。重点阐述了FOWLP工艺中硅通孔（TSV）、玻璃通孔（TGV）和塑封通孔（TMV）的制备方法，以及通过3种通孔技术实现的垂直互连结构在封装天线领域的应用。采用这3种垂直互连结构制备的封装天线能够实现三维集成，从而更进一步地缩小天线的整体封装体积。介绍了3种通孔的制备工艺，以及采用通孔技术的FOWLP工艺在封装天线领域的应用。明确了每一种垂直互连结构应用于AiP的优缺点，为FOWLP工艺在AiP领域中的技术开发和探索提供参考。

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2023年第23卷第7期 pp. 070205

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一种低功耗16 bit逐次逼近型ADC的设计

王思远;李琨;叶明远;张涛

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0052

摘要（243）

PDF （1684KB）（237）

设计了一种低功耗的16 bit 1MSa/s SAR ADC。低功耗设计来源于电容阵列，其由3段子电容阵列构成，之间的桥接电容通过冗余电容和权重电容整数化。在电容阵列的切换过程中，通过将电容分裂来引入额外的参考电压。通过对量化噪声和热噪声的计算，可以精确地得出所需的电容数量为225个单位，相比于传统的电容阵列形式，可以节省99.93%的面积和99.5%的功耗。电路中使用一个2级预放大，并添加了具有自校零功能的动态锁存比较器，确保了高精度分辨率。在UMC55nm工艺下仿真，对512点的FFT仿真结果显示，ADC的整体信噪比（SNR）能够达到85.98dB，有效位数（ENOB）能够达到13.9bit，在电源电压为2.5V的情况下，平均功耗为5.05mW。

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2023年第23卷第5期 pp. 050305

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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（237）

PDF （1818KB）（212）

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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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（237）

PDF （1986KB）（183）

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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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（235）

PDF （1856KB）（156）

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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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（231）

PDF （3676KB）（193）

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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无芯封装基板应力分析与结构优化^*

李轶楠, 杨昆, 陈祖斌, 姚昕, 梁梦楠, 张爱兵

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0102

摘要（229）

PDF （1967KB）（352）

封装基板作为集成电路的载体，可以实现芯片的电连接、支撑保护及散热等。因此，封装基板的可靠性至关重要。在封装基板的加工过程中，热、机械等因素如铜含量分布不均衡、材料的热膨胀系数（CTE）不匹配等均可能导致基板出现翘曲、开裂等现象，进而导致基板出现短路、断路，从而影响元器件的功能。采用有限元分析法，对无芯封装基板在加工过程中所经历的热、机械情况进行模拟，分析了基板设计对基板翘曲、应力分布的影响。通过对基板设计进行优化改进、仿真验证、样品加工验证，无芯基板加工过程中的断裂现象得到显著改善。

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2023年第23卷第8期 pp. 080203

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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（228）

PDF （3109KB）（431）

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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回流焊工艺对器件及复杂组件金属间化合物的影响

田文超, 崔昊

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0135

摘要（225）

PDF （394KB）（345）

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2023年第23卷第8期 pp. 080601

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用于Flash型FPGA的电流读出电路^*

江燕, 贺春燕, 曹正州, 张艳飞, 徐玉婷, 涂波, 刘国柱

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0017

摘要（225）

PDF （1222KB）（193）

为了提高Flash型FPGA中的Flash开关单元在编程后驱动能力的一致性，基于 0.11μm 2P8M Flash工艺，设计了一款用于读取Flash开关单元驱动电流的读出电路。该驱动电流的读出电路采用与压控电流源进行多点比较的方式，能够实现对Flash开关单元驱动电流的精确测量，保证了Flash开关单元在编程后阈值电压分布的一致性，为Flash型FPGA的优越的可编程性提供了高精度的延迟参数，将Flash开关单元驱动电流的差异控制在5%之内，满足了Flash型FPGA对Flash开关单元的技术要求。仿真结果表明：在电流为20~40μA的范围内，该驱动电流的读出电路有很高的精度和线性度，读取误差小于1μA。

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2023年第23卷第4期 pp. 040301

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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（224）

PDF （1022KB）（67）

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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封装用环氧银胶的配制工艺及性能研究

鄂依阳;田兆波;迟克禹;江仁要;孙琪;吕尤;祝渊

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0096

摘要（223）

PDF （1641KB）（233）

随着电子设备向小型化和轻量化发展，电子封装也趋于小尺寸、精密化和结构复杂化。传统钎焊互连越来越难以解决精密的封装结构产生的散热问题。银胶作为一种高性能、低污染和易操作的新型互连材料，逐渐替代钎焊并在高端芯片互连等领域发挥着越来越重要的作用。针对市场银胶热导率和电阻率难以满足需求的难题，采用环氧树脂、片状银粉、改性脂环胺固化剂、偶联剂、稀释剂和催化剂改善了环氧树脂基银胶，系统研究了银粉形貌、比例和制备工艺等对银胶热导率和电阻率等的影响，并获得了高热导率[7.21 W·(m·K)^-1]、低体积电阻率 (4.46×10^-5Ω·cm)的环氧银胶。通过在不同基板间进行粘接热阻测试，验证了所获得的环氧银胶在基板间具有较低的热阻，其有望应用于高端芯片封装的互连。

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2023年第23卷第7期 pp. 070207

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共晶焊后热敏电阻的应力分析及优化

李长安,牛玉秀,全本庆,关卫林

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0110

摘要（223）

PDF （950KB）（180）

为了研究与解决热敏电阻在共晶焊后阻值变大的问题，采用扫描电子显微镜（SEM）观测失效的热敏电阻，发现其内部有裂纹。采用有限元分析法分析热敏电阻经过共晶焊后产生的应力。结果表明，最大应力的位置与裂纹位置基本一致，最大应力的方向与裂纹方向正交，这说明裂纹是由应力引起的。分析了热敏电阻上最大应力与焊料厚度的关系，结果表明，焊料越厚，则热敏电阻在共晶焊时产生的应力越小。通过验证试验可知，采用适当加厚的焊料对热敏电阻进行共晶焊，共晶焊后热敏电阻的外观良好，没有裂纹发生，且阻值没有增大。因此，可采用加厚焊料的方法防止热敏电阻开裂。

