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4H-SiC功率MOSFET可靠性研究进展*
白志强, 张玉明, 汤晓燕, 沈应喆, 徐会源
4H-SiC功率MOSFET器件具有栅极驱动电路简单、开关时间短、功率密度大、转换效率高等优良特性，在电力电子系统中有着广泛的应用前景。但该器件在可靠性方面仍存在一些问题，如长期工作时的可靠性和动态工作中一些极端情况下的可靠性问题。针对器件的长期可靠性问题，阐述了长期可靠性的表征方法，栅介质制备工艺对长期可靠性的影响和长期可靠性机理研究的相关成果。在动态可靠性方面，对雪崩测试、短路测试和浪涌测试的实验现象和失效机制分析进行了综述。
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白志强, 张玉明, 汤晓燕, 沈应喆, 徐会源. 4H-SiC功率MOSFET可靠性研究进展*[J]. 电子与封装, 2022, 22(4): 40101-.
BAI Zhiqiang, ZHANG Yuming, TANG Xiaoyan, SHEN Yingzhe, XU Huiyuan. Research Progress on Reliability of 4H-SiC Power MOSFET[J]. Electronics and Packaging, 2022, 22(4): 40101-.
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超高压碳化硅N沟道IGBT器件的设计与制造*
杨晓磊;李士颜;赵志飞;李 赟;黄润华;柏松
自主设计和制备了一种耐压超过20 kV的超高压碳化硅（SiC）N沟道绝缘栅双极晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT）器件。通过仿真设计优化了器件结构，同时结合自支撑衬底剥离技术、背面激光退火技术以及载流子寿命提升技术，成功在N型碳化硅衬底上制备了碳化硅N沟道IGBT器件。测试结果表明，该器件阻断电压为20.08 kV时，漏电流为50 μA。当栅电极施加20 V电压、集电极电流为20 A时，器件的导通电压为6.0 V，此时器件的微分比导通电阻为27 mΩ·m2。该值仅为15 kV碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET）比导通电阻的1/7，充分显示出碳化硅N沟道IGBT器件作为双极型器件在高阻断电压、高导通电流密度等方面的突出优势。
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杨晓磊;李士颜;赵志飞;李 赟;黄润华;柏松. 超高压碳化硅N沟道IGBT器件的设计与制造*[J]. 电子与封装, 2022, 22(4): 40102-.
YANG Xiaolei, LI Shiyan, ZHAO Zhifei, LI Yun, HUANG Runhua, BAI Song. Design and Fabrication ofUltra-High Voltage SiC N-Channel IGBTs[J]. Electronics and Packaging, 2022, 22(4): 40102-.
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基于Al2O3/NEA121堆叠薄膜的水氧阻隔性能研究
彭荣;杨振波;王珺
薄膜封装是有机电致发光器件柔性化亟需解决的关键技术难题。用NEA121树脂与Al2O3作为薄膜封装的有机膜与无机膜封装，封装薄膜的水氧阻隔性能通过钙膜测试。实验结果表明，3层堆叠Al2O3/NEA121封装后的水汽透过率（WVTR）达到2.1×10-4 g/(m2·day)，封装薄膜失效原因是水汽通过封装薄膜缺陷点渗透，不断腐蚀钙膜导致封装失效，而采用无机/有机堆叠封装的方法薄膜的封装效果得到了改善。
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彭荣;杨振波;王珺. 基于Al2O3/NEA121堆叠薄膜的水氧阻隔性能研究[J]. 电子与封装, 2022, 22(4): 40201-.
PENG Rong, YANG Zhenbo, WANG Jun. Research on Water and Oxygen Barrier Performance Based on Al2O3/NEA121Encapsulation Film[J]. Electronics and Packaging, 2022, 22(4): 40201-.
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平板微热管三种槽道结构的传热性能分析*
李小凤;潘中良
为了探究平板微热管槽道横截面的形状和工质对平板微热管工作性能的影响，运用多物理场有限元仿真软件Comsol对矩形槽、梯形槽和正六边形槽三种平板微热管的热性能进行了有限元仿真。通过比较水和乙醇两种工质的平板热管在加热功率分别为30 W、40 W和50 W时热管下表面中心点的温度，得出了正六边形槽道结构相比于矩形槽道和梯形槽道具有更好的传热性能，而且当平板微热管槽道结构相同时，采用水作工质比乙醇更有利于导热。
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李小凤;潘中良. 平板微热管三种槽道结构的传热性能分析*[J]. 电子与封装, 2022, 22(4): 40202-.
for Flat Micro Heat Pipe. HeatTransfer Performance Analysis of Three Channel Structures[J]. Electronics and Packaging, 2022, 22(4): 40202-.
