基于体硅MEMS工艺的射频微系统冲击特性仿真研究

1

作者 冯政森 王辂 +4 位作者 曾燕萍 杨兵 祁冬 王志辉 张睿 《电子技术应用》 2024年第2期65-70,共6页

高过载冲击试验成本高、周期长,同时失效检测手段较少,难以定位结构薄弱点。针对体硅工艺MEMS(Micro-electromechanical System)射频微系统,采用冲击响应谱与瞬态动力学方法,研究板级与试验条件下的高冲击载荷响应。仿真结果表明,该射... 高过载冲击试验成本高、周期长,同时失效检测手段较少,难以定位结构薄弱点。针对体硅工艺MEMS(Micro-electromechanical System)射频微系统,采用冲击响应谱与瞬态动力学方法,研究板级与试验条件下的高冲击载荷响应。仿真结果表明,该射频微系统能够承受高冲击过载,仿真结果可提前预判结构失效点,提高产品抗冲击可靠性。 展开更多

关键词 体硅MEMS 射频微系统 冲击 响应谱 瞬态动力学 可靠性

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射频微系统关键技术进展及展望

2

作者 徐锐敏 王欢鹏 徐跃杭 《微波学报》 CSCD 北大核心 2023年第5期70-78,共9页

文章简单介绍了微波集成电路的发展动态,综述了以美国DARPA为代表的国内外机构在射频微系统方面的重大研究计划及其水平,简述了射频微系统在通信、雷达、相控阵等领域的代表性应用,并总结了射频微系统互连、仿真与优化和集成架构设计等... 文章简单介绍了微波集成电路的发展动态,综述了以美国DARPA为代表的国内外机构在射频微系统方面的重大研究计划及其水平,简述了射频微系统在通信、雷达、相控阵等领域的代表性应用,并总结了射频微系统互连、仿真与优化和集成架构设计等三个关键技术及其进展情况,最后对射频微系统今后的发展趋势做出了展望。 展开更多

关键词 射频微系统 三维集成互连 多物理场仿真 三维集成架构

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用于5G通信的射频微系统与天线一体化三维扇出型集成封装 被引量：2

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作者 夏晨辉 王刚 +1 位作者 王波 明雪飞 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1572-1580,共9页

本文研究了一种用于5G通信的射频微系统与天线一体化三维扇出型集成封装技术.通过在玻璃晶圆上使用双面布线工艺,实现毫米波天线阵列的制作.将TSV转接芯片与射频芯片倒装焊在玻璃晶圆上,再用树脂材料进行注塑,将玻璃晶圆与异构芯片重构... 本文研究了一种用于5G通信的射频微系统与天线一体化三维扇出型集成封装技术.通过在玻璃晶圆上使用双面布线工艺,实现毫米波天线阵列的制作.将TSV转接芯片与射频芯片倒装焊在玻璃晶圆上,再用树脂材料进行注塑,将玻璃晶圆与异构芯片重构成玻璃与树脂永久键合的晶圆.减薄树脂晶圆面漏出TSV转接芯片的铜柱,在树脂表面上完成再布线.把控制、电源管理等芯片倒装焊在再布线形成的焊盘处,植上BGA焊球形成最终封装体.利用毫米波探针台对射频传输线的损耗进行测量,结果表明,1 mm长的CPW传输线射频传输损耗在60 GHz仅为0.6 dB.在玻璃晶圆上设计了一种缝隙耦合天线,天线在59.8 GHz的工作频率最大增益达到6 dB.这为5G通信的射频微系统与天线一体化三维扇出型集成提供了一个切实可行的解决方案. 展开更多

关键词 天线封装 扇出型封装 射频微系统 5G通信 三维集成

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射频微系统冷却技术综述 被引量：6

4

作者 胡长明 魏涛 +1 位作者 钱吉裕 王锐 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2020年第3期1-11,共11页

