Kolmemõõtmeline heterogeenne mikrosüsteemide integratsioonitehnoloogia on kõige lootustandvam tehnoloogia, mis realiseerib tulevikus raadiosageduslike elektroonikasüsteemide kõrgema integreerituse, suurema jõudluse ja kõrgema töösageduse nõudeid. See artikkel analüüsib raadiosageduslike mikrosüsteemide integratsioonitehnoloogia rakendusnõudeid ja väljavaateid nii [ja] tsiviilvaldkonnas ning võtab süstemaatiliselt kokku selle tehnilise varjundi ja tehnilise süsteemi. Selgitatakse mikrosüsteemide integratsioonitehnoloogia uusi väljakutseid ja lahendusi disaini simulatsioonis, soojushalduses, testimises, protsessis ja töökindluses ning esitatakse raadiosageduslike mikrosüsteemide integratsioonitehnoloogia edasise arendamise ideid.

Moore'i seadus on füüsilisele piirile lähedal, kuid elektrooniline infosüsteem areneb ka edaspidi suurema integreerituse, suurema jõudluse ja töösageduse suunas. Traditsioonilist integreeritud pakkimistehnoloogiat on järk-järgult raske täita uue süsteemiintegratsiooni nõudeid. Tuleviku tehnoloogia arengutrend on Moore'i seaduse jätkamine ja Moore'i seaduse ületamine ning kõrgema väärtussüsteemi – mikrosüsteemi realiseerimine läbi kolmemõõtmelise heterogeense integratsiooni. Mikrosüsteemide integratsioonitehnoloogia on peamine vahend suurema integratsiooni, suurema jõudluse ja suurema töösageduse saavutamiseks, kasutades heterogeenseid ja heterogeenseid integreerimismeetodeid mikro- ja nanoskaalal. Süsteemi miniaturiseerimise suundumuse all oleva täiustatud integreeritud pakendamistehnoloogiana on raadiosageduslike mikrosüsteemide integreerimise tehnoloogiast saanud peamine põhitehnoloogia seadmete arendamise juhtimisel ja elektroonikatehnoloogia innovatsiooni edendamisel. See on oluline tehniline platvorm, mis toetab elektrooniliste teabeseadmete võimete ümberkujundamist taju ja side valdkonnas. Samal ajal on see ka praeguste elektrooniliste infotehnoloogiauuringute üks põhitehnoloogiaid.

See artikkel analüüsib raadiosagedusliku mikrosüsteemide integreerimise tehnoloogia rakendusnõudeid ja väljavaateid [敏感词] ja tsiviilvaldkonnas, võtab süstemaatiliselt kokku selle tehnilise varjundi, käsitleb mikrosüsteemide integreerimise tehnoloogia süsteemiraamistikku kolmes aspektis: disaini simulatsioon, protsesside integreerimine ja testide kontrollimine ning uurib ja hindab tehnoloogia ees seisvaid väljakutseid ja arenguvõimalusi. Samal ajal esitatakse raadiosagedusliku mikrosüsteemide integreerimise tehnoloogia edasise arendamise ideid.

1 ülevaade RF mikrosüsteemide mikrointegratsiooni tehnoloogiast

1.1 RF-mikrosüsteemide integreerimise tehnoloogia rakendamine [jaapani keeles] ja tsiviilturul

RF-mikrosüsteem on suunatud peamiselt integreeritud RF-esiotsa ja aktiivmassiivi miniaturiseerimise, kerge kaalu ja multifunktsionaalsuse rakenduste nõuetele sellistes valdkondades nagu radar ja elektrooniline sõjapidamine ning tsiviilvaldkonnas, nagu 5G-side ja asjade internet. See kasutab mikrosüsteemide heterogeenset integreerimisprotsessi tehnoloogiat, mida esindab mikro-nanotöötlustehnoloogia, et integreerida RF-, digitaalseid, fotoelektrilisi ja energia alamsüsteeme suure tihedusega, saavutades eesmärgi vähendada oluliselt RF-süsteemi mahtu ja energiatarbimist, parandada oluliselt jõudlust ja töökindlust ning vähendada oluliselt kanali maksumust ja elutsükli kulusid. Nagu joonisel 1 näidatud, kasutatakse RF-mikrosüsteemi tehnoloogiat laialdaselt sellistes valdkondades nagu lennundus, lennundus, laevad ja relvad, aga ka tsiviilvaldkonnas, nagu infotehnoloogia, bioloogia, meditsiin, tööstuskontroll ja tarbeelektroonika.    

   

 

Joonis 1. RF-mikrosüsteemi rakendusstsenaarium [敏感词] ja tsiviilvaldkonnas.  

 

[Intelligentses] valdkonnas tuginevad tulevased relvade ja varustuse intelligentse lahingutegevuse nõuded üha enam integreeritud elektroonilistele infosüsteemidele. Uue põlvkonna radarite, side, elektroonilise sõjapidamise ja muude tipptasemel relvade ja varustuse arendamine tekitab kiireloomulise nõudluse raadiosageduslike mikrosüsteemide integreerimise järele. Raadiosageduslike mikrosüsteemide integreerimine võimaldab realiseerida funktsionaalsete moodulite või alamsüsteemide kõrget integreerimist uute ideede ja protsesside põhjal mikro- ja nanoskaalas ning seejärel realiseerida relvade ja varustuse mahu ja energiatarbimise märkimisväärset vähendamist, jõudluse ja töökindluse olulist parandamist, kanali maksumuse ja elutsükli maksumuse olulist vähendamist, multifunktsionaalsuse toetamist ja järkjärgulist intelligentseks muutumist.

