系统级封装跨尺度互连仿真及寿命预测

摘要:系统级封装(system in package,SiP)作为后摩尔时代异构集成的关键技术,其内部多级互连结构的尺寸跨度达3个数量级,而互连尺寸的持续减小导致传统分析方法的成本与难度显著攀升. 文中旨在建立一种快速准确的 SiP器件评估方法,为器件可靠性设计提供支撑,首先对 SiP器件的互连焊点形态进行精准预测,基于该结果构建等效简化的 SiP整体模型及可控塌陷芯片互连(controlled collapsed chip connection,C4)、芯片互连(chip connection,C2)专用子模型,以降低仿真计算复杂度,随后采用子模型有限元分析方法,开展实际工况下的热循环有限元仿真,定位应力危险点并进行子模型计算,完成不同互连结构的寿命评估. 结果表明,通过有限元仿真成功定位 SiP 器件的应力危险点,子模型计算有效反映了不同互连结构的力学性能差异,经寿命对比分析最终明确了兼具可靠性与经济性的最优互连结构,同时验证了所建立的等效简化模型及子模型分析方法的准确性与高效性.创新点:(1)建立了一种SiP高密度封装器件的跨尺度等效简化模型,最大及最小结构尺寸相差3个数量级.(2)阐明了互连结构对SiP器件热循环可靠性的影响规律,并对其实际工况下的寿命进行了预测.

碳材料改性的BiOX光催化材料的研究进展

摘要:环境与能源问题严峻,人们迫切需要开发一些高效、环保、稳定的光催化剂。卤氧化铋(BiOX,X 为Cl、Br、I)因其独特的层状结构、优异的光学、电学性能而受到光催化领域的广泛关注。但BiOX存在光吸收不足、电子−空穴(electron-hole,e−−h+)快速复合、载流子浓度有限等问题而限制了它的应用。利用碳材料修饰BiOX可以极大地提升BiO X 的光催化性能。简要介绍了BiOX的结构、性质、改性方案,碳材料基本类型和性质,主要综述了近几年零维,维,二维,三维碳材料改性的BiOX光催化剂的研究进展,并分析了碳材料对BiOX光催化剂的提升机制,最后展望了碳材料改性的BiOX所面临的机遇和挑战。

有机封装基板的芯片埋置技术研究进展

摘要:有机封装基板为IC提供支持、保护和电互联,是IC封装最关键的材料之一。系统级、微型化和低成本是IC封装的趋势,将有源、无源元件埋入封装基板,可以充分利用基板内部空间,释放更多表面空间,是减小系统封装体积的重要途径,因此有机封装基板的芯片埋置技术发展迅速。主要介绍有机封装基板的埋置技术发展过程,归纳了有机基板芯片埋置工艺路线类型,着重介绍了近十年不同的芯片埋置技术方案及其应用领域。在此基础上,对有机封装基板的埋置技术研究前景进行了展望。

用于深部组织微创及无创连续监测的柔性电子器件

摘要:深部组织信号与疾病间有着强烈的相关性, 临床上对深部组织的检测诊断一般依赖于医学影像设备等大型仪器, 成本高昂且不利于长期监测。不同于笨重的大型设备, 微创及无创的柔性电子器件可以在体长期佩戴,实现深部组织信号的连续采集, 有助于疾病的早期诊断, 进行精准化、个性化治疗。在本综述中, 我们讨论了深部组织的生理、生化信号的检测机制, 重点分析器件的制备方法、关键性能指标以及数据无线传输技术。最后提出了该领域存在的挑战和可能的解决策略。

SiC基复合陶瓷力学性能和电磁性能及其一体化改性研究进展

摘要:碳化硅(SiC)作为一种介电性能优秀的电磁吸波材料,在通信、雷达、医疗等领域具有重要应用价值,尤其在国防领域对于隐身技术至关重要。SiC 虽然具有高稳定性、高强度、耐腐蚀、耐高温等优点,但也有着阻抗匹配不佳、吸波机制单一的缺点。随着科技的不断进步,对SiC 基陶瓷的性能提出了更高要求。本文综述了SiC 基陶瓷在电磁性能和力学性能改性方面的最新研究进展。特别关注了通过材料组分的精确调控、烧结工艺的优化、添加剂种类与比例的调整以及温度控制等手段,以提升SiC 基陶瓷的力学性能。本文从涂覆型和结构型陶瓷两个维度,详细介绍了SiC 基陶瓷电磁性能改性的方法,并深入探讨了合成纳米复合材料、添加多功能填料、纳米结构控制以及纳米粒子改性等策略在电磁性能和力学性能协同优化中的关键作用。这些策略不仅显著增强了材料的弯曲强度和断裂韧性,还通过电磁参数的优化,有效提高了电磁波的吸收和屏蔽效能,为电磁吸波材料在极端环境下的应用提供了新的可能性,为开发多功能一体化的SiC 基陶瓷材料提供了丰富的技术路线和应用前景。本综述旨在为SiC 基陶瓷在高性能电磁吸波材料领域的研究和应用提供坚实的理论基础和实践指导,以期推动相关材料技术的快速发展和广泛应用,有助于提升产业竞争力、国家安全和经济社会的可持续发展。

