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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碳化硅器件挑战现有封装技术

曹建武, 罗宁胜, Pierre Delatte, Etienne Vanzieleghem, Rupert Burbidge

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0202

摘要（1954）

PDF （3695KB）（1342）

碳化硅（SiC）器件的新特性和移动应用的功率密度要求给功率器件的封装技术提出了新的挑战。现有功率器件的封装技术主要是在硅基的绝缘栅双极晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT）和金属氧化物半导体场效应晶体管（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，MOSFET）等基础上发展起来的，并一直都在演进，但这些渐进改良尚不足以充分发挥SiC器件的性能，因而封装技术需要革命性的进步。在简述现有封装技术及其演进的基础上，主要从功率模块的角度讨论了封装技术的发展方向。同时讨论了功率模块的新型叠层结构以及封装技术的离散化、高温化趋势，并对SiC器件封装技术的发展方向做出了综合评估。

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2022年第22卷第2期 pp. 020102

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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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LTCC封装技术研究现状与发展趋势

李建辉;丁小聪

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0313

摘要（1807）

PDF （3303KB）（1350）

低温共烧陶瓷（Low Temperature Co-Fired Ceramics, LTCC）封装能将不同种类的芯片等元器件组装集成于同一封装体内以实现系统的某些功能，是实现系统小型化、集成化、多功能化和高可靠性的重要手段。总结了LTCC基板所采用的封装方式，阐述了LTCC基板的金属外壳封装、针栅阵列（Pin Grid Array, PGA）封装、焊球阵列（Ball Grid Array, BGA）封装、穿墙无引脚封装、四面引脚扁平（Quad Flat Package, QFP）封装、无引脚片式载体（Leadless Chip Carrier, LCC）封装和三维多芯片模块（Three-Dimensional Multichip Module, 3D-MCM）封装技术的特点及研究现状。分析了LTCC基板不同类型封装中影响封装气密性和可靠性的一些关键技术因素，并对LTCC封装技术的发展趋势进行了展望。

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2022年第22卷第3期 pp. 030205

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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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4H-SiC功率MOSFET可靠性研究进展^*

白志强, 张玉明, 汤晓燕, 沈应喆, 徐会源

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0412

摘要（1347）

PDF （2373KB）（742）

4H-SiC功率MOSFET器件具有栅极驱动电路简单、开关时间短、功率密度大、转换效率高等优良特性，在电力电子系统中有着广泛的应用前景。但该器件在可靠性方面仍存在一些问题，如长期工作时的可靠性和动态工作中一些极端情况下的可靠性问题。针对器件的长期可靠性问题，阐述了长期可靠性的表征方法，栅介质制备工艺对长期可靠性的影响和长期可靠性机理研究的相关成果。在动态可靠性方面，对雪崩测试、短路测试和浪涌测试的实验现象和失效机制分析进行了综述。

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2022年第22卷第4期 pp. 040101

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碳化硅器件封装进展综述及展望^*

杜泽晨;张一杰;张文婷;安运来;唐新灵;杜玉杰;杨霏;吴军民

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0502

摘要（1267）

PDF （2320KB）（672）

碳化硅禁带宽、临界击穿场强大、热导率高，具有高压、高温、高频等优点。应用于硅基器件的传统封装方式寄生电感参数较大，难以匹配碳化硅器件的快速开关特性，同时在高温工况下封装可靠性大幅降低，为充分发挥碳化硅器件的优势需要改进现有的封装技术。针对上述挑战，对国内外现有的低寄生电感封装方式进行了总结。分析了现有的高温封装技术，结合新能源电力系统的发展趋势，对SiC器件封装技术进行归纳和展望。

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2022年第22卷第5期 pp. 050102

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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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SiC功率器件辐照效应研究进展

刘超铭;王雅宁;魏轶聃;王天琦;齐春华;张延清;马国亮;刘国柱;魏敬和;霍明学

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0605

摘要（1216）

PDF （3784KB）（598）

SiC功率器件是许多航天器用电子设备的重要组成部分，是保障深空探测任务顺利进行的前提和基础。在梳理SiC功率器件发展概况的同时，针对不同SiC功率器件（SiC SBD、SiC JBS、SiC MOSFET）在空间辐射环境下的性能退化规律进行了概述，重点分析了辐射环境下SiC功率器件的损伤机理，为SiC功率器件抗辐射性能工艺的长远发展提供了参考。

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2022年第22卷第6期 pp. 060101

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SiC MOSFET栅极驱动电路研究综述^*

周泽坤, 曹建文, 张志坚, 张波

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0201

摘要（1155）

PDF （3737KB）（554）

凭借碳化硅（SiC）材料具有宽禁带、高击穿电场、高电子饱和速率和高导热性等优点，SiC MOSFET广泛应用在高压、高频等大功率场合。传统基于硅（Si）MOSFET的驱动电路无法完全发挥SiC MOSFET的优异性能，针对SiC MOSFET的应用有必要采用合适的栅驱动设计技术。目前，已经有很多学者在该领域中有一定的研究基础，为SiC MOSFET驱动电路的设计提供了参考。对现有基于SiC MOSFET的PCB板级设计技术进行了详细说明，并从开关速度、电磁干扰噪声以及能量损耗等方面对其进行了总结和分析，给出了针对SiC MOSFET驱动电路的设计考虑和建议。

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2022年第22卷第2期 pp. 020101

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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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基于TSV倒装焊与芯片叠层的高密度组装及封装技术

汤姝莉, 赵国良, 薛亚慧, 袁海, 杨宇军

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0803

摘要（1017）

PDF （2379KB）（963）

系统级封装（SiP）及微系统技术能够在有限空间内实现更高密度、更多功能集成，是满足宇航、武器装备等高端领域电子器件小型化、高性能、高可靠需求的关键技术。重点阐述了基于硅通孔（TSV）转接板的倒装焊立体组装及其过程质量控制、基于键合工艺的芯片叠层、基于倒装焊的双通道散热封装等高密度模块涉及的组装及封装技术，同时对利用TSV转接板实现多芯片倒装焊的模组化、一体化集成方案进行了研究。基于以上技术实现了信息处理SiP模块的高密度、气密性封装，以及满足多倒装芯片焊散热与CMOS图像传感器（CIS）采光需求的双面三腔体微系统模块封装。

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2022年第22卷第8期 pp. 080201

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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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肖特基二极管高温反向偏置失效分析与改善

胡敏;彭俊睿

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0310

摘要（838）

PDF （1886KB）（466）

肖特基二极管在高温反向偏置（High Temperature Reverse Bias, HTRB）试验后失效，烘烤或化学开盖后芯片电参数恢复。通过超声扫描分层检查，确定失效原因来自芯片和封装的匹配。在芯片改善受限制的情况下，通过改善封装气密性、离子污染，解决了HTRB失效。同时系统探讨了从设计上预防气密性失效的方法。

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2022年第22卷第3期 pp. 030401

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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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轨道交通碳化硅器件研究进展

李诚瞻, 周才能, 秦光远, 宋瓘, 陈喜明

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0606

摘要（835）

PDF （5286KB）（283）

随着轨道交通硅基功率器件性能逐渐逼近理论极限，碳化硅功率器件成为重点研究方向，以满足轨道交通系统对高功率密度、低损耗和高可靠性等要求。综述了轨道交通领域碳化硅MOSFET和SBD的芯片、混合碳化硅模块和全碳化硅模块的发展概况，并展望了碳化硅芯片和模块的技术发展趋势。介绍了碳化硅MOSFET芯片向沟槽栅、集成SBD和提升可靠性和迁移率等方向发展的趋势。全碳化硅器件、低杂散电感结构、低热阻基板和高可靠性烧结层的研究对碳化硅模块的发展至关重要。

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2022年第22卷第6期 pp. 060102

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10 kV SiC GTO器件特性研究^*

程琳;罗佳敏;龚存昊;张有润;唐毅;门富媛;都小利

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0302

摘要（827）

PDF （2169KB）（261）

摘 ?要：基于第三代宽禁带半导体材料4H-SiC的超高压门极可关断晶闸管（Gate Turn-Off Thyristor, GTO）器件，在双向载流子注入和电导调制效应的作用下，器件在耐高压的同时获得高通态电流，在功率密度和可靠性等方面可以满足超大功率应用的要求。考虑到正向阻断电压、正向导通压降和脉冲电路下的开启时间等，提出了10 kV 4H-SiC GTO器件，借助Silvaco TCAD仿真工具研究了GTO器件的正向导通特性、正向阻断特性、动态开关特性和脉冲放电特性，得出了其正向导通压降为4.605 V，正向阻断电压为14.78 kV，开启时间为55 ns，关断时间为13.3 ns。

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2022年第22卷第3期 pp. 030102

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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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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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基于深度学习的目标检测研究与应用综述

吕璐;程虎;朱鸿泰;代年树

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0114

摘要（802）

PDF （2133KB）（445）

基于深度学习的目标检测算法相较于传统的目标检测算法来说，对复杂场景的稳健性更强，是当前研究的热点方向。根据基于深度学习的目标检测算法的流程特点将其分为两阶段目标检测算法和单阶段目标检测算法，着重介绍了部分经典算法所解决的问题及其优缺点，并梳理了其在工业界的应用情况，最后对其仍存在的问题进行了讨论，对未来可能的发展趋势进行了展望。