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2023年第23卷第9期 pp. 090201

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基于TMS320C2000系列SCI接口的实时在线程序升级方法

钟洪念;丁杰;顾瀚戈;陈勇

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0040

摘要（216）

PDF （1200KB）（81）

在一些对实时性要求高的应用场景，上电后DSP程序就需要运行，如某些伺服电机控制系统，上电就需要电机启动运行，需要等待时间的传统在线升级方式就不再适用。提出了一种通过RS422接口发送BIN文件至TI C2000系列DSP SCI接口进行实时在线程序升级的新方法，可以在满足程序在线升级的同时，具备上电实时启动系统的要求。

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2023年第23卷第5期 pp. 050302

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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（216）

PDF （906KB）（239）

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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基于分形结构的天线设计及天线-芯片一体化射频组件制造工艺

王刚, 赵心然, 尹宇航, 夏晨辉, 周超杰, 袁渊, 王成迁

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0138

摘要（214）

PDF （2538KB）（118）

实现了一种基于分形结构的天线-芯片一体化射频组件的设计与制造，设计了基于4阶Hilbert曲线的分形电感和基于2阶Sierpinski三角形的天线结构，有效提高了集成模组中的空间利用率，实现了电子器件的小型化。天线结构可以通过馈电位置的变化实现辐射频点可调，最多可实现36 GHz、50 GHz、70.6 GHz3个辐射频点，有助于实现灵活的应用场景。各辐射频点上的回波损耗大于25dB，最大辐射方向增益为11.93 dB。为了实现分形天线和射频芯片的一体化集成，设计和实现了天线-芯片一体化射频组件架构与12英寸晶圆级嵌入式基板工艺。与现有的射频组件集成工艺相比，利用光刻工艺实现了天线-芯片垂直高密度互连，同时改善了系统的射频性能。

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2023年第23卷第8期 pp. 080402

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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（211）

PDF （2179KB）（401）

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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L波段6路功率合成器的设计

王亮;方航;孟庆贤;席洪柱;王林;叶鑫;詹锐

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0020

摘要（207）

PDF （1098KB）（130）

为满足微波射频领域功率合成的技术要求，设计并研制了1款新型的L波段6路同轴－波导功率合成器。利用电磁仿真软件对合成器的结构进行建模，优化仿真，加工制作合成器实物，并且对其进行测试。测试结果表明，在L波段1300MHz±10MHz工作频段内，合成器的插入损耗小于0.3 dB，回波损耗优于－20dB，隔离度优于－22dB，功率容量达5200W。这款合成器具有高频率、高功率、低损耗、高隔离度、易操作、低成本等诸多优势。

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2023年第23卷第4期 pp. 040304

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微量沉积氯对焊点腐蚀过程的影响

刘美;王志杰;徐艳博;孙志美;牛继勇

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0078

摘要（206）

PDF （2216KB）（235）

不同金属间存在电位差，被硫、氯污染的焊点易产生原电池腐蚀，这将降低焊接产品的可靠性，缩短产品的寿命。因此，焊点的腐蚀问题受到人们的高度重视。以镀钯铜线的球栅阵列（BGA）产品为研究对象，通过能谱仪（EDS）、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）等实验手段，首先分析了多焊点同时被氯腐蚀的影响因素，再将焊点表面划分为上表面、侧表面以及界面3个区域，并对各区域进行腐蚀分析和验证，最后得出氯腐蚀焊点的腐蚀机理。实验结果表明：（1）氯腐蚀难易程度的主要影响因素为IMC的致密度和镀钯层上的铜露出面积，IMC的致密度越小，镀钯层上的铜露出面积越大，氯腐蚀越容易发生；（2）焊点腐蚀路径表现为氯沿铜球表面向铜球与IMC的界面迁移的过程；（3）焊点烘烤时间越短，焊点表层上钯的覆盖率越大，焊点被氯腐蚀的概率越低。

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2023年第23卷第6期 pp. 060204

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功率器件塑封过程中引脚压伤问题研究

张怡

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0099

摘要（203）

PDF （1010KB）（218）

引线框架的引脚压伤是严重的质量问题，引脚压伤不仅会影响产品的外观质量，严重时会导致产品的电性能异常，甚至导致终端使用时发生短路、尖端放电等问题。结合实际发生的异常案例，列举了塑封过程中导致压伤的风险因素并逐项进行试验分析。采用Minitab软件进行了双比率及相关性试验，确认导致异常的主要因素。由此延伸到其他可能导致压伤的成因，确定了不同影响因素与引脚压伤的关联性。并从模具设计及工艺方法的角度提出改善意见，为改善实际生产中出现的引脚压伤问题提供了参考。

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2023年第23卷第8期 pp. 080202

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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（201）

PDF （2730KB）（220）

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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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（198）

PDF （1249KB）（97）

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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高速运算放大器低失调输入级的设计

石宁;李逸玚;沈坚;任罗伟

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0038

摘要（196）

PDF （1214KB）（165）

差分对结构是运算放大器（运放）的基础结构，对电路性能至关重要。现实中，工艺偏差无法避免，其带来的失配会影响运放的精度。对多级放而言，输入级的失调程度决定了整个放大器的精度，因此低失调输入级成为运放设计的重点之一。为获得低失调的运放输入级，研究了差分对电阻R_C和电路失配的关系，通过修调失配电阻ΔR_C补偿其余失配项带来的影响。使用西岳4μm 50V的工艺做全芯片参数验证，结果表明，失调电压低于60μV，相较于通用运放减小了76%；温漂系数可达0.3μV/℃，相较于通用运放减小了50%。这种方法简单、方便，可避免对电路结构做大规模调整，且对电路功耗的影响可以忽略。

