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SiC功率器件辐照效应研究进展
刘超铭;王雅宁;魏轶聃;王天琦;齐春华;张延清;马国亮;刘国柱;魏敬和;霍明学
SiC功率器件是许多航天器用电子设备的重要组成部分，是保障深空探测任务顺利进行的前提和基础。在梳理SiC功率器件发展概况的同时，针对不同SiC功率器件（SiC SBD、SiC JBS、SiC MOSFET）在空间辐射环境下的性能退化规律进行了概述，重点分析了辐射环境下SiC功率器件的损伤机理，为SiC功率器件抗辐射性能工艺的长远发展提供了参考。
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刘超铭;王雅宁;魏轶聃;王天琦;齐春华;张延清;马国亮;刘国柱;魏敬和;霍明学. SiC功率器件辐照效应研究进展[J]. 电子与封装, 2022, 22(6): 60101-.
LIU Chaoming, WANG Yaning, WEI Yidan, WANG Tianqi, QI Chunhua, ZHANG Yanqing, MA Guoliang, LIU Guozhu, WEI Jinghe, HUO Mingxue. Progress in the Study of Irradiation Effects of SiC Power Devices[J]. Electronics and Packaging, 2022, 22(6): 60101-.
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轨道交通碳化硅器件研究进展
李诚瞻, 周才能, 秦光远, 宋瓘, 陈喜明
随着轨道交通硅基功率器件性能逐渐逼近理论极限，碳化硅功率器件成为重点研究方向，以满足轨道交通系统对高功率密度、低损耗和高可靠性等要求。综述了轨道交通领域碳化硅MOSFET和SBD的芯片、混合碳化硅模块和全碳化硅模块的发展概况，并展望了碳化硅芯片和模块的技术发展趋势。介绍了碳化硅MOSFET芯片向沟槽栅、集成SBD和提升可靠性和迁移率等方向发展的趋势。全碳化硅器件、低杂散电感结构、低热阻基板和高可靠性烧结层的研究对碳化硅模块的发展至关重要。
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李诚瞻, 周才能, 秦光远, 宋瓘, 陈喜明. 轨道交通碳化硅器件研究进展[J]. 电子与封装, 2022, 22(6): 60102-.
LI Chenzhan, ZHOU Caineng, QIN Guangyuan, SONG Guan, CHEN Ximing. Recent Advances in SiC Power Devices for RailwayTraction[J]. Electronics and Packaging, 2022, 22(6): 60102-.
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电子封装中激光封焊工艺及性能研究
王晓卫;唐志旭
研究了激光封焊中光子激发电子发生跃迁的能量转变及传递过程与工艺参数之间的关系，并分析了外壳吸收能量与熔深、工艺参数之间的联系。结果表明，随着熔深的增加，能量呈指数形式衰减，到达封焊临界点后，封焊终止。通过改变激光波形、功率、脉宽、速度、频率和离焦量等工艺参数，可以控制焊材的电子跃迁和能量传递过程。合理控制熔融时的金属蒸汽、熔池宽度和深度，从而对封焊裂纹、气孔和烧蚀等缺陷进行合理控制，以达到气密性和机械可靠性试验要求。
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王晓卫;唐志旭. 电子封装中激光封焊工艺及性能研究[J]. 电子与封装, 2022, 22(6): 60201-.
WANG Xiaowei, TANG Zhixu. Research on Process and Performance of Laser Sealing in ElectronicPackaging[J]. Electronics and Packaging, 2022, 22(6): 60201-.
