采用大芯片的高功率密度SiC功率模块设计

碳化硅SiC(silicon carbide)器件具备耐高压、低损耗和高热导率等优势,对电动汽车行业发展具有重要意义。提出一种利用大芯片封装的SiC MOSFET功率模块设计,并开展实验分析模块的电气性能;搭建仿真对仅有电特性与电特性和温度负反馈结合这2种情况下模块温度进行对比研究。仿真结果表明,在相同工作条件下,采用大芯片封装设计的SiC MOSFET功率模块导通电流能力更强,温度变化更小,电气性能有所提升。

船用电量采集模块的芯片优化设计分析

针对船用电量采集模块进行多个主要功能芯片的优化设计分析。讨论电量采集模块的应用背景,并根据电量采集模块的应用环境与技术需求,参照相应标准文件,列出环境适应性要求与具备应用兼容性的技术需求。在此基础上,针对主要功能芯片,就相应优化替代芯片与原芯片进行对比,阐述基本选型依据,并绘制芯片替代后的原理图(非原位替代),根据设计分析描述下一步计划。此次优化设计提高了船用电量采集的接口多样性,可为船用电量信息采集智能化发展打下基础。

双面散热SiC功率模块温度均匀性和开关特性评估

碳化硅MOSFET因其材料特性被广泛应用于新能源汽车的高压、高频和高功率密度场合。在考虑双面水冷散热过程,往往忽略芯片布局间距对于散热以及芯片温度均匀性的影响,未考虑芯片温度均匀性对于多芯片并联电流均匀性的影响。针对上述问题,设计一种双面水冷的封装结构,分析不同芯片布局间距对芯片温度均匀性的影响,分析不同结温及不同芯片布局对寄生参数及开关特性的影响,并针对不同芯片布局间距和不同液冷工况,采用大量仿真及响应面对比分析,验证了所提方法的有效性,为SiC功率模块封装对芯片温度均匀性及开关特性的影响提供技术方法指导和定量分析。

多芯片模块互连可靠性预测分析

为了预测多芯片模块(MCM)的互连短路和断路失效,采用ANSYS参数化设计语言(APDL)实现了由2个Si开关芯片和2个GaAs低噪声放大器芯片组成的高集成度双通道MCM的3D自动建模。对不同工作条件下的MCM进行了热传导分析。基于原子通量散度(AFD)原理,采用有限元分析(FEA)法对该MCM在不同工作温度和电压下的互连可靠性进行了分析,得到该MCM在不同工作条件下的AFD分布、温度分布,以及温度、AFD与工作电压的关系曲线。结果表明,芯片和塑封材料的温度随着工作电压的升高而增加,且该MCM的互连可靠性随着温度和工作电压的增加而显著降低。研究结果可为MCM的版图设计提供参考,以保障其互连可靠性。

芯片共晶模块高钎透率真空回流焊接工艺

芯片共晶模块是微波组件的重要组成部分,芯片共晶模块到壳体封装质量直接影响微波组件的电学性能和可靠性。采用真空回流焊接技术对芯片共晶模块进行低温焊接,通过优化压块材质、温度曲线和真空制程参数等方式,实现芯片共晶模块焊接钎透率达90%以上、单个空洞率低于5%的标准要求。

智能功率模块驱动的反激式开关电源优化设计

为了实现智能功率模块(IPM)驱动电源的高效化与低成本化,利用反激式变压器的特点,设计了一款应用于IPM驱动的隔离型多路输出反激式开关电源,对控制芯片供电电路转换时电压进行稳定性优化。仿真及实验结果表明,优化后控制芯片供电波形稳定,反激式开关电源输出在5 ms时达到稳定,误差小于2%,波纹系数小于2%。

多芯片并联功率模块低感低结温封装设计

相较于单个硅绝缘栅双极型晶体管(Si IGBT)芯片,碳化硅(SiC)芯片的载流量较小,因此对于同功率等级的功率模块,需要并联更多的芯片。然而,芯片数量的增多会增大模块失效的风险,因此需要一种低寄生电感低结温的封装设计,来提高多芯片并联SiC模块的可靠性。这里通过对多芯片布局以及垫片位置分布的研究,设计出一款低寄生电感,低结温的多芯片并联功率模块结构。最终基于实验和多物理场仿真软件COMSOL对该封装结构进行验证,实验及仿真结果表明所设计的多芯片并联SiC模块满足低感、低结温的设计目标。

应用于收发链路多模块级联的优化设计方法

为解决波束赋形芯片中子电路模块由于寄生效应而导致的级联失配问题提出了一种优化设计方法。该设计方法通过主动引入相邻器件阻抗牵引效应,并使其与级联阻抗失配相抵消从而实现阻抗“预失配”的设计方案。对“预失配”的技术原理以及设计流程进行了简要分析,并通过加工一款采用优化设计方案的4通道X/Ku波段的射频收发芯片,验证了该设计方案的可实现性与有效性。在8 GHz~18 GHz频带范围内,该芯片与基于端口驻波设计体系的原芯片相比,收发链路增益分别为6.5 dB和14 dB,提升了超过2 dB。发射链路输出功率21 dBm,发射效率为15.7%,分别提升了1 dB和9%。接收链路噪声系数为8.72 dB,降低了1.2 dB。收发链路最大移相均方根误差为5.12°和5.25°,分别下降了3.17°和1.75°。