Tsiviilvaldkonnas pakuvad 5g / 6G side, asjade internet, mehitamata juhtimine, terahertsi pildistamine, biomeditsiin ja muud valdkonnad RF-mikrosüsteemide integreerimiseks laia valikut rakendusnõudeid. Räni kaudu (TSV) tehnoloogia, klaasi kaudu (TGV) tehnoloogia, vahvlitasandil pakendamise (WLP) tehnoloogia, kolmemõõtmelise virnastamise ja muude kolmemõõtmeliste heterogeensete integratsioonitehnoloogiate abil integreeritakse esiotsa raadiosagedustransiiverseadmeid, andmeprotsessorseadmeid, kõrgetasemelisi sagedussalvestusseadmed ja tõhus toiteallikas, mis võivad oluliselt parandada toodete funktsioone ja vähendada seadmete ühendamise viivitust ja RF-edastuse ebakõla, realiseerida signaalide kõrgsageduslikku, lairiba- ja kiiret edastamist, et tõhusalt vähendada energiatarve ja toodete maht. Joonisel 2 on kujutatud Ericssoni ja IBMi juurutatud 5g RF-mikrosüsteemi, mis realiseerib 64 kanali suure tihedusega integreeritud integratsiooni antenn massiivi. Joonisel 3 on näidatud Singapuri A-star Research Institute'i poolt välja antud autoradari uurimistulemused. See kasutab 77 GHz autoradari tootmiseks TSV-tehnoloogiat koos uudse manustatud vahvlitasemega pakkimistehnoloogiaga.

 

 

Joonis 2 5g RF mikrosüsteem, mille on välja töötanud Ericsson / IBM  

 

Joonis 3 77 GHz radar, mis põhineb A-star Institute'i vahvlitasemel RF mikrosüsteemi paketil

1.2 RF mikrosüsteemide integreerimise tehniline tähendus

Mikrosüsteem on mikro-infosüsteem, mis põhineb mikroelektroonikal, optoelektroonikal ja mikroelektromehaanilistel süsteemidel (MEMS), mis on kombineeritud arhitektuuri ja algoritmiga ning kasutab mikro-nanosüsteemide insenerimeetodit funktsionaalsete üksuste integreerimiseks, nagu sensor, side, töötlemine, täitmine ja mikroenergia mikroenergial. nano skaala. See pole mitte ainult interdistsiplinaarsete ja interdistsiplinaarsete tehnoloogiate süvendatud integreerimise vältimatu nõue, vaid ka süsteemi juurutusmeetodite ja põhiseadmete materjalitehnoloogiaga integreerimise vältimatu tulemus. Mikrosüsteemide tehnoloogia uurimise kaudu saame realiseerida süsteemiintegratsiooni vahendite arendamist mikrokoostu integreerimisest mikro-nano heterogeense integratsioonini, integratsiooni sisu arendamist ühest funktsioonist multifunktsionaalse integratsioonini ja järk-järgult parandada suure tihedusega, ümberkonfigureeritav, adaptiivne ja autonoomne süsteem.  

 

RF Microsystemsis kasutatav kolmemõõtmeline heterogeenne integratsioonitehnoloogia on RF-mikrosüsteemide spetsiaalne tootmistehnoloogia, mis põhineb täiustatud mikro nanotootmise ja mikroühenduste pakendamise tehnoloogial ning on integreeritud erinevate kõrgtehnoloogiatega, nagu mikroelektroonika, mikrotöötlus, mikrooptika, mikroenergia ja mikrovool. . See võib realiseerida täiustatud RF-süsteemi arhitektuuri valmistamise ja jõudlust oluliselt parandada, lahendada integratsiooni kitsaskoha. RF-rakenduste valdkonnas, nagu radari massiivi integreerimine tuvastamiseks ja tuvastamiseks, lahendab mikrotöötlustehnoloogia peamiselt RF-mikrosüsteemide miniaturiseerimise, multifunktsionaalse integreerimise ja kõrge töökindluse rakendusnõuded. Selle võtmetehnoloogiate hulka kuuluvad TSV / TGV pakendamissubstraadi valmistamise tehnoloogia, multifunktsionaalne väikese kadudega kolmemõõtmeline heterogeenne integratsioonitehnoloogia, lairiba suure võimsusega kolmemõõtmeline heterogeenne integratsioonitehnoloogia jne. Samal ajal peab mikrotöötlusprotsess olema võimeline ka protsessi testimine, süsteemi testimine ja töökindluse kontrollimine. Ühest küljest leitakse protsessi defektid õigeaegselt ja optimeeritakse, et parandada mikrotöötluse saagikust; Teisest küljest testitakse RF-mikrosüsteemi jõudlust, et kontrollida ja tagada süsteemi töökindlus.

1.3 RF mikrosüsteemide integreerimise tehnoloogia süsteem

RF-mikrosüsteemide integratsioonitehnoloogia hõlmab peamiselt raadiosageduslike mikrosüsteemide kavandamist ja simuleerimist, kolmemõõtmelist heterogeenset integreerimist, RF-mikrosüsteemide integratsiooni testimist ja kontrollimist. Selle arhitektuuriskeemi jaotus on näidatud joonisel 4.  

 

Joonis 4 RF mikrosüsteemide integreerimise tehnoloogia süsteem

1) RF-mikrosüsteemi projekteerimine ja simulatsioonitehnoloogia

RF-mikrosüsteemide projekteerimine ja simulatsioon hõlmavad kolmemõõtmelist integreeritud arhitektuuri disaini ja mitme füüsilise välja liigeste simulatsiooni.

Kolmemõõtmeline integreeritud arhitektuuri disain hõlmab vooluringi mooduli jaotusdisaini, kolmemõõtmelist RF-edastusarhitektuuri disaