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射频组件用键合金带的研究进展*
谢勇,肖雨辰,唐会毅,王云春,侯兴哲,吴华,吴保安,谭生,孙玲
射频组件的飞速发展促进了5G通信技术的推广应用。金带作为射频组件封装用关键键合材料，将板级系统集成于一个完整的组件电路系统，对组件尺寸和性能起着至关重要的作用。目前键合金带的研究与开发已经成为学术界和产业界的研究热点，对近年来射频组件用键合金带在工业应用中的研究进展进行论述和分析，归纳了微量元素对金带的强化机理和对键合性能的影响。重点介绍了键合金带与键合金丝的微波特性，在相同条件下，键合金带的信号传输能力优于金丝，尤其是在高频段（20 GHz以上）键合金带信号传输能力更加显著。对键合金带的制备工艺和工程应用中遇到的问题进行了梳理，总结了键合金带未来的发展趋势。
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谢勇,肖雨辰,唐会毅,王云春,侯兴哲,吴华,吴保安,谭生,孙玲. 射频组件用键合金带的研究进展*[J]. 电子与封装, 2024, 24(5): 50201-.
XIE Yong, XIAO Yuchen, TANG Huiyi, WANG Yunchun, HOU Xingzhe, WU Hua, WU Baoan, TAN Sheng, SUN Ling. Research Progress of Bonding Au Ribbon for Radio Frequency Components[J]. Electronics & Packaging, 2024, 24(5): 50201-.
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混合集成电路的自动上芯吸嘴开发
梁笑笑,吴海峰
芯片贴装是微电子元器件封装工艺流程中的关键环节，贴装后芯片的可靠性对电路整体性能及质量具有重要影响。介绍了1种适用于厚膜混合集成电路的自动上芯吸嘴，该吸嘴基于IP-500型自动上芯机，针对厚膜混合集成电路和国产裸芯片的特点进行研发。从自动上芯吸嘴的结构和材料入手，利用有限元仿真软件计算压力并对吸嘴和芯片的应力分布情况进行重点分析。结果表明，优化后的橡胶吸嘴能有效解决国产裸芯片在自动上芯过程中发生损伤的问题。
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梁笑笑,吴海峰. 混合集成电路的自动上芯吸嘴开发[J]. 电子与封装, 2024, 24(5): 50202-.
LIANG Xiaoxiao, WU Haifeng. Development of Automatic Chip Loading Nozzles with Hybrid Integrated Circuits[J]. Electronics & Packaging, 2024, 24(5): 50202-.
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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
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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张宸赫,李盼桢,董浩楠,陈柏杉,黄哲,唐思危,马运柱,刘文胜. 高功率半导体用纳米银焊膏的研究现状*[J]. 电子与封装, 2024, 24(5): 50203-.
ZHANG Chenhe, LI Panzhen, DONG Haonan, CHEN Baishan, HUANG Zhe, TANG Siwei, MA Yunzhu, LIU Wensheng. Research Status of Nano Silver Solder Paste for High-Power Semiconductors[J]. Electronics & Packaging, 2024, 24(5): 50203-.
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首次选用的典型裸芯片应用可靠性评价方法
武荣荣,梅亮,任翔,曹阳,庞明奇,刘净月
受装备尺寸及重量的限制，在设备多功能、高精度、高可靠性的需求下，装备开始采用裸芯片代替封装后的器件。直接应用生产好未经过封装的芯片，在一定程度上降低了成本，但没有封装保护的裸芯片对质量与可靠性提出了更高的要求。首次选用时，基于对裸芯片应用可靠性的风险分析，设计了可靠性评价项目，完成了评价方案的制定，对裸芯片功能/性能、可靠性及适应性等方面进行评估摸底。实践结果证明，基于风险分析的应用可靠性评价方法能有效避免有质量风险或可靠性不满足要求的器件上装应用。
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武荣荣,梅亮,任翔,曹阳,庞明奇,刘净月. 首次选用的典型裸芯片应用可靠性评价方法[J]. 电子与封装, 2024, 24(5): 50204-.
WU Rongrong, MEI Liang, REN Xiang, CAO Yang, PANG Mingqi, LIU Jingyue. Application Reliability Evaluation Method for First Selection of Typical Bare Chip[J]. Electronics & Packaging, 2024, 24(5): 50204-.