用于柔性电子器件的有机/无机薄膜封装技术研究进展

摘要:有机/无机薄膜封装技术被广泛用于有机发光二极管(OLED)、量子点显示及有机光伏等领域,是一种新型的柔性封装技术。综述近年来有机/无机薄膜封装技术的发展趋势,首先概述了传统硬质盖板封装方式与薄膜封装方式的发展及其优缺点。其次,系统地总结了有机/无机薄膜的制备方法,如原子层沉积、等离子体化学气相沉积等,详细阐述了不同制备方法的原理及其应用。再次,讨论了薄膜的微观缺陷、内应力,以及材料界面工程对有机/无机薄膜封装性能的影响,分析总结了有机/无机封装薄膜制备的技术要点,如采用基底表面预处理、引入中性层、调节层间应力等方式获得优质的封装薄膜。最后,探究了有机/无机封装薄膜的内在阻隔机理,提出气体在有机/无机薄膜中的传输方式以努森扩散为主,并总结了提高薄膜封装的策略,即延长气体扩散路径、“主动”引入阻隔基团及薄膜表面改性。提出了未来薄膜封装技术面临的问题,拟为柔性电子器件封装技术的发展提供一定参考。

三维异构集成的发展与挑战

摘要:三维异构集成技术带动着半导体技术的变革,用封装技术上的创新来突破制程工艺逼近极限带来的限制,是未来半导体行业内的关键技术。三维异构集成技术中的关键技术包括实现信号传输和互连的硅通孔/玻璃通孔技术、再布线层技术以及微凸点技术,不同关键技术相互融合、共同助力三维异构集成技术的发展。芯片间高效且可靠的通信互联推动着三维异构集成技术的发展,现阶段并行互联接口应用更为广泛。异构集成互联接口本质上并无优劣之分,应以是否满足应用需求作为判断的唯一标准。详述了三维异构集成技术在光电集成芯片及封装天线方面的最新进展。总结了目前三维异构集成发展所面临的协同设计挑战,从芯片封装设计和协同建模仿真等方面进行了概述。建议未来将机器学习、数字孪生等技术与三维异构集成封装相结合,注重系统级优化以及协同设计的发展,实现更加高效的平台预测。

碳基CMOS集成电路技术: 发展现状与未来挑战

摘要:碳纳米管凭借其优良的电学性质、准一维尺寸以及稳定的结构成为后摩尔时代最理想的半导体材料。目前碳基电子学已经取得很大进展, 例如可以在4寸晶圆上得到高半导体纯度(超过99.9999%)的密排(100~200CNTs/μm)阵列碳纳米管, 晶体管栅长可以缩至5 nm且具备超越硅基的性能, 世界首个碳基现代微处理器RV16XNANO已经问世。本文综述了近年来碳纳米管在材料、器件和集成电路方面的发展, 以及未来可能在光电、传感、显示和射频等领域的应用前景. 最后, 文章列举了碳基CMOS集成电路推向产业化的过程中面临的一系列挑战, 并对碳基技术发展路线做了进一步展望。

光/电化学驱动硫代磷酸酯类化合物的合成研究进展

摘要:硫代磷酸酯类化合物是一类含有S—P(O)键的有机磷化物, 具有重要的化学和生物学特性, 广泛应用于有机合成、药物化学和农用化学等各个领域. 因此, 开发高效、便捷地制备硫代磷酸酯的方法在磷化学研究中具有重要意义.近年来, 随着可持续化学发展的要求, 可见光和电催化有机合成作为绿色友好的策略引起了化学家们的广泛关注. 本综述介绍了光/电合成硫代磷酸酯类化合物的研究进展, 包括无金属光催化、金属光催化、染料光催化、光氧化还原和金属协同催化的新型光催化反应以及无外部金属和催化剂的电氧化反应.

LTCC封装技术研究现状与发展趋势

摘要:低温共烧陶瓷(Low Temperature Co-Fired Ceramics, LTCC)封装能将不同种类的芯片等元器件组装集成于同一封装体内以实现系统的某些功能,是实现系统小型化、集成化、多功能化和高可靠性的重要手段。总结了LTCC基板所采用的封装方式,阐述了LTCC基板的金属外壳封装、针栅阵列(Pin Grid Array, PGA)封装、焊球阵列(Ball Grid Array, BGA)封装、穿墙无引脚封装、四面引脚扁平(Quad Flat Package, QFP) 封装、无引脚片式载体(Leadless Chip Carrier, LCC)封装和三维多芯片模块(Three-Dimensional Multichip Module, 3D-MCM)封装技术的特点及研究现状。分析了LTCC基板不同类型封装中影响封装气密性和可靠性的一些关键技术因素,并对LTCC封装技术的发展趋势进行了展望。