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2022年第22卷第1期 pp. 010307

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增强型GaN HEMT器件的实现方法与研究进展^*

穆昌根, 党睿, 袁鹏, 陈大正

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.1003

摘要（793）

PDF （3387KB）（760）

考虑到实际应用对可靠性、设计成本及能耗的要求，增强型GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）器件比传统耗尽型GaN HEMT器件优势更显著。目前有许多方法可以实现增强型GaN HEMT器件，如使用p型栅技术、凹栅结构、共源共栅（Cascode）结构、氟离子体处理法、薄势垒AlGaN层以及它们的改进结构等。分别对使用以上方法制备的增强型GaN HEMT器件进行了综述，并对增强型GaN HEMT器件的最新研究进展进行了总结，探索未来增强型GaN HEMT器件的发展方向。

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2022年第22卷第10期 pp. 100401

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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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基于微流控芯片的生物传感器发展现状与展望^*

杨晓君;张梦琦;任萌娜;李元岳;姚钊

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0603

摘要（729）

PDF （7401KB）（264）

微流控芯片具有样品体积小、检测成本低、检测时间短等优点，与光学传感器、电化学传感器和微波传感器结合可以构建灵敏度高、可重复、便携的检测系统。对微流控芯片在生物传感器中的最新应用进行了综述，并介绍了各种生物传感器的特性和原理，通过生物传感器和微流控芯片集成实现了对复杂样本的快速和高灵敏度检测。对未来的发展方向进行了展望，并提出了新一代生物微流控传感器发展中存在的挑战和应对问题的策略。

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2022年第22卷第6期 pp. 060502

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SiC车用电机驱动研究发展与关键技术

宁圃奇, 郑丹, 康玉慧, 陈永胜, 崔健, 张栋, 李晔, 范涛

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0301

摘要（729）

PDF （2807KB）（441）

摘? 要：碳化硅（SiC）器件具有低导通压降、可高速开关、可高温工作等优点，在车用电机驱动方面显示出巨大的技术优势和市场潜力。论述了SiC MOSFET器件实现高频、高温性能的难点，分别综述了模块、测试、电容、EMI滤波器、系统集成等方面的技术重点和主要研究方向，介绍了提升电机驱动产品性能的关键。

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2022年第22卷第3期 pp. 030101

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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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超高压碳化硅N沟道IGBT器件的设计与制造^*

杨晓磊;李士颜;赵志飞;李赟;黄润华;柏松

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0413

摘要（700）

PDF （2175KB）（433）

自主设计和制备了一种耐压超过20 kV的超高压碳化硅（SiC）N沟道绝缘栅双极晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT）器件。通过仿真设计优化了器件结构，同时结合自支撑衬底剥离技术、背面激光退火技术以及载流子寿命提升技术，成功在N型碳化硅衬底上制备了碳化硅N沟道IGBT器件。测试结果表明，该器件阻断电压为20.08 kV时，漏电流为50 μA。当栅电极施加20 V电压、集电极电流为20 A时，器件的导通电压为6.0 V，此时器件的微分比导通电阻为27 mΩ·m²。该值仅为15 kV碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET）比导通电阻的1/7，充分显示出碳化硅N沟道IGBT器件作为双极型器件在高阻断电压、高导通电流密度等方面的突出优势。

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2022年第22卷第4期 pp. 040102

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电动车控制器中MCU失效分析及整改措施

孙运涛, 王彬, 王云飞, 虞勇坚

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2021.1213

摘要（681）

PDF （3534KB）（344）

目前32位微控制器（MCU）在各个领域应用广泛。因其强大的运算能力，几乎占据了电动自行车控制器应用领域主控芯片70%以上的份额。针对某型号电动自行车控制器产品发生的失效现象，从终端应用场景出发，结合电动自行车控制器原理对失效芯片进行了分析。确认了电动自行车控制器的失效原因、MCU的失效机理，并进行了复现比对。并对电动自行车控制器设计上的缺陷进行了改善，有效提高了电动自行车控制器的可靠性和成品率。

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2021年第21卷第12期 pp. 120104

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电子元器件低温焊接技术的研究进展

王佳星, 姚全斌, 林鹏荣, 黄颖卓, 樊帆, 谢晓辰

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0902

摘要（636）

PDF （1402KB）（725）

低温焊接技术是实现电子元器件多级封装和高温服役的关键技术之一。针对高可靠电子元器件封装对于低温连接、高温服役的焊接技术的需求，从材料制备工艺、焊料熔点变化和焊接工艺技术等方面对纳米金属颗粒低温烧结、瞬时液相低温烧结和颗粒增强低温焊接（烧结）工艺进行了综述。纳米金属颗粒低温烧结工艺形成的焊点稳定服役温度高于300℃，其制备复杂，烧结工艺对焊膏的依赖性较强，进一步优化焊料配方及其烧结工艺为其主流研究方向。瞬时液相低温烧结工艺，通过形成高熔点金属间化合物焊点提高其耐高温性能，其内部组分及耐高温性能对焊接工艺依赖性较强，明确焊点组分以及耐高温性能、焊接工艺为其主流研究方向。颗粒增强低温焊接（烧结）工艺，通过形成高温富集相与金属间化合物提升熔点，回流焊后熔点提升较小，明确其熔点与组分的变化规律为其研究重点。

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2022年第22卷第9期 pp. 090202

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SiC功率器件辐照诱生缺陷实验研究进展^*

杨治美;高旭;李芸;黄铭敏;马瑶;龚敏

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0501

摘要（625）

PDF （2040KB）（431）

第三代宽禁带半导体碳化硅（Silicon Carbide, SiC）功率器件在航天、航空和核工业等强辐射领域的极端环境下应用时，会受到辐照损伤的影响诱生缺陷，最终导致器件性能退化或者失效。简要介绍了SiC功率器件辐照效应发展历程和辐照效应，梳理轻离（粒）子辐照诱生缺陷与敏感参数退化的实验规律，分析总结重离子辐照SiC功率器件中一些关键技术问题，特别是不同温度辐照诱生缺陷形成机理的异同，为今后深入开展SiC肖特基二极管（Schottky Barrier Diode，SBD）的辐照诱生缺陷、器件性能退化研究及SiC相关器件的材料抗辐照性能的改善和结构优化提供实验数据和理论依据。

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2022年第22卷第5期 pp. 050101

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基于双极型晶体管的温度传感器

阳佳丽, 赵新, 高博, 张析, 龚敏

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0903

摘要（589）

PDF （1589KB）（243）

提出了一种基于双极型晶体管（BJT）宽温度范围的温度传感器。该温度传感器电路通过两个温度特性互补的电流产生一个高斜率的电压，采用电流增益补偿技术和斩波稳定技术来提高传感器输出电压的线性度，同时可通过合理调节电阻值和电流镜比例获得不同的输出电压。在0.18 μm HVCMOS工艺下对传感器进行仿真，结果表明，在－55~125 ℃温度范围内，温度传感器的温度系数为11.2 mV/℃，误差在-0.8~0.8 ℃。

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2022年第22卷第9期 pp. 090301

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电流模BUCK DC-DC变换器的系统建模与仿真分析^*

王聪;刘颖异;唐旭升

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0907

摘要（587）

PDF （1526KB）（176）

开关电源转换器是一个闭环网络控制系统，此系统存在高阶、离散、非线性和时变等特性。得到了一个CCM模式下脉冲宽度调制（PWM）控制的电流模BUCK变换器的小信号模型，该模型描述了系统稳态工作时的小信号特性。通过集成电路设计工具Virtuoso，利用AnalogLib库中理想器件得到关于近似函数的小信号模型。通过对小信号模型的稳定性仿真，能够预测电流模式控制的电源变换器的所有小信号特性，包括BUCK次谐波振荡的产生、斜坡补偿和补偿网络对系统稳定性的影响。

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2022年第22卷第9期 pp. 090303

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3D堆叠封装热阻矩阵研究

黄卫, 蒋涵, 张振越, 蒋玉齐, 朱思雄, 杨中磊

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0514

摘要（584）

PDF （1570KB）（819）

针对多芯片热阻矩阵的研究模型大多基于多芯片组件模型，多芯片为2D封装类型，而对3D芯片堆叠模型的热阻矩阵研究较少。以3D芯片堆叠模型为例，研究分析封装器件热阻扩散、热耦合的热阻矩阵。通过改变封装器件内部芯片功率大小，利用仿真模拟计算3D封装堆叠结构的芯片结温。将热阻矩阵计算的理论结果与仿真模拟得到的芯片结温进行对比分析，验证多层芯片堆叠封装体耦合热阻矩阵的准确性。

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2022年第22卷第5期 pp. 050203

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第三代半导体器件用高可靠性环氧塑封料的制备

王殿年;李泽亮;郭本东;段嘉伟

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.1110

摘要（575）

PDF （1435KB）（488）

第三代半导体器件以其在高温、高压、高频条件下稳定运行的特点深受市场青睐。环氧塑封料（EMC）对器件的可靠性起着至关重要的作用。通过多种类型树脂的调配和不同离子捕捉剂的添加，优化出了1种高性能的环氧塑封料，该环氧塑封料的玻璃化转变温度（T_g）高达190 ℃，对金属银的密着力高达73.5 N/cm²，其阻燃级别达到了UL94 V-0级。通过模拟封装验证了环氧塑封料的可靠性，结果表明，实验室模拟的封装样品能达到吸湿敏感度等级一级（MSL1）。该样品经过封装厂的多方面验证，在1700 V的SiC半导体场效应晶体管（MOSFET）上表现出良好的可靠性，通过了电性能可靠性、环境可靠性、使用可靠性等一系列可靠性考核。这款高可靠性环氧塑封料有望应用于耐高温、耐高压的第三代半导体器件上。