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基于TEC和平板热管的LED散热器结构优化设计*
高杰,樊凤昕,马丹竹,建伟伟,李壮
LED结温对其寿命和光效具有显著影响。高效的热管理对保持LED的性能稳定非常重要。为了有效降低LED结温、满足散热需求及特定场所的应用需求，结合热电冷却器（TEC）和平板热管（FPHP）重新设计了散热器结构，利用响应面法构建了针对散热器参数的双目标函数，通过非支配排序遗传算法（NSGA-II）求得Pareto最优解。基于散热器结构的最优值对TEC电流进行单因素优化分析，结果表明，优化后的LED最高结温比不采用TEC时的LED最高结温降低了23.3%，充分证明了优化散热器结构的有效性。
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高杰,樊凤昕,马丹竹,建伟伟,李壮. 基于TEC和平板热管的LED散热器结构优化设计*[J]. 电子与封装, 2024, 24(5): 50205-.
GAO Jie, FAN Fengxin, MA Danzhu, JIAN Weiwei, LI Zhuang. Optimized Design of LED Radiator Structure Based on TEC and Flat-Plate Heat Pipe[J]. Electronics & Packaging, 2024, 24(5): 50205-.
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回流焊工艺对SMT器件热翘曲的影响
吕贤亮,杨迪,毕明浩,时慧
集成电路正在向小型化、高集成度的方向发展，回流焊工艺已成为其组装过程中的关键技术。在回流焊过程中集成电路容易发生热翘曲现象。采用阴影云纹法对PBGA1296、PBGA1024器件在不同回流焊温度、升降温速率等回流焊工艺参数下的热翘曲进行测量，在此基础上通过建模仿真对实验结果进行分析。结果表明，采用表面贴装技术（SMT）的BGA器件的热翘曲会随着回流焊温度的升高而增大，回流焊升降温速率较快同样会导致严重的热翘曲。实验结果与仿真结果高度一致，进而验证了仿真模型的准确性和有效性。采用实验结合有限元分析的方法为改善集成电路热翘曲提供了参考。
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吕贤亮,杨迪,毕明浩,时慧. 回流焊工艺对SMT器件热翘曲的影响[J]. 电子与封装, 2024, 24(5): 50206-.
LYU Xianliang, YANG Di, BI Minghao, SHI Hui. Effect of Reflow Soldering Process on Thermal Warpage of SMT Devices[J]. Electronics & Packaging, 2024, 24(5): 50206-.
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基于泰勒级数近似的浮点开方运算器的设计
谌民迪,万江华
基于泰勒级数展开式对浮点开方运算进行优化，设计了一个符合IEEE-754标准的精确浮点开方运算器。为了平衡开方运算器的整体性能，采用泰勒级数的二次展开式。为了解决算法中存在的不能进行精确舍入的问题，引入了一种校准方法，通过对初始近似值进行校准，获得了理想的误差范围。为了提高数据吞吐率和工作频率，对开方运算器shi用了5级流水线划分。仿真和综合结果表明，浮点开方运算器的误差小于0.5 ulp，关键路径延时为2.23 ns，面积为53478.240 μm2，功耗为12.52 mW。
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谌民迪,万江华. 基于泰勒级数近似的浮点开方运算器的设计[J]. 电子与封装, 2024, 24(5): 50301-.
SHEN Mindi, WAN Jianghua. Design of Floating-Point Square Root Operator Based on Taylor Series Approximation[J]. Electronics & Packaging, 2024, 24(5): 50301-.
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一款18~40 GHz MMIC无源双平衡混频器
陈亮宇,骆紫涵,许丹,蒋乐,豆兴昆
基于0.15 μm GaAs赝配高电子迁移率晶体管（pHEMT）工艺，设计了一款18~40 GHz的无源双平衡混频器。该混频器采用肖特基二极管构成的混频环和3耦合线Marchand巴伦的结构，提高工作带宽的同时也减小了芯片尺寸。当本振（LO）功率为14 dBm、中频（IF）频率为100 MHz时，常温下流片测试的各项参数典型值为上下变频模式下LO/射频（RF）频段覆盖18~40 GHz，带内变频损耗为-7 dB，1 dB压缩点功率值为10 dBm，LO到RF端口的隔离度为-25 dB，同时其余各端口之间具有优良的隔离度。中频覆盖频率为DC~20 GHz，芯片尺寸为1.63 mm×0.97 mm。
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陈亮宇,骆紫涵,许丹,蒋乐,豆兴昆. 一款18~40 GHz MMIC无源双平衡混频器[J]. 电子与封装, 2024, 24(5): 50302-.