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2023年第23卷第5期 pp. 050301

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基于特征参数仿真的引线键合强度测量系统分析

牛文娟;饶张飞;刘瀚文

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0067

摘要（195）

PDF （1015KB）（230）

引线键合强度测量具有破坏性和不可重复测试的特性，无法采用传统的测量系统分析方法对其进行分析。采用对工艺参数总体分布的特征参数的均值和标准偏差仿真的方法，选择服从相同正态分布的标准砝码作为替代样本。利用方差分析法计算引线键合强度测量系统的重复性和再现性，分析替代样本与操作者的交互作用。基于特征参数仿真的测量系统分析方法可以反映引线键合强度测量系统的精密度，降低了产线统计过程控制的成本。

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2023年第23卷第6期 pp. 060201

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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（193）

PDF （1948KB）（148）

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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SiC MOSFET栅极漏电流传输机制研究^*

鹿存莉,谈威,季颖,赵琳娜,顾晓峰

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0121

摘要（192）

PDF （1222KB）（210）

通过拟合变温电流-电压试验数据，研究了SiCMOSFET的正向和反向栅极漏电流传输机制。1）正向和反向高偏压下的栅电流由FN（Fowler-Nordheim）隧穿机制主导，得到SiC/SiO₂界面的电子势垒高度范围分别为2.58~2.69 eV和3.02~3.26 eV。2）正向高偏压下，栅电流随温度的升高而逐渐增大的原因可解释为，当温度升高时原子围绕其平衡点做随机运动，即鞍点的高度开始波动，由于FN隧穿模型中电流密度和势垒高度的指数关系，势垒高度降低时电流密度的增加趋势远大于势垒高度升高时电流密度的减少趋势，因此随着温度升高，栅电流逐渐增大，平均势垒高度降低。3）反向高偏压下，由于碰撞电离产生了大量的电子-空穴对，注入到结型场效应晶体管（JFET）区栅极氧化物中的空穴浓度增大，势垒高度进一步降低，因此反向高偏压下势垒高度随温度升高下降的速度更快。

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2023年第23卷第9期 pp. 090404

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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（190）

PDF （1002KB）（95）

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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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（190）

PDF （2101KB）（236）

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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高精度数模转换器的线性度测试技术

陈宇轩;季伟伟;解维坤;张凯虹;寿开元

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0042

摘要（189）

PDF （1208KB）（97）

高精度数模转换器（DAC）测试一直是混合信号测试的难点。线性度是DAC静态误差的重要指标，包括积分非线性（INL）误差和微分非线性（DNL）误差2个参数。针对如何高效准确地测试高精度DAC的线性度这一问题，研究使用最小二乘法转换曲线拟合算法进行线性度计算。同时基于电流型DAC的内部结构，提出了1种利用特征点测试DAC线性度的优化方法。使用V93000自动测试设备对16位DAC进行验证，优化前的INL测试结果为－1.88LSB，DNL测试结果为1.202LSB，优化后的INL测试结果为－1.24LSB，DNL测试结果为0.594LSB。结果表明，使用特征点结合最小二乘法拟合转换曲线算法能够有效提高线性度的测试结果，同时将测试时间由7s缩减至1s，避免了因长时间测试电阻产生温漂引起的误差，测试效率和测试精度均得到提升。

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2023年第23卷第5期 pp. 050202

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RK3566主板HDMI收发电路设计与实现

邓毅;刘永春;尹何;方武辉;王林

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0054

摘要（188）

PDF （1676KB）（63）

HDMI以其技术优势与低成本特点成为电子设备显示应用中较为广泛的接口类型。采用RK3566+RK628D的组合方式对HDMI收发电路进行设计。对HDMI信号与移动行业处理器接口－摄像机串行接口（MIPI_CSI）信号做了详细的分析，并对视频功能拓扑结构以及HDMI接口电路设计与MIPI_CSI信号处理作了详细的描述。调试结果表明，该接口电路符合功能性及可靠性要求，HDMI显示功能正常且性能良好，满足系统要求。

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2023年第23卷第5期 pp. 050307

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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（187）

PDF （2107KB）（313）

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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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（186）

PDF （1735KB）（181）

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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适用于先进电子封装技术的低熔点高熵钎料SnPbInBiSb与铜基板的界面反应

王帅, 田艳红

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0113

摘要（185）

PDF （575KB）（254）

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2023年第23卷第5期 pp. 050601

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集成电路学科建设背景下电子封装技术专业人才培养探索与实践^*

王尚;冯佳运;张贺;刘威;田艳红

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0095

摘要（182）

PDF （1933KB）（158）

电子封装是为电子电路建立互连和合适工作环境的科学和技术，是构成芯片－器件－组件－产品的桥梁。正如有人所说“一代芯片需要一代封装”，随着集成电路特征尺寸的缩小和运行速度的提高，行业对集成电路封装技术也提出了新的、更高的要求。由于电子封装的多学科交叉、尖端技术的性质，在集成电路一级学科发展的背景下，依靠综合各领域人才分别解决封装问题的模式已经不能适应技术发展的需求。综述了国内外集成电路人才的培养模式，分析了当前电子封装技术专业人才培养体系的建设与发展现状。以哈尔滨工业大学在集成电路人才培养模式上的探索实践为例，提出相关人才培养应更加注重实践环节，并与研究生课程衔接，通过产学研三位一体培养具备综合能力的高端复合型人才。

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2023年第23卷第7期 pp. 070206

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HTTP模式下STM32程序远程升级设计

谢昌伟;顾瀚戈;钟洪念;祁瑞

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0056

摘要（182）

PDF （1332KB）（69）

针对嵌入式终端设备架设分散、数量庞大以及应用程序更新迭代速度快带来的程序升级困难局面，运用STM32微控制器的在应用中编程（IAP）原理，设计了通过以太网远程升级程序的方案。HTTP协议和LwIP协议的使用，不仅让整个方案具备高安全性、可靠性、易用性，还有效降低了硬件资源的消耗。该方案稳定可靠，操作简单，可以广泛应用于网络环境下的IAP升级，具备较高的推广价值。

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2023年第23卷第5期 pp. 050501

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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（180）

PDF （2740KB）（396）

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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金丝球键合第二焊点的加固工艺与可靠性研究