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2022年第22卷第11期 pp. 110202

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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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基于TMS320F28335芯片CAN Bootloader程序升级方法

顾瀚戈, 钟洪念, 冉万宁, 范晋文

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2021.1203

摘要（568）

PDF （1588KB）（346）

提出了一种通过CAN Bootloader引导程序实现TMS320F28335应用程序升级的方法。TMS320F28335配置为Jump to Flash启动模式，通过预烧写CAN Bootloader引导程序，将上位机通过CAN总线下发的BIN升级程序文件烧写至指定Flash区域，并引导应用程序启动，实现程序在线升级功能。详细介绍了该方法的实现原理以及开发过程。通过试验，证明该方法稳定可靠，实用性强。

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2021年第21卷第12期 pp. 120502

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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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LDO失效分析及改善

胡敏

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0103

摘要（513）

PDF （1987KB）（510）

低压差线性稳压器（Low Dropout Regulator，LDO）新品导入中，过强的铜线焊接会使焊球下芯片层间电介质层（Interlayer Dielectric，ILD）产生裂纹，从而导致器件测试漏电流失效或可靠性失效。通过对芯片结构的分析，指出LDO漏电流失效的原因，同时详细讨论了如何确定合理的铜线焊接参数、如何检测失效以及失效分析步骤。

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2022年第22卷第1期 pp. 010206

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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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电子封装中激光封焊工艺及性能研究

王晓卫;唐志旭

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0607

摘要（490）

PDF （1963KB）（795）

研究了激光封焊中光子激发电子发生跃迁的能量转变及传递过程与工艺参数之间的关系，并分析了外壳吸收能量与熔深、工艺参数之间的联系。结果表明，随着熔深的增加，能量呈指数形式衰减，到达封焊临界点后，封焊终止。通过改变激光波形、功率、脉宽、速度、频率和离焦量等工艺参数，可以控制焊材的电子跃迁和能量传递过程。合理控制熔融时的金属蒸汽、熔池宽度和深度，从而对封焊裂纹、气孔和烧蚀等缺陷进行合理控制，以达到气密性和机械可靠性试验要求。

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2022年第22卷第6期 pp. 060201

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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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焊接参数对Au80Sn20焊料封装孔洞和微观组织的影响

颜炎洪;徐衡;王英华;陈旭;李守委;刘立恩

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0414

摘要（426）

PDF （2243KB）（538）

气密性封装工艺广泛应用于高可靠电子元器件。目前陶瓷产品的气密性封装主要采用Au80Sn20合金作为连接材料将盖板和管壳进行密封，Au80Sn20合金中Au与Sn元素的质量分数分别为80%和20%，是金锡二元合金的共晶成份，目的是在较低的温度和最短的时间内发生共晶反应，形成良好的密封结构。采用Au80Sn20合金对DIP20陶瓷管壳与盖板进行气密性封装，通过微观组织表征与X-ray测试观察金属间化合物的状态和元素分布，研究不同焊接温度和焊接压力对Au80Sn20合金焊接孔洞和微观组织的影响。在焊接峰值温度和焊接压力两个关键因素上进行优化，得出了减少气密性封装孔洞的最佳工艺参数组合，提高了Au80Sn20焊料气密性封装的可靠性，有助于提高元器件封装质量，在行业内具有一定的指导意义。

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2022年第22卷第4期 pp. 040203

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多芯片组件导电胶接触电阻增大案例分析^*

张建;王道畅;金家富;董玉;李静

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0609

摘要（425）

PDF （983KB）（331）

导电胶因工艺温度低和容易返修等特点，常用在多芯片组件中粘接芯片。在某多芯片组件筛选实验过程中存在导电胶接触电阻增大的现象，经过分析和试验验证发现，因芯片背金存在划伤缺陷及污染物等，使得Ni、Au、Ag等金属与水、氧气构成电化学腐蚀反应条件，在电流及温度的促进下形成阻隔层，阻隔层部分阻挡导电胶中银粒子接触的导电通路，从而导致界面接触电阻增大。

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2022年第22卷第6期 pp. 060203

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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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芯片返修回流焊可靠性改善研究进展

刘少红；谭淇

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0812

摘要（420）

PDF （2196KB）（385）

在微电子产品的研发过程中，由于技术要求变更或故障维修等需求，需要对已焊接完成的电路板进行芯片的返修操作，而返修过程所涉及的高温时效和多次回流必然会对芯片本身及元器件造成损坏，因此需要通过相关过程可靠性研究指导具体的返修技术。通过分析国内外研究者对于芯片返修可靠性的研究，发现高温时效与多次回流均会使得焊点界面化合物形貌及微结构发生改变，但回流次数对焊点力学性能影响较小。另外，合适的镀层、焊盘或焊球尺寸都能够改善高温时效及多次回流产生的负面影响。

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2022年第22卷第8期 pp. 080206

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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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溅射覆铜陶瓷基板表面研磨技术研究^*

王哲;刘松坡;吕锐;陈红胜;陈明祥

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0312

摘要（413）

PDF （5412KB）（380）

电镀陶瓷基板（Direct Plate Copper, DPC）具有导热/耐热性好、图形精度高、可垂直互连等技术优势，广泛应用于功率半导体器件封装。在DPC陶瓷基板制备过程中，电镀铜层厚度及其均匀性、表面粗糙度等对基板性能及器件封装质量影响极大。对比分析了几种研磨技术对DPC陶瓷基板性能的影响，实验结果表明，砂带研磨效率高，但铜层表面粗糙度高，只适用于DPC陶瓷基板表面粗磨加工；数控研磨与陶瓷刷磨加工的铜层厚度均匀性好，表面粗糙度低，满足光电器件倒装共晶封装需求（粗糙度小于0.3 μm，厚度极差小于30 μm）；对于质量要求更高（如表面粗糙度小于0.1 μm，铜厚极差小于10 μm）的DPC陶瓷基板，则必须采用粗磨+化学机械抛光（Chemical-Mechanical Polishing, CMP）的组合研磨工艺。

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2022年第22卷第3期 pp. 030201

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低翘曲BGA封装用环氧塑封料的开发与应用

李进;邵志锋;邱松;沈伟;潘旭麒

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0711

摘要（406）

PDF （2417KB）（706）

随着半导体封装密度的提高，FBGA等单面封装形式被广泛采用。在这些封装中，由于其非对称结构容易发生翘曲，且大面积封装基板也越来越薄，降低翘曲的要求也越来越高。为了减少单面封装的翘曲，有报道称，通过提高玻璃化转变温度（T_g）和降低封装材料的线膨胀系数来降低成型收缩率是有效的。然而，要保持环氧塑封料（Epoxy Molding Compound，EMC）的高流动性并大幅降低成型收缩率是很困难的。将固化收缩率引入热粘弹性分析技术，明确了球栅阵列（Ball Grid Array，BGA）封装翘曲的发生机制，采用降低高温弯曲模量的方法可以设计出具有低粘度、高流动性和低翘曲的环氧塑封料。

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2022年第22卷第7期 pp. 070203

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平行缝焊盖板镀层结构的热分析

蒋涵;徐中国;蒋玉齐

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0209

摘要（402）

PDF （2870KB）（462）

平行缝焊是陶瓷封装应用最为广泛的高可靠性气密性封装方式之一。由于焊接过程中，盖板表面镀层会发生熔化、破坏等过程，可伐基底会被暴露在环境中，导致盐雾腐蚀失效。利用Abaqus有限元分析软件，选择2种代表性的可伐盖板镀层结构，分析不同加载温度条件下可伐盖板以及其表面镀层的温度分布。仿真结果表明，当可伐盖板采用Ni/Au的镀层结构时，控制焊接温度范围为1200~1400 ℃，有希望保证平行缝焊耐盐雾腐蚀可靠性，并给出其耐盐雾腐蚀机理。

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2022年第22卷第2期 pp. 020201

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LTCC高精密封装基板工艺技术研究

岳帅旗;杨宇;刘港;周义;王春富;王贵华

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0111

摘要（399）

PDF （1996KB）（494）

将激光修调、化学镀、光刻等技术与常规低温共烧陶瓷（Low Temperature Co-Fired Ceramic, LTCC）基板工艺技术相结合，对LTCC高精密封装基板的制作工艺进行开发和优化，并利用9K7材料进行了基板试制。结果显示，基板表面线条细度达到50±5 μm，表面导体图形位置精度优于±10 μm。基板表面Ni/Pd/Au镀层可焊性/耐焊性优良，2 mm×2 mm焊盘的锡铅焊接拉力强度达到2.8 kg以上，25 μm金丝的键合强度达到10 g以上。基板表面阻焊开口尺寸达到80±10 μm，具有良好的阻焊性能。对试制的LTCC高精密封装基板进行了装配和测试，在12 mm×13 mm的尺寸上实现4颗射频芯片的倒扣装配，功能模块在W波段具有良好的射频性能。LTCC高精密封装基板显现出高密度、高性能封装能力。

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2022年第22卷第1期 pp. 010203

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SOI基光波导传输损耗的研究

李逸康, 张有润, 葛超洋, 汪煜, 张波

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.1005

摘要（389）

PDF （921KB）（244）

SOI基光波导中直波导的传输损耗包括模式失配损耗、内部散射损耗和表面散射损耗。为了研究直波导的传输损耗中3种损耗所占的比例，制作了相同宽度的条形和脊形波导，仿真分析和测试了2种波导的传输损耗。对于1550 nm的光，测试得到条形波导和脊形波导的传输损耗分别为?2.4 dB·cm^?1和?2.0 dB·cm^?1，同样截面且忽略杂质缺陷和表面粗糙程度的理想波导的损耗均接近于0。通过对这些数据的分析，计算出条形波导表面散射损耗为?1.42 dB·cm^?1，占总体损耗的59.2%，内部散射损耗为?0.98 dB·cm^?1，占总体的40.8%。

