毫米波射频互联金丝热超声楔焊工艺优化研究

金丝热超声楔焊是微波毫米波模块射频互联的关键手段。采用三维电磁仿真软件对毫米波频段的金丝热超声楔焊进行了建模仿真,分析了金丝跨距、拱高和角度等物理参量对驻波的影响。针对模拟仿真优化后的热超声楔焊金丝互连结构,给出了金丝热超声楔焊表面状态优化、线型控制参数优化以及键合参数优化等相应的工艺优化措施,从而达到热超声楔焊金丝性能优化的目的。     

金丝楔形键合强度的影响规律分析

金丝楔形键合是一种通过超声振动和键合力协同作用来实现芯片与电路引出互连的技术。现今,此引线键合技术是微电子封装领域最重要、应用最广泛的技术之一。引线键合互连的质量是影响红外探测器组件可靠性和可信性的重要因素。基于红外探测器组件,对金丝楔形键合强度的多维影响因素进行探究。从键合焊盘质量和金丝楔焊焊点形貌对键合强度的影响入手,开展了超声功率、键合压力及键合时间对金丝楔形键合强度的影响研究。根据金丝楔焊原理及工艺过程,选取红外探测器组件进行强度影响规律试验及分析,指导实际金丝楔焊工艺,并对最佳工艺参数下的金丝键合拉力均匀性进行探究,验证了金丝楔形键合强度工艺一致性。     

面向毫米波射频互联的超低弧金丝球焊工艺方法研究

引线键合工艺是实现毫米波射频（RF）组件互联的关键手段之一。随着毫米波子系统的快速发展,毫米波组件的工作频段越来越高,对射频通道互联金丝的拱高提出了新的要求。过高的引线弧度会使得系统驻波变大,严重影响电路的微波特性。球焊工艺由于引线热影响区的存在,难以满足射频互联中短跨距、低弧高的需求。采用弯折式超低弧弧形工艺,通过对25μm金丝热超声球焊成弧过程中各关键参数的优化试验,将热影响区折叠键合在第一焊点上,在保证引线强度的前提下,实现了300μm短跨距、80μm超低弧高的金丝互联,为球焊工艺在毫米波射频组件互联中的应用提供了实现思路。     

基于LTCC技术的毫米波键合金丝的分析与优化设计

金丝互连是实现毫米波多芯片组件的关键技术,金丝跨距和焊盘尺寸对其毫米波特性有重大影响.论文采用商业软件对LTCC互连金丝的传输特性进行建模分析,利用5阶低通滤波器模型对金丝传输结构进行改进,一方面最大化了金丝跨距和焊盘尺寸,减小了公差的影响,减轻了对工艺的要求,提高了成品率;另一方面提高了低通特性的截至频率,改善了毫米波频段传输性能,满足工程设计需要.设计中采用软件仿真结果作为训练样本得到神经网络模型,利用遗传算法对改进结构参数进行优化,缩短了设计时间.     

LTCC基板金丝热超声楔焊正交试验分析

引线键合是微组装技术中的关键工艺,广泛应用于军品和民品芯片的封装。特殊类型基板的引线键合失效问题是键合工艺研究的重要方向。低温共烧陶瓷(LTCC)电路基板在微波多芯片组件中使用广泛,相对于电镀纯金基板,该基板上金焊盘楔形键合强度对于参数设置非常敏感。文章进行了LTCC基板上金丝热超声楔焊的正交试验,在热台温度、劈刀安装长度等条件不变的情况下,分别设置第一键合点和第二键合点的超声功率、超声时间和键合力三因素水平,试验结果表明第一点超声功率和第二点超声时间对键合强度影响明显。     

毫米波多芯片组装工艺优化研究

随着毫米波系统对模块小型化集成化的需求日益增长，多芯片组装工艺技术成为毫米波模块互连的关键手段。分析了芯片组装工艺的特点，同时基于毫米波M M IC芯片组装工艺要求，通过射频互连芯片组装间隙工艺设计保证、共晶焊接钼铜载体结构优化设计以及自动点胶粘片参数优化研究，给出了相应的优化设计措施，从而达到M M IC芯片组装工艺优化的目的。     

宽带射频SiP集成工艺IP建模仿真技术及应用

宽带射频SiP中包含不同功能基板、金丝金带级联、射频类同轴互连等工艺传输单元,这些传输单元的结构要素及其工艺容差对组件的宽带性能影响较大,但在理想的射频链路仿真往往被忽略,导致实测与仿真设计值偏差较明显.针对此问题,文中通过电磁仿真优化、射频性能提参、神经网络建模及封装技术,开发了一批宽带微波集成工艺IP,并以一款宽带...     