骞涤

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0130

摘要（180）

PDF （1523KB）（125）

在厚膜电路中，金丝球键合的第二焊点键合区通常由厚膜金层、铝过渡片、镀镍引线组成。键合区材料的粗糙度、缺陷尺寸及硬度等方面存在差异，对键合设备的输出精度、劈刀形貌和键合参数提出了更高要求。第二焊点采用楔形鱼尾焊工艺，容易存在脱焊、拉力强度不足的问题。因此，采用键合球在焊线上（BBOS）、补短线等工艺加固第二焊点。通过静力学分析、随机振动分析等有限元仿真方法，结合可靠性实验对不同工艺条件下的第二焊点进行分析对比，结果表明，BBOS工艺是最优选择。

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2024年第24卷第10期 pp. 100202

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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（179）

PDF （1461KB）（139）

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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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（179）

PDF （2463KB）（280）

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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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（178）

PDF （1269KB）（100）

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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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（177）

PDF （1443KB）（127）

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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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（176）

PDF （1528KB）（156）

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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基于紫外激光清洗的LTCC基板铅锡可焊性研究

胡海霖;刘建军;张孔

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0082

摘要（176）

PDF （1450KB）（143）

低温共烧陶瓷（LTCC）电路基板的焊接区与其他器件的钎焊强度及可靠性直接影响着整个组件的功能、性能一致性及可靠性。低温共烧陶瓷电路基板的可焊性差以焊盘表面玻璃相浮出最为常见。研究通过纳秒脉冲式紫外激光在1.32 W的平均功率、88 kHz的频率下清洗金铂钯焊盘，以降低焊盘表面玻璃相含量的方法来提高基板对铅锡焊料的耐焊性，保证产品钎焊的可靠性。

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2023年第23卷第6期 pp. 060207

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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（176）

PDF （1494KB）（87）

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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芯粒集成工艺技术发展与挑战^*

陈浪,杜建宇,汪琪,张盼,张驰,王玮

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0131

摘要（175）

PDF （3695KB）（248）

万物感知、万物互连和万物智能推动集成电路进入新一轮的高速发展期并促进对高性能芯片需求的指数级增长。后摩尔时代，芯片性能的进一步提升面临大面积芯片良率降低、功耗控制难、片内互连密度大以及制造成本高等难题。因此业界开始将原来多功能、高集成度的复杂SoC芯片分割做成单独的芯粒（Chiplet），再通过先进封装工艺集成为集成芯片或微系统产品。对芯粒集成技术特征及模式、发展历史、优缺点进行了梳理与阐述，同时归纳总结了芯粒集成的关键技术挑战，并对未来发展进行了展望。

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2024年第24卷第10期 pp. 100203

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应用于STT-MRAM存储器的高可靠灵敏放大器设计

李嘉威;吴楚彬;王超;孙杰杰;杨霄垒;赵桂林

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0031

摘要（172）

PDF （866KB）（174）

自旋转移矩磁性随机存储器（STT-MRAM）以其非易失、速度快、数据保持时间长等优势被认为是最有潜力的新型存储技术之一。然而，由于磁性隧道结（MTJ）的温度相关性，其隧穿磁阻率（TMR）在高温下会变低，对高可靠灵敏放大器的设计提出了更高的要求。基于2T-2MTJ存储单元，设计了一款可以工作在宽温度范围内的高灵敏度放大器。在?40~125℃的温度范围内，该灵敏放大器在TMR为50%时仍具有较高的灵敏度，保证了STT-MRAM的读可靠性。

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2023年第23卷第4期 pp. 040306

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28 nm工艺触发器中能质子单粒子效应研究

高熠;陈瑶;吕伟;赵铭彤;王茂成

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0059

摘要（171）

PDF （849KB）（67）

基于采取不同加固措施的28 nm体硅CMOS工艺的触发器链，开展了中能质子对纳米级电路单粒子翻转（SEU）效应影响的研究。选取20 MeV、40 MeV、60 MeV以及100 MeV质子对电路进行辐照，得到相关的SEU截面，结果显示，随着入射质子能量的增加，SEU截面增加，并在60 MeV质子能量点附近达到饱和，翻转截面接近8×10^-14cm^-2/bit。对采取了不同加固方法的触发器链的试验数据进行分析对比，可以看到，单独的版图加固措施只能稍微降低翻转率；DICE结构可以将翻转截面降低一个数量级，电路面积增加一倍左右；时间冗余延迟+DICE的方法基本可以使电路不发生翻转，但电路面积大大增加且造成一定的延迟。

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2023年第23卷第6期 pp. 060401

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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（169）

PDF （2244KB）（63）

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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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（169）

PDF （1388KB）（131）

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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探卡对功率器件导通压降测试的影响

李乐乐;肖海波;张超;王贤元;潘昭海;刘启军

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0076

摘要（168）

PDF （989KB）（150）

功率半导体器件是各类电力电子装置的重要组成部分，对系统的效率、可靠性、功率密度等性能起着决定性作用。导通电阻作为器件最重要的参数之一，直接影响到该器件的使用。探卡是用于测试封装前芯片的一种精密的接触工装，探卡上探针的针尖分布和扎针位置对导通电阻测试有一定的影响，芯片面积和测试电流越大，对探卡测试的影响越大。基于以上分析，建立了探卡测试导通电阻模型。通过验证发现，在相同的探卡探针分布下，模型的精度大于96%；在不同的探卡探针分布下，模型的精度大于87%。

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2023年第23卷第6期 pp. 060202

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一种高温度稳定性的GaN基准电压源设计^*

张黎莉;邱一武;殷亚楠;王韬;周昕杰

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0051

摘要（168）

PDF （1657KB）（118）

基于宽带隙、高饱和电子漂移速率、高击穿场强等材料特性优势，GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）在高频大功率器件领域发展前景广阔。在集成电路中，基准电压源是为其他电路模块提供稳定参考电压的关键功能模块。基于0.5 μm BCD GaN HEMT工艺，提出一种GaN基准电压源的设计方案。Cadence Spectre仿真结果显示，该GaN基准电压源在－40~150℃范围内可实现2.04 V的稳定电压输出，温度系数为3.7′10^-6/℃。在室温27℃下，当电源电压由5 V增至20 V时，输出电压的线性灵敏度为0.13%/V。该GaN基准电压源具有高温度稳定性，后续可与不同的GaN基电路模块组合构成功能丰富的GaN基集成电路。

