专题报道

新型传感器设计及封装技术


2025年 第25卷 第8期


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1. "新型传感器设计及封装技术"专题前言 梁峻阁 电子与封装    2025, 25 (8): 80100-.   摘要 （46）      PDF（pc） （351KB）（55）    可视化    收藏 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

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2. 面向手势识别的CMOS图像读出电路设计* 李浩钰，顾晓峰，虞致国 电子与封装    2025, 25 (8): 80101-.   DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2025.0076 摘要 （58）      PDF（pc） （2196KB）（54）    可视化    收藏 手势识别技术在人机交互和虚拟现实领域获得了极大关注，然而，基于视觉的手势识别系统仍受芯片面积和功耗的制约。提出一种适用于3×3卷积核滑动卷积运算的读出电路，读出电路包括卷积电路和修正线性单元-最大池化（ReLU-MaxPool）双功能电路。卷积电路可以实现正负权重可配置，利用电流加权在电流域实现高精度的卷积运算。ReLU-MaxPool双功能电路可同时实现ReLU和池化功能，采用开关电容、寄存器以及定制化逻辑电路，结合时序提高了工作效率和运行速度。电路基于55 nm CMOS工艺实现，电源供电电压为2.5 V，卷积电路在不同工艺角下输出误差小于0.25%。卷积电路经过蒙特卡洛仿真，误差的均值为0.05%，方差为1.26%。对电路误差进行建模，代入手势识别算法，测试集准确率从理想算法模型的91.66%下降到了90.62%，对结果的影响仅有1.04个百分点。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

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3. 应用于人脸检测的智能CMOS图像传感器设计* 李文卓，顾晓峰，虞致国 电子与封装    2025, 25 (8): 80102-.   DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2025.0077 摘要 （53）      PDF（pc） （1932KB）（94）    可视化    收藏 在用于人脸检测的图像传感器中，帧率和功耗均是关键指标。针对人脸检测智能图像传感器帧率较低和功耗较高的问题，设计了一种高速低功耗读出电路，利用卷积神经网络进行人脸检测，将原始图像输出的数据量压缩了66.6%，减少了模数转换的次数。所使用的网络可以实现3×3卷积、修正线性单元、2×2最大池化和1×1全连接层。读出电路支持可配置时序，通过配置不同的时序，读出电路适用于灰度成像模式和卷积模式。基于55 nm CMOS工艺进行设计，电源供电电压为1.2 V，卷积模式下输出帧率达到603 帧/s，读出电路的总功耗为137 μW。在Labeled Faces in the Wild数据集中，人脸检测的准确率达到了98.3%。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

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4. 基于SnO2/Co3O4的微波丙酮气体传感器* 周腾龙，吴滨，秦晟栋，吴蓓，梁峻阁 电子与封装    2025, 25 (8): 80103-.   DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2025.0100 摘要 （46）      PDF（pc） （1475KB）（129）    可视化    收藏 为解决传统气体传感器需高温加热才能实现气体检测的问题，设计了一种基于螺旋结构的微波传感器，谐振器能在2.8 GHz谐振频率下产生独立传输零点，实现常温下对目标气体的检测。通过静电纺丝和高温煅烧工艺制备了SnO2/Co3O4复合纤维，并与谐振器组合形成了新型微波气体传感器。该传感器采用N-P复合异质结，实现了对20×10-6~120 ×10-6体积分数范围内丙酮的高精度测量，具有操作简便、低成本和小型化等优势。实验结果显示，在室温下，SnO2/Co3O4复合纤维对体积分数为120×10-6丙酮的响应表现为回波损耗变化，灵敏度为32.8×106 mdB。该研究为工业和实验室中低浓度、高精度气体检测提供了新方案。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

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5. GaN基传感器研究进展* 刘诗旻，陈佳康，王霄，郭明，王利强，王鹏超，宣艳，缪璟润，朱霞，白利华，尤杰，陈治伟，刘璋成，李杨，敖金平 电子与封装    2025, 25 (8): 80104-.   DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2025.0143 摘要 （68）      PDF（pc） （3113KB）（76）    可视化    收藏 在科技飞速发展的当下，传感技术作为信息获取的关键，不断向高灵敏度、微型化和多功能化的方向迈进。GaN材料具有高电子迁移率、宽能带隙、良好的化学稳定性等优点，在感知力学信号、识别化学离子、探测生物分子和检测气体等方面表现卓越，为实现高灵敏度、高选择性和快速响应的检测提供了新的解决方案。总结了GaN基传感器在力学、气体、化学、生物领域的最新研究进展，阐述其结构设计与制备工艺，分析了其在不同应用场景中的优势与面临的挑战。同时探讨了未来通过结合纳米技术、表面功能化及集成技术等，进一步提升传感器性能。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