雷达、电子战等射频电子装备向高集成度和大功率方向发展,有力牵引了射频微系统技术的进步,同时给冷却设计带来三大挑战:高面热流度、热堆叠和高体热流密度。冷却技术成为制约射频微系统应用的关键瓶颈之一。文中综述了国内外当前射频... 雷达、电子战等射频电子装备向高集成度和大功率方向发展,有力牵引了射频微系统技术的进步,同时给冷却设计带来三大挑战:高面热流度、热堆叠和高体热流密度。冷却技术成为制约射频微系统应用的关键瓶颈之一。文中综述了国内外当前射频微系统冷却技术的发展现状,传统的远程散热架构因界面多与传热路径远已难以为继,高集成度的近结冷却技术显著提升芯片散热能力;以有源相控阵雷达为例,提出了射频微系统冷却的三代技术路线,指出了射频微系统热设计的主要发展方向。 展开更多

关键词 射频微系统 冷却技术 金刚石衬底 蒸发微流体 硅基微流道 硅通孔 热-电薄膜制冷 热-电协同设计

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射频微系统集成技术体系及其发展形式研判 被引量：8

5

作者 范义晨 胡永芳 崔凯 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2020年第7期70-77,共8页

微系统三维异质异构集成技术是实现未来射频电子系统更高集成度、更高性能、更高工作频率等需求的最具前景的技术,文中对射频微系统集成技术在军民领域的应用需求及前景进行了分析,对其技术内涵及技术体系进行了系统性总结,阐释了微系... 微系统三维异质异构集成技术是实现未来射频电子系统更高集成度、更高性能、更高工作频率等需求的最具前景的技术,文中对射频微系统集成技术在军民领域的应用需求及前景进行了分析,对其技术内涵及技术体系进行了系统性总结,阐释了微系统集成技术在满足系统工程化应用情况下在设计仿真、热管理、测试、工艺和可靠性等方面所面临的新挑战及其解决方案,同时提出了射频微系统集成技术的进一步发展思路。 展开更多

关键词 射频微系统 三维异质异构集成 热管理 微系统测试技术

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射频微系统2.5D/3D封装技术发展与应用 被引量：21

6

作者 崔凯 王从香 胡永芳 《电子机械工程》 2016年第6期1-6,共6页

2.5D/3D封装技术是满足未来射频系统更高集成度、更高性能、更高工作频率需求的主要手段。文中介绍了目前微系统2.5D/3D封装技术的发展趋势及硅通孔(TSV)、微凸点/铜柱、圆片级封装等先进的高密度封装技术,并关注了2.5D/3D封装技术在射... 2.5D/3D封装技术是满足未来射频系统更高集成度、更高性能、更高工作频率需求的主要手段。文中介绍了目前微系统2.5D/3D封装技术的发展趋势及硅通孔(TSV)、微凸点/铜柱、圆片级封装等先进的高密度封装技术,并关注了2.5D/3D封装技术在射频微系统领域的应用及挑战,为射频微系统集成封装技术研究提供参考。 展开更多

关键词 2.5D/3D封装 射频微系统 硅通孔 圆片级封装 热管理

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高功率射频微系统的微泵研究进展 被引量：2

7

作者 王锐 钱吉裕 +1 位作者 魏涛 黄豪杰 《电子机械工程》 2021年第3期28-31,64,共5页

随着射频电子装备不断向高集成度和大功率方向发展,传统开式循环冷却技术已不能满足系统微型化及高热流密度散热需求,急需发展闭式循环片上冷却技术。微泵是闭式冷却系统的核心部件,而目前微流控泵的性能与射频微系统大流量、高扬程的... 随着射频电子装备不断向高集成度和大功率方向发展,传统开式循环冷却技术已不能满足系统微型化及高热流密度散热需求,急需发展闭式循环片上冷却技术。微泵是闭式冷却系统的核心部件,而目前微流控泵的性能与射频微系统大流量、高扬程的需求存在量级差异,因此亟待明确射频微系统微泵的发展方向,研制符合要求的高性能微泵,以解决射频微系统散热瓶颈,破除射频微系统性能提升的限制壁垒。 展开更多

