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芯片封装测试产业上的功能安全
吴世芳, 潘进豊
ISO 26262 道路车辆功能安全标准是以产品功能安全设计导入为核心,同时包含产品安全生命周期中的制造环节。封装测试是半导体制造过程中重要的一环,研究工作着重在芯片从设计到封装测试的功能安全任务链接、转移与执行,包含封装厂商如何在芯片设计前端提供封装故障率预估,以评估硬件架构指标和随机硬件故障机率指标,确定功能安全设计的符合性。将产品设计中与安全相关的关键参数在量产过程中得到适当的管制,确保功能安全设计在产品上的实现。同时评估应用于封装设计、测试软件设计的软件工具信赖度,以及增强封装可靠度以减小故障率等课题。
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吴世芳, 潘进豊. 芯片封装测试产业上的功能安全[J]. 电子与封装, 2020, 20(4): 40101-.
WU Shifang, PAN Jinli. Topics on ISO 26262 Functional Safety for IC Packaging and Testing Vendor of Semiconductor[J]. Electronics and Packaging, 2020, 20(4): 40101-.
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电子封装用银合金线性能的研究
施保球,黄乙为
研究了不同钯(Pd) 含量银合金线的电阻率、铝挤出、可靠性及横截面的情况,并分析了Pd 抑制银离子迁移的原理。结果表明,银合金线中加入 Pd 后,Pd 的含量越高,线材的 FAB 硬度越大,铝挤出越多,Pd 有助于提高合金线的可靠性,同时 Pd 的质量分数到 3%以上时其可靠性更好。Pd 能够抑制银离子迁移的原因是表面形成了一个 PdO 层,PdO 富集在表面阻碍银离子扩散及迁移。银合金线的 Ag-Al 焊球界面主要形成 Ag2Al 及 Ag3Al,Ag2Al 比 Ag3Al 具有更高的抗腐蚀能力。
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施保球,黄乙为. 电子封装用银合金线性能的研究[J]. 电子与封装, 2020, 20(4): 40201-.
SHI Baoqiu, HUANG Yiwei. Study on Properties of Silver Alloy Wire for Electronic Packaging[J]. Electronics and Packaging, 2020, 20(4): 40201-.
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具有周边硅通孔的晶圆级芯片封装有限元分析
罗宁,陈精一,许庭生
针对外围分布着硅通孔的晶圆级芯片封装结构,利用有限元分析软件 ANSYS 建立全局模型与次模型,在温度循环试验规范条件下将封装体与硅通孔结构分开进行仿真与探讨。了解模型受到温度载荷所产生的热力学行为。研究发现封装体在经历温度循环试验后所产生的位移呈现圆形对称分布,结构在高温时向外翘曲,在低温时向内弯曲;重布线层在与锡球交界处会产生明显的应力集中。硅通孔结构中铜垫片越接近开孔所受应力越大;硅通孔结构的重布线层部分,应力集中在转角处以及靠近钝化保护层交界处。
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罗宁,陈精一,许庭生. 具有周边硅通孔的晶圆级芯片封装有限元分析[J]. 电子与封装, 2020, 20(4): 40202-.
LUO Ning, CHEN Jingyi, XU Tingsheng. Finite Element Analysis of WLCSP with Periphery TSV[J]. Electronics and Packaging, 2020, 20(4): 40202-.
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基板烧结中的空洞问题及措施
魏玉娟
微波组件中的基板烧结有多种方式,但普遍存在烧结空洞率难以控制的问题,从而使产品质量和性能无法达到预定要求。采用真空烧结方法以解决基板烧结中空洞率高的问题,通过对基板烧结中造成空洞的原因进行试验分析,针对不同因素采取不同的措施。同时对基板烧结工艺进行了较为系统的研究,详细阐述了基板真空烧结的工艺过程,总结了工艺流程,并对工艺细节作出了详细说明。
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魏玉娟. 基板烧结中的空洞问题及措施[J]. 电子与封装, 2020, 20(4): 40203-.
WEI Yujuan. Problem of Void Rate in Substrate Sintering and Its Measures[J]. Electronics and Packaging, 2020, 20(4): 40203-.