LTCC电路基板上金丝热超声楔焊正交试验分析

进行了LTCC基板上金丝热超声楔焊的正交试验,在热台温度和劈刀安装长度等条件不变的情况下,分别设置第一键合点和第二键合点的超声功率、超声时间和键合力三因素水平,试验结果表明第一点超声功率和第二点超声时间对键合强度影响明显。     

基于田口方法的微波组件金丝键合工艺优化

为了提高微波组件金丝键合的可靠性,采用楔形金丝键合工艺进行了金丝互连,通过田口试验方法设计 和试验验证,确定了金丝键合最优化的工艺参数组合。研究结果表明：键合金丝质量的影响因素依次是超声功率、键 合压力和键合时间,优化的工艺参数组合依次为超声功率、键合压力、键合时间,优化的工艺参数组合为超声功率 15、键合压力16、键合时间50;采用优化后的工艺参数进行金丝键合操作,获得了稳定性良好的互连金丝,完全满 足混合集成微波电路金丝键合互连应用的需求。     

基于光电混合集成的四通道外调电/光转换组件

由于单片级集成技术面临开发成本高、周期长等问题,提出一种基于光电混合集成封装的四通道外调电/光转换组件.该组件利用光电混合集成技术,采用空间光学透镜耦合代替原有光纤互连方式、传输微带代替传统电缆互连方式、金丝/金带代替传统低频导线方式以及微组装工艺实现多专业裸芯片一体化气密封装代替分离组件混合装配方式,从而达到大幅度压...     

毫米波系统级封装中的基板功能化实现

阐述了毫米波系统级封装( SOP)架构中基板功能化的概念、作用及实现方法。提出了利用低温共烧陶瓷( LTCC)技术,在SOP多层陶瓷基板中一体化集成多种无源电路单元,使封装基板在作为表面贴装有源芯片载体的同时,自身具备相应的无源射频功能。最终通过设计实例的仿真、加工及测试对比,验证了在SOP架构下实现封装基板功能化的可行性,及其所具有的良好的射频滤波、层间信号互联、射频接口过渡等电气性能。     

毫米波系统级封装中的基板功能化实现

阐述了毫米波系统级封装（SOP）架构中基板功能化的概念、作用及实现方法。提出了利用低温共烧陶瓷（LTCC）技术,在SOP多层陶瓷基板中一体化集成多种无源电路单元,使封装基板在作为表面贴装有源芯片载体的同时,自身具备相应的无源射频功能。最终通过设计实例的仿真、加工及测试对比,验证了在SOP架构下实现封装基板功能化的可行性,及其所具有的良好的射频滤波、层间信号互联、射频接口过渡等电气性能。     

组装方法对微波模块VSWR的影响

电压驻波比(VSWR)作为检测微波组件最重要的指标之一,是电路设计与制造水平的综合反映,其数值的高低决定了产品的质量。微波电路作为分布参数电路而言,信号的波长远远大于电路的微带线长。信号线上入射波与反射波相互作用形成了驻波。电压驻波比是传输线上最大电压与最小电压的比值,反映了在不同条件下反射回源端的信号能量。微波组件的VSWR主要受器件参数、器件间的级联匹配和装配工艺等因素影响。文中选取了微波组件装配工艺过程中影响电压驻波比的三大主要因素:接地效果、装配间隙、互连工艺,进行系列试验,通过理论分析和对试验结果的比较分析,我们得到实现较好电压驻波比性能所需的最佳微波组件的组装方法。     