关键词 射频微系统 高热流密度 微泵

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适用于射频微系统失效检测分析的方法

8

作者 谢书珊 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2018年第3期66-68,76,共4页

随着微组装技术的进步，尤其是加工线条精度提高带来的装配集成度的提高，并辅以芯片集成度的提高，采用微组装技术设计制造的射频微系统产品的失效分析难度越来越大。文中以塑封有机基板系统级封装为主要研究对象，对失效检测和失效机... 随着微组装技术的进步，尤其是加工线条精度提高带来的装配集成度的提高，并辅以芯片集成度的提高，采用微组装技术设计制造的射频微系统产品的失效分析难度越来越大。文中以塑封有机基板系统级封装为主要研究对象，对失效检测和失效机理做了深入讨论和总结，供设计人员参考。 展开更多

关键词 系统级封装 射频微系统 芯片 检测 失效

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硅基射频微系统三维异构集成技术 被引量：6

9

作者 郁元卫 张洪泽 +2 位作者 黄旼 朱健 张斌 《固体电子学研究与进展》 CAS 北大核心 2019年第3期F0003-F0003,共1页

南京电子器件研究所根据射频组件芯片化的发展趋势,在国内首先提出了硅基射频微系统架构,在203.2mm(8英寸)硅晶圆上,建立起了TSV射频转接板的设计/工艺能力,通过基于TSV射频转接板的三维异构集成先进工艺技术,制备出硅基首款38GHz异构... 南京电子器件研究所根据射频组件芯片化的发展趋势,在国内首先提出了硅基射频微系统架构,在203.2mm(8英寸)硅晶圆上,建立起了TSV射频转接板的设计/工艺能力,通过基于TSV射频转接板的三维异构集成先进工艺技术,制备出硅基首款38GHz异构集成收发芯片,研制出4层硅片堆叠集成的X波段硅基变频芯片,形成了1.0版本的射频微系统工艺规则和多用户流程能力。TSV尺寸(30:200)μm,可以支持4层硅片的圆片级堆叠。该工艺架构在DC-40GHz的微波性能已通过了验证。 展开更多

关键词 射频微系统 异构集成

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低功耗射频微系统时钟动态切换方法 被引量：2

10

作者 朱诗孝 章增优 《传感器与微系统》 CSCD 2018年第1期60-62,65,共4页

为满足射频微系统芯片的降低功耗要求,使国产射频微系统能够得到更为广泛的应用,提出了一种考虑低功耗的射频微系统时钟动态切换管理方法。考虑芯片功耗设计问题,利用局部位置的系统时钟的自适应动态切换,对芯片运行切入点进行了设计;... 为满足射频微系统芯片的降低功耗要求,使国产射频微系统能够得到更为广泛的应用,提出了一种考虑低功耗的射频微系统时钟动态切换管理方法。考虑芯片功耗设计问题,利用局部位置的系统时钟的自适应动态切换,对芯片运行切入点进行了设计;基于数字时钟对射频微系统的处理加速单元进行晶振替换,并对芯片时钟进行动态自适应调整,降低了芯片运行功耗;仿真分析表明:相对于实测数据,所提方法在芯片运行功耗上具有更优异的表现。 展开更多

