微波多芯片组件失效模式及质量保证研究

微波多芯片组件是空间应用必不可少的核心技术装备,其可靠性是目前研究的重点和热点。介绍了微波多芯片组件过电应力损伤、自激振荡引起的组件功能异常、氢效应导致工作电流和增益下降,以及银迁移引起绝缘电阻下降这4种主要的失效模式,对每一种失效模式的机理进行分析并提出针对性质量保证措施,例如:进行电源容限和功率过激励试验分析微波组件实际最大额定工作条件防止过电应力损伤、进行不同工作条件下的稳定性测试提前识别是否存在自激振荡风险、对管壳进行除氢处理并选用耐氢能力高的芯片降低氢效应风险、在设计阶段合理地布线并对生产过程进行控制避免银迁移的发生,旨在提高微波组件的可靠性。

星载微波组件GaAs放大芯片的失效分析

针对某星载微波组件老练试验中GaAs放大芯片失效问题,从内部目检、Ⅰ-Ⅴ特性测试、电致发光检测以及密封管壳内部气体成分检测方面进行了综合分析。问题定位于GaAs放大芯片“氢中毒”。通过试验,将微波组件金属管壳进行高温真空烘烤除氢,同时在组件中增加吸氢材料,能有效避免GaAs放大芯片“氢中毒”问题。

大尺寸微波多芯片组件微组装过程变形研究

文中针对大尺寸多通道高集成微波多芯片组件在微组装过程中的变形情况开展研究。结果表明:壳体焊接基板后,壳体底面向组件腔体方向内凹,最大变形量相当于底面厚度的6.9%;组件密封后,壳体底面向腔体内凹的程度减小,最大变形量相当于底面厚度的3.0%;精铣底面后,壳体平面度趋好,最大变形量不超过底面厚度的1.2%,满足组件安装和高效散热需求;组件机械开盖二次封盖后,壳体底面变形从向腔体内凹转变为向底面外凸,最大变形量小于底面厚度的1.5%。组件二次封盖后不再采取措施,组件安装和高效散热要求仍能得到保障。

基于正交试验的微波多芯片组件金丝键合技术

本文对金丝键合技术进行研究,从键合样品处理方法与键合工艺两方面分析了影响金丝键合质量的关键工艺参数,对金丝键合工艺进行优化,优化后的金丝键合可靠性大幅提升。微波多芯片组件是雷达等军用电子装备的核心部件,金丝键合工艺是实现微波多芯片组件电气互联的核心技术环节。微波组件中包含金丝数量庞大,金丝键合技术对于微波组件性能与可靠性有至关重要影响。

LTCC微波多芯片组件中键合互连的微波特性

键合互连是实现微波多芯片组件电气互连的关键技术 ,键合互连的拱高、跨距和金丝根数对其微波特性具有很大的影响。本文采用商用三维电磁场软件HFSS和微波电路设计软件ADS对低温共烧陶瓷微波多芯片组件中键合互连的微波特性进行建模分析和仿真优化。

三维微波多芯片组件垂直微波互联技术

三维微波多芯片组件是新一代固态有源相控阵共形天线和智能蒙皮的核心部件。文章详细介绍了实现三维微波多芯片组件最关键的小型化、低插入损耗和高可靠的垂直微波互联技术,对采用毛纽扣结构的无焊接垂直微波互联和采用环氧树脂包封的垂直微波互联、微波传输结构进行了仿真和优化,研发出相应的制作工艺,实现了三维微波多芯片组件微小型化、大工作带宽、低插入损耗和高可靠垂直微波互联。

低温共烧陶瓷微波多芯片组件

低温共烧陶瓷 (LTCC)是实现小型化、高可靠微波多芯片组件 (MMCM)的一种理想的组装技术 .本文研究采用了一种三维LTCC微波传输结构 ,并采用叠层通孔实现垂直微波互连 .利用电磁场分析软件对三维微波传输结构和垂直微波互连方式进行了模拟和优化 ,并与试验样品的测试结果进行了对比 ,两者吻合较好 .介绍了单片微波集成电路芯片测试和微波多芯片组件键合互连方法 。

红外热像技术在微波多芯片组件中的应用

探讨了红外热像技术在微波多芯片组件 (MMCM )中的应用 ,重点描述了其中微波功率芯片、调制芯片和小信号微波放大器芯片组装和互连的热设计、过热点控制、故障诊断以及工艺改进等方面的问题。本文通过红外成像的分析 ,完成了对微波多芯片组件的热设计改进 ,并取得了明显的效果。

基于LTCC腔体结构的新型微波多芯片组件研究

传统的微波多芯片组件(MMCM)金属壳体气密封装存在需要增加重量、互连线和成本等缺点.采用低温共烧陶瓷(LTCC)腔体技术为MMCM研制提供了一种实现微波互连基板和封装外壳一体化的理想解决方案.本文采用微波分析软件对微波LTCC腔体及其过渡结构进行了仿真和优化,并与LTCC腔体试验样品的测试结果进行了对比,两者吻合较好.采用微波LTCC腔体技术研制成功一个X波段T/R组件接收支路.