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焊接参数对Au80Sn20焊料封装孔洞和微观组织的影响
颜炎洪;徐衡;王英华;陈旭;李守委;刘立恩
气密性封装工艺广泛应用于高可靠电子元器件。目前陶瓷产品的气密性封装主要采用Au80Sn20合金作为连接材料将盖板和管壳进行密封，Au80Sn20合金中Au与Sn元素的质量分数分别为80%和20%，是金锡二元合金的共晶成份，目的是在较低的温度和最短的时间内发生共晶反应，形成良好的密封结构。采用Au80Sn20合金对DIP20陶瓷管壳与盖板进行气密性封装，通过微观组织表征与X-ray测试观察金属间化合物的状态和元素分布，研究不同焊接温度和焊接压力对Au80Sn20合金焊接孔洞和微观组织的影响。在焊接峰值温度和焊接压力两个关键因素上进行优化，得出了减少气密性封装孔洞的最佳工艺参数组合，提高了Au80Sn20焊料气密性封装的可靠性，有助于提高元器件封装质量，在行业内具有一定的指导意义。
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颜炎洪;徐衡;王英华;陈旭;李守委;刘立恩. 焊接参数对Au80Sn20焊料封装孔洞和微观组织的影响[J]. 电子与封装, 2022, 22(4): 40203-.
YAN Yanhong, XU Heng, WANG Yinghua, CHEN Xu, LI Shouwei, LIU Lien. Effect of Soldering Parameters on Pores and Microstructureof Au80Sn20 Solder Package[J]. Electronics and Packaging, 2022, 22(4): 40203-.
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基于差分翻转电压跟随器的AB类缓冲器设计
马志寅;李富华;陈天昊
为了解决传统电压缓冲器建立时间较长、功耗较大等问题，提出了一种基于差分翻转电压跟随器（Differential Flipped Voltage Follower, DFVF）的AB类缓冲放大器。电路主要由作为输入级的差分翻转电压跟随器和基于反相器的输出级组成。与其他缓冲器相比，该电路结构简单，晶体管数量少。由于使用了AB类的缓冲器，因此输出电流不受偏置电流的影响，并且静态电流小。采用SMIC 0.18 μm工艺对电路进行仿真，仿真结果表明在1.8 V电源电压、全电压摆幅下，能在0.56 μs的建立时间内驱动1 nF的电容负载，同时静态电流只有5 μA，可用于液晶显示器的列驱动。
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马志寅;李富华;陈天昊. 基于差分翻转电压跟随器的AB类缓冲器设计[J]. 电子与封装, 2022, 22(4): 40301-.
MA Zhiyin, LI Fuhua, CHEN Tianhao. Design of Class AB Buffer Based on Differential Flipped VoltageFollower[J]. Electronics and Packaging, 2022, 22(4): 40301-.
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辅助优化FPGA综合效果的测试例自动生成方法
刘佩;惠锋
FPGA支持软件的质量极大地影响电子工程设计师的工作效率，而FPGA综合是FPGA设计流程的关键步骤，是后续所有工作的基础，极大地影响FPGA设计工具的效果。测试例自动生成技术的研究可以有效驱动FPGA设计工具的开发和质量提升。提出一种测试例自动生成方法，通过注入可控的“无关项”或“冗余项”，以及可调的输入、输出和逻辑层次等参数，使得生成的测试例可以被用于测试FPGA综合中的逻辑优化策略是否达到预期，辅助优化FPGA综合效果。
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刘佩;惠锋. 辅助优化FPGA综合效果的测试例自动生成方法[J]. 电子与封装, 2022, 22(4): 40302-.
LIU Pei, HUI Feng. Method of Automatically Generating Test Cases forEvaluating the Comprehensive Effect of FPGA Synthesis[J]. Electronics and Packaging, 2022, 22(4): 40302-.