关键词 射频微系统 低功耗 时钟 动态切换

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射频微系统集成技术 被引量：5

11

作者 单光宝 郑彦文 章圣长 《固体电子学研究与进展》 CAS 北大核心 2021年第6期405-412,共8页

射频系统在电子战及5G通讯等方面具有广阔的应用前景,在电子设备小型化趋势推动下,射频系统在不断提升性能的同时逐步缩减体积、降低成本。射频系统与三维集成技术相结合在研制高性能、微型化及低成本射频微系统方面具有巨大潜力。综述... 射频系统在电子战及5G通讯等方面具有广阔的应用前景,在电子设备小型化趋势推动下,射频系统在不断提升性能的同时逐步缩减体积、降低成本。射频系统与三维集成技术相结合在研制高性能、微型化及低成本射频微系统方面具有巨大潜力。综述了射频微系统集成技术,包括多芯片集成技术、SoC集成技术、单片异质异构集成技术及基于Chiplet的集成技术,并对各类集成技术进行了对比与讨论。最后进行了总结和展望,并给出了基于Chiplet的射频微系统优势。 展开更多

关键词 射频微系统 集成技术 三维集成 Chiplet

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面向射频微系统应用的圆片-芯片集成工艺技术研究

12

作者 刘鹏飞 张斌 +1 位作者 张洪泽 戈勤 《电子元件与材料》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期82-87,共6页

利用Au-Sn共晶合金反应实现硅基圆片-芯片(Die to Wafer)键合是一种可行的集成方案,通过优化关键实验条件改善圆片-芯片键合层质量及键合强度,探索出适合射频微系统应用的D2W集成工艺条件;使用扫描电子显微镜(SEM)观察各组圆片-芯片界... 利用Au-Sn共晶合金反应实现硅基圆片-芯片(Die to Wafer)键合是一种可行的集成方案,通过优化关键实验条件改善圆片-芯片键合层质量及键合强度,探索出适合射频微系统应用的D2W集成工艺条件;使用扫描电子显微镜(SEM)观察各组圆片-芯片界面质量状态,分析其键合层元素组成;在常温及300℃高温下完成水平推力测试,分析了键合样片键合强度和耐高温水平。结果表明:键合压力、Sn浸润时间、Au-Sn共晶合金温度及时间、芯片键合前处理等条件对键合层质量影响较大;对芯片进行前处理,使用少量助焊剂,240℃浸润2 min,并在温度为290℃、压力为4 N的条件下键合6 min,可以得到具备良好键合层质量的键合样片,水平推力达到55 N。 展开更多

关键词 圆片-芯片 射频微系统 异构集成 共晶合金 Au-Sn键合 剪切强度

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射频微系统技术发展策略研究 被引量：4

13

作者 刘德喜 张晓庆 +2 位作者 史磊 刘亚威 游月娟 《遥测遥控》 2021年第5期17-27,共11页

阐述了射频微系统在军民领域的应用情况,结合全球射频微系统研究现状,对射频微系统一系列典型技术进行了梳理和总结分析,同时根据我国射频微系统现阶段发展情况对现存问题和未来发展进行了思考。

关键词 射频微系统技术 三维异质异构集成 热管理

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基于硅基MEMS工艺的X频段三维集成射频微系统 被引量：2

14

作者 王驰 卢伊伶 +1 位作者 祝大龙 刘德喜 《遥测遥控》 2019年第3期47-51,共5页

基于硅基MEMS工艺的宽带射频收发微系统在实现武器装备小型化的过程中具有十分重要的意义。将GaAs多功能芯片、MEMS滤波器等多种工艺制成的射频器件集成到硅晶圆上,利用TSV及晶圆级键合工艺实现一个X频段的射频前端。射频前端包括收发... 基于硅基MEMS工艺的宽带射频收发微系统在实现武器装备小型化的过程中具有十分重要的意义。将GaAs多功能芯片、MEMS滤波器等多种工艺制成的射频器件集成到硅晶圆上,利用TSV及晶圆级键合工艺实现一个X频段的射频前端。射频前端包括收发两部分功能,利用它可以实现零中频变频功能及数控衰减功能。其三维结构尺寸为25mm×18mm×1mm,仅为分立器件搭建的射频前端的1/8。测试结果表明,接收部分在通带内增益大于35dB,噪声系数小于6dB,1dB压缩点大于0dBm;发射部分在通带内增益大于9dB。与分立器件搭建的X频段射频前端相比,基于硅基MEMS工艺的射频前端在输出信号IQ一致性上有很大程度的提高,且样品各性能指标符合设计预期,验证了设计的正确性和可行性。 展开更多

