基于SiP技术的雷达信号处理微系统设计

系统级封装SiP(System in a Package)已成为后摩尔时代延续摩尔定律的主要技术路线,是未来电子装备小型化和多功能化的重要依托,在微纳电子设计和制造领域具有广阔的应用市场和发展前景。介绍了系统级封装技术的发展和应用情况,根据雷达信号处理系统芯片化、集成化、高能效、高可靠的发展需求,探讨了SiP技术在雷达信号处理系统中应用的可行性,提出了一种基于SiP技术的雷达信号处理微系统设计及实现,SiP产品比PCB板卡面积缩小60%以上。     

采用国产基片的SiP星载计算机应用分析

概述系统级封装(SiP)的组成与优势,研究采用国产基片进行SiP的设计方案,分析CPU、FPCA和FLASH进行一体化封装以及进行关键信号的传输特性仿真优化的过程,提出后期系统抗辐加固设计的措施。     

微电子封装技术及发展趋势综述

随着电子产品小型化、高集成度的发展趋势,电子产品的封装技术正逐步迈入微电子封装时代。本文对微电子封装的关键技术进行了介绍,介绍了芯片互连工艺、典型封装技术和MCM技术。同时,本文对微电子封装技术的发展趋势及应用前景进行了综述。     

利用热阻网络拓朴关系对多芯片组件热分析技术的研究

与单芯片封装相比，对多芯片组件（MCM：Multi—Chip Module）进行热分析时，由于存在多个热源，各个热源之间相互影响，使得热分析变得比较复杂。现通过几种基本的MCM类型，利用一维热阻网络拓朴关系进行了热场的计算和分析，并与有限元仿真结果进行了对比，得到结点温度与有限元仿真结果误差相差不超过10％，说明了利用热阻网络拓朴分析技术可在某种程度上应用于3D MCM组件的热学分析技术中。     

月球样品自动封装技术的可行性探讨

月球样品自动封装技术是在月表环境下,实现样品容器自动开合、密封、锁紧的技术。我国的探月工程三期和国外的月球取样任务具有明显的技术区别,所以月球样品的封装也必须符合自身的技术特点。文章通过借鉴国外成功经验和我国探月技术的特点,提出了一种月球样品封装技术方案,并对该封装技术方案的实现进行了分析,同时还考虑了月球环境因素的影响。     

集成微波光子技术的现状及其宇航应用浅析

集成微波光子技术具有小尺寸、大宽带、可调谐和低功耗等优势，在未来高通量卫星载荷技术中极具应用前景。本文围绕集成微波光子技术宇航应用的两个关键技术--集成光子技术和集成封装技术，通过分析近几年国内外的发展状况，对目前我国集成微波光子宇航应用所面临的几项挑战进行了总结与分析。     

陶瓷柱栅阵列封装器件高可靠性植柱工艺技巧

随着航天电子产品向小型化、集成化方向发展,陶瓷柱栅阵列封装器件在星载产品中的应用越来越广泛.但陶瓷柱栅阵列封装器件装联工艺却存在着焊接工艺难度大,过程难以控制等问题,各个环节控制稍有误差,极易出现单个焊点虚焊、裂纹、气孔过多等问题,导致器件无法正常使用,甚至单板报废.仅仅因为陶瓷柱栅阵列封装器件焊接问题致使整板报废,不...     

高温压力传感器无引线封装研究

针对高温压力传感器有引线封装在恶劣环境下的弊端，本文对无引线封装进行研究。首先，对无引线封装结构进行设计，并明确了适用无引线封装的高温压力敏感芯片结构；其次，研究了耐高温低应力气密封装工艺、低应力黏片工艺、无引线电气互联工艺，并实现工艺兼容。最后，将该无引线封装结构应用于高温压力敏感芯片，评估无引线封装效果。经测试，无引线封装结构漏率为10E-8 Pa·L/s，工作温度达300 ℃。本文的研究将拓展高温压力传感器应用领域，提高传感器恶劣环境的适应性及可靠性。     

一种新型深空探测样品封装技术

对样品进行真空封装是深空探测取样及返回任务中的一项核心技术,它能够成功维持样品成分原态。文章提出了一种能够符合我国深空探测任务的样品封装技术,其封装机构由复合式开合机构及火工锁紧机构组成,是一种极低漏率、高可靠的多层金属真空密封容器。通过对这种复合式开合机构和火工锁紧机构的特性方程的推导,对多层金属真空密封的材料匹配等机理的分析,确认这种新型的样品封装技术的原理是正确和可行的。最后对原理样机的性能进行了验证,结果表明:封装机构的体积小、功耗低、可靠性高,样机的密封性能良好,设计具有创新性及工程实用性。     