CHEN Liangyu, LUO Zihan, XU Dan, JIANG Le, DOU Xingkun. 18-40 GHz MMIC Passive Double Balanced Mixer[J]. Electronics & Packaging, 2024, 24(5): 50302-.
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基于时钟的低功耗动态管理方法研究
林健,姜黎
在集成电路设计过程中，随着其集成度的不断提高，功耗也成为了不得不考虑的问题。介绍了当前低功耗技术的研究现状，描述了低功耗的设计方法。在低功耗时钟门控技术的基础上提出了一种基于时钟的低功耗动态管理方法，在ADP036DSP芯片中集成了一个低功耗模块，低功耗模块有3种不同的工作模式，即IDLE、STANDBY、HALT模式，用户可通过对寄存器的配置，进入到不同的低功耗模式。仿真结果表明，低功耗模式能够被正常唤醒，且能够有效降低功耗。
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林健,姜黎. 基于时钟的低功耗动态管理方法研究[J]. 电子与封装, 2024, 24(5): 50303-.
LIN Jian, JIANG Li. Research on Low-Power Dynamic Management Based on Clock[J]. Electronics & Packaging, 2024, 24(5): 50303-.
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国产FPGA高速串行接口误码率测试软件设计
李卿,段辉鹏,惠锋
随着内嵌高速串行接口FPGA的广泛应用，其信号质量的监测变得极为重要。设计了一种基于国产FPGA芯片的高速串行接口误码率测试软件，采用软核实现高速串行接口误码率统计、属性动态重配置，利用上位机软件进行实时监测，有效地提高了测试效率。通过实际用例详述了软件进行误码率测试的方法与步骤，进而验证了该软件测试的有效性。研究结果表明，该软件具有较好的用户体验度、较高的测试效率，对FPGA国产化进程起到了积极的推动作用。
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李卿,段辉鹏,惠锋. 国产FPGA高速串行接口误码率测试软件设计[J]. 电子与封装, 2024, 24(5): 50304-.
LI Qing, DUAN Huipeng, HUI Feng. Software Design of High-Speed Serial Interface Error Ratio Test Based on Domestic FPGA[J]. Electronics & Packaging, 2024, 24(5): 50304-.
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一种应用于DDR的低抖动锁相环设计
华佳强,李野
针对双倍速率同步动态随机存储器中锁相环抖动性能较差的问题，基于55 nm CMOS工艺设计了一种低抖动锁相环。采用负反馈型比例-积分结构控制的电荷泵来获得良好的抖动性能并实现快速锁定，环型振荡器采用伪差分结构的预充电方式来提升时钟翻转速度。后仿真结果显示，在2.5 V电源供电条件下，锁相环能够在2 μs内锁定在3.2 GHz频率处，其相位噪声约为-96.2 dBc/Hz@1 MHz。芯片测试结果显示，输出时钟周期抖动为-27.7~23.2 ps。
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华佳强,李野. 一种应用于DDR的低抖动锁相环设计[J]. 电子与封装, 2024, 24(5): 50305-.
HUA Jiaqiang, LI Ye. Design of Low-Jitter Phase-Locked Loop Applied to DDR[J]. Electronics & Packaging, 2024, 24(5): 50305-.
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一种抗辐射Trench型N 30 V MOSFET器件设计
廖远宝,谢雅晴
由于Trench结构在降低元胞单元尺寸、提升沟道密度和消除JFET区电阻等方面的优势，Trench型MOSFET已广泛应用于低压产品领域。在研究抗辐射机理和抗辐射加固技术的基础上，设计了一款新型抗辐射Trench型N 30 V MOSFET器件。实验结果显示，产品击穿电压典型值达42 V，特征导通电阻为51 mΩ·mm2。在60Co γ射线100 krad(Si)条件下，器件阈值电压漂移仅为-0.3 V，漏源漏电流从34 nA仅上升到60 nA。采用能量为2006 MeV、硅中射程为116 μm、线性能量传输（LET）值为75.4 MeV·cm2/mg的118Ta离子垂直入射该器件，未发生单粒子事件。
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廖远宝,谢雅晴. 一种抗辐射Trench型N 30 V MOSFET器件设计[J]. 电子与封装, 2024, 24(5): 50401-.