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2022年第22卷第10期 pp. 100402

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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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环氧塑封料用热潜伏型固化促进剂的研究与应用进展^*

王璐;常白雪;岳艺宇;吴宇林;吴昊;陈淑静;刘金刚

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0901

摘要（383）

PDF （1856KB）（438）

环氧塑封料（EMC）是集成电路芯片（IC）先进封装的关键材料之一，而固化促进剂又是影响EMC在IC先进封装应用中的可靠性的重要成分之一。综述了近年来国内外EMC用热潜伏型固化促进剂（TLC）在基础与应用领域中的研究进展。从IC先进封装用EMC的发展趋势、EMC的发展对TLC的性能需求以及当前IC封装应用中的主流EMC相关TLC材料的研究现状等几个方面进行了阐述。重点阐述了有机磷系络合型本征型TLC的研究与发展状况，以及对先进EMC用TLC组分的未来发展趋势进行了展望。

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2022年第22卷第9期 pp. 090201

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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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表面贴装锡基焊点长期贮存可靠性及寿命预测研究

张贺;冯佳运;丛森;王尚;安荣;吴朗;田艳红

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0712

摘要（380）

PDF （1811KB）（517）

互连焊点的室温贮存寿命预测对于电子产品的可靠应用具有重要的工程意义。采用高温加速贮存试验，对有铅钎料（62Sn36Pb2Ag）表面贴装的电容焊点以及有铅钎料（63Sn37Pb）和无铅钎料（SAC305）混合组装的球栅阵列（BGA）焊点进行了长期贮存寿命预测。利用扫描电子显微镜对在3种温度（367.15 K、393.15 K和423.15 K）下贮存不同时间（1天、4天、9天、16天、25天、36天、49天）金属间化合物（IMC）的微观形貌进行了表征，对IMC的生长动力学进行研究并建立了生长模型。选取IMC的厚度作为关键性能退化参数，依据初始IMC厚度分布为失效密度函数，获得了两种类型焊点的可靠度函数，进而确定两种焊点的特征寿命及中位寿命。

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2022年第22卷第7期 pp. 070201

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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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16 Gbit/s高速串并收发器的调试及交流耦合电容的选取方案

张秀均, 于治, 宋林峰, 季振凯

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0906

摘要（368）

PDF （1744KB）（321）

随着高速串并收发器（SerDes）传输速率的快速提升，如何保证数据的传输质量已成为国内外研究的热点问题。通过对已有研究的分析，基于可测性设计（DFT）的高速SerDes调试方法实现了动态配置SerDes参数。测试了不同速率下高速SerDes的传输性能，并且验证了不同速率下交流（AC）耦合电容的选取对SerDes性能的影响。针对16 Gbit/s以内高速SerDes的不同速率，提出了100 nF和470 nF的耦合电容按速率分段的选取方案。

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2022年第22卷第9期 pp. 090204

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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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QFN器件焊接缺陷分析与工艺优化^*

刘颖;吴瑛;陈该青;许春停

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0113

摘要（359）

PDF （1538KB）（582）

QFN器件具有良好的电气性能，但器件回流焊接过程中极易产生底部热沉焊盘焊接空洞、器件引脚间锡珠、桥连等缺陷，当一个印制板焊接多个QFN器件时，缺陷发生率颇高。在高可靠性要求的航天产品焊接过程中，器件返修次数有限制，且返修会造成器件性能下降、组件可靠性降低等问题，因此亟需对QFN器件一次装配良率和焊接效果进行提升优化。为此，从原理上分析QFN器件热沉焊盘焊接空洞、器件引脚间锡珠缺陷产生机理，并从产品焊盘工艺性设计、钢网模板设计、焊接温度曲线设计等方面开展分析与优化。优化后，QFN器件一次装配良率提高，没有产生锡珠、虚焊等缺陷。

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2022年第22卷第1期 pp. 010204

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不同规格色素炭黑对环氧塑封料性能的影响

曹二平, 蔡晓东, 牟海燕

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0914

摘要（359）

PDF （1026KB）（341）

以多芳型环氧树脂为基体树脂，多芳型酚醛树脂为固化剂，研究了不同规格色素炭黑对环氧塑封料性能的影响。通过凝胶化时间、螺旋流动长度、邵氏热硬度、体积电阻率、离子电导率和激光打标清晰度等对其进行表征。结果表明，适当降低炭黑吸油值，对环氧塑封料理化性能影响较小，同时有利于提高环氧塑封料的电绝缘性能和激光打标效果。当用原生粒径为21 nm、炭黑吸油值为65 ml/100 g的JY 2021炭黑时，环氧塑封料的凝胶时间为37 s，螺旋流动长度为150 mm，邵氏热硬度为72，体积电阻率为14.7× 10¹⁵ Ω·cm，此时离子电导率曲线最低，黑度及激光打标清晰度综合性能最好。

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2022年第22卷第9期 pp. 090206

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封装器件多应力叠加失效仿真分析与验证

李逵;张志祥;杨宇军;刘敏

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0210

摘要（357）

PDF （2869KB）（369）

针对某双列直插式（DIP）封装器件在整机温循试验中出现的失效现象，分析在器件与电路板焊接环节、电路板与整机装配环节和整机温循试验环节3个工况下可能的失效原因，对原因分别进行单工况和多工况的失效仿真分析。针对不同仿真模型在不同工况下的叠加仿真难题，提出基于ANSYS Workbench有限元软件的多应力叠加仿真方法，对比单一工况和多种工况下的仿真结果。结果表明，DIP封装器件失效的原因是器件在焊接尺寸不匹配、过定位装配和温循试验三种工况下，机械应力和热应力的叠加使玻璃绝缘子产生裂纹导致失效，有限元仿真结果与实验基本吻合。为DIP封装器件在多工况下应力叠加失效的故障机理研究提供一种可参考的仿真方法。

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2022年第22卷第2期 pp. 020202

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硅铝丝引线键合参数化建模仿真

蒋玉齐, 刘书利, 夏晨辉, 王毅恒, 陈桥红, 周超杰

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0910

摘要（352）

PDF （1942KB）（335）

拉力测试是检验引线键合强度的常用手段。为了更好地研究硅铝丝在拉力测试过程中的受力情况，结合力学理论模型、三维有限元仿真模型和实验数据对比，分析了相关键合参数和初始塑性变形的影响。在拉钩上升过程中，拉力先变大、后变小，伴随着引线的颈缩。在水平方向上，弧线的最高点距离第一焊点越近，拉脱力越大。在弧线水平跨距不变的情况下，弧高变大时，拉脱力也变大。与实验数据相对比，仿真模型的预测准确性达到了95%，为硅铝丝引线键合工艺提供了快速和准确的评估方法。

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2022年第22卷第9期 pp. 090205

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一种新型高精度低功耗的张弛振荡器设计

陈天昊, 李富华, 马志寅

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0309

摘要（349）

PDF （2376KB）（277）

针对传统张弛振荡器精度低的问题，设计了一种低功耗、高稳定度的张弛振荡器。该振荡器由RC充放电模块、有源滤波器模块以及偏置模块组成。采用单比较器实现电位反转，降低整体的功耗，通过使用温度特性相反的电阻混合对温度变化进行补偿，以及有源滤波器产生电压反馈以实现输出时钟信号高精度。采用SMIC 0.18 μm工艺搭建整体电路，并使用Spectre对电路进行仿真。仿真结果显示该电路在宽温度范围(－40~125 ℃)下的频率偏移为0.43%，在1.5~2.5 V电源电压变化范围内，频率变化为0.24%，总电路平均工作电流为19.47 μA。

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2022年第22卷第3期 pp. 030306

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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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基于ATE的USB PD快充协议芯片晶圆测试

唐彩彬

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0306

摘要（343）

PDF （1305KB）（246）

介绍了一款USB Power Delivery（USB PD）快充协议芯片的晶圆测试（Chip Probe，CP）方法。基于Chroma 3380P测试系统，通过对USB PD快充协议芯片测试要求进行分析，设计了双site并行测试外围电路，实现了对该USB PD快充协议芯片的主要功能与性能参数测试。该方案能够作为通用测试方法供USB PD快充协议芯片测试设计参考。

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2022年第22卷第3期 pp. 030203

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脑电信号传感检测芯片系统综述^*

王梓斌, 刘国柱, 孙建辉

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0512

摘要（340）

PDF （5760KB）（322）

低电压低频微弱脑电（Electroencephalogram, EEG）信号检测微芯片对于构建可穿戴或可佩戴的EEG检测微设备或系统非常重要。EEG传感检测微芯片可以应用于医学、神经科学以及脑机接口（Brain-Computer Interface, BCI）技术的研究。EEG传感器可以准确、灵敏、安全、可靠地实现微弱低频颅外EEG电压的感知，将感知的信号反馈到传感后调理电路；有效的传感后调理芯片系统可以对前端传感器感知的微弱小信号进行放大、带外信号滤除、噪声抑制或消除等。通过生物模数转化器把放大的模拟EEG电压转换为数字信号，对信号打包并无线发射到远处终端，EEG信号的可靠感知直接影响到EEG接收终端后续EEG算法的有效开展。由于便携可穿戴微型医疗设备或系统的迫切需要，EEG信号传感器与传感后调理芯片的设计变得越来越重要。综述了EEG信号检测微传感器芯片系统国内外的研究进展，主要是通过传感器即EEG电极的信号感知和传感后的EEG信号调理芯片，并对EEG传感器芯片发展进行了总结与展望。