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一种具有恒定转换速率的低压输出电路*
顾明;常红;黄少卿;陈海涛
设计了一种输出电路，其输出波形的转化速率（Slew Rate, SR）对工艺、电压、温度（Process Voltage Temperature, PVT）和负载的变化不敏感。由于N型金属-氧化物-半导体（N-Metal-Oxide-Semiconductor, NMOS）具有高速和低导通电阻的优点，输出缓冲器被设计成双NMOS管串联结构。为了得到对PVT和负载不敏感的SR，在预驱动电路和输出缓冲器间引入了反馈电容。Hspice的仿真结果显示，当输入信号频率为5 MHz时，负载电容从20 pF变化到80 pF，输出的上升时间和下降时间仅仅变化了0.6 ns和1.3 ns，与传统电路相比性能提高了257.6%。不同的PVT下，输出的上升时间和下降时间变化了1.2 ns和2.8 ns，与传统电路相比性能提高了62.4%。
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顾明;常红;黄少卿;陈海涛. 一种具有恒定转换速率的低压输出电路*[J]. 电子与封装, 2022, 22(4): 40303-.
GU Ming, CHANG Hong, HUANG Shaoqing,CHEN Haitao. Low-Voltage Output Driver with Constant Slew Rate overPVT and Output Load Capacitance Variations[J]. Electronics and Packaging, 2022, 22(4): 40303-.
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多路伺服阀驱动系统设计
张萍萍
针对电液伺服系统中需要同时驱动多个伺服阀的应用场景，设计了由单个主控芯片控制，可输出多路电流驱动伺服阀，同时对输出电流实时监控的电路。系统由数字信号处理器（Digital Signal Process，DSP）控制多个以菊花链方式连接的数模转换器（Digital-to-analog converter，DAC）输出电压信号，经过电流驱动放大电路后输出电流，驱动多通道伺服阀工作，同时系统对各通道电流信号进行实时监控。该系统已应用于某型号列车转向系统中，可同时驱动4路伺服阀，输出电流为±50 mA，系统能够监控实时电流，频率响应性能好，截止频率为500 kHz。
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张萍萍. 多路伺服阀驱动系统设计[J]. 电子与封装, 2022, 22(4): 40304-.
ZHANG Pingping. Design of Multi-Channel Servo Valve Drive System[J]. Electronics and Packaging, 2022, 22(4): 40304-.
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应用于高精度模数转换器的乘法数模单元模块研究*
邵 杰;唐 路
提出了一种应用于18 bits 20 MS/s无采保结构（SHA-Less）高精度流水线型（Pipeline）模数转换器（Analog-to-Digital Converter, ADC）的乘法数模单元（Multiplying Digital-to-Analog Converter, MDAC）。从减小电路动态、静态误差以及系统噪声的角度，介绍了高性能MDAC电路的设计方法。使用0.18 μm CMOS工艺实现电路版图，并用Spectre和Calibre进行后仿验证。在室温条件下，输入5 MHz正弦波信号，采样频率为20 MHz对设计的MDAC电路进行后端仿真并进行快速傅里叶变换（Fast Fourier Transform, FFT）处理，结果显示信噪比（Signal Noise Ratio, SNR）为87.32 dB，有效位数（Effective Number of Bits, ENOB）为13.97 bits，无杂散动态范围（Spurious Free Dynamic Range, SFDR）为90.53 dBc，总谐波失真（Total Harmonic Distortion, THD）为－90.74 dB。
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邵 杰;唐 路. 应用于高精度模数转换器的乘法数模单元模块研究*[J]. 电子与封装, 2022, 22(4): 40305-.
SHAO Jie, TANG Lu. Research on Multiplying Digital-to-Analog Converter for HighPrecisionAnalog-To-Digital Converter[J]. Electronics and Packaging, 2022, 22(4): 40305-.
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基于硅外延片用石墨基座的温度均匀性研究
冯永平;何文俊;任凯
通过对电磁感应加热的硅外延化学气相沉积反应腔室建立理论分析模型，结合工程实验对比，研究了不同石墨材料和不同基座结构对基座表面温度均匀性的影响。结果显示，在工程中，选择合适的石墨材料、设计合适的基座结构对硅外延片电阻率均匀性有着很大的影响，但在提升产品质量的同时也要平衡经济效益。
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冯永平;何文俊;任凯. 基于硅外延片用石墨基座的温度均匀性研究[J]. 电子与封装, 2022, 22(4): 40401-.
FENG Yongping, HE Wenjun, REN Kai. Research on Temperature UniformityBased on Graphite Susceptor for Silicon Epitaxial Wafer[J]. Electronics and Packaging, 2022, 22(4): 40401-.
