电子与封装

2021年第21卷第1期 pp.010101

王瑾,石修瑀,王谦,蔡坚,贾松良. 面向窄节距倒装互连的预成型底部填充技术^*[J]. 电子与封装, 2021, 21(1): 10101-.

WANG Jin, SHI Xiuyu, WANG Qian, CAI Jian, JIA Songliang. Development of PreassemblyUnderfill for Fine Pitch Flip Chip Interconnection[J]. Electronics and Packaging, 2021, 21(1): 10101-.

封装、组装与测试

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FPGA潜在缺陷测试技术综述

黄姣英,李鹏,高成

doi:10.16257/j.cnki.1681-1070.2021.0102

摘要 ( 278 )

PDF(2419KB) ( 400 )

在FPGA的设计、生产过程中，测试是保证器件质量的关键步骤。针对FPGA典型的潜在缺陷，阐述了主流的FPGA测试方法，对各方法的优缺点做了简要对比和总结。同时提出了对构成FPGA的可编程逻辑资源、互联线资源、端口资源、内嵌核四大模块分别进行测试的分类测试法，分析每个模块的典型缺陷，归纳对应的测试方法。

参考文献 |

2021年第21卷第1期 pp.010201

黄姣英,李鹏,高成. FPGA潜在缺陷测试技术综述[J]. 电子与封装, 2021, 21(1): 10201-.

HUANG Jiaoying, LI Peng, GAO Cheng. LiteratureReview of FPGA Potential Defect Testing Technology[J]. Electronics and Packaging, 2021, 21(1): 10201-.

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ADC测试中同源时钟分析与解决方案

钱宏文,刘继祥,吴翼虎,饶飞

doi:10.16257/j.cnki.1681-1070.2021.0101

摘要 ( 269 )

PDF(1135KB) ( 266 )

在进行ADC测试中，使用同源时钟进行ADC数据采集并对静态指标进行分析时，出现严重的丢码现象，导致静态指标测试结果严重超差。基于此问题及引申出的其他问题进行相关分析，以此为基础从理论分析到实物验证，完美解决同源时钟静态指标测试问题。

参考文献 |

2021年第21卷第1期 pp.010202

钱宏文,刘继祥,吴翼虎,饶飞. ADC测试中同源时钟分析与解决方案[J]. 电子与封装, 2021, 21(1): 10202-.

QIAN Hongwen, LIU Jixiang, WU Yihu, RAO Fei. Analysis and Solution of Homologous Clock in ADC Test[J]. Electronics and Packaging, 2021, 21(1): 10202-.

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湿度传感元件制备、封装及检测电路设计的研究进展*

丁书聪,黄宜明,王晓,梁峻阁,顾晓峰

doi:10.16257/j.cnki.1681-1070.2021.0104

摘要 ( 415 )

PDF(1832KB) ( 332 )

湿度传感器是一种用于感知环境湿度参数的器件，在气象探测、农业种植、工业制造、馆藏存储等领域应用广泛。湿度传感器的检测特性主要由湿敏材料、检测电极、封装及检测电路共同决定，其中湿敏材料的材料特性和结构特征对传感性能的影响最为显著，也是该领域的研究热点。讨论了湿度传感元件的感湿机理和湿敏材料的分类，介绍了湿度传感器的检测参数及优化，阐述了纳米湿敏材料在湿度传感器中的应用，对常用的湿度传感器封装方案和检测电路设计进行了综述。

参考文献 |

2021年第21卷第1期 pp.010203

丁书聪,黄宜明,王晓,梁峻阁,顾晓峰. 湿度传感元件制备、封装及检测电路设计的研究进展*[J]. 电子与封装, 2021, 21(1): 10203-.

DING Shucong, HUANG Yiming, WANG Xiao, LIANG Junge, GU Xiaofeng. Research Progress of Humidity-Sensing ElementPreparation, Packaging, and Detection-Circuit Design[J]. Electronics and Packaging, 2021, 21(1): 10203-.

