浅议多芯片焊接工装设计

文章以微波功率多芯片真空焊接试验用工装(2Z-6P)设计为例,阐述了工装功能构件设计思路及其关键细节。提出了依据TRIZ冲突解决原理,在明确设计的输入、输出要求的前提下,分析了工装设计的构成要素,从中梳理核心冲突要素,再寻求具有针对性的冲突要素有效解的实效方法。展示工装工程验证结果,旨在于促进精密工装设计水平提升和工程中的实际应用。     

纳米银浆低温烧结工艺及应用可靠性

为了探索纳米银浆在大功率器件组装中的应用可靠性，亟待获得纳米银浆的烧结特性和热力学性能。本文对不同烧结温度、烧结时间、升温速率、烧结方式的纳米银浆样件烧结强度，结合烧结形貌进行了系统研究，并与航天电子产品中常规的互连材料Au80Sn20焊料、Sn90.5Ag3Cu0.5焊料以及H20E导电胶的散热性进行了对比分析。研究结果表明：采用可控升温速率空气氛围的烧结方式，在200 ℃下保温90 min，银浆样件的剪切强度最高可达40 MPa。纳米银浆导热性能与Au80Sn20相当，明显高于H20E和SAC305。在经历严酷的热应力和机械应力试验后，其剪切强度保持稳定，因此纳米银浆作为高导热连接材料在宇航大功率器件组装中具有良好的应用前景。     

基于国产金锡焊料的功率芯片焊接工艺及可靠性研究

金锡焊料具有强度高、抗氧化性好、抗疲劳、蠕变性能优良等优点，在混合集成电路中得到越来越多的应用，尤其是在大功率高可靠集成电路中通过共晶焊接来降低封装热阻和提高芯片焊接可靠性。本文分析了国产金锡焊料的基础特性，基于国产金锡焊料采用手动方式进行功率芯片摩擦共晶焊接关键控制参数焊接工艺研究；对功率芯片金锡焊接宇航应用可靠性进行验证。结果表明，经历系列严苛的宇航环境热力学试验，剪切强度满足相关标准要求并保持强度稳定，显示了焊接的高可靠性。     

星载氮化镓固态功率放大器整机高可靠设计技术研究

为了满足星载应用对于固态功率放大器长寿命的应用需求，针对近年来研究较多的氮化镓（gallium nitride,GaN）固态功率放大器（solid state power amplifier,SSPA），阐述了器件存在的可靠性问题，提出了整机高可靠设计方法。首先，探讨了氮化镓器件的典型失效机理，给出了氮化镓器件在高场退化以及热退化方面的研究结果，分析了逆压电极化效应及热载流子效应引起器件退化的物理机制。其次，围绕降额设计、整机热设计以及电路稳定性设计，研究了如何针对氮化镓器件的特点实现星载固放的高可靠设计，并给出了典型的仿真及实验结果。最后，给出了典型的星载固态功率放大器空间环境模拟试验结果，产品在热真空试验、温循老炼以及高温老炼等试验过程中表现出了较高的稳定性和一致性，为氮化镓固态功率放大器的上星应用提供了有力的支撑。     

星载大功率固放组件中常用基板材料的 出气及其微波特性研究

随着星载大功率固放组件复杂度和输出功率的不断提高，因其内部材料出气而导致产品性能异常的情况时有发生。以大功率固放组件常用介质基板材料出气产生的水汽、氢气和氧气作为研究对象，研究了高功率微波信号作用下基板材料出气气体对大功率固放组件微波特性的影响；对出气的气体成分进行了定量测试试验验证，随后通过真空烘烤对基板进行除气处理；首次结合产品应用和环境试验进行了补充试验，通过增加长期和高温储存试验来模拟实际工况；试验结果表明除气措施可有效降低基板材料出气气体的含量，降幅超过79.1%；最后选取一组试验后的测试试验数据对基板除气的有效性进行了仿真验证，为星载大功率固放组件的进一步优化奠定了基础。