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2023年第23卷第5期 pp. 050304

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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（168）

PDF （559KB）（289）

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2024年第24卷第4期 pp. 040601

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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（166）

PDF （2893KB）（253）

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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基于机器视觉的板卡点胶缺失检测系统设计^*

丁涛杰;席浩洋;潘晗;倪云龙;孟祥冬

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0045

摘要（165）

PDF （2262KB）（113）

采用人工目检方式进行贴装器件的加固点胶缺失检测存在人力成本高、效率低等问题。提出一种基于机器视觉的点胶缺失检测方法。使用色调饱和度值（HSV）阈值分割法识别板卡图像，利用最小包络矩形提取目标，使用霍夫变换及透视变换获取点胶区域的正视图像，标注分割出各个点胶块区域，识别每个点胶块的面积并保存为标准模板；对待检产品的图像采用上述方法处理，并与标准模板对比，在判别待检产品质量的同时定位点胶缺失的位置。采用基于机器视觉检测产品的方法进行实际的确认测试，结果表明，该方法能够准确可靠地检测判别产品的点胶质量，并标识出所有的点胶缺失位置，其检测不合格品的准确率为100%，部分合格板卡有过检现象，检测的综合准确率为98.5%，具有良好的准确性及可靠性，能够满足检测需求。

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2023年第23卷第5期 pp. 050204

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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（164）

PDF （3251KB）（162）

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（163）

PDF （1360KB）（149）

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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基于负载牵引的S波段130 W硅LDMOS功率放大器研制

鞠久贵;成爱强

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0002

摘要（163）

PDF （3585KB）（78）

研制了具有高频高增益特性的硅LDMOS芯片，利用切比雪夫变换电路设计了5 Ω及10 Ω的2套负载牵引夹具。采用大功率负载牵引测试技术进行了阻抗提取，完成了功率管内匹配及预匹配电路的设计，设计出一款工作频带为2.7~3.1 GHz的LDMOS宽带功率放大器。测试结果表明，放大器在32 V工作电压、100 μs脉宽、10%占空比的工作条件下，输出功率大于130 W，增益超过12.5 dB，漏极效率达到46%以上。

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2023年第23卷第1期 pp. 010301

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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（162）

PDF （1583KB）（151）

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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不同种类氧化铝对碳氢树脂覆铜板导热率的影响

刘永成, 尹月骏, 张中华

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0109

摘要（160）

PDF （933KB）（134）

氧化铝是一种性能优异的导热填料，通常将氧化铝与其他陶瓷填料复配，加入到碳氢复合树脂中制备出具有高导热系数的碳氢树脂覆铜板。研究发现，碳氢树脂高频覆铜板的导热性能主要取决于氧化铝的粒径和颗粒形状。在氧化铝添加量不变的情况下，D50粒径为5 μm的角形氧化铝导热效果优于D50粒径为10 μm的球形的氧化铝。通过添加同等比例球形氧化铝及角形氧化铝并进行复配，得到的碳氢复合物具有最优的导热系数[0.73 W/(m·K)]，且具有较低的介质损耗（0.0038）和极低的吸水率（0.065%）。

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2023年第23卷第8期 pp. 080501

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大腔体陶瓷封装中平行缝焊的密封可靠性设计

丁荣峥,田爽,肖汉武

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0126

摘要（159）

PDF （2117KB）（182）

随着平行缝焊腔体尺寸的增大，尤其在中温共烧陶瓷封装和薄型高温共烧陶瓷封装中，常常存在平行缝焊的密封成品率相对较低和气密性可靠性相对较差的问题。通过分析氧化铝陶瓷封装的密封失效原因，提出优化平行缝焊可伐焊框和盖板的结构设计来提升密封可靠性。以采用FC-CPGA570封装形式的某型DSP电路为例进行仿真和验证，通过降低钎焊残余热应力、增加缓冲结构、采用盖板轻量化设计，实现了很好的密封成品率及好的密封可靠性，为同类产品乃至低温共烧陶瓷封装的气密性设计、可靠性提升提供参考。

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2024年第24卷第10期 pp. 100201

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纳米银焊膏贴装片式电阻的可靠性研究^*

王刘珏, 顾林, 郑利华, 李居强

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0104

摘要（157）

PDF （1642KB）（202）

采用纳米银焊膏对片式电阻进行表面贴装，并且通过加速老化试验模拟片式电阻焊点的服役环境，研究了不同的环境可靠性条件下焊点界面显微组织演变以及力学性能的变化。结果表明，纳米银焊膏采用无压烧结工艺能够实现片式电阻的表面贴装。经过环境可靠性验证后，虽然片式电阻焊点横截面的显微组织出现粗化现象，剪切断口的塑性变形区域逐渐缩小，但是其力学性能仍然满足GJB 548B-2005《微电子器件试验方法和程序》的规定。

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2023年第23卷第8期 pp. 080204

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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（157）

PDF （2285KB）（216）

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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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（156）

PDF （2042KB）（113）

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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面向矩阵计算的加速系统设计

孙长江;李皇;王文青

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0024

摘要（155）

PDF （2125KB）（122）

通用中央处理器（CPU）单元往往花费大部分资源用于缓存管理和逻辑控制，只有少部分资源用于计算。因此将专用的计算模块例如图形处理单元（GPU）、数字信号处理器（DSP）、现场可编程逻辑门阵列（FPGA）和其他可编程逻辑单元作为加速器加入系统从而构建异构多核系统以增强计算性能的设计方法已经成为趋势。基于此趋势，提出一种面向矩阵计算的加速系统，通过使用自研专用指令集、特别设计的硬件加速器阵列以及存储架构优化实现对矩阵计算的加速。此外，还通过信箱机制实现与其他系统异构集成后的通信操作。通过Python与UVM验证方法学搭建性能验证平台，进行寄存器传输级（RTL）的性能验证。结果表明，在500 MHz工作频率下，方案中子系统的运算性能最高可达到32GFLOPS，且与单纯使用二维脉动阵列执行加速的协处理器方案相比，通用矩阵乘（GEMM）算子的计算效率提升了12倍。