LIAO Yuanbao, XIE Yaqing. Design of a Radiation Resistant Trench N 30 V MOSFET Device[J]. Electronics & Packaging, 2024, 24(5): 50401-.
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基于GaN FET的窄脉冲激光驱动设计及集成
胡涛,孟柘,李锋,蒋衍,胡志宏,刘汝卿,袁野,朱精果
激光雷达的整机性能与激光脉冲的驱动性能密切相关，现有的窄脉冲激光驱动设计主要基于Si基器件，具有较高的集成度，但很难获得更高峰值的功率输出，不能很好地匹配脉宽进一步缩窄的要求。从驱动理论出发，建立驱动电路模型，对寄生电感、器件封装、驱动布局等影响激光窄脉宽的因素进行分析，通过裸芯片封装、环路布局优化以及多层叉指结构等的设计，匹配GaN FET优良的开关特性，实现了上升时间为2.01 ns、脉宽为4.05 ns、重复频率为500 kHz、峰值功率为55 W的窄脉冲激光输出，波形质量较好，封装集成度提升50%以上，可为下一代高精度、远距离、阵列集成激光雷达系统的开发奠定基础。
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胡涛,孟柘,李锋,蒋衍,胡志宏,刘汝卿,袁野,朱精果. 基于GaN FET的窄脉冲激光驱动设计及集成[J]. 电子与封装, 2024, 24(5): 50402-.
HU Tao, MENG Zhe, LI Feng, JIANG Yan, HU Zhihong, LIU Ruqing, YUAN Ye, ZHU Jingguo. Design and Integration of Narrow Pulse Laser Drive Based on GaN FET[J]. Electronics & Packaging, 2024, 24(5): 50402-.
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N多晶电阻的温度漂移影响因子及工艺研究
陈培仓,周凌霄,洪成强,王涛,吴建伟
多晶电阻在集成电路中应用广泛，可用作电路负载、阻尼、分压或分流，但是在实际使用过程中，多晶掺杂电阻的阻值由载流子浓度和迁移率决定，而2者都会受到温度的影响，因此多晶电阻的阻值随温度的变化而变化，且存在一定的温度系数。对N多晶电阻的温度漂移影响因子展开研究并进行分组实验验证，制备出了温度系数在±10×10-6/℃以内的低温度漂移、高精度半导体N多晶电阻，保证了不同温度环境下电路的工作稳定性，为高稳定电路设计了提供参考依据。
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陈培仓,周凌霄,洪成强,王涛,吴建伟. N多晶电阻的温度漂移影响因子及工艺研究[J]. 电子与封装, 2024, 24(5): 50403-.
CHEN Peicang, ZHOU Lingxiao, HONG Chengqiang, WANG Tao, WU Jianwei. N Polycrystalline Resistor Temperature Drift Influence Factor and Process Research[J]. Electronics & Packaging, 2024, 24(5): 50403-.
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基于CKS32系列MCU和LoRa的电机温度采集装置*
胡晓涛
针对目前电机温度监测存在的不足，提出了1种基于CKS32系列MCU和LoRa的电机温度无线采集装置。装置采用的LoRa数据无线传输方式能有效解决有线传输存在的布线困难，以及ZigBee、WiFi等无线传输方式存在的通信距离短、功耗高和通信成本高等问题。为了得到精确的温度值，软件采用最小二乘分段线性拟合方法进行计算，仿真结果表明该方法的最大误差温度仅为0.18 ℃。装置的实际测试结果显示软件测温方法占用内存小、计算速度快、测温精准。同时，装置的最远通信距离能达到2.5 km，电池工作寿命能达到784 d，具有通信距离远、功耗低等优点，有较好的应用价值。
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胡晓涛. 基于CKS32系列MCU和LoRa的电机温度采集装置*[J]. 电子与封装, 2024, 24(5): 50501-.
HU Xiaotao. Motor Temperature Acquisition Device Based on CKS32 Series MCU and LoRa[J]. Electronics & Packaging, 2024, 24(5): 50501-.
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