基于树脂包封的微波三维多芯片组件技术研究

深入分析了环氧树脂在微波频段与陶瓷单层电路进行叠层包封的可行性,研究了环氧树脂基叠层工艺对微波传输性能的影响,针对环氧树脂包封的三维模块提出了类共面波导结构的侧边垂直过渡技术,并设计了三维低噪声放大器模块来验证其在X波段工作的可行性,分析了树脂包封三维模块设计中存在的接地问题及腔体谐振问题,给出了一些解决方法。

微波多芯片组件中垂直通孔互连的研究进展

随着微波多芯片组件密度的不断提高,微波互连的不连续性成为制约其整体性能的瓶颈。从垂直互连通孔入手,介绍了垂直通孔互连的矩阵束矩量法、时域有限差分法、边基有限元法以及微波网络模型法和CAD模型法,分析了这些方法已经取得的结果,并指出了这些方法的优缺点。通过比较分析,认为时域有限差分法和边基有限元法是分析互连通孔最有优势的方法。

微波多芯片组件中键合线的参数提取和优化

为解决微波多芯片组件(Microwave Multi-Chip Module,MMCM)中键合互连线的设计问题,采用三维电磁场软件HFSS和电路设计软件Ansoft Designer对键合线的模型进行了仿真分析。根据仿真结果,提取了键合线的等效电路参数。最后建议采用增加线宽的微带线结构结合两到三根键合线,以达到优化设计的目的。

微波多芯片组件裸芯片自动贴装吸嘴设计

介绍了微波多芯片组件中常用的三类裸芯片结构、特点,并分析了每类裸芯片自动贴装的要求。针对每类裸芯片详细阐述了自动贴片吸嘴的材料选择、特点分析和设计方法,提供了一套完整的微波多芯片组件裸芯片自动贴装吸嘴设计的方法。

提高混装多芯片微波组件中键合可靠性研究

以混装多芯片微波组件作为研究对象,详细地描述和分析了该类型组件在组装过程中产生的金丝键合失效现象及原因,并针对失效问题提出了工艺改进方案。键合失效的主要原因为助焊剂的残留和溢出改变了微带板中间传输线和芯片焊片表面的可键合状态,导致了键合强度降低甚至无法键合。气相和等离子组合式清洗技术将不仅能将微带板、裸芯片和组件孔洞和缝隙中的污染物数量降低,同时还能够改善传输线和金丝焊盘的表面键合状态。工艺改进后解决了混装微波组件的键合失效问题,提高键合工艺的可靠性。

一种4 GHz瞬时带宽的6~18 GHz超宽带T/R组件设计

针对现代电子对抗设备的大瞬时带宽要求,文中设计了一种瞬时带宽4 GHz的6~18 GHz超宽带T/R组件。采用砖块式多芯片组件(Multi-Chip Module,MCM)和超宽带信号传输等技术实现了T/R组件高集成、小型化和模块化的要求。对T/R组件组成构架、收发通道指标预算、宽带信号传输特性仿真和电磁兼容性设计进行了详细描述。测试结果显示,T/R组件在12 GHz工作带宽内具有良好的性能,发射功率大于35 dBm,接收增益大于20 dB,噪声系数小于5 dB,延时总量达762 ps。

微波多芯片组件中微量导电胶分配技术探讨

文章首先介绍了微波多芯片组件两种常见的封装结构形式及导电胶自动分配技术需求,并对接触式和无接触式导电胶点胶技术进行了论述,分析了它们各自的优缺点并对各项点胶参数进行了对比。然后,阐述了计量管式接触点胶技术以及需要研究的针头漏胶、点胶间隙确定以及基板表面状态对胶滴的影响三方面内容。紧接着阐述喷射式非接触点胶技术以及需要研究的空气阻力造成的胶滴飞溅问题。最后,提出计量管式接触点胶技术最适合腔体结构微波多芯片组件自动点胶。

微波多芯片组件中的微连接

实现微波多芯片组件(MCM)电气互连的微连接技术是MCM组装的关键技术。主要介绍微连接的三种基本方式丝焊键合、凸点倒装和载带贴装,侧重介绍了各连接方式的优势和连接形式并进行了分析。

树脂封装在微波多芯片组件中的应用研究

本文深入分析了环氧树脂在微波频段与陶瓷单层电路进行叠层塑封的可行性,并研究了环氧树脂基叠层工艺对基板微波传输性能的影响,进而研究了层与层之间的垂直互连结构形式。

微波多芯片组件中互连的研究方法导引

随着多芯片组件密度的不断提高,微波互连的不连续性成为制约其整体性能的瓶颈。本文简要回顾了微波电路的发展历程,介绍了几种流行的互连技术,重点分析了通孔互连的分析方法。

微波多芯片组件自动贴片常见故障及处理

以Datacon 2200 evo多功能贴片机为例,介绍了动臂式贴片机的贴片工艺流程,探讨了自动贴片中常见的故障现象和处理方法。