一种基于COTS器件的SiP微系统的抗总剂量效应加固设计与试验评估

总剂量效应是制约COTS器件空间应用的主要因素之一。为满足空间应用对电子系统高性能、小型化及抗辐射的需求,对一种基于COTS器件的SiP微系统的抗总剂量效应加固方案进行设计,采用模型分析与地面试验结合的方法对微系统的抗总剂量辐射能力进行评估。该评估方法将微系统作为设备与器件的一种结合体,先按照设备进行整体模型评估,后按照器件进行试验评估,提高了评估的效率,具有较强的工程实用价值。60Co γ射线辐照试验结果表明:加固后SiP微系统的抗总剂量能力不低于150 krad(Si),可以满足相关任务应用需要。该微系统的抗总剂量效应加固设计和总剂量效应评估方法可为相关微系统研制提供参考。     

抗辐照通用扩展SiP芯片设计

研究微小卫星综合电子系统的SiP技术实现方法。首先介绍微小卫星综合电子系统结构的组成和采用SiP技术的必要性，然后对综合电子系统进行功能模块划分，并对其通用扩展模块进行详细的SiP设计，包括抗辐照器件选型、原型验证、SiP原理图、基板管壳一体化设计、建模仿真、制造加工、实装测试验证等，通过SiP技术实现了一种星载综合电子系统中通用扩展SiP芯片产品，经过实际验证测试，在保证模块功能和性能的前提下，整体模块重量从230 g减轻到48 g，体积由180 mm?130 mm?17 mm减小到46 mm?46 mm?8 mm，很好地满足了星载功能模块小型化、轻量化设计需求。     

基于CPS协同的微系统电源信号完整性设计

裸芯片die、硅通孔TSV(Through Silicon Via)硅转接板、高温共烧陶瓷HTCC(High Temperature Co-fired Ceramics)管壳等多材质多基板立体堆叠和高密度集成的微系统封装,因空间极度有限、跨尺度立体转换的失配、电磁效应的耦合,低电压大电流电源的电源分布网络PDN(Power Distribution Network)和GHz高速信号的通道设计成为难题。贴合微系统封装尺度越来越接近芯片尺度的特点,以及微系统模块的系统应用需求,研究了基于芯片、封装、系统CPS(Chip-Package-System)协同设计仿真的方法。针对核心电源PDN的设计,采用芯片功耗模型CPM(Chip Power Model),结合TSV硅基板、HTCC管壳、PCB三级去耦电容网络的布放和协同优化,有效降低了电源纹波,保证了电源完整性。针对高速信号通道设计,基于电磁场和电路结合的仿真,将芯片电特性配置与封装互连的拓扑匹配协同优化,封装与板级应用协同优化,保证了信号完整性,且不对封装版图和工艺提出严苛要求。     

用OOP开发的一个实用测试软件模型

讨论了基于C~(++)的面向对象程序设计OOP的基本思想,如类属、封装、继承和消息传递等;介绍了用OOP开发的一个实用测试软件模型即VICTMS的主要特点(如多窗口显示和各程序相对独立等)、基本功能(如鼠标代替键盘操作,前面板控制以及数据处理等)以及具体实现方法。     

毫米波在制导中的应用

介绍国外毫米波寻的技术在反坦克导弹、空地导弹、空空导弹、巡航导弹等中的应用情况和发展过程.综述毫米波系统(毫米波雷达、双模导引头),毫米波器件(砷化镓器件和微波/毫米波集成电路),小型化和高密度封装,自动识别和并行处理的当前进展和发展方向.     

