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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
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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张贺;冯佳运;丛森;王尚;安荣;吴朗;田艳红. 表面贴装锡基焊点长期贮存可靠性及寿命预测研究[J]. 电子与封装, 2022, 22(7): 70201-.
ZHANG He, FENG Jiayun, CONG Sen,WANG Shang, AN Rong,WU Lang, TIAN Yanhong. Study on Long-Term StorageReliability and Life Prediction of Surface Mounted Tin-Based Solder Joints[J]. Electronics and Packaging, 2022, 22(7): 70201-.
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基于亿门级UltraScale+架构FPGA的单粒子效应测试方法
谢文虎;郑天池;季振凯;杨茂林
UltraScale+架构FPGA采用16 nm FinFET工艺，功耗低且性能高，但存在粒子翻转阈值下降及多位翻转增多等风险。基于线性能量传输（LET）等效机理，选取7Li3+、19F9、35Cl11,14+、48Ti10,15+、74Ge11,20+、127I15,25+、181Ta、209Bi 8种重离子进行直接电离单粒子试验，建立单粒子闩锁（SEL）、翻转阈值、翻转截面及多位翻转的测定方法。结合LET通量及FinFET结构下的注射倾角，搭建甄别单位翻转及多位翻转的识别算法，能够实时处理并实现粒子翻转状态及多位翻转数据的可视化监控。所涉及的单粒子效应（SEE）分析方法能够较为全面地评估该电路的抗辐照特性。
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谢文虎;郑天池;季振凯;杨茂林. 基于亿门级UltraScale+架构FPGA的单粒子效应测试方法[J]. 电子与封装, 2022, 22(7): 70202-.
XIE Wenhu, ZHENG Tianchi, JI Zhenkai, YANG Maolin. Single Event Effect Testing Method Based on Billion-GateUltraScale+Architecture FPGA[J]. Electronics and Packaging, 2022, 22(7): 70202-.
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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
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（Tg）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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李进;邵志锋;邱松;沈伟;潘旭麒. 低翘曲BGA封装用环氧塑封料的开发与应用[J]. 电子与封装, 2022, 22(7): 70203-.
LI Jin, SHAO Zhifeng, QIU Song, SHEN Wei, PAN Xuqi. Development and Application of Epoxy MoldingCompound for Low Warpage BGA Package[J]. Electronics and Packaging, 2022, 22(7): 70203-.
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超低功耗复位电路设计
史良俊;袁敏民
提出了一种超低功耗复位电路结构，以微电流源提供偏置，利用器件自身的开启电压为触发点，并通过正反馈进行加速，实现了上电和下电复位功能，3.3 V电源供电时电流小于1 μA，在NMOS和PMOS管阈值电压之和附近产生可靠的复位信号。以华润微电子0.25 μm 5 V工艺实现电路版图并流片，面积小于0.001 mm2，典型复位电压为1.95 V。解决了常用复位电路可靠性低、没有低压复位功能、成本高等问题。
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史良俊;袁敏民. 超低功耗复位电路设计[J]. 电子与封装, 2022, 22(7): 70301-.
SHI Liangjun, YUAN Minmin. Design of Ultra-Low PowerReset Circuit[J]. Electronics and Packaging, 2022, 22(7): 70301-.
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片上SRAM物理不可克隆函数特性优化设计
高国平;赵维林
业内常用静态随机存储器（SRAM）物理不可克隆函数（PUF）通过片上SRAM上电初始状态的固有物理特性生成系统安全密钥。但在系统不能充分掉电的情况下，片上集成SRAM上电后保持了上次掉电前的状态，无法生成固有的物理特性密钥。提出了一种在系统不能充分掉电情况下的电源控制电路，确保SRAM单元充分掉电，从而保证片上SRAM上电初始状态的物理特性。
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高国平;赵维林. 片上SRAM物理不可克隆函数特性优化设计[J]. 电子与封装, 2022, 22(7): 70302-.
GAO Guoping, ZHAO Weilin. OptimalDesign of Physically Unclonable Function Characteristics of On-Chip SRAM[J]. Electronics and Packaging, 2022, 22(7): 70302-.
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基于电阻网络修调的高精度基准源
胥权;赵新;龚敏;高博;Maureen Willis
针对高精度集成电路系统，工艺条件导致的误差需要通过修调弥补。基于0.18 μm CMOS工艺设计了一种针对片上基准源的修调电路，通过调整数字输入信号，对电阻网络修调电路进行控制，通过重配置输出级电阻比例，从而达到对基准源电压的调整。基准源采用改进的Neuteboom带隙电路，在5 V电源电压的工艺条件下进行仿真测试，在－40~125 °C温度范围内，实现了2.98×10－6/°C的温度系数。通过电阻网络修调的基准电压变化范围为2.3840~2.5154 V，电压修调步长为2 mV。
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胥权;赵新;龚敏;高博;Maureen Willis. 基于电阻网络修调的高精度基准源[J]. 电子与封装, 2022, 22(7): 70303-.
XU Quan, ZHAO Xin, GONG Min, GAO Bo, WILLIS Maureen. High-PrecisionReference Source Based on Resistor Network Trimming[J]. Electronics and Packaging, 2022, 22(7): 70303-.
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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
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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邹文英;高丽;谢雨蒙;周昕杰;郭刚. 一款深亚微米抗辐照芯片的设计与实现[J]. 电子与封装, 2022, 22(7): 70304-.