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热固性酚醛树脂移印标识牢固性研究
荆林晓,付明洋,冯小成,井立鹏,杨迪
镀金盖板广泛应用于军品集成电路的气密性封装中,表面标识通常采用油墨移印方式进行打标。移印打标后的电路在经历表贴后易出现标识脱落的问题,导致用户无法辨认。通过研究移印打标过程中采用的热固性酚醛树脂油墨固化机理,确了电路经历异常高温、助焊剂污染、清洗剂清洗及外力摩擦与标识牢固性的关系,有效指导了表贴厂家在后续表贴时的注意事项。
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荆林晓,付明洋,冯小成,井立鹏,杨迪. 热固性酚醛树脂移印标识牢固性研究[J]. 电子与封装, 2020, 20(4): 40204-.
JING Linxiao, FU Mingyang, FENG Xiaocheng, JING Lipeng, YANG Di. Study on Marking Firmness of Transfer Printing and Marking[J]. Electronics and Packaging, 2020, 20(4): 40204-.
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基于直流无刷电机的太阳能水泵控制系统设计
耿永,吴珏,雷志强
基于无位置传感器永磁无刷直流电机设计了一款以 STM32 为主控芯片的太阳能水泵控制系统。主要介绍了硬件设计和软件设计两大部分,硬件设计包含开关逆变电路、驱动电路、电压检测电路等。软件设计包含主程序、自检程序、中断程序和故障保护程序流程。设计核心是采用 MOS 管内阻采样三相电流,并通过反电势过零检测法获取转子位置信号。在三相潜水泵上进行验证,相关试验波形图和数据验证了该系统硬件电路的可靠性以及软件程序架构的可行性。
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耿永,吴珏,雷志强. 基于直流无刷电机的太阳能水泵控制系统设计[J]. 电子与封装, 2020, 20(4): 40301-.
GENG Yong, WU Jue, LEI Zhiqiang. Design of Solar Water Pump Control System Based on BLDCM[J]. Electronics and Packaging, 2020, 20(4): 40301-.
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C波段小型化功率收发组件设计
杨志保,张帅,吴天阳,张晖
介绍了一种 C 波段小型化功率收发组件的设计方案。方案从功能组成、电路设计、结构布局等方面进行了分析,并通过波设计软件进行电性能优化,最后处理组件的测试结果。该组件具有大功率、小型化、效率高等特点。
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杨志保,张帅,吴天阳,张晖. C波段小型化功率收发组件设计[J]. 电子与封装, 2020, 20(4): 40302-.
YANG Zhibao, ZHANG Shuai, WU Tianyang, ZHANG Hui. Design of C-Band Miniature Power Transmit-receive Module[J]. Electronics and Packaging, 2020, 20(4): 40302-.
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基于FMC标准的万兆以太网卡
周云松,冉万宁
结合 FMC 标准与 IEEE 802.3ae 协议标准,设计了一种基于 FPGA 夹层卡 (FPGA MezzanineCard, FMC)标准的万兆以太网卡,满足现代工业大数据量传输应用的要求。FMC 标准接口可实现多通道高速接口,解决应用母板与网卡之间的数据传输瓶颈。使用 Verilog 硬件描述语言设计了地址解析协议(Address Resolution Protocol, ARP)与用户数据报协议 (User Datagram Protocol, UDP) 的硬件协议栈,实现开放式系统 (Open System Interconnect, OSI) 模型的传输层;Xilinx 10 G Ethernetsubsystem IP 与小型化可热插拔 (Small Form-factor Pluggable,SFP) 光接口实现 OSI 模型的网络层、数据链路层、物理层。通过 FMC 母板、万兆以太网卡、PC 上位机组建的网络成功测试了万兆以太网通信。
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周云松,冉万宁. 基于FMC标准的万兆以太网卡[J]. 电子与封装, 2020, 20(4): 40303-.
ZHOU Yunsong, RAN Wanning. 10 Gbit Ethernet Card Based on the FMC Standard[J]. Electronics and Packaging, 2020, 20(4): 40303-.