SiP陶瓷芯片水汽含量控制工艺方法研究

结合宇航级陶瓷封装芯片的特点和水汽控制要求,对SiP陶瓷封装工艺进行了研究,分析了陶瓷封装过程中产生水汽的各个因素,优化了封装生产工艺流程,增加了预烘转运过程下厂监制,保证了转运时间的工艺过程管控,通过试验验证了管控措施的有效性。     

未来20年的军用航空电子

本文对较“宝石台”系统更为先进的航空电子结构进行了探讨。讨论了在预计20年内会完善起来的几种可推广的系统标准组件、其优劣及发展趋势。列举了这种体系结构的实例。在拟定这项计划的过程中，笔者曾与工业界和政府方面数位专家会谈，有助于对未来军用电子的预测。一般结论是：①为满足目标态势显示的要求，受成本因素影响的传感器解决方案将推动大多数军用航空电子应用中航空电子设计；②用于先进系统的大部分可推广且有影响的组件是商业可用的数字和信号处理器及相关的先进的A／D变换器、数字和RF器件；③预计航空电子体系结构中每一层次的时间共享和物理综合化将不断提高，其中包括多功能EO和RF孔径、射频支持电子学以及高度综合化数字系统；④分布式高速光子转换开关将进入该结构，以实现由系列印制线路板制造的RF、IF、数字和信号处理模块连接起来的统一互联网络；⑤在封装和微电子学方面的进步将导致对液体浸入冷却以及RF数字和光子线路的三维度封装，以支持综合化孔径、数字接收机和数据信号处理器，提供所需速度和功能的综合化；⑥数字界限将更接近孔径，使IF数字接收机适于电子战和雷达系统的应用(在“宝石台”时代将达到L波段的数字接收机)，数字界限将扩展光子学的应用，使其超出数字化领域。操纵相控阵光控波束扫描、RF信号分布和外差法将得以实现。     

基于硅基MEMS三维集成技术的片式多波束发射前端

基于多波束发射前端的相控阵,具有波束灵活扫描和多目标同时通信的能力,是低轨互联网通信卫星的重要微波子系统。采用硅基MEMS三维异构集成技术,将多个微波单片集成电路MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit)和硅基MEMS功分交叉网络等无源结构一体化集成,实现了一种K频段8波束32通道瓦片式相控阵发射前端。该器件由五个硅基封装模块堆叠而成,不同封装模块之间通过植球(金球凸点及铅锡焊球)的方式互连,内部通过TSV通孔技术实现垂直互连。为展示其性能,制备了19 GHz～21 GHz频段的样件,尺寸为16.25 mm×14.25 mm×6.3 mm。经测试,单通道发射增益≥18 dB,输入输出端口驻波≤2.0,同时具备6位数控移相和5位数控衰减功能。     

大功率HIC组装封装工艺研究

简要叙述了大功率混合集成电路(HC)组装、封装过程出现的工艺技术问题及解决途径。通过制造厚膜电阻基片,背面金属化、锡焊、粗线压焊、管壳结构设计、封装等方面的研究和实验,研制出了十余种大功率混合集成电路,满足了型号任务的需要。     

灌封与胶接材料工艺的发展

灌封材料与工艺近十年来发展颇快,环氧类采用低粘度高电性能树脂,如711、616、E—39—D;固化剂采用常温下液态,工艺性好的70、80、HK—021、SYG—8401酸酐;常温固化用593、CHG—333,毒性和放热温度降低较多;增韧性固化利用PAPA、PSPA;填料用电工硅微粉;增韧勒剂用聚硫橡胶,聚醚,液态丁晴、聚氨脂预聚体等;稀释剂用501、269还有增韧性稀样剂HbY。硅橡胶类有机硅凝胶。轻质封装材料用柔嫩扒酯泡沫塑料及泡沫硅橡胶。此外还有聚氨酯弹性体、聚硫橡胶灌封料。工艺设备、检测仪器及操作工艺也均有发展。附应用实例。     

基于SIP的Ka频段高集成度有源相控阵天线设计

卫星有效载荷系统逐渐开始采用相控阵天线作为收发装置,由于卫星的体积和重量受限,星载相控阵天线必须朝小型化、轻量化方向发展。传统砖块式架构的ka频段64元相控阵天线的剖面高度约60~80mm,重量约2kg。近年来,研究人员从设计、工艺和加工等不同方向探索和研究了瓦片式的相控阵天线,期望能从设计和加工方法上减小相控阵天线体积和重量,从设计方法入手,研究了一种基于系统集成封装技术的有源相控阵天线,该天线的辐射单元材料采用微带介质板,相较于其它形式的辐射单元具有更低的剖面高度,微波射频电路被封装到低温共烧陶瓷基板内部,射频走线与辐射单元平行布局,通过高集成化设计将微波电路和天线辐射单元进行一体化组装,与传统砖块式架构的相控阵天线相比,在具有相同辐射口径的前提下,设计的天线剖面高度缩减到30mm,重量减小到1kg,工作在Ka频段,波束扫描宽度达到±60°。满足了减小相控阵天线体积和重量的要求。