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2023年第23卷第4期 pp. 040305

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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（154）

PDF （1238KB）（259）

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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无助焊剂甲酸回流技术在铜柱凸点回流焊中的应用

刘冰

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0133

摘要（154）

PDF （1723KB）（143）

摩尔定律放缓，先进制程逼近物理极限，先进封装朝连接密集化、堆叠多样化和功能系统化方向发展，这一趋势使得铜柱凸点互连可靠性更具挑战性。回流焊是形成铜柱凸点的关键工艺，回流后凸点质量对于互连可靠性至关重要。对传统助焊剂回流用于铜柱凸点回流焊的劣势进行了简要阐述，综述了甲酸回流技术用于铜柱凸点回流焊的可行性，重点从还原效果、焊料润湿性、清洁性方面进行评述。概述了甲酸回流技术的原理和工艺流程，总结了其相较于助焊剂回流技术在产品质量、成本等方面的优势，并介绍了当下处于研究阶段的2种新型无助焊剂回流技术，展望了回流技术的未来发展趋势。

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2024年第24卷第10期 pp. 100401

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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（153）

PDF （1764KB）（174）

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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微波等离子处理对导电胶可靠性的影响

陈婷, 周伟洁, 王涛

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0107

摘要（152）

PDF （1423KB）（173）

研究了微波等离子工艺影响导电胶形貌的机理，进一步分析等离子清洗次数对电路可靠性的影响。结果表明，对装片后的电路进行1次等离子清洗可以有效清除键合指表面的有机沾污。而多次等离子清洗会改变导电胶的成分从而严重破坏导电胶形貌，容易造成块状的导电胶脱落，影响封装的可靠性。研究多次等离子清洗对导电胶表面形貌、芯片粘接强度等的影响，为采用合理的等离子处理参数提供了一定的理论参考。

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2023年第23卷第8期 pp. 080206

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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（151）

PDF （1185KB）（123）

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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一种高压驱动器的抗辐射加固设计

蒋红利, 江月艳, 孙志欣, 邵卓, 钟涛, 高欣宇

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0111

摘要（150）

PDF （1370KB）（105）

随着星载雷达技术的发展，发射及接收（T/R）组件系统中的发射功率越来越高。高压调制驱动器配套功率开关PMOS管，作为T/R组件中大功率GaN功放的电源调制驱动，大大提高了T/R组件的集成度及可靠性。介绍了一款T/R组件系统中32V的高压调制驱动器，基于高压BCD工艺进行设计、流片，设计上通过选取合适的高压器件及器件工作电压，优化逻辑结构、版图器件隔离及布线等技术进行抗辐射加固。经过验证，产品达到了100krad(Si)总剂量指标及75MeV·cm²/mg的单粒子指标。

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2023年第23卷第8期 pp. 080303

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半加成工艺中薄化铜后烘烤对剥离强度的影响

林君逸,俞宏坤,欧宪勋,程晓玲,林佳德

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0123

摘要（150）

PDF （1879KB）（163）

近年来，半加成法成为了一种新的印制电路板的线路制作工艺，但其存在树脂与铜箔间的剥离强度不高的问题。通过拉力测试以及扫描电子显微镜、红外光谱、X射线光电子能谱的表征，探究了BT树脂基板在薄化铜后进行烘烤对树脂剥离强度的影响。研究结果表明，板材的失效模式是树脂的内聚破坏，经过烘烤后，树脂与增强颗粒间的结合力下降，树脂本身会受到铜离子催化氧化的影响，结构发生改变，导致强度降低。对失效机理的研究为半加成法提供了改进思路。

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2023年第23卷第9期 pp. 090202

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光伏二极管应用可靠性建模与评价研究

张俊,程佳,林子群,徐延伸

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0122

摘要（150）

PDF （1106KB）（64）

结合光伏二极管的应用环境，分析其工作寿命周期、应力分布和应用环境对光伏二极管的影响，建立了更为实际的应用可靠性模型。设计了针对性的加速应力试验，结合性能退化试验数据和失效阈值推定出伪失效寿命，根据伪失效寿命、分布假设和拟合优度检验评估了加速应力条件下的寿命分布参数。通过各应力适用的加速模型进行了试验应力和工作应力的折算，评估出光伏二极管应用的可靠性模型参数，完成了应用可靠性评价。该方法在传统评价方法的基础上引入了工作应力分布的权重因子，进一步完善了光伏二极管的应用可靠性模型，可为类似器件的可靠性评价提供技术参考。

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2023年第23卷第9期 pp. 090405

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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（149）

PDF （531KB）（205）

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2023年第23卷第10期 pp. 100601

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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（149）

PDF （3906KB）（239）

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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硅通孔三维互连与集成技术”专题前言

摘要（149）

PDF （964KB）（353）

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2024年第24卷第6期 pp. 060100

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基于有限元分析的柔性薄膜太阳电池互连热适应性研究^*

沈静曼;杨洋;焦小雨;宋琳琳;张军;王训春;许京荆;汪鑫

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0033

摘要（145）

PDF （2234KB）（101）

太阳电池组件是航天器电源系统的重要组成部分，由于组件之间热膨胀系数的差异，在太空极限温度载荷条件下，串联两电池间的互连片组件可能会出现焊点连接失效问题。针对某柔性薄膜砷化镓太阳电池组件，根据高温设计条件，采用有限元仿真建模技术对太阳电池的局部焊点进行焊点拉力计算，并从柔性连接组件互连片出发，探究互连片形状和材料对焊点热适应性的影响，为太阳电池组件柔性连接设计提供参考。