Ka波段信号链路非线性效应研究平台的设计

针对毫米波导引头的复杂电磁环境效应实验研究需求,设计并实现了一套Ka波段信号链路非线性效应研究平台。该平台由数学仿真系统和实验测试系统2部分组成,其中数学仿真系统基于SystemVue软件平台设计实现,实验测试系统基于模块化组装的思想设计实现。经测试,该平台可用于开展复杂电磁环境对典型毫米波导引头相关关键信号链路环节的影响效应研究。     

5G毫米波射频算法技术研究

5G毫米波射频系统的高频段大带宽特性,以及采用的混合赋形架构实现硬件链路,对系统射频算法方案的实现开发形成挑战,比如针对大带宽新空口基带信号的消峰算法,混合赋形架构下模拟链路的非线性校正,以及通道一致性校准等,从而对5G毫米波系统的功能实现、性能优化和节能增效产生重要影响。从5G毫米波相对低频设备的系统架构变化出发,总结分析了毫米波系统射频算法技术的性能影响因素和技术瓶颈,提出了毫米波射频算法技术发展方向建议。     

用于系统级封装的毫米波介质填充波导的研究

基于不断发展的系统级封装技术,提出了一种用于芯片间高速互连的新型可集成的物理器件:硅基毫米波介质填充波导。文中阐述了该器件的物理原理,采用建模、仿真相结合的方法对该模块进行了结构设计,利用新的设计思路结合半导体工艺解决了毫米波互连结构内部的反射、电压驻波比(VSWR)、信号耦合、准TEM-TE-准TEM转换传输问题以及毫米波互连结构阵列中信号泄露的问题,并利用半导体与MEMS加工工艺加以实现。测试结果表明宽度为680μm的单通道矩形波导,-10 d B带宽为9.8 GHz,相对带宽为12.56%;传输损耗为1 d B/cm,工作频带内相邻波导之间串扰低于-40 d B,可以形成大阵列并进行集成,从而实现芯片间数据的并行传输。     

V频段小型化集成接收前端技术

V频段小型化集成接收前端主要实现对V频段毫米波信号的低驻波、低噪声接收和产品小型化。采用多功能芯片与混合集成技术,实现了毫米波接收信道的小型化集成。引进了微带正交耦合器,构成平衡式分布放大优化射频接收端口输入驻波系数的设计思路,替换了体积笨重的波导宽带隔离器,减小了毫米波接收前端体积和重量。通过对V频段波导微带过渡探针的容错性设计,降低了V频段毫米波接收前端的组装难度,提高了接收前端的一次组装合格率。最终实现批量化V频段小型化集成接收前端射频的输入驻波系数优于1.6,噪声系数优于4.2 dB,外形尺寸(含插座)33.4 mm×30 mm×12 mm。     

采用两个级联外部调制器产生四倍频光载毫米波的光纤无线通信系统

研究了一种采用两个级联外部调制器基于光载波抑制原理产生四倍频毫米波的光纤无线通信(ROF)系统.在中心站利用电混频器产生副载波复用信号,通过第一个外部调制器产生两倍射频(RF)信号的光载毫米波信号,再通过第二个外部调制器产生四倍射频信号的光载毫米波.实验显示采用频率为10 GHz的射频信号源和2.5 Gbit/s的数据基带信号混频通过两个级联外部凋制器后产生毫米波的频率为40 GHz,并且在单模光纤中传输距离达20 km,功率代价小于2 dB.     

A RF window for broadband millimeter wave tubes

The equivalent circuit and design method for a RF window in millimeter wave band are presented. Computation and experiment show that matching band of the RF window is wider. It can be used as output window for broadband millimeter wave tubes.     

High gain AlInAs/GaInAs/InP HEMT's with individually groundedsource finger vias

High gain, millimeter wave AlInAs/GaInAs/InP HEMT's with individually grounded source finger vias have been fabricated for the first time using a high resolution Cl₂:HBr:BCl₃:Ar RIE process. For comparison of device characteristics at millimeter wave frequencies, HEMT's with end source vias were also fabricated on the same wafer. Fixtured RF characterization has revealed significant reduction in source inductance and reverse transmission in addition to higher gain on devices with individual source vias. These superior RF characteristics exhibited by the HEMT with individually grounded source finger vias illustrate the importance of the via technology for high performance InP-based millimeter wave system applications