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限幅低噪声放大器增益下降失效分析
贾玉伟;魏志宇;冀乃一
摘要限幅低噪声放大器（Low Noise Amplifier，LNA）是微波收发组件中的关键部件，用于对接收的射频信号进行放大。接收增益是限幅LNA的关键指标，增益下降可导致微波收发组件功能失效。综合采用外观检查、万用表测量、X光检查、扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope，SEM）等分析手段对某型限幅LNA增益下降的原因进行了分析，确定了故障失效的原因。结果表明，增益下降是由于工艺装配过程PIN二极管芯片与管壳安全间距不足导致。研究结果对类似产品的生产装配、检测检验、失效分析有一定的参考意义。
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贾玉伟;魏志宇;冀乃一. 限幅低噪声放大器增益下降失效分析[J]. 电子与封装, 2022, 22(4): 40402-.
JIA Yuwei, WEI Zhiyu, JI Naiyi. Failure Analysis on Gain Decrease of a Limiter Low NoiseAmplifier[J]. Electronics and Packaging, 2022, 22(4): 40402-.
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FPGA多程序动态老炼系统设计
季振凯;谢文虎
老炼试验可以加速FPGA老化，使FPGA快速进入失效率较低且稳定的偶然失效期，是剔除存在潜在缺陷FPGA电路的重要方法。但是随着FPGA的规模越来越大，传统的单段程序动态老炼无法实现FPGA大部分资源的逻辑翻转，电路潜在缺陷部位无法及时暴露，可能导致缺陷电路异常流出。针对单段程序动态老炼的局限性，设计了一种可循环写入多段老炼程序的多程序动态老炼硬件系统，同时针对该老炼系统开发了FPGA老炼程序，可显著提高FPGA的老炼覆盖率。
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季振凯;谢文虎. FPGA多程序动态老炼系统设计[J]. 电子与封装, 2022, 22(4): 40403-.
JI Zhenkai, XIE Wenhu. Design of FPGA Multi-Program Dynamic Burn-inSystem[J]. Electronics and Packaging, 2022, 22(4): 40403-.
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一种使用集总元件实现的P波段推挽式功率放大器
王 琪;唐厚鹭;贺 瑾;孙园成
采用集总元件实现了一款工作在400~450 MHz的巴伦结构，两输出端口的信号插损小于3.45 dB，相位差在180°±4°内；采用两个1.2 mm栅宽GaN管芯和集总元件实现了一款工作在400~450 MHz的推挽式功率放大器，在漏极电压28 V条件下，其连续波饱和输出功率大于37 dBm，漏极效率实现66%~73%。该功率放大器验证了集总元件巴伦在P波段实现推挽式功率放大器的可行性，为进一步将该方法应用于大功率推挽式功率放大器以实现小型化提供了依据。
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王 琪;唐厚鹭;贺 瑾;孙园成. 一种使用集总元件实现的P波段推挽式功率放大器[J]. 电子与封装, 2022, 22(4): 40404-.
WANG Qi, TANG Houlu, He Jin, SUN Yuancheng. P-Band Push-PullPower Amplifier Using Lumped Elements[J]. Electronics and Packaging, 2022, 22(4): 40404-.
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基于SiP技术的网络测量探针芯片集成设计*
毛 臻, 张春平, 潘福跃, 顾 林
为了使主动网络测量探针国产化、小型化，通过分析目前CAIDA主推的最新主动探测终端工具群岛结构（Archipelago Measurement Infra-Structure，Ark）的硬件参数，并结合现有国产化裸芯片，设计了一种基于微系统技术的探针用主控系统级封装（System in Package，SiP）芯片。该探针主控SiP采用国产处理器搭配现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array，FGPA）的架构，集成双倍数据速率（Double Data Rate，DDR）内存颗粒和Flash等裸芯片，并选配了国产网络物理层芯片。设计完成的SiP芯片总体尺寸仅为30 mm′30 mm，最高主频为1 GHz，内存为2 GB，网口扩展为千兆。采用该探针芯片的系统从芯片选型到软件实现均采用全国产化设计，应用于国内网络测量场合时安全、保密性更高。
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毛 臻, 张春平, 潘福跃, 顾 林. 基于SiP技术的网络测量探针芯片集成设计*[J]. 电子与封装, 2022, 22(4): 40501-.
MAO Zhen, ZHANG Chunping, PAN Fuyue, GU Lin. Probe Chip Design for Network Measurement Basedon SiP Technology[J]. Electronics and Packaging, 2022, 22(4): 40501-.
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有机有源扇出型封装技术
郭小军，欧阳邦，邓立昂，李思莹，陈苏杰
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郭小军，欧阳邦，邓立昂，李思莹，陈苏杰. 有机有源扇出型封装技术[J]. 电子与封装, 2022, 22(4): 40601-.
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