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2023年第23卷第4期 pp. 040205

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基于电源分配网络仿真确定封装电容的方法

徐小明;纪萍;朱国灵;季振凯

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0091

摘要（143）

PDF （1109KB）（98）

在FPGA、CPU、GPU、DSP等产品的封装设计中，不仅需要考虑信号的完整性，还需要考虑电源分配网络。集成电路封装会增加芯片电源网络的电感，导致芯片性能下降，影响器件的质量。由于封装空间的限制与基板阻抗的要求，在封装基板上贴装符合设计的去耦电容以降低阻抗，对满足芯片性能要求至关重要。采用SIwave与ADS等软件工具对配电网络进行仿真，通过时域和频域两种分析方法可快速确定整个供电网络是否满足芯片的供电需求。

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2023年第23卷第7期 pp. 070204

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65 nm工艺SRAM中能质子单粒子效应研究

陈锡鑫;殷亚楠;高熠;郭刚;陈启明

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0094

摘要（142）

PDF （798KB）（65）

基于一款带错误检测与纠正（EDAC）功能的65nm体硅CMOS SRAM，开展了中能质子对纳米级集成电路单粒子效应影响的研究。在SRAM本征工作模式和EDAC模式下，得到了2组试验结果。分析试验数据发现：在重离子与中能质子试验中，采用商用6T设计规则的电路均未发生单粒子闩锁现象，但都发生了单粒子多位翻转现象；质子单粒子效应引起的错误数已饱和，而重离子单粒子效应引起的错误数则随能量不断增加，该现象与2种粒子引起单粒子效应的机理有关。质子与重离子饱和截面的差异是由质子核反应的概率导致的，但空间错误率相近。此次试验很好地探索了中能质子对SRAM电路的影响，明确了质子与重离子导致单粒子错误的异同，为SRAM在航天上的应用奠定了基础。

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2023年第23卷第7期 pp. 070403

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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（141）

PDF （1205KB）（73）

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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FBAR滤波器的底电极图形化工艺研究

倪烨;任秀娟;段英丽;张智欣;陈长娥;于海洋;孟腾飞

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0039

摘要（141）

PDF （989KB）（134）

对薄膜体声波谐振器（FBAR）滤波器晶圆制造过程中的关键工艺——底电极图形化工艺进行了研究。通过优化光刻工艺中的焦面和曝光量，制作出了角度约为50°的胶图形；同时调整干法刻蚀设备的工艺参数，实现了角度为10.91°的底电极侧壁斜坡形貌结构，为FBAR滤波器的芯片制造工艺研究打下基础。

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2023年第23卷第5期 pp. 050401

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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（141）

PDF （2246KB）（184）

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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一种高精度CMOS温度传感器校准电路

卓琳;邵杰;任凤霞;万书芹;章宇新;黄立朝

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0060

摘要（140）

PDF （1154KB）（98）

针对集成式传感器中CMOS器件非理想因素导致的测量误差，设计了一种数字校准电路，校准电路由存储模块、失调误差校准模块和增益误差校准等模块组成。因模拟器件受温度影响较大，不同温度的增益线性度不同，所以增益误差采用分温度区间进行校准。电路采用0.18μm CMOS工艺实现，校准后温度传感器误差可提高到-0.05~+0.15℃。

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2023年第23卷第6期 pp. 060302

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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（139）

PDF （1464KB）（88）

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（138）

PDF （1999KB）（65）

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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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（138）

PDF （3189KB）（199）

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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2~6 GHz小型化、高效率GaN功率放大器

刘健,张长城,崔朝探,李天赐,杜鹏搏,曲韩宾

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0119

摘要（138）

PDF （1179KB）（114）

基于GaN功率放大器小型化、轻薄化的发展趋势，选用陶瓷方形扁平无引脚（CQFN）管壳封装，设计了一种2~6 GHz宽频带、小尺寸、高效率的功率放大器，并阐述了设计方法和研制过程。随着器件功率密度的不断升高，散热问题成为设计中不可忽略的因素，分别采用热仿真分析及红外热成像测试方法，得到功率放大器芯片的最高温度为198.61 ℃，能满足散热需求。功率放大器尺寸为7.0 mm×7.0 mm×1.2 mm，在连续波测试条件下，漏极电压为28 V，工作频带为2~6 GHz，饱和输出功率大于40.5 dBm，功率增益大于23 dB，功率附加效率大于35%，测试结果均满足实际需求。

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2023年第23卷第9期 pp. 090402

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纳秒紫外激光修复高密度铜印制线路板研究^*

曾宇杰;徐广东;吴松;杨冠南;崔成强

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0084

摘要（137）

PDF （1378KB）（108）

采用液相还原法制取纳米铜颗粒，与乙二醇溶剂混合配成膏体，利用紫外激光修复铜印制线路板上线路的缺失部分。探究了不同激光功率、速度和频率等参数对修复后的线路形貌以及各项性能的影响，得出最佳工艺参数。修复后线路的电阻值与激光功率的关系并未发现明显规律。在激光功率为0.4 W、速度为100 mm/s、频率为150 kHz时，激光修复后的线路表面平整且无裂痕，其电阻只有0.2 Ω（电阻率为4×10^-6 Ω·m）。经过弯曲测试，弯折处的铜线路受应力影响发生部分分离，线路的电阻值随弯曲次数的增多呈增长趋势，4次弯曲后的电阻值是未弯折时电阻值的9倍。

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2023年第23卷第7期 pp. 070202

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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（135）

PDF （1237KB）（72）

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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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（135）

PDF （1048KB）（115）

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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一种基于LabVIEW开发环境的直流稳定电源自动化校准系统

凌勇;袁鹤龄;陆敏玉

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0085

摘要（135）

PDF （2789KB）（47）

为了利用自动化设备替代人工进行电源校准工作，基于LabVIEW开发环境设计了直流稳定电源自动化校准系统，从而实现校准过程整体效能的提升。该自动化校准系统的设计可分为校准启动、校准作业以及校准收尾3大过程，对每个过程的典型技术难点和实现方案分别进行了阐述。通过单台不同类别电源校准耗时和单日不同类别电源校准件数2项指标，将自动化校准与传统人工校准进行数据对比，凸显出应用直流稳定电源自动化校准系统进行校准的巨大优势。

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2023年第23卷第7期 pp. 070501

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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（135）

