基于树脂封装的三维微波组件热布局研究

采用树脂封装三维微波组件是微波组件小型化、轻量化发展的一个趋势.介绍了基于树脂封装的三维组件基本结构,通过有限元热仿真分析方法,得出了大功率微波芯片(MMIC)在树脂封装中的位置布局原则.     

表面响应法在埋置型大功率多芯片微波组件热布局中的应用研究

本文将有限元模拟与基于统计试验的表面响应法（RSM）相结合,应用于特定需求的埋置型大功率多芯片微波组件热布局分析中,先通过ANSYS温度场分析,得出大功率芯片布局是影响整体温度和芯片结温的关键因素,再对一含有四个大功率芯片的微波组件模块进行了表面响应分析,得到了关于芯片坐标的线性回归方程,利用该方程可预测坐标组合下芯片的结温和进行芯片坐标的寻优。同时评价了RSM响应模型的精度,采用有限元仿真验证表明：线性回归方程的预测值与仿真值误差仅为0．0623℃,研究成果对埋置型大功率多芯片微波组件热设计具有指导意义。     

行波管阴极组件热特性模拟分析

阴极作为行波管中电子束的来源,其热特性的分析尤其重要.建立了电子枪阴极组件热状态有限元分析方程,采用ANSYS软件对电子枪阴极组件进行稳态阴极工作温度均匀性和阴极预热时间的模拟分析,为阴极组件的优化设计提供了参考,有助于阴极研制单位提高阴极的寿命和提高行波管快速反应能力等.     

微波数字控制移相器热特性的模拟研究

热设计是大功率移相器设计中必须考虑的环节,使用有限元仿真技术对对某型号移相器产品的热特性进行了模拟研究,建立了移相器热仿真模型.模拟所得最高结温与实验结果能较好吻合,验证了所用模型及方法的正确性.研究分析了不同芯片和基板粘结焊料空洞率、基板厚度以及不同基板材料和相对温升的关系,这些参数和温升定量关系,可以为移相器产品的热设计、优化参数、提高其可靠性提供理论依据.     

基于GaN功率器件的热仿真技术研究

针对大功率器件散热瓶颈问题,基于GaN功率芯片,利用有限元分析方法开展了芯片近结区热特性模拟方法的研究。建立了芯片近结区散热能力仿真评估的三维理论模型,系统地研究了不同的初始条件、边界条件、晶格热效应及结构理论假设等因素对仿真精度的影响,分析了理论建模因素对计算结果的影响的原因。同时采用红外热成像仪对不同功率下的GaN芯片结温进行测试验证,模拟计算的结果和测试值的偏差在10%之内,表明合理建模的热仿真技术可有效评估器件散热能力。     

基于ANSYS的挠性基板叠装互联组件热分析

长期使用环境中交变温度载荷引起的结构热疲劳会显著影响挠性基板叠装互联组件的结构强度和使用寿命.以挠性基板叠装互联组件为研究对象,基于ANSYS软件参数化建模方法建立了挠性基板叠装互联组件三维有限元模型,针对互联组件六种内部芯片布局方案进行了互联结构热特性分析并进行对比.然后基于正交试验方法分析了多种影响因素对互联组件热...     

微波组件和模块失效分析结果统计与分析

本文对近30例微波组件和模块失效分析结果进行了统计和分析，得到了微波组件和模块在使用中失效的主要原因、分类及其分布，为微波组件和模块的生产方和使用方提供了有价值的统计数据及分析结果。     

多芯片组件的三维温场有限元模拟与分析

针对双列直插封装的大功率MCM，建立了简化的热学模型；利用有限元数值方法，在ANSYS软件平台下，对其三维温场进行了稳态模拟和分析。模拟结果与测量值的误差为4．5％，表明设定的模型与实际情况符合较好。模拟结果表明，对于金属DIP封装的MCM，内热通路主要沿芯片背面向外壳底表面传递。     

激光二极管合束模块整体散热热阻分析

半导体激光器散热是在热源至热沉之间尽可能提供一条低的热阻通路。其主要目的是降低外热阻(即激光器芯片至散热空间的热阻),使发热激光器芯片与被冷却表面之间保持一个低的温度梯度和良好的热接触。对于接触热阻冷却方法,人们往往根据自身的研究对象,用实验方法来解决接触热阻的问题。通过对单管合束模块整体热阻逐步进行分析,通过软件模拟和结合频率红移法对激光二极管热阻进行测量,得出单管合束模块整体散热热阻小于0.25 ℃/W。此散热模块可以满足百瓦级半导体激光器的散热要求。     