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2022年第22卷第5期 pp. 050302

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全耗尽绝缘层上硅技术及生态环境简介

赵晓松;顾祥;张庆东;吴建伟;洪根深

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0602

摘要（338）

PDF （1365KB）（293）

随着半导体技术节点微缩到3 nm及以下，晶体管的尺寸难以进一步缩小，导致了成本优势的减小。功能性和功耗成为物联网、可穿戴设备、汽车电子等应用的主要关注点，为满足这一需求，全耗尽绝缘层上硅（Fully Depleted Silicon on Insulator, FDSOI）技术被进一步研发和产品化。对FDSOI技术的特点和生态环境进行了总结。FDSOI利用体偏置平衡功耗与性能，采用应力优化提高迁移率，通过减薄硅膜厚度抑制短沟道效应并减小寄生电容，因此被应用到低功耗处理器、低噪声放大器、嵌入式存储器等低功耗产品。FDSOI具有巨大的市场潜力，将成为半导体技术未来重要的发展趋势。

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2022年第22卷第6期 pp. 060501

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200 mm硅外延片时间雾的产生机理及管控方法研究

刘勇;仇光寅;邓雪华;杨帆;金龙

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0708

摘要（326）

PDF （1194KB）（248）

针对硅外延加工过程及所处环境，研究了200 mm硅外延片时间雾产生的原因，分析了环境湿度、外延反应前后排外能力以及洁净厂房环境阳离子浓度等影响因素，提出了硅外延反应副产物HCl和环境中的阳离子是导致硅外延片表面产生时间雾的主要原因。通过增强硅外延设备排外能力降低环境中的阳离子浓度，可有效降低时间雾产生的概率。

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2022年第22卷第7期 pp. 070402

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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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可变高应力氮化硅薄膜的内应力研究

孙建洁;张可可;陈全胜

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0710

摘要（311）

PDF （805KB）（317）

以互补金属氧化物半导体（Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS）器件等比例缩小为动力的硅集成电路技术已迈入纳米级尺寸，并将继续保持对摩尔定律的追求，进一步缩小器件尺寸，以满足芯片高度集成化的要求。目前基于CMOS工艺的应变硅技术受到越来越广泛的应用。氮化硅致应变技术是属于应变硅技术中的一种，该技术工艺流程相对简单，成本较低，仅通过在器件上淀积不同应力的氮化硅薄膜就可达到提高载流子迁移率的效果，因此应用越来越普遍。利用等离子体增强化学气象沉积（Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition，PECVD）的氮化硅膜，通过适当的工艺条件，可以做到压应力和张应力两种应力的变换，最终可实现在硅片上淀积出应力大于2 GPa的高应力氮化硅膜。

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2022年第22卷第7期 pp. 070403

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重复短路应力下p-GaN HEMT器件的阈值电压退化机制^*

伍振;周琦;潘超武;杨宁;张波

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0610

摘要（308）

PDF （2731KB）（299）

p-GaN HEMT凭借高频、高功率密度的优势，已逐渐应用于高频电源领域，由于负载短路、错误的栅控信号等因素，均会导致器件处于严重的短路状态。目前，研究重点多聚焦于600/650 V商用器件的最终失效上，缺乏对器件在短路应力下的退化机理研究。通过重复短路应力研究了100 V商用p-GaN HEMT的短路鲁棒性，随着应力次数的增加，器件的阈值电压V_TH表现出持续正向漂移且漂移量可达+0.65 V，漏极电流I_D持续下降。此外，还研究了短路应力后器件的动态恢复过程。在较弱的短路应力后，由于AlGaN势垒层内的陷阱和p-GaN/AlGaN界面陷阱释放掉被捕获的电子，V_TH和I_D能够完全恢复；而在苛刻的短路应力后，栅下产生的热电子将轰击p-GaN/AlGaN界面从而诱导出新的界面缺陷，这将导致V_TH永久性的正向漂移，最终使得I_D不可恢复。

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2022年第22卷第6期 pp. 060401

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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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FPGA多程序动态老炼系统设计

季振凯;谢文虎

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0401

摘要（303）

PDF （1393KB）（300）

老炼试验可以加速FPGA老化，使FPGA快速进入失效率较低且稳定的偶然失效期，是剔除存在潜在缺陷FPGA电路的重要方法。但是随着FPGA的规模越来越大，传统的单段程序动态老炼无法实现FPGA大部分资源的逻辑翻转，电路潜在缺陷部位无法及时暴露，可能导致缺陷电路异常流出。针对单段程序动态老炼的局限性，设计了一种可循环写入多段老炼程序的多程序动态老炼硬件系统，同时针对该老炼系统开发了FPGA老炼程序，可显著提高FPGA的老炼覆盖率。

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2022年第22卷第4期 pp. 040403

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沟槽型VDMOS的重离子辐射失效研究

廖聪湘;徐海铭

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0813

摘要（298）

PDF （1071KB）（164）

空间辐射环境中含有各种高能带电粒子，高能带电粒子与电子器件相互作用可能引发单粒子效应（SEE），单粒子效应中单粒子烧毁（SEB）和单粒子栅穿（SEGR）是两种最主要的单粒子事件。对重离子环境下的器件退化和失效进行了研究，分析了重离子环境下的失效机理，提出了重离子条件下的器件改善结构，同时完成了仿真和重离子实验验证，提升了MOSFET抗重离子能力。

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2022年第22卷第8期 pp. 080402

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eFuse熔丝电阻值的测量方法

晏颖, 张睿

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.1013

摘要（296）

PDF （1888KB）（315）

作为电编程熔丝（eFuse）中的存储介质，熔丝的电阻值用来表征所存储的数据。2种采用5端口法设计的测试单元被用来测量eFuse单元中熔丝的电阻值以及编程控制管的特性参数，并应用于后续通过测试芯片测量eFuse中熔丝电阻的方案中，以间接测量eFuse编程通路的电阻值并消除漏电电流影响的方式准确推算出熔丝的电阻值。最后，提出了一种在常规eFuse中增加辅助电路来测量熔丝电阻值的设计方案及测量方法。

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2022年第22卷第10期 pp. 100204

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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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Ku波段200 W GaN功率放大器的设计与实现

苏鹏;顾黎明;唐世军;周书同

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.1112

摘要（293）

PDF （1188KB）（173）

研制了一款工作在Ku波段的大功率GaN功率放大器，功放采用4个栅宽为9.6 mm的GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）进行功率合成，总栅宽为38.4 mm。以提取的小信号S参数和大信号负载牵引结果为依据，采用ADS仿真软件进行匹配电路仿真设计。该GaN功放在14.5～15.0 GHz频率范围内的输出功率（P_out）大于200 W，功率增益（G_p）大于7 dB，最高功率附加效率（η_PAE）达到43%。

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2022年第22卷第11期 pp. 110307

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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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一种具备MBIST功能的Flash型FPGA配置芯片设计

柯志鸣;党堃原;单宝琛;丛红艳

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.1103

摘要（285）

PDF （2287KB）（397）

Flash型FPGA配置芯片相较于反熔丝配置芯片和可擦除可编程只读存储器（EPROM）型配置芯片，具备非易失性、功耗低、安全性高、可多次编程等更优异的特点。设计了一款具备存储器内建自测试（MBIST）功能的Flash型FPGA配置芯片，在March C?的基础上，提出了一种更全面的测试算法，该算法可以有效提高测试故障覆盖率，并且自身会对测试结果的正确性进行判断，从而快速有效地对Flash功能的正确性进行检验。由于Flash具有非易失性、集成度高等特点，且设计具备MBIST功能，该配置芯片可以满足复杂场景及广泛的应用需求。

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2022年第22卷第11期 pp. 110303

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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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基于初始解优化的FPGA布线方法

惠锋;谢尚銮

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0811

摘要（285）

PDF （1438KB）（292）

针对自主研发的现场可编程门阵列（FPGA）芯片，提出了一种基于初始解优化的FPGA布线方法。根据逻辑片布线结构，通过简单模式匹配对网表的逻辑单元引脚进行重构来生成低布线拥挤度的初始解，并在布线过程中按节点与漏端相结合的布线策略实现解的快速收敛。实验数据表明，所提方法在全局布线阶段可使拥塞数量下降16.6%，在详细布线阶段可使累计拥塞数量下降9.8%，而且运行时间缩短了7.8%，关键路径裕量提升了17.2%。

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2022年第22卷第8期 pp. 080304

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基于J750Ex-HD的32位MCU芯片在线测试技术^*

余永涛;王小强;余俊杰;陈煜海;罗军

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0311

摘要（285）

PDF （1698KB）（311）

微控制器（Microcontroller Unit, MCU）芯片以其高性能、多功能、可编程、低功耗等优点被广泛应用于各种信号处理和嵌入式系统。MCU芯片在线测试是保证产品质量的重要技术手段，如何实现高性能和复杂功能的高效测试是MCU芯片在线测试的难点。针对一款32位高性能MCU芯片，基于J750Ex-HD型集成电路ATE测试系统开展了MCU芯片在线测试技术研究，详细说明了MCU芯片内部的POR/PDR、GPIO、ADC、Trimming、存储器等功能模块的功能性验证方法。按照MCU在线测试方法流程，设计制作了MCU芯片测试适配器，开发了基于VBT编程的芯片测试程序，实现了批量MCU芯片的在线测试。