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X波段小型封装GaN功率放大器设计
崔朝探, 陈政, 杜鹏搏, 焦雪龙, 曲韩宾
基于GaN功率放大器模块化、小型化的发展需求，设计了一款X波段小型管壳封装的功率放大器。通过合理排布电路结构，实现了封装尺寸的小型化。由于器件功率密度不断提升，散热问题不容忽视，通过对不同材料的管壳底座进行热仿真分析，预先模拟芯片的温度分布，根据仿真结果选定底座材料为钼铜Mo70Cu30，利用红外热成像仪测试芯片结温为107.83 ℃，满足I级降额要求。最终设计的功率放大器尺寸为18.03 mm×8.7 mm×3.03 mm，在28 V工作电压脉冲测试条件下，9.3~9.5 GHz频带内饱和输出功率Psat大于46 dBm，功率附加效率PAE大于36%，功率增益大于24.5 dB，电性能测试结果全部满足技术指标要求。
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崔朝探, 陈政, 杜鹏搏, 焦雪龙, 曲韩宾. X波段小型封装GaN功率放大器设计
[J]. 电子与封装, 2022, 22(6): 60202-.
CUI Zhaotan, CHEN Zheng, DU Pengbo, LIU Xueli, JIAO Xuelong, QU Hanbin, . Design of X-Band Miniature Package GaN Power
Amplifier[J]. Electronics and Packaging, 2022, 22(6): 60202-.
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多芯片组件导电胶接触电阻增大案例分析*
张建;王道畅;金家富;董玉;李静
导电胶因工艺温度低和容易返修等特点，常用在多芯片组件中粘接芯片。在某多芯片组件筛选实验过程中存在导电胶接触电阻增大的现象，经过分析和试验验证发现，因芯片背金存在划伤缺陷及污染物等，使得Ni、Au、Ag等金属与水、氧气构成电化学腐蚀反应条件，在电流及温度的促进下形成阻隔层，阻隔层部分阻挡导电胶中银粒子接触的导电通路，从而导致界面接触电阻增大。
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张建;王道畅;金家富;董玉;李静. 多芯片组件导电胶接触电阻增大案例分析*[J]. 电子与封装, 2022, 22(6): 60203-.
ZHANG Jian, WANG Daochang, JIN Jiafu, DONG Yu, LI Jing. Case Analysisof Increased Contact Resistance of Conductive Adhesives for Multi-Chip Module[J]. Electronics and Packaging, 2022, 22(6): 60203-.
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一种SSD的设计与测试方法研究及实现
沈庆;张梅娟;侯庆庆;张磊
固态硬盘（Solid-State-Disk，SSD）以其读写性能优越、环境适应性强等优点在存储领域中得到快速发展。在现有SATA控制器研究基础上，利用单个控制器及总线数据扩展技术，并行控制多片Nand Flash；引入多通道并行策略和闪存阵列管理技术，提高数据传输效率，同时采用基于Turbo乘积码（Turbo product code，TPC）的编码方案，进一步提高其纠错能力。在SSD读写测试方面，使用现有SSD专业测试软件以及各种测试环境对其进行性能测试，读取速率最高为260 MB/s，写入速率最高为160 MB/s。
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沈庆;张梅娟;侯庆庆;张磊. 一种SSD的设计与测试方法研究及实现[J]. 电子与封装, 2022, 22(6): 60301-.
SHEN Qing, ZHANG Meijuan, HOU Qingqing, ZHANG Lei. Research andImplementation of an SSD Design and Test Method[J]. Electronics and Packaging, 2022, 22(6): 60301-.
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基于FPGA的虚拟听觉系统设计
陈鑫;高博;龚敏
基于FPGA的虚拟听觉系统具有硬件要求低、设备体积小等优点，在虚拟现实、听觉心理学等领域得到了广泛的应用，但现有的基于FPGA的虚拟听觉系统存在乘法器资源消耗高、垂直方向正确率低等问题。为了解决这些问题，提出了一种基于输出声音响度来辨别垂直方向的方法，并构建了一个基于FPGA的虚拟听觉系统。该系统采用一种折叠型有限脉冲响应（Finite Impulse Response，FIR）滤波器作为核心数据处理单元，并能通过上位机软件来实时更改定位方向。FPGA上板验证结果表明，该系统很好地实现了虚拟听觉功能，并具有乘法器资源消耗小、平均正确率高的优点。
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陈鑫;高博;龚敏. 基于FPGA的虚拟听觉系统设计[J]. 电子与封装, 2022, 22(6): 60302-.