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一种基于LTCC技术的频压转换模块的设计
孟庆贤
在机载飞行仪表系统中,参数显示主要为电压信号,实际数据采集过程中需要对非电压信号进行处理。设计的频压转换模块将固定幅值的某频段正弦信号经过转换变成与其频率成线性关系的电压信号,同时采用低温共烧陶瓷(LTCC)技术,在保证转换精度的前提下,实现模块的小型化并提高可靠性。为验证该设计的可行性,搭建试验平台进行测试,结果显示转换精度高,性能稳定可靠,能够满足机载的严苛环境要求。
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孟庆贤. 一种基于LTCC技术的频压转换模块的设计[J]. 电子与封装, 2020, 20(4): 40304-.
MENG Qingxian. Design of a Frequency Voltage Conversion Module Based on LTCC Technology[J]. Electronics and Packaging, 2020, 20(4): 40304-.
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半导体晶圆ENIG/ENEPIG产品设计考量
刘勇
通过化学自催化反应在半导体晶圆 I/O 铝或铜金属垫上沉积具有可焊接性的镍金/镍钯金层,此工艺已在 MOSFET、IGBT、RFID、SAW Filter 等产品上得到广泛应用。着重阐述了在新产品设计和工程评估阶段,对于晶圆产品本身应予以考量的因素,如钝化层种类及厚度,I/O 金属垫的成分及结构,切割轨道上金属图形的大小及钝化层的覆盖,不同 I/O pad 的电势等。其中一些因素导致的问题会直接影响化学镍金/镍钯金后产品的性能应用。在化镀工艺过程中,要充分了解产品本身结构以及可能造成的相应缺陷及问题,并且应综合考虑这些因素的影响。
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刘勇. 半导体晶圆ENIG/ENEPIG产品设计考量[J]. 电子与封装, 2020, 20(4): 40401-.
LIU Yong. Design Considerations for ENIG/ENEPIG Technological Process on Semiconductor Wafer[J]. Electronics and Packaging, 2020, 20(4): 40401-.
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深亚微米SOI工艺SoC设计中天线效应的消除
王淑芬,史冬霞,桂江华
深亚微米 SOI 片上系统芯片(SoC)因其工艺特性,按照常规的布局布线(PNR)流程,出现了约一万个天线效应违规。介绍了一种在布局布线阶段不插入反偏二极管就可以消除大量天线效应违规的优化迭代流程。通过对天线效应的产生以及天线比率公式的分析,从线长和栅面积角度考虑天线效应的修复,结合自动布局布线设计工具 SoC Encounter 对这些因素的控制,可以在布局布线阶段消除天线效应的违规,并能与版图验证的结果保持一致。在一款通用抗辐照 SoC 芯片的设计中,应用该优化流程在布局布线阶段消除了设计中的天线效应违规,有效节约了芯片整体设计时间。
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王淑芬,史冬霞,桂江华. 深亚微米SOI工艺SoC设计中天线效应的消除[J]. 电子与封装, 2020, 20(4): 40402-.
WANG Shufen, SHI Dongxia, GUI Jianghua. Elimination of Process Antenna Effect in Deep-submircon SOI SoC Design[J]. Electronics and Packaging, 2020, 20(4): 40402-.
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基于物联网技术的消毒设备监控系统
王露露,鲍正刚,陈涛
用于食堂、教室等环境消毒的臭氧消毒设备使用的过程中缺少监管,极易出现设备宕机时间太长等问题。提出了一种基于物联网技术的消毒监控系统,系统通过数据采集网关与消毒设备控制系统的通信去采集设备的运行数据,数据经过网口或 4G 传给服务器,经过分析处理后在平台端进行展示。试验证明,该系统能帮助设备厂商实时监控消毒设备的运行状态,设备的宕机时间减少到2天以内。同时通过对设备运行数据的整合分析,可以促进设备厂商对于设备的升级改造。
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王露露,鲍正刚,陈涛. 基于物联网技术的消毒设备监控系统[J]. 电子与封装, 2020, 20(4): 40501-.
WANG Lulu, BAO Zhenggang, CHEN Tao. Monitoring System for Disinfection Equipment Based on Internet of Things Technology[J]. Electronics and Packaging, 2020, 20(4): 40501-.
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