ZOU Wenying, GAO Li, XIE Yumeng, ZHOU Xinjie, GUO Gang. Design and Implementation of a Deep Submicron IrradiationResistant Chip[J]. Electronics and Packaging, 2022, 22(7): 70304-.
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一种超宽带频率综合器电路的设计与实现
赵建欣, 廖春连
基于超宽带射频收发电路的应用，设计了一种正交输出的超宽带、全集成并且可重构的频率综合器，可适用于25 MHz~12 GHz工作频段的射频接收、发射电路中射频信号的上变频和下变频处理。采用电荷泵频率综合器作为整体实现架构，使用双核压控振荡器（VCO）覆盖频率范围，利用多级级联本振信号生成技术产生本振信号，实现了适用于多频段一体化通信、雷达无线电跳频、软件定义无线电的频率综合器。采用CMOS工艺进行了设计仿真和流片，芯片尺寸为0.658 mm×1.2 mm。测试结果表明，12
GHz相位噪声不大于－85 dBc/Hz@100 kHz offset，电路典型总功耗为203 mW。
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赵建欣, 廖春连. 一种超宽带频率综合器电路的设计与实现[J]. 电子与封装, 2022, 22(7): 70305-.
ZHAO Jianxin, LIAO Chunlian. Design andImplementation ofan Ultra-Wide BandFrequency SynthesizerCircuit[J]. Electronics and Packaging, 2022, 22(7): 70305-.
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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
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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邱一武;吴伟林;颜元凯;周昕杰;黄伟. 60Co γ射线对增强型GaN HEMT直流特性的影响[J]. 电子与封装, 2022, 22(7): 70401-.
QIU Yiwu, WU Weilin, YAN Yuankai, ZHOU Xinjie, HUANG Wei. Influences of 60Co γ-Rays on DC Characteristics of Enhancement GaN HEMT[J]. Electronics and Packaging, 2022, 22(7): 70401-.
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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
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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刘勇;仇光寅;邓雪华;杨 帆;金龙. 200 mm硅外延片时间雾的产生机理及管控方法研究[J]. 电子与封装, 2022, 22(7): 70402-.
LIU Yong, QIU Guangyin, DENG Xuehua, YANG Fan, JIN Long. Study on Generation Mechanism and Control Method of Time-DependentHaze on 200 mm Silicon Epitaxial Wafer[J]. Electronics and Packaging, 2022, 22(7): 70402-.
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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
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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孙建洁;张可可;陈全胜. 可变高应力氮化硅薄膜的内应力研究[J]. 电子与封装, 2022, 22(7): 70403-.
SUN Jianjie,ZHANG Keke, CHEN Quansheng. Studyof Internal Stress in Variable High Stress SiN Films[J]. Electronics and Packaging, 2022, 22(7): 70403-.
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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
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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殷亚楠;王玧真;邱一武;周昕杰;郭刚. 纳米器件单粒子瞬态仿真研究*[J]. 电子与封装, 2022, 22(7): 70404-.
YIN Ya’nan, WANG Yunzhen, QIU Yiwu, ZHOU Xinjie, GUO Gang. Simulation Research on the Single Event Transient inNano-Devices[J]. Electronics and Packaging, 2022, 22(7): 70404-.
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辐照源对LVMOS器件总剂量辐射电离特性的影响*
陶伟;刘国柱;宋思德;魏轶聃;赵伟
基于0.18 μm CMOS工艺，采用浅槽隔离（STI）注入法对1.8 V LVNMOS器件进行总剂量加固，并对比分析了60Co（315 keV）与X射线（40 keV）辐照源对LVNMOS器件总剂量特性的影响。研究结果表明，在相同偏置条件下，60Co与X射线两种辐照源对MOS器件的辐射电离效应具有一定的差异性，前者同时具有康普顿效应和光电效应，后者是光电效应，主要是光子与内层电子作用。由LVNMOS总剂量辐照特性推测，X射线辐照源引起LVNMOS周围环境的SiO2层中产生的电子与空穴高于60Co。
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陶伟;刘国柱;宋思德;魏轶聃;赵伟. 辐照源对LVMOS器件总剂量辐射电离特性的影响*[J]. 电子与封装, 2022, 22(7): 70405-.
TAO Wei, LIU Guozhu, SONG Side, WEI Yidan, ZHAO Wei. Influence of IrradiationSource on Total Ionizing Dose Characteristics of LVMOS Devices[J]. Electronics and Packaging, 2022, 22(7): 70405-.
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基于LoRa无线通信的变电站火灾报警系统设计
赵志浩, 卢超波, 陶洪平, 沈伟
针对目前变电站内火灾监测的不足，提出了一种基于LoRa无线通信的变电站火灾报警系统。系统通过监测探火导管气压变化判断火灾是否发生，采用LoRa无线通信代替传统的有线通讯，可减少施工工序，缩短施工周期，有利于后期的系统维护。试验证明系统可以准确快速监测到火灾的发生，并通过LoRa将报警信息传输给消防主机，可以代替有线系统，在变电站设备区域快速部署。
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赵志浩, 卢超波, 陶洪平, 沈伟. 基于LoRa无线通信的变电站火灾报警系统设计[J]. 电子与封装, 2022, 22(7): 70501-.
ZHAO Zhihao, LU Chaobo, TAO Hongping, SHEN Wei. FireAlarm System Design for Electric Substations Based on LoRa WirelessCommunication[J]. Electronics and Packaging, 2022, 22(7): 70501-.
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