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2022年第22卷第3期 pp. 030204

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基于RISC-V的神经网络加速器硬件实现^*

鞠虎, 高营, 田青, 周颖

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0016

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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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一种新型无电压折回现象的超结逆导型IGBT

吴毅, 夏云, 刘超, 陈万军

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0911

摘要（282）

PDF （1307KB）（238）

提出了一种新型无电压折回现象的超结逆导型绝缘栅双极型晶体管（RC-IGBT），并基于Sentaurus TCAD进行了电学特性仿真。提出的超结RC-IGBT通过超结的P柱将集电极N⁺区域与P⁺区域隔开，消除了传统超结RC-IGBT正向导通时存在的折回现象。与传统超结RC-IGBT结构相比，在导通电流密度为100 A/cm²时新结构的正向导通压降减少了20.9%，反向导通压降减少了20.7%，在相同正向导通压降（1.55 V）下新结构的关断损耗降低了19.9%。

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2022年第22卷第9期 pp. 090401

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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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热插拔损伤电路的失效分析及整改^*

高嘉平, 王彬, 司耸涛, 虞勇坚

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2021.1201

摘要（278）

PDF （1685KB）（391）

对3100块板卡进行测试，其中2653块出现问题，不良率达到了86.6%，故障板卡上机后不能正常运行，且出现了供电电源短路的现象。对故障板卡进行技术分析之后发现，MCU有管脚被异常电压、电流击穿，导致管脚对地端、对电源端短路。客户在使用设计时对出现该问题的管脚未做任何相应的热插拔防护。根据客户板卡的实际应用情况，对该款板卡出现问题的管脚线路增加瞬态二极管（Transient Voltage Suppressor, TVS），减小浪涌冲击，使量产良率达到合格标准。

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2021年第21卷第12期 pp. 120105

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封装设计中传输线损耗的理论计算

周立彦;汤文学;庞影影;王剑峰;王波

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.1114

摘要（277）

PDF （2251KB）（415）

针对高速信号设计中反射引起的信号完整性问题，推导了单一网络中散射参数关于阻抗分布的数学表达式，明确了传输结构中阻抗失配程度与分布长度对回波损耗的影响。基于该表达式，进一步阐述了时域、频域中反射计算的差异性。结合常见的频域现象和仿真预测，解释了回波损耗高频恶化、回波损耗不对称的原因，提出了适用于特定频率范围的反常规阻抗匹配设计思路，为初涉信号完整性设计领域的人员深入浅出地理解阻抗匹配提供了参考。

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2022年第22卷第11期 pp. 110204

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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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一种小点间距LED显示屏画面偏色的补偿方法

冯奕;邢向明;周杨

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0101

摘要（272）

PDF （1428KB）（180）

针对小点间距LED显示屏常见的两种偏色问题，即白平衡偏色和首行偏暗，设计了一种可以同时解决两种问题的电路。由于红绿蓝三种LED的寄生参数不同，使得白平衡偏色。多行扫中第一行扫的列电压较其他列高时，导致第一行的LED导通电流偏低，使得第一行显示效果偏暗。该解决方案对两种情况下的PWM驱动信号进行补偿，并且提供了不同的补偿等级，补偿后，显示画面灰度精准、均匀性高，很好地解决了以上两种问题。

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2022年第22卷第1期 pp. 010304

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Flash型FPGA配置方法研究

庞立鹏;蔺旭辉;马金龙;曹靓;沈丹丹;王晓玲;赵桂林

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0513

摘要（272）

PDF （1777KB）（176）

Flash型现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array, FPGA）是一种新型非易失性可编程电路，其内核配置单元是Flash单元，配置过程中不需要从外部配置存储器中加载配置数据。为了研究Flash型FPGA的配置方法，设计了应用于30万门Flash型FPGA的配置电路，通过设计研究整体配置电路架构、配置单元模块和控制模块等。对整体电路擦除、编程和校验等操作流程进行验证并对整体功能进行仿真验证，整体电路配置流程和整体综合功能满足设计要求，为后期研究更大系统门规模的Flash型FPGA配置电路奠定了基础。

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2022年第22卷第5期 pp. 050301

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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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一种LED显示驱动芯片倍频OS-PWM算法

王震宇, 王雪原, 唐茂洁, 范学仕

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0117

摘要（270）

PDF （1235KB）（107）

为解决小点间距发光二极管（Light Emitting Diode, LED）显示屏中存在的刷新率较低和低灰显示均匀性差等问题，基于优化打散脉冲调制（Optimize-Scrambled Pulse with Modulation, OS-PWM)算法，采用时钟倍频技术，提出一种倍频OS-PWM算法。基于倍频OS-PWM算法，在不改变总灰度的前提下提高了刷新率，算法复杂度减少一半；对算法进行等级优化，提升了显示均匀性，并在实际样片中得到了验证。

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2022年第22卷第1期 pp. 010306

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基于SiP技术的网络测量探针芯片集成设计^*

毛臻, 张春平, 潘福跃, 顾林

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0410

摘要（269）

PDF （1672KB）（197）

为了使主动网络测量探针国产化、小型化，通过分析目前CAIDA主推的最新主动探测终端工具群岛结构（Archipelago Measurement Infra-Structure，Ark）的硬件参数，并结合现有国产化裸芯片，设计了一种基于微系统技术的探针用主控系统级封装（System in Package，SiP）芯片。该探针主控SiP采用国产处理器搭配现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array，FGPA）的架构，集成双倍数据速率（Double Data Rate，DDR）内存颗粒和Flash等裸芯片，并选配了国产网络物理层芯片。设计完成的SiP芯片总体尺寸仅为30 mm′30 mm，最高主频为1 GHz，内存为2 GB，网口扩展为千兆。采用该探针芯片的系统从芯片选型到软件实现均采用全国产化设计，应用于国内网络测量场合时安全、保密性更高。

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2022年第22卷第4期 pp. 040501

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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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基于SiP技术多片DDR3高速动态存储器设计

张小蝶;邱颖霞;许聪;邢正伟

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0108

摘要（261）

PDF （5085KB）（242）

基于系统级封装技术（System in Package，SiP），结合自研自主可控DSP处理器“魂芯”II-A和多片DDR3颗粒，详细介绍了一款高速动态存储控制一体化SiP设备的设计方案和仿真验证分析结果，重点介绍了此款SiP的电路拓扑设计、版图设计，并从拓扑结构波形仿真、DDR3时序裕量计算和与板级实现方案对比三方面对其PCB后仿进行了分析和验证，仿真结果符合规范要求，证明了所采用的Fly-By拓扑适用于CPU与多片DDR3颗粒所组成的一体化SiP设备，且SiP设备性能优于板级实现方案。

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2022年第22卷第1期 pp. 010302

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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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一种低功耗多模式AB类音频放大器的设计

徐凯英;丁宁;孔祥艺;黄立朝

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.1105

摘要（257）

PDF （866KB）（212）

音频放大器需要兼容耳机和扬声器2种模式，当AB类功率放大器工作在耳机模式时，主运放关断，仅从运放驱动耳机负载，可有效降低放大器的功耗。改进后的AB类音频放大器扬声器模式输出功率为3 W，耳机模式静态功耗为32.5 mW，耳机负载下功耗显著降低，全模式总谐波失真（THD）为0.02%，失真率低、音效品质高。芯片新增了过流保护模块，能够适应不同的负载环境，在小型电子设备中具有良好的应用前景。

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2022年第22卷第11期 pp. 110305

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共晶平台开发IC新产品的探讨

胡敏

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0904

摘要（256）

PDF （1169KB）（208）

共晶芯片焊接平台因高效、低热阻、低成本，被广泛用于表面贴装半导体分离器件的芯片焊接。随着移动消费电子产品的大量使用，越来越多的IC芯片被放置到小型表面封装中。对于芯片底部没有金属化的IC芯片，经不同工艺比较、选择，将低噪声放大器IC芯片以共晶焊接的方式组装到SC88封装中，并通过可靠性测试，成功实现量产。

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2022年第22卷第9期 pp. 090203

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基于STM32F429的AD静态参数自动测试系统的设计与实现

陈恒江;仲海东;彭佳丽

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0303

摘要（254）

PDF （2139KB）（237）

MCU内部集成的AD模块普遍应用于各类方案中，AD静态参数中的INL、DNL是评测AD性能的重要指标。使用专业仪器测试INL、DNL参数成本过高，用户对经济实惠且测试精准的专用测试台的需求日益显著。提供一个低成本的AD静态参数自动测试系统设计方案，先阐述测试系统的基本实现原理，然后从硬件系统和软件系统两个部分详细介绍。实际使用证明，该测试系统适用于MCU AD模块的INL、DNL参数测试，工作稳定，测试精准，且成本低廉。

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2022年第22卷第3期 pp. 030202

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基于差分翻转电压跟随器的AB类缓冲器设计

马志寅;李富华;陈天昊

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0402

摘要（253）

PDF （1200KB）（224）

为了解决传统电压缓冲器建立时间较长、功耗较大等问题，提出了一种基于差分翻转电压跟随器（Differential Flipped Voltage Follower, DFVF）的AB类缓冲放大器。电路主要由作为输入级的差分翻转电压跟随器和基于反相器的输出级组成。与其他缓冲器相比，该电路结构简单，晶体管数量少。由于使用了AB类的缓冲器，因此输出电流不受偏置电流的影响，并且静态电流小。采用SMIC 0.18 μm工艺对电路进行仿真，仿真结果表明在1.8 V电源电压、全电压摆幅下，能在0.56 μs的建立时间内驱动1 nF的电容负载，同时静态电流只有5 μA，可用于液晶显示器的列驱动。