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基于静态随机存取存储器型FPGA的测试技术发展^*

张颖,毛志明,陈鑫

doi:10.16257/j.cnki.1681-1070.2021.0107

摘要 ( 304 )

PDF(2233KB) ( 318 )

可编程逻辑门阵列（FPGA）技术迅速发展，广泛应用于各种电子系统中，与此同时，对FPGA测试的需求也日益增多。针对FPGA的测试方法和特性进行综述研究，给出了测试对象FPGA的分类，根据FPGA的类型特点说明其测试重点，并着重介绍了目前应用最广泛的基于静态随机存取存储器（SRAM）型FPGA的内部资源结构。重点针对SRAM型FPGA，对相应的现有测试方法进行了分类与特性分析。最后对测试技术的发展方向进行了展望。

参考文献 |

2021年第21卷第1期 pp.010204

张颖,毛志明,陈鑫. 基于静态随机存取存储器型FPGA的测试技术发展^*[J]. 电子与封装, 2021, 21(1): 10204-.

ZHANG Ying, MAO Zhiming, CHEN Xin. Progress of Static Random Access Memory-basedFPGA testing[J]. Electronics and Packaging, 2021, 21(1): 10204-.

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三维集成电路稳态解和瞬态解的建模与热分析^*

陈品忠,潘中良

doi:10.16257/j.cnki.1681-1070.2021.0108

摘要 ( 283 )

PDF(4201KB) ( 404 )

针对三维集成电路(3D IC)热效应问题，提供了三维集成电路热模型的稳态解析解和瞬态解析解，这些解适用于N层(N≥2)模型；热源可以非均匀分布，瞬态时热源的大小可随时间变化。求解的过程使用了分离变量法、格林函数法和本征函数正交性。通过瞬态解可以获得任意时刻模型的温度场，稳态解是与时间无关的函数，通过它可以直接计算出稳态热传导的温度场。使用所获得的解析解在MATLAB中计算得到的温度场和COMSOL仿真温度场进行比较，结果表明，稳态解计算3层和5层3D IC模型得到的结果和COMSOL仿真结果最大误差在1%左右；使用所获得的瞬态解计算3层和5层3D IC模型得到的结果和COMSOL仿真结果最大误差不超过3%。

参考文献 |

2021年第21卷第1期 pp.010205

陈品忠,潘中良. 三维集成电路稳态解和瞬态解的建模与热分析^*[J]. 电子与封装, 2021, 21(1): 10205-.

CHEN Pinzhong, PAN Zhongliang. Modelingand Thermal Analysis of Steady and Transient Solutions for 3-DimensionalIntegrated Circuits[J]. Electronics and Packaging, 2021, 21(1): 10205-.

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导电胶粘接可伐载板工艺的仿真与优化

蒋苗苗,李阳阳,朱晨俊,赵鸣霄

doi:10.16257/j.cnki.1681-1070.2021.0110

摘要 ( 742 )

PDF(1895KB) ( 385 )

导电胶是一种很有潜力的互连材料，其粘接可靠性是制约其应用的主要因素。基于对某混频模块粘接失效的分析，探索温度试验条件及载板尺寸对可伐载板粘接可靠性的影响。通过仿真和试验设计，研究了不同温度试验条件下不同尺寸载板在粘接界面处的应力分布情况，并优化了可伐载板粘接工艺。结果表明，温度试验条件越严苛，载板尺寸越大，可伐载板粘接可靠性越差，可采取环氧绝缘胶加固或柔性导电胶粘接的方式对其粘接工艺进行优化。

参考文献 |

2021年第21卷第1期 pp.010206

蒋苗苗,李阳阳,朱晨俊,赵鸣霄. 导电胶粘接可伐载板工艺的仿真与优化[J]. 电子与封装, 2021, 21(1): 10206-.

JIANG Miaomiao, LI Yangyang, ZHU Chenjun, ZHAO Mingxiao. Simulation and Optimization for ConductiveAdhesive Bonding Technology of the Kovar Alloy Substrate[J]. Electronics and Packaging, 2021, 21(1): 10206-.