PDF （513KB）（185）

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2023年第23卷第11期 pp. 110601

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“高密度有机封装基板”专题前言

李轶楠

摘要（134）

PDF （399KB）（304）

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2024年第24卷第2期 pp. 020100

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基于机器学习的芯片老化状态估计算法研究

宋国栋, 邵家康, 陈诚

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0176

摘要（134）

PDF （1782KB）（136）

随着芯片的集成度越来越高，其晶体管数量也越来越多，老化速度加快。由于工业应用、装备系统等领域对芯片可靠性的要求较高，因此研究估计芯片老化的方法至关重要。总结现有的芯片老化估计和预警的技术方法，将机器学习算法应用于芯片老化状态估计，实验结果表明，极端梯度提升树算法的效果较好。对现有的极端梯度提升树算法进行贝叶斯优化，寻找模型的最优参数，使用优化后的算法估计的状态值与真实值的均方误差比优化前降低了0.13~0.25，优化后的模型预测结果较为精准。

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2024年第24卷第11期 pp. 110101

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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（134）

PDF （1941KB）（91）

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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SiP的模块化发展趋势

William Koh

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0075

摘要（132）

PDF （2206KB）（110）

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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用于电磁波吸收、热管理和阻燃的新型环氧基封装材料

杨君友, 罗裕波, 钱勇鑫

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0080

摘要（132）

PDF （486KB）（155）

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2023年第23卷第4期 pp. 040601

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在光电池封装中填充光学胶对输出电压的影响

李建华;闫军政;洪浩;郭建章

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0083

摘要（131）

PDF （846KB）（89）

半导体器件向着集成化、小型化、国产化的方向发展，设计难度越来越高。固体继电器中的隔离电路常需要使用光隔离电路，其中主要使用了既能起到隔离作用又能为输出的开关器件提供驱动电压的光电池器件。固体继电器要求光电池的输入电流尽可能小，传统光电池在较小输入电流下输出电压能力不足，输出电压一般不大于5V，造成其他开关器件不能正常工作。为了改善光电池器件输出电压的能力，重新优化结构设计，在光电池器件内部填充了光学胶，并经过反复设计使得光电池的输出电压超过了6 V，满足开关器件的使用要求。

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2023年第23卷第7期 pp. 070201

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光电晶体管反向击穿特性研究

陈慧蓉;孔德成;张明;彭时秋

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0062

摘要（131）

PDF （939KB）（93）

由于特殊的应用场景，光电晶体管与普通晶体管在性能参数和结构设计上存在较大差异，在器件设计时需要兼顾各项参数的影响。通过理论及仿真计算结合实验流片，归纳出工艺过程中影响NPN光电晶体管反向击穿的几种因素，包括掺杂浓度、结深以及放大倍数等，进而提出了可以提升光电晶体管耐压的工艺改进措施，实现了发射极反向击穿电压提高约20%，集电极－发射极反向击穿电压超过400 V。

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2023年第23卷第6期 pp. 060402

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电镀纯锡镀层与钢带结合强度的优化研究^*

周杰,胡宇昆

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0128

摘要（131）

PDF （1200KB）（95）

电镀工艺被广泛应用于半导体封装测试领域。在电镀纯锡的过程中，传送钢带夹具易出现镀层结合力差的问题，导致锡粉掉落及黏附于产品表面。基于电镀原理综合分析电镀缺陷发生机制及影响因素，分别从活化过程、预浸过程、电镀液成分及电流密度4个方面提出改善镀层与钢带结合强度的途径。结合实际电镀工艺改进案例，提出在活化槽中增加0.3~0.6 V的反向活化直流电压、在预浸过程选取30~50 A的电流、将活化槽液位提高5~10 mm、将电镀电流控制在95~125 A及将锡离子的质量浓度控制在50~80 g/L等改进工艺，可以有效提高镀层与钢带的结合强度。

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2023年第23卷第9期 pp. 090205

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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（131）

PDF （3852KB）（311）

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HTCC的200 Gbit/s光调制器外壳的研制

胡进;颜汇锃;陈寰贝

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0090

摘要（129）

PDF （1385KB）（93）

研制了一款基于高温共烧陶瓷（HTCC）工艺的光调制器外壳，通过高速端口实现信号的传输。端口的设计采用共面波导结构的水平传输和类同轴结构的垂直传输，并分析高速信号传输通道的等效电路和在频域上的仿真，实现端口的阻抗匹配，在保证信号完整性的前提下端口可以实现单通道28Gbit/s的高速信号传输。将相同条件下的差分过孔结构与类同轴结构在频域和时域下展开分析，验证了类同轴结构可以更有效地保证信号完整性。将探针测试与背靠背结构相结合的方式对样品进行测试，验证了高速端口可以在保证信号完整性的前提下实现单通道28Gbit/s的高速信号传输速率。将该结构应用在8通道的光调制器外壳上，可以支持200Gbit/s以上的高速信号传输。

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2023年第23卷第7期 pp. 070402

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基于开关电容放大器的低面积开销ADC^*

黄合磊, 佴宇飞, 虞致国, 顾晓峰

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0105

摘要（128）

PDF （1535KB）（93）

针对模数转换器（ADC）在存内计算芯片中面积占比大的问题，提出了一种基于开关电容放大器的低面积开销ADC，包括一个全局数模转换器（GDAC）和基于开关电容放大器的局部列级ADC。整体电路采用单端逐次逼近型（SAR）ADC架构，利用开关电容放大器实现电压的逐次逼近，大幅度减少了单位电容数量，降低了局部列级ADC的整体面积开销；局部列级ADC共用由GDAC同步产生的参考电压，提高了ADC的整体面积效率。基于55 nm CMOS工艺设计了单列8位ADC，电源供电电压为1.2 V，输入电压范围为200~800 mV，在2.22 MSa/s的采样速率下，其功耗为144 μW，面积为792 μm²。仿真结果表明，ADC的有效位数为7.86 bit，无杂散动态范围为64.3 dB，品质因数（FoM）为987 pJ×μm²/conv。

参考文献 |

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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