CHEN Xin, GAO Bo, GONG Min. Design of Virtual Auditory System Based on FPGA[J]. Electronics and Packaging, 2022, 22(6): 60302-.
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一种低电磁干扰的高边驱动电路*
赵皆辉;刘兴辉;阮昊;霍建龙;张治东;赵宏亮
提出了一种低电磁干扰（Electromagnetic Interference，EMI）的高边驱动电路。针对传统设计中存在的振荡器工作过程中产生的高电压或电流尖峰引起严重EMI以及宽电压范围下MOSFET栅击穿等问题，提出了一种新的系统方案及电路结构，同时从傅氏级数及空间交变电磁场两个方面解释了抖频技术如何抑制EMI。基于Hynix 0.18 μm BCD工艺进行设计与仿真，仿真结果表明，在5 MHz的振荡器频率下抖频后的各奇次谐波频带均被展宽，在三次谐波处降幅高达12.3 dB，极大改善了系统的电磁兼容性，同时电路可以在电源电压为4.5~37 V的范围内正常工作。该设计方案可以广泛用于高压集成电路设计领域。
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赵皆辉;刘兴辉;阮昊;霍建龙;张治东;赵宏亮. 一种低电磁干扰的高边驱动电路*[J]. 电子与封装, 2022, 22(6): 60303-.
ZHAO Jiehui, LIU Xinghui, RUAN Hao, HUO Jianlong, ZHANG Zhidong, ZHAO Hongliang. A High-Side Driver Circuit with Low Electromagnetic Interference[J]. Electronics and Packaging, 2022, 22(6): 60303-.
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装载操作系统国产化板卡复位系统的研究
宁东平;张志强;黄茨
针对装载操作系统国产化板卡应用时对复位系统的要求，设计了一种复位电路。采用定时器、看门狗与缓冲器的架构，满足国产化板卡加载系统时系统复位信号一直保持高电平的需求。在系统加载完成后，CPU输出喂狗信号，复位系统监控CPU运行。一旦出现死机的情况，CPU被复位，重新加载系统。通过原理分析、电路设计以及原理验证板测试，验证了复位系统设计的合理性与可行性。
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宁东平;张志强;黄茨. 装载操作系统国产化板卡复位系统的研究[J]. 电子与封装, 2022, 22(6): 60304-.
NING Dongping, ZHANG Zhiqiang, HUANG Ci. Research on the Reset System of Localized Board Loadedwith Operating System[J]. Electronics and Packaging, 2022, 22(6): 60304-.
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用于电荷域ADC的大摆幅电荷传输电路设计
庞立鹏;潘福跃;苏小波
提出了一种用于高速电荷域流水线模数转换器（Analog-to-Digital Converter，ADC）中的高精度大摆幅电荷传输电路，采用栅压自举技术，克服了现有电荷传输电路中信号摆幅受限的问题。基于该技术，采用0.18 μm CMOS工艺，设计并实现了一款14位200 MSample/s电荷域流水线ADC。在189.9 MHz信号输入和全采样率条件下，信噪比为61.7 dBFS，无杂散动态范围为72.6 dBc；在1.8 V供电下，ADC整体功耗仅为102 mW。
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庞立鹏;潘福跃;苏小波. 用于电荷域ADC的大摆幅电荷传输电路设计[J]. 电子与封装, 2022, 22(6): 60305-.
PANG Lipeng, PAN Fuyue, SU Xiaobo. Design of a Large-Swing ChargeTransfer Circuit for Charge-Domain Analog-to-Digital Converter[J]. Electronics and Packaging, 2022, 22(6): 60305-.