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2022年第22卷第4期 pp. 040301

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绿色含溴阻燃剂在环氧塑封料中的应用研究^*

王璐, 常白雪, 岳艺宇, 吴宇林, 吴昊, 陈淑静, 刘金刚

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.1001

摘要（253）

PDF （1220KB）（251）

绿色阻燃是集成电路芯片封装用环氧塑封料（EMC）的基本性能需求之一。传统的含溴环氧树脂、酚醛固化剂以及阻燃剂等由于受到欧盟《关于在电子电气设备中限制使用某些有害物质指令》的限制而无法应用于EMC制造中。尝试采用环境友好型含溴树脂——溴化聚（苯乙烯-丁二烯-苯乙烯）（PolyFR^?）作为阻燃剂，研究了其在EMC中的阻燃行为。研究结果显示，当PolyFR^?阻燃剂在EMC中的质量分数达到0.6%时，EMC的阻燃级别达到UL94 V0级。同时，在该添加量下，PolyFR^?的引入未对EMC的螺旋流动长度与胶化时间，以及EMC固化物的热性能、粘接性能和力学性能产生不利影响。

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2022年第22卷第10期 pp. 100201

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⁶⁰Co γ射线对增强型GaN HEMT直流特性的影响

邱一武;吴伟林;颜元凯;周昕杰;黄伟

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0705

摘要（253）

PDF （1510KB）（280）

利用⁶⁰Co γ射线对P型栅增强型氮化镓高电子迁移率晶体管（GaN HEMT）开展零偏置状态下总剂量辐射试验及常温退火试验，测试GaN HEMT直流特性参数对总剂量效应（TID）的响应规律。试验结果表明，γ射线辐照后器件阈值电压、跨导峰值和饱和漏极电流发生不同程度的退化，而栅泄露电流和导通电阻变化甚微。在剂量为0.6 Mrad（Si）的条件下，经过120 h的退火试验，器件阈值电压未发生明显的恢复，跨导峰值反而有轻微退化的趋势。从试验数据可知，器件直流特性退化主要是由于辐照引起二维电子气（2DEG）浓度下降，载流子迁移率降低，感生界面态陷阱导致。研究结果对GaN HEMT器件宇航应用可靠性的评估给予了有益参考。

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2022年第22卷第7期 pp. 070401

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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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基于UVM的MIPI DSI系统级可重用验证平台

周文强

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0806

摘要（252）

PDF （2953KB）（155）

针对移动产业处理器高速显示串行接口（MIPI DSI），提出了一种基于通用验证方法学（UVM）的系统级可重用验证方法，并设计了相应的验证平台。该平台可重复利用性强，平台中设计的各种组件和测试激励在不同项目中均可重复利用或稍加修改即可利用，大大缩短了验证时间；从系统级上验证，而不是模块级，因此更加接近整体芯片的实际运行过程，能更好地发现设计上的错误；平台中设计的参考模型通过记分板可实时在线比较期望值和实际值，一旦不匹配，立即停止仿真并报告详细的错误信息，便于快速精准定位错误，缩短了调试的时间。实验结果表明，设计的系统级可重用验证平台能够有效验证MIPI，除一些冗余的信号和代码外，覆盖率达到100%。

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2022年第22卷第8期 pp. 080301

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面向毫米波射频互联的超低弧金丝球焊工艺方法研究

张平升, 朱晨俊, 文泽海, 汤泉根

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.1012

摘要（252）

PDF （1821KB）（285）

引线键合工艺是实现毫米波射频（RF）组件互联的关键手段之一。随着毫米波子系统的快速发展，毫米波组件的工作频段越来越高，对射频通道互联金丝的拱高提出了新的要求。过高的引线弧度会使得系统驻波变大，严重影响电路的微波特性。球焊工艺由于引线热影响区的存在，难以满足射频互联中短跨距、低弧高的需求。采用弯折式超低弧弧形工艺，通过对25 μm金丝热超声球焊成弧过程中各关键参数的优化试验，将热影响区折叠键合在第一焊点上，在保证引线强度的前提下，实现了300 μm短跨距、80 μm超低弧高的金丝互联，为球焊工艺在毫米波射频组件互联中的应用提供了实现思路。

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2022年第22卷第10期 pp. 100203

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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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基于分解的多路选择器工艺映射方法设计

谢尚銮;惠锋;刘佩;王晨阳;张立

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0807

摘要（248）

PDF （1299KB）（143）

针对Virtex-7系列FPGA架构，提出了一种基于分解的多路选择器工艺映射方法。选取多个细粒度规则多路选择器作为基准单元，将对应的优质工艺网表保存为模板，将N选1多路选择器递归分解为若干层紧密连接的基准单元并基于模板实现其优化映射。对比所提方法与综合工具Vivado及ABC的多路选择器工艺映射效果，实验数据表明该方法与Vivado相比可平均减少1.01%的查找表（LUT）开销与5.61%的时延，与ABC相比可平均减少20.82%的LUT开销与29.51%的时延，而且该方法时间复杂度低，平均运行速度比ABC快4.28倍。

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2022年第22卷第8期 pp. 080302

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基于UVM的PCI Express总线控制器验证平台

赵赛;闫华;丛红艳;张艳飞

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0212

摘要（247）

PDF （1581KB）（307）

针对高速外设部件互连（Peripheral Component Interconnect Express，PCIe）总线控制器数据格式复杂、链路状态繁多的特点，提出了基于System Verilog语言的通用验证方法学（Universal Verification Methodology，UVM）验证平台。相较于传统定向验证方法，该验证平台中的验证用例使用受约束的随机方式对PCIe模块进行充分验证，能自动进行结果比对，并在回归测试中自动收集覆盖率数据。结果表明，该验证平台可以快速定位设计缺陷，在兼顾较好的可重用性和可配置性的同时，实现覆盖率验证目标，大大提高验证效率。

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2022年第22卷第2期 pp. 020308

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基于数据分析科学降低芯片测试成本^*

王彬, 刘伟, 周成

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2021.1211

摘要（245）

PDF （736KB）（224）

随着集成电路的快速发展和工业物联网时代的逐渐到来，高性能、高可靠性的芯片制造成本越来越高。为保证芯片高质量生产，芯片的测试参数需要全覆盖，导致芯片测试所需的时间较长，成本较高。为降低芯片测试的成本，从数据分析的角度出发，就如何在保证产品质量的前提下科学降低芯片测试的时间和成本进行了研究。通过对实际测试数据的统计分析，表明所提方法可有效降低芯片测试的时间和成本。

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2021年第21卷第12期 pp. 120106

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一款深亚微米抗辐照芯片的设计与实现

邹文英;高丽;谢雨蒙;周昕杰;郭刚

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0709

摘要（243）

PDF （1071KB）（237）

设计了一款适用于航空航天领域的深亚微米抗辐照四路串口收发电路，重点介绍了逻辑设计、后端设计和抗辐照加固设计。电路采用0.18 μm CMOS工艺加工，使用工艺加固、单元加固及电路设计加固等多层次加固技术，有效地提高了电路的抗辐照能力。

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2022年第22卷第7期 pp. 070304

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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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基于非牛顿流体的AuSn20密封空洞分析^*

赵鹤然, 李俐莹, 陈明祥

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2021.1210

摘要（242）

PDF （1893KB）（391）

金锡熔封是一种典型的气密密封方式，广泛应用于高可靠集成电路工艺中。根据SJ 21455-2018《集成电路陶瓷封装合金烧结密封工艺技术要求》中的两种夹持方式，通过结构力学仿真计算得到了熔封过程中外壳、盖板的应力应变情况。基于非牛顿流体流变特性和宾汉本构方程，采用流固耦合有限元仿真，得到两种夹持方式下熔融焊料的流动速度和流向流淌趋势，阐述了四角空洞的一种形成机理。

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2021年第21卷第12期 pp. 120101

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基于FPGA的在线调试软件设计

李卿;董志丹;惠锋

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0203

摘要（241）

PDF （2113KB）（176）

在线调试在FPGA的设计与开发中不可或缺，而传统的调试方法已无法满足日益发展的FPGA需求。设计了一种基于软核实现在线调试的软件，通过软核实现芯片内信号采集、图形化显示调试信息，并以实际用例详述了在线调试软件对FPGA进行调试的方法和步骤。研究结果表明，该软件具有较好的用户体验、调试效率和调试准确度，对国产化FPGA产业起到积极的推动作用。

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2022年第22卷第2期 pp. 020301

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纳米器件单粒子瞬态仿真研究^*

殷亚楠;王玧真;邱一武;周昕杰;郭刚

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0713

摘要（240）

PDF （1728KB）（176）

利用计算机辅助设计软件，研究了不同条件下28 nm体硅器件的单粒子瞬态（Single Event Transient，SET）效应，分析了不同器件间距、线性能量转移值和粒子入射角度对器件SET效应的影响。随着器件漏极间距的减小，SET脉冲幅度和脉冲宽度随之减小。与垂直入射的情况相比，倾角入射下SET脉冲幅度和宽度的减小程度更加明显，电荷共享效应更加显著。仿真结果表明，合理调节反相器相异节点的器件间距，利用器件间的电荷共享可以有效减弱重离子产生的SET脉冲，减少单粒子效应的反应截面。