微波PIN二极管倍频器研究

用理想的开关模型对反向并联PIN二极管对的输出频谱和倍频损耗进行分析,与混频二极管倍频器和变容二极管倍频器进行了比较,分析了PIN二极管的倍频机理。对微波PIN二极管倍频器进行了实验研究,得出了有益的结论。研制的S波段和C波段五倍频器倍频损耗分别达到15.4 dB和10.6 dB,而S波段的倍频源相位噪声达到—136 dBc/Hz@10 kHz,具有低噪声性能。     

射频功率模块的热性能分析

随着高密度电子组装技术的不断发展,电子设备的体积越来越小,而功率却越来越大。热功耗的显著增加将对半导体芯片的正常工作产生很大的影响。对装有功率放大器芯片的射频模块热性能进行了分析,提出了有效热控制的解决方法,为射频功率模块的可靠、稳定工作提供了保障。     

IGBT模块焊料老化状态监测方法及热网络模型优化

焊料老化是绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块内部传热能力退化和结温估计偏离的主要诱因。利用壳温与焊料老化程度间的对应规律构建了两者的量化关系,提出了焊料老化状态监测方法。采用与功率损耗无关的参数对恶化Cauer热网络(CTN)有效传热面积进行表征,提出了焊料裂纹诱导的结温低估补偿机制;考虑温度相关的异质材料导热系数及比热容参量,抑制了温升引起的材料传热特性退化影响。在此基础上,通过对传统CTN模型的优化,克服了传热路径无法自适应配置问题。仿真结果表明,所提方法可有效减小传热退化对模型计算结果的影响,实现对IGBT模块热行为动态变化的精确模拟,且结温估计结果相较传统CTN模型的更为精确。     

热分析在光电模块可靠性设计上的应用研究

元器件计数法是目前国内外针对光电模块可靠性设计的通用方法,为了改善没有成熟光电模块产品就无法有效进行可靠性预计的问题,在产品设计阶段通过运用流体仿真分析软件以XFP(10 G小型可插拔)模块为例模拟分析其在不同温度条件下的工作状态.完成了XFP模块的热分析,给出了XFP模块可靠性设计的优化办法,得到了XFP模块可靠性预...     

激光对PIN结光电二极管热破坏机理的研究

就高功率激光对ＰＩＮ结光电二极管因热效应引起的硬破坏过程进行了理论和实验研究．提出激光的热效应与伴随等离子体扩展时向外喷溅形成的冲刷效应是导致硅光二极管被破坏的主要原因。得到了Ｑ开关ＹＡＧ激光与ＰＩＮ结光电二极管器件相互作用时的热分布、最高温度表达式和对应的实验结果。     

硅铝合金在微波模块电路封装中的应用

硅铝合金以其重量轻、高热导率以及可调节热膨胀系数(CTE)的优越综合性能,在电子产品特别是微波组件中得到越来越广泛的应用.利用ANSYS软件系统地对Si50Al合金和硬铝合金进行热和结构静力分析,结果表明Si50Al合金具有更好的力学性能.通过对Si50Al合金进行热膨胀系数测试和焊接应力分析显示,Si50Al合金与Al203基陶瓷基板有较好的热匹配.机械加工、表面镀覆、元器件装联和密封实验表明,Si50Al合金完全可以替代硬铝合金、铜等作为微波组件的封装壳体和芯片载体材料,其与陶瓷基板和GaAs等半导体芯片衬底材料热膨胀匹配性好,并可成功地应用于高可靠微波模块电路的封装.     

基于LTCC技术的三维集成微波组件

低温共烧陶瓷(LTCC)技术和三维立体组装技术是实现微波组件小型化、轻量化、高性能和高可靠的有效手段.本文研究实现了基于LTCC技术的三维集成微波组件,对三维集成微波组件的立体互连结构、三维集成LTCC微波电路的垂直微波互连、微波多芯片模块(MMCM)的垂直微波互连等关键技术进行了重点阐述.研制出的三维集成微波组件的体积和重量分别比传统的二维平面LTCC集成微波组件减小40%和38%,电气性能相当.     

一种小型化高功率微波PIN二极管

通过精确控制扩散工艺和台面腐蚀工艺研制了一种小型化的高功率微波二极管.对耐微波大功率的设计、低温铅玻璃钝化、多层金属化电极系统、台面腐蚀等先进工艺技术进行了研究,样品具有耐功率大、正向电阻小、反向恢复时间短、结电容小等优点,可广泛应用于微波电调衰减器和开关等微波电路中.