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一种毫米波封装的设计与优化方法

程琛,刘丽虹,夏冬,顾炯炯,李全兵

doi:10.16257/j.cnki.1681-1070.2021.0114

摘要 ( 323 )

PDF(1449KB) ( 309 )

随着5G时代的到来，毫米波封装市场正在持续增长，毫米波模块的工作频率越来越高，封装也面临着越来越严格的要求。性能良好的毫米波封装应该在广阔的频段上都要有良好的射频性能。而现有封装设计中的策略是基于已有的设计经验和2D/2.5D建模的工具，其精确度已经没法适应毫米波频段的要求。在毫米波产品的研发中，需要在设计阶段就对已有设计在3D建模软件HFSS中进行仿真验证和精密优化，实现仿真与设计的并行。描述了一种FC-LGA（倒装栅格阵列）封装的设计与优化方法，通过对通道模型的仔细优化，在0~30 GHz的宽频带上都实现了良好的反射、插损特性，并在工艺允许的范围内尽量优化了串扰。

参考文献 |

2021年第21卷第1期 pp.010207

程琛,刘丽虹,夏冬,顾炯炯,李全兵. 一种毫米波封装的设计与优化方法[J]. 电子与封装, 2021, 21(1): 10207-.

CHENG Chen, LIU Lihong, XIA Dong, Gu Jiongjiong, LI Quanbing. A Design and OptimizationMethod of Millimeter Wave Package[J]. Electronics and Packaging, 2021, 21(1): 10207-.

电路设计

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基于FPGA定时刷新控制单元的应用技术研究

孙洁朋, 陈波寅, 晏慧强, 丛红艳, 何小飞

doi:10.16257/j.cnki.1681-1070.2021.0103

摘要 ( 260 )

PDF(2342KB) ( 324 )

SRAM型FPGA在航天领域有着广泛的应用，为解决FPGA在宇宙环境中单粒子翻转的问题，适应空间应用需求，给出了一种低成本抗辐照解决方案，对耐辐射FPGA器件进行抗单粒子翻转加固设计。该方案兼容多种型号FPGA芯片，从3片SPI FLASH中读取配置数据，通过串行接口配置FPGA，并在配置完成后按照设定时间周期性刷新芯片，可以满足航天领域对抗辐照型FPGA的使用需求。

参考文献 |

2021年第21卷第1期 pp.010301

孙洁朋, 陈波寅, 晏慧强, 丛红艳, 何小飞. 基于FPGA定时刷新控制单元的应用技术研究[J]. 电子与封装, 2021, 21(1): 10301-.

SUN Jiepeng, CHEN Boyin, YAN Huiqiang, CONG Hongyan, HE Xiaofei. Research on Application Technology of Timing Refresh Control UnitBased on FPGA[J]. Electronics and Packaging, 2021, 21(1): 10301-.

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一种基于Brokaw带隙基准上电复位电路的设计

宋爱武,李富华,黄祥林,孙波

doi:10.16257/j.cnki.1681-1070.2021.0106

摘要 ( 311 )

PDF(842KB) ( 361 )

为了解决传统上电复位电路电源阈值电压受工艺和温度的影响，提出了以Brokaw带隙基准源为基础结构，由采样电路、电流比较电路和电平转换电路等模块组成的可实现精确复位的上电复位电路。增加带迟滞功能的设计，减小了电源噪声对输出电路的影响。采用0.5 μm CMOS工艺并对电路进行仿真。结果显示该电路工作在5 V电源电压，典型工艺和温度下电源阈值为3.19 V，在不同的工艺和温度下对电源阈值的影响较小，误差范围在0.31%~4.7%。

参考文献 |

2021年第21卷第1期 pp.010302

宋爱武,李富华,黄祥林,孙波. 一种基于Brokaw带隙基准上电复位电路的设计[J]. 电子与封装, 2021, 21(1): 10302-.

SONG Aiwu, LI Fuhua, HUANG Xianglin, SUN Bo. Design of Power-on Reset Circuit Based onBrokaw Bandgap Reference[J]. Electronics and Packaging, 2021, 21(1): 10302-.