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重复短路应力下p-GaN HEMT器件的阈值电压退化机制*
伍振;周琦;潘超武;杨宁;张波
p-GaN HEMT凭借高频、高功率密度的优势，已逐渐应用于高频电源领域，由于负载短路、错误的栅控信号等因素，均会导致器件处于严重的短路状态。目前，研究重点多聚焦于600/650 V商用器件的最终失效上，缺乏对器件在短路应力下的退化机理研究。通过重复短路应力研究了100 V商用p-GaN HEMT的短路鲁棒性，随着应力次数的增加，器件的阈值电压VTH表现出持续正向漂移且漂移量可达+0.65 V，漏极电流ID持续下降。此外，还研究了短路应力后器件的动态恢复过程。在较弱的短路应力后，由于AlGaN势垒层内的陷阱和p-GaN/AlGaN界面陷阱释放掉被捕获的电子，VTH和ID能够完全恢复；而在苛刻的短路应力后，栅下产生的热电子将轰击p-GaN/AlGaN界面从而诱导出新的界面缺陷，这将导致VTH永久性的正向漂移，最终使得ID不可恢复。
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伍振;周琦;潘超武;杨宁;张波. 重复短路应力下p-GaN HEMT器件的阈值电压退化机制*[J]. 电子与封装, 2022, 22(6): 60401-.
WU Zhen, ZHOU Qi, PAN Chaowu, YANG Ning, ZHANG Bo. ThresholdVoltage Degradation Mechanism of p-GaN HEMT Devices Under Repetitive ShortCircuit Stress[J]. Electronics and Packaging, 2022, 22(6): 60401-.
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全耗尽绝缘层上硅技术及生态环境简介
赵晓松;顾祥;张庆东;吴建伟;洪根深
随着半导体技术节点微缩到3 nm及以下，晶体管的尺寸难以进一步缩小，导致了成本优势的减小。功能性和功耗成为物联网、可穿戴设备、汽车电子等应用的主要关注点，为满足这一需求，全耗尽绝缘层上硅（Fully
Depleted Silicon on Insulator, FDSOI）技术被进一步研发和产品化。对FDSOI技术的特点和生态环境进行了总结。FDSOI利用体偏置平衡功耗与性能，采用应力优化提高迁移率，通过减薄硅膜厚度抑制短沟道效应并减小寄生电容，因此被应用到低功耗处理器、低噪声放大器、嵌入式存储器等低功耗产品。FDSOI具有巨大的市场潜力，将成为半导体技术未来重要的发展趋势。
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赵晓松;顾祥;张庆东;吴建伟;洪根深. 全耗尽绝缘层上硅技术及生态环境简介[J]. 电子与封装, 2022, 22(6): 60501-.
ZHAO Xiaosong, GU Xiang, ZHANG Qingdong, WU Jianwei, HONG Genshen. Introduction to FullyDepleted Silicon on Insulator Technology and Its Ecosystem[J]. Electronics and Packaging, 2022, 22(6): 60501-.
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基于微流控芯片的生物传感器发展现状与展望*
杨晓君;张梦琦;任萌娜;李元岳;姚钊
微流控芯片具有样品体积小、检测成本低、检测时间短等优点，与光学传感器、电化学传感器和微波传感器结合可以构建灵敏度高、可重复、便携的检测系统。对微流控芯片在生物传感器中的最新应用进行了综述，并介绍了各种生物传感器的特性和原理，通过生物传感器和微流控芯片集成实现了对复杂样本的快速和高灵敏度检测。对未来的发展方向进行了展望，并提出了新一代生物微流控传感器发展中存在的挑战和应对问题的策略。
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杨晓君;张梦琦;任萌娜;李元岳;姚钊. 基于微流控芯片的生物传感器发展现状与展望*[J]. 电子与封装, 2022, 22(6): 60502-.
YANG Xiaojun, ZHANG Mengqi, REN Mengna,LI Yuanyue, YAO Zhao. Development and Prospect of Biosensors Based onMicrofluidic Chips[J]. Electronics and Packaging, 2022, 22(6): 60502-.
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