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2022年第22卷第7期 pp. 070404

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基于贝叶斯学习的PID温控算法在芯片烘箱中的应用^*

梁达平;赵利民;王鸿斌

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0801

摘要（237）

PDF （2099KB）（347）

利用朴素贝叶斯分类器对芯片无氧化烘箱温度PID控制历史数据进行多代偏差和偏差变化量分析处理，来评价当前控制的有效性及参数设置的合理性；并与专家控制系统结合构成一种参数自整定机器学习方法，实现设备智能控制。基于该方法设计出自动收集数据集、进行贝叶斯学习训练及验证的程序算法。

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2022年第22卷第8期 pp. 080202

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18 bit 20 MS/s流水线ADC架构及行为级模型设计^*

杨迎;黎飞;刘颖异;唐旭升;苗澎

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0206

摘要（237）

PDF （1349KB）（165）

为了设计出满足高端仪器仪表、电子通信设备等应用需求的高速高精度模数转换器（Analog-to-Digital Converter，ADC），提出了一种精度为18 bit、采样率为20 MS/s的流水线ADC架构。使用Verilog-A语言对每一级流水级中的子模数转换电路（Sub-Analog-to-Digital Converter，Sub-ADC）、乘法数模转换电路（Multiplying Digital-to-Analog Converter，MDAC）等关键电路进行建模，进而搭建出该ADC的整体行为级模型，并基于Cadence的Spectre仿真平台进行仿真验证。在理想情况下，得到的有效位数（Effective Number of Bits，ENOB）为18.01 bit，信噪失真比（Signal to Noise and Distortion Ratio，SNDR）为110.44 dB，无杂散动态范围（Spurious Free Dynamic Range，SFDR）为122.41 dB，验证了所设计的流水线ADC的架构和行为级模型的正确性。在加入运放有限增益、电容失配等非理想因素后，该Verilog-A行为级模型也有效反映出非理想因素对电路性能的影响。将行为级模型与数字校准算法联合仿真，证明了所设计的数字算法能够有效降低非理想因素对电路性能产生的影响。

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2022年第22卷第2期 pp. 020304

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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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硅微粉球形度对环氧模塑料熔体流动性的影响

陈晓飞

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.1002

摘要（233）

PDF （1133KB）（212）

硅微粉是电子封装用环氧模塑料的重要组成成分，外形尺寸及级配等因素会严重影响环氧模塑料的加工及物理性能，尤其是环氧模塑料的熔体流动性。目前国内外对硅微粉的球形度没有统一的标准，更没有硅微粉球形度对环氧模塑料熔体流动性影响方面的报道。通过在球形硅微粉中添加角形硅微粉的方式能很好地表征硅微粉的球形度，从而研究和分析不同球形度的硅微粉对环氧模塑料熔体流动性的影响。

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2022年第22卷第10期 pp. 100202

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限幅低噪声放大器增益下降失效分析

贾玉伟;魏志宇;冀乃一

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0406

摘要（231）

PDF （1190KB）（331）

摘要限幅低噪声放大器（Low Noise Amplifier，LNA）是微波收发组件中的关键部件，用于对接收的射频信号进行放大。接收增益是限幅LNA的关键指标，增益下降可导致微波收发组件功能失效。综合采用外观检查、万用表测量、X光检查、扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope，SEM）等分析手段对某型限幅LNA增益下降的原因进行了分析，确定了故障失效的原因。结果表明，增益下降是由于工艺装配过程PIN二极管芯片与管壳安全间距不足导致。研究结果对类似产品的生产装配、检测检验、失效分析有一定的参考意义。

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2022年第22卷第4期 pp. 040402

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一种基于扩展汉明码的动态纠错机制

陈天培;吴校生;强小燕

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0507

摘要（231）

PDF （1702KB）（211）

错误纠正码（Error Correction Code，ECC）是解决存储器数据出现一位或两位错误的一种有效手段，然而过于复杂的编码方式将降低读写性能。为解决该问题，提出了一种基于扩展汉明码的动态纠错机制。利用扩展汉明码的奇偶校验位对检错模块进行了优化，能够监测错误发生的频率，并可动态切换进行扩展汉明码校验与奇偶校验。运用Verilog硬件描述语言实现了该机制并进行了仿真分析。分析结果表明，使用该机制与使用扩展汉明码校验相比，能够有效降低路径延时与动态功耗。

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2022年第22卷第5期 pp. 050304

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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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装载操作系统国产化板卡复位系统的研究

宁东平;张志强;黄茨

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0613

摘要（229）

PDF （1367KB）（269）

针对装载操作系统国产化板卡应用时对复位系统的要求，设计了一种复位电路。采用定时器、看门狗与缓冲器的架构，满足国产化板卡加载系统时系统复位信号一直保持高电平的需求。在系统加载完成后，CPU输出喂狗信号，复位系统监控CPU运行。一旦出现死机的情况，CPU被复位，重新加载系统。通过原理分析、电路设计以及原理验证板测试，验证了复位系统设计的合理性与可行性。

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2022年第22卷第6期 pp. 060304

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自热效应下P-GaN HEMT的阈值漂移机理^*

匡维哲;周琦;陈佳瑞;杨凯;张波

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0805

摘要（228）

PDF （2042KB）（167）

随着GaN功率应用朝着更高集成度与更高功率密度的方向发展，器件的自热效应及可靠性问题将变得更加严重。提出了一种开态漏极电流注入技术，模拟器件自热状态用以研究100 V P-GaN HEMT器件在自热效应下的可靠性问题。研究结果表明，应力中器件自热温度可达40~150 ℃，阈值电压在应力后发生0.2~0.8 V的显著正向漂移。进一步通过室温与高温下的器件恢复研究以及电热仿真分析，证明了栅下区域与栅漏接入区域的高温极值点增强了该区域的受主型电子陷阱俘获行为并改变了栅极处载流子输运，这是导致P-GaN HEMT在自热效应下阈值电压不稳定性的主要原因，并建立了相对应的物理机理模型。

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2022年第22卷第8期 pp. 080401

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基于FPGA的车牌定位系统研究^*

谢杰;陈政;傅建军

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0109

摘要（228）

PDF （4222KB）（207）

针对基于边缘检测的车牌定位算法易受天气、污泥等复杂背景干扰的问题，采用边缘检测与形态学相结合的方式，提出了一种车牌定位算法，提高了车牌定位的准确度。FPGA器件具有灵活扩展、便于移植的特点，基于FPGA器件，采用流水线技术与并行策略，实现了车牌定位系统，提高了系统的定位速度。实验结果显示，系统定位准确率可以达到98.9%，且每一张车牌定位的时间为1.2 ms，具有实用性。

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2022年第22卷第1期 pp. 010502

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一种基于基板埋入技术的SiC功率模块封装及可靠性优化设计

樊嘉杰, 侯峰泽

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0716

摘要（228）

PDF （1169KB）（504）

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2022年第22卷第7期 pp. 070601

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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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应用于14 bit逐次逼近型ADC的前台数字校准算法^*

赵越超, 张理振, 刘海涛

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.1007

摘要（227）

PDF （1092KB）（240）

介绍了一种应用于14 bit逐次逼近型模数转换器（SAR ADC）的前台数字校准算法。为了减少面积并提高匹配精度，采用了电容阵列式的数模转换器（DAC）架构；为了提高ADC的信噪比，采用了差分输入的结构；而针对电容阵列中电容失配对ADC性能的影响，提出了一种可存储，可对电容误差进行纠正的前台数字算法。使用接近理想的DAC阵列对失配较大的电容阵列进行误差纠正迭代，并通过1024次的累加迭代消除了噪声，得到了真实的电容权重。在校准之后，信噪失真比（SNDR）达到了82 dB，无杂散动态范围（SFDR）达到了93 dB。

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2022年第22卷第10期 pp. 100302

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EMC中脱气剂的应用研究

潘旭麒, 李进, 袁健

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2021.1207

摘要（227）

PDF （4152KB）（245）

环氧塑封料（Epoxy Molding Compound，EMC）中的气泡往往会带来各种缺陷，从而降低产品合格率。针对3种不同类型的脱气剂进行研究，解释脱气剂脱气机理，确定3种脱气剂的脱气效果及其对环氧塑封料性能的影响。最终结果表明改性聚硅氧烷型脱气剂更适用于EMC体系，加入后能有效减少样条内部气泡，提高材料的耐冲击性能，有效改善MSL-3后的分层情况，从而提高产品的可靠性。

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2021年第21卷第12期 pp. 120201

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一种柔软高热导且连接界面稳定的半导体封装材料

刘鹏, 杨诚

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0315

摘要（227）

PDF （31919KB）（567）

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2022年第22卷第3期 pp. 030601

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用于FPGA的高效可测性设计

陈波寅, 胡晓琛, 张智, 赵赛

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0908

摘要（225）

PDF （1559KB）（166）

近几年，现场可编程门阵列（FPGA）的设计和制造技术高速发展，对于FPGA的测试也成为了一个重要的问题，高效的可测性设计方案对于降低测试成本、提高测试覆盖率和测试效率起着决定性的作用。通过将FPGA的开关矩阵结构和可测性设计（DFT）技术相结合，实现了FPGA定制电路知识产权（IP）核的高效测试方案，利用自动测试设备（ATE）证明了其有效性和可实现性。该设计实例是基于高速串行计算机扩展总线标准（PCIe）展开、在传统DFT流程上结合FPGA架构特性演化出的一种新的可编程高效可测性设计。

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2022年第22卷第9期 pp. 090304

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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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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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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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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

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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