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基于MCU的可测性设计与实现^*

张键,鲍宜鹏

doi:10.16257/j.cnki.1681-1070.2021.0111

摘要 ( 229 )

PDF(1219KB) ( 152 )

随着客户需求的复杂化及先进EDA工具的使用，MCU芯片向高复杂性、高集成度、高性能发展，电路规模越来越大，这使得MCU的可测性设计变得越来越困难。介绍了传统测试结构及其局限性，以及优化后的测试结构及其测试策略，实现了CKS32F0XX 芯片的测试向量产生及整体测试。

参考文献 |

2021年第21卷第1期 pp.010303

张键,鲍宜鹏. 基于MCU的可测性设计与实现^*[J]. 电子与封装, 2021, 21(1): 10303-.

ZHANG Jian, BAO Yipeng. Design and Implementation of Testability Basedon MCU[J]. Electronics and Packaging, 2021, 21(1): 10303-.

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一款用于DCDC芯片的多模式、高精度振荡器设计

张艳飞,曹正州

doi:10.16257/j.cnki.1681-1070.2021.0112

摘要 ( 221 )

PDF(2124KB) ( 154 )

设计了一款多模式的高精度振荡器，应用于开关电源芯片中，为芯片内部逻辑提供稳定的时钟源，并且具有3种工作模式，提高了整体电路的灵活性。电路中设计了低压差线性稳压器（LDO）和零温漂的电流源，使振荡器的输出频率不易受电压和温度变化的影响。同时采用可修调的技术，对电容的充电电流进行双向调整，消除了工艺带来的误差。该电路基于CSMC 0.25 μm 2P5M工艺进行设计，采用HSPICE进行仿真，结果表明，在3.0~6.0 V输入电压范围内，输出频率变化1.1 kHz，变化率为0.22%；在-55~125 ℃温度范围内，输出频率变化2.1 kHz，变化率为0.41%。

参考文献 |

2021年第21卷第1期 pp.010304

张艳飞,曹正州. 一款用于DCDC芯片的多模式、高精度振荡器设计[J]. 电子与封装, 2021, 21(1): 10304-.

ZHANG Yanfei, CAO Zhengzhou. Design ofMulti-Mode and High-Precision Oscillator for DCDC Chip[J]. Electronics and Packaging, 2021, 21(1): 10304-.

微电子制造与可靠性

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智能功率模块中绝缘铝基板可靠性提升设计研究

党宁,潘效飞,龚平

doi:10.16257/j.cnki.1681-1070.2021.0109

摘要 ( 201 )

PDF(1134KB) ( 339 )

近年来，家用电器的变频功能逐渐成为其市场竞争中的主要技术卖点之一。智能功率模块作为白色家电的核心器件，降低热阻和提升耐压作为两项最重要的封装评估项目愈发受到设计者的重视。以铝基板为载板的功率模块作为介绍对象，从其各介层的结构和工艺处理方式等方面入手，解决铝基板在实际生产中遇到的绝缘层开裂引发的可靠性问题。

参考文献 |

2021年第21卷第1期 pp.010401

党宁,潘效飞,龚平. 智能功率模块中绝缘铝基板可靠性提升设计研究[J]. 电子与封装, 2021, 21(1): 10401-.

DANG Ning, Pan Xiaofei, Gong Ping. Design andResearch on Reliability Improvement of Insulated Aluminum Substrate inIntelligent Power Module[J]. Electronics and Packaging, 2021, 21(1): 10401-.

产品、应用与市场

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基于CKS32F103的电动车管家设计^*

常浩, 张键, 王彬

doi:10.16257/j.cnki.1681-1070.2021.0113

摘要 ( 279 )

PDF(30226KB) ( 176 )

基于ARM微控制器CKS32F103和窄带物联网（NB-IoT）通信芯片设计了一款电动车管家。电动车管家是专门为电动车辆进行定位、管理而设计的，支持NB-IoT数据传输，安装方便，宽电压设计基本适用于市面上大部分电动车。配合APP使用支持定位查询、历史行驶路线查询、车辆震动报警、车辆故障报警、远程锁车、远程解锁等功能，可广泛应用于车辆追踪、物资监控等方面。

参考文献 |