关键词 射频微系统 MEMS工艺 微型化

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射频异构集成微系统多层级协同仿真建模与PDK技术综述

15

作者 刘军 高爽 +2 位作者 汪曾达 王大伟 陈展飞 《微电子学与计算机》 2024年第1期11-25,共15页

作为后摩尔技术的可选路径之一,基于异构集成工艺实现的集成微系统具有高集成度、低成本、高性能等优点,引起学术界和工业界的广泛关注。异构集成微系统设计是以系统为中心的多层级协同设计,对传统以晶体管为中心的设计方法和设计流程... 作为后摩尔技术的可选路径之一,基于异构集成工艺实现的集成微系统具有高集成度、低成本、高性能等优点,引起学术界和工业界的广泛关注。异构集成微系统设计是以系统为中心的多层级协同设计,对传统以晶体管为中心的设计方法和设计流程带来新的挑战,同时对设计环境的开发带来新的要求。本文对射频集成微系统设计中所需的基础器件/结构建模方法、多工艺混合工艺设计套件(Process Design Kit,PDK)技术、以及电路-模块-系统多层级协同仿真等技术最新进展进行综述。 展开更多

关键词 异构集成射频微系统 多层级协同仿真 建模方法 多工艺混合 工艺设计套件(PDK)

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射频三维微纳集成技术 被引量：1

16

作者 朱健 郁元卫 +2 位作者 刘鹏飞 黄旼 陈辰 《固体电子学研究与进展》 CAS 北大核心 2023年第2期101-107,120,共8页

后摩尔时代,半导体技术的发展主要有延续摩尔(More Moore)和超越摩尔(More than Moore)两条路径,延续摩尔通过新材料新范式,沿着摩尔定律进一步将线宽逐渐微缩至3 nm甚至进入埃(A)量级,超越摩尔则是采用异质异构三维微纳集成的途径来满... 后摩尔时代,半导体技术的发展主要有延续摩尔(More Moore)和超越摩尔(More than Moore)两条路径,延续摩尔通过新材料新范式,沿着摩尔定律进一步将线宽逐渐微缩至3 nm甚至进入埃(A)量级,超越摩尔则是采用异质异构三维微纳集成的途径来满足下一代电子高速低功耗高性能的需求。异质异构集成可以充分利用不同材料的半导体特性使得系统性能最优化。射频三维微纳集成技术推动高频微电子从平面二维向三维技术突破,成为后摩尔时代高频微电子发展的重要途经。射频三维微纳异质异构集成技术利用硅基加工精度高、批次一致性好、可以多层立体堆叠等特点,不断推动无源器件微型化、射频模组芯片化、射频系统微型化技术发展。本文介绍了射频三维微纳技术发展趋势,并给出了国内外采用该技术开拓RF MEMS器件、RF MEMS模组以及三维射频微系统技术发展和应用案例。 展开更多

关键词 射频MEMS 射频微系统 异构集成 三维集成

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DARPA电子复兴计划中的射频三维异构集成技术 被引量：1

17

作者 曾策 高能武 《中国电子科学研究院学报》 北大核心 2023年第4期378-385,共8页

三维异构集成(3D Heterogeneous Integration,3DHI)是美国国防高级研究计划局(DARPA)电子复兴计划(ERI)中持续聚焦发展的重点领域之一。分析ERI项目中有关射频三维异构集成技术的研究进展,剖析典型射频微系统创新应用案例,解析新技术应... 三维异构集成(3D Heterogeneous Integration,3DHI)是美国国防高级研究计划局(DARPA)电子复兴计划(ERI)中持续聚焦发展的重点领域之一。分析ERI项目中有关射频三维异构集成技术的研究进展,剖析典型射频微系统创新应用案例,解析新技术应用转化动态及技术路线图。面向军事电子装备对射频系统微型化、多功能、可重构、高性能需求的挑战,梳理ERI 2.0在三维异构集成研究领域的进一步发展思路及新项目布局,提出ERI对射频微系统集成技术发展的借鉴与启示意义。 展开更多