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6. 基于晶圆键合技术的传感器封装研究进展* 贝成昊, 喻甜, 梁峻阁 电子与封装    2025, 25 (8): 80105-.   DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2025.0150 摘要 （68）      PDF（pc） （2905KB）（69）    可视化    收藏 传感器作为信息感知的核心组件，对封装集成度与环境适应性有很高的要求。晶圆键合技术是晶圆级封装的关键技术，可以实现高气密性的可靠封装，已广泛应用于传感器制造领域。总结了多种适用于传感器封装的晶圆级键合技术，包括直接键合、阳极键合、玻璃熔块键合、金属键合和混合键合，分析了其技术原理、工艺特点、优势及在实际应用中的适用性，并探讨了相关应用场景。针对当前低温键合、异质集成、高密度互连及高可靠性封装的技术需求，对晶圆键合技术的未来发展趋势进行了展望。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

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7. MoS2光电探测器的温度依赖性研究 王家驹，王子坚，南海燕 电子与封装    2025, 25 (8): 80106-.   DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2025.0165 摘要 （43）      PDF（pc） （1834KB）（41）    可视化    收藏 MoS2具有许多优异的光电特性，如优异的光吸收能力、较宽的光响应范围、较高的光电转换效率等，被应用于各个领域。研究结果表明，薄层MoS2的高温稳定性存在显著挑战。当温度超过200 ℃时，材料内部会形成大量硫空位，这些缺陷位点容易吸附环境中的氧分子，从而导致非预期掺杂效应并引发电学性能波动。若温度进一步升高至300 ℃以上，材料将发生氧化反应，其本征电学特性与光电响应性能将产生不可逆的剧烈变化。采用具有较低接触电阻的内嵌电极结构，并通过干法转移将MoS2材料转移到内嵌电极上，制备了高质量的MoS2光电探测器。对该器件进行不同温度的退火处理，通过拉曼光谱、荧光光谱对材料的结构变化进行了表征，借助输出特性、转移特性曲线和光电流响应曲线对器件的温度依赖性进行了分析。结果表明，经过300 ℃退火后，器件的上升和衰减时间都显著缩短，上升时间从3.76 s降至48 ms，衰减时间从283.2 s降至23 ms。为进一步探究其中机理，采用六方氮化硼（h-BN）在MoS2顶部封装进行实验求证，发现封装能够有效抑制高温下硫空位的形成以及空气中氧掺杂对器件性能的影响。这为深化理解MoS2的温度依赖性，优化其在光电器件中的高温稳定性提供了理论与实验依据。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）







梁峻阁，博士，江南大学副教授、韩国光云大学责任研究教授，IEEE高级会员，中国仪器仪表学会高级会员，曾任江南大学物联网学院副院长、江南大学集成电路学院副院长。1991年出生于山东烟台，2018年博士毕业于韩国光云大学电子工程系，并留校任研究教授。2018年9月任江南大学副教授，2019年在南京大学电子科学与工程学院兼职从事博士后研究。

长期致力于微波传感器及专用电路与测试系统研发，包括生物传感器、气体传感器、温湿度传感器、射频滤波器、锁相环微波电路读出系统等。发表SCI论文60余篇，其中一作/通信作者35篇，作为第一发明人授权发明专利20余项。主持国家自然科学基金、江苏省自然科学基金、中国博士后面上项目、中国博士后特别资助项目，作为项目骨干参与国家重点研发课题、国防特区创新项目、无锡市太湖人才团队项目，担任IEEE ISNE 2021下一代国际电子会议出版委员会主席、2021 IEEE MTT-S International Microwave Symposium (IMS2021)微波检测与射频集成无源器件分会主席，Biosensors和Sensors期刊客座编辑、Frontiers in Electronics期刊课题编辑。