如何通过改进IGBT模块布局来克服芯片缩小带来的热性能挑战

尺寸和功率往往看起来像是硬币的两面。当你缩小尺寸时--这是我们行业中不断强调的目标之一--你不可避免地会降低功率。但情况一定是这样吗?如果将我们的思维从芯片转移到模块设计上,就不需要抛硬币了。在IGBT模块中,芯片面积减小导致了热阻抗的增加,进而影响性能。但是,由于较小的芯片在基板上释放了更多的空间,因此有可能利用这些新的可用空间来优化模块的布局。在这篇文章中,我们将探讨如何调整模块设计来改善热性能。下篇将探讨如何改善电气性能。

如何通过改进IGBT模块布局来克服芯片缩小带来的热性能挑战

尺寸和功率往往看起来像是硬币的两面。当你缩小尺寸时-这是我们行业中不断强调的目标之--你不可避免地会降低功率。但情况一定是这样吗?如果将我们的思维从芯片转移到模块设计上,就不需要拋硬币了。在IGBT模块中,芯片面积减小导致了热阻抗的增加,进而影响性能。但是,由于较小的芯片在基板上释放了更多的空间,因此有可能利用这些新的可用空间来优化模块的布局。在这篇丈章中,我们将探讨如何调整模块设计来改善热性能。下篇将探讨如何改善电气性能。

多通道无人机电源管理芯片设计研究

基于某无人机多通道电源管理芯片的创新设计项目案例,文章详细阐述了芯片的具体设计内容,涵盖芯片架构设计、关键模块设计以及仿真验证测试等方面。在设计关键电路时,重点攻克了多通道控制干扰、多通道控制输出精度、高温环境下的性能稳定性和通信协议兼容性等技术难题。

SiP的模块化发展趋势

系统级封装(SiP)技术已广泛应用于移动设备、可穿戴设备、健康和医疗设备、人工智能(AI)、物联网(IoT)和汽车电子。SiP采用异构集成的方式,将各种芯片和元件集成到一个封装中,以实现特定功能,并具有节省电路板空间、简化布局设计和降低制造成本等优势。随着电子组件的小型化发展方向不断持续,一些SiP已经发展成为模块或系统级模块(SiM),可以直接连接并安装到器件中。回顾了SiP从多芯片模块(MCM)、多芯片封装(MCP)到高级芯粒封装和共封装光学器件(CPO)的演变。未来几年,更多的SiP将变成SiM,直接连接器件或系统。

光刻技术在多芯片模块(MCM)和高密度互连(HDI)工艺中的应用

一、引言 多芯片模块和高密度互连技术是近年来开发的新工艺、新技术。它的应用将电子技术提到了一个新的台阶。集成电路是将众多的单个器件集成在同一个芯片上,多芯片模块则是将众多的芯片集成在同一个基板上,它是集成电路的再集成。应用这种技术,新一代的电子产品将体积更小、重量更轻、性能更可靠。由于这种技术缩短了芯片和芯片之间导线的长度,所以信息处理的速度将更快。它的应用将推动电子工业的飞速发展,同时将带动其它相关工业的进步。那么什么是多芯片模块和高密度互连技术呢?这项技术对传统的半导体工艺,特别是对光刻工艺提出了什么不同的要求呢?这些问题又是如何解决的呢?本文将试着对这些问题做一回答。

多芯片模块(MCM)自测试提供真速测试方法

多芯片模块(MCM)测试是一个复杂的问题,因此开发一种正确的测试方法很重要。这需要弄清楚许多系统设计问题:费用、设计的规模、可修复性、CAD工具的可获得性、可测试性设计的层次。人们很容易在这些问题中迷失方向,但自测试提供一种解决方法。因为要把多个IC电路组装在一个小封装中是非常复杂的过程,所以多芯片模块是一种高成本的系统设计。传统的IC全功能测试仅适于比较简单的MCM。因为缺少进入这种小封装的方法,所以用板测试技术来测复杂的MCM也有困难。在很多应用中,自测试能够提供真速测试,这是由于许多MCM都包含有自测试所必须的某些处理单元。

首款国产打印机主控芯片发布

2023年11月28日,2023龙芯产品发布暨用户大会在北京举行。大会发布了打印机主控芯片龙芯2P0500、新一代通用处理器龙芯3A6000,并对外公布龙芯处理器核IP及龙芯自主指令系统架构授权计划。本次发布的打印机主控芯片龙芯2P0500,是国内首款基于自主指令系统的打印机主控芯片,采用异构大小核结构,集成多种功能模块.

集成数千原子量子比特的半导体芯片问世

美国麻省理工学院和MITRE公司展示了一个可扩展的模块化硬件平台,该平台将数千个互连的量子比特集成到定制的电路上。这种量子片上系统(QSoC:Quantum System-on-Chip)架构能精确调谐和控制密集的量子比特阵列。多个芯片可通过光网络连接起来,从而创建一个大规模的量子通信网络。研究论文发表在近期的《自然》杂志上。由金刚石色心制成的量子比特,是携带量子信息的“人造原子”。

多芯片模块的散热——高性能的MCMs的要求组装工程实现至关重要的热设计

多芯片模块(MGMs)在应用中明显加快了,MCMs 的主要课题是严重的热应力问题。因为 MCMs 封装比起常规的芯片组装在相同的空间里具有更多的集成电路(IGs),为了达到最佳的性能和可靠性要求极需有热的管理措施。