关键词 电子复兴计划 三维异构集成 射频微系统 化合物半导体 芯粒

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基于微同轴技术的射频传输及器件设计

18

作者 王蕴玉 闵志先 马强 《集成电路应用》 2022年第8期1-3,共3页

阐述射频微系统的微同轴结构在高频段、低损耗传输中的优势。探讨微同轴的基本结构及工艺流程,加工过程中存在的厚胶光刻、金属平坦化处理中的问题,分析国内相关单位在基于微同轴结构设计的功分器、滤波器、转换结构方面取得的进展。

关键词 射频微系统 微同轴 低损耗传输 Poly Strata

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基于微系统IPD工艺的功分网络制造技术 被引量：1

19

作者 崔凯 李浩 +3 位作者 谢迪 张兆华 齐昆仑 孙毅鹏 《电子机械工程》 2021年第4期40-43,共4页

集成无源器件(Integrated Passive Device,IPD)具有高集成度、高精度、高可靠性的优势,在射频微波领域极具应用前景,但薄膜多层电路及高精度电阻制作是限制其广泛应用的关键问题。文中基于IPD技术设计制作了毫米波Wilkinson带状线功率分... 集成无源器件(Integrated Passive Device,IPD)具有高集成度、高精度、高可靠性的优势,在射频微波领域极具应用前景,但薄膜多层电路及高精度电阻制作是限制其广泛应用的关键问题。文中基于IPD技术设计制作了毫米波Wilkinson带状线功率分配/合成器,通过薄膜多层技术实现了2层苯并环丁烯(BCB)介质、3层布线的多层结构,最小线宽和线距皆为20μm。通过反应磁控溅射方法在BCB介质表面制备了50Ω/□和100Ω/□的TaN高精度薄膜电阻。片上集成的功分网络的工作频率为30-40 GHz,频带内各个端口的回波损耗为-15dB,插入损耗为(4.6±0.2)dB。该研究突破了硅基薄膜多层高密度布线技术,制作了功分器并对其进行了测试,为射频微系统无源网络一体化集成提供了有效的解决方案。 展开更多

关键词 射频微系统 集成无源器件 功分器 多层薄膜 氮化钽薄膜电阻

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多功能可重构电磁信号发射接收及处理技术 被引量：1

20

作者 陈显舟 杨旭 +4 位作者 周琪 吴翼虎 陈文兵 方海 杨锋 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期214-223,共10页

针对导航增强、通信、雷达探测、电子侦察和干扰综合多功能一体化载荷系统对硬件通用化、功能软件化和资源虚拟化的需求,实现最大限度资源复用与共享,提出了低剖面、超宽带宽角扫描、极化可重构的综合孔径技术,基于射频全链路可重构架... 针对导航增强、通信、雷达探测、电子侦察和干扰综合多功能一体化载荷系统对硬件通用化、功能软件化和资源虚拟化的需求,实现最大限度资源复用与共享,提出了低剖面、超宽带宽角扫描、极化可重构的综合孔径技术,基于射频全链路可重构架构和三维异构集成的综合射频微系统技术;基于硬件进程实现超异构计算资源灵活调度和动态管理技术。该文提出的综合多功能一体化电磁信号发射接收处理架构和关键技术,为未来分布式多域智能网联电子系统的软件化、虚拟化和智能化提供技术基础。 展开更多

关键词 异构资源虚拟化 综合射频微系统 多功能一体化 软件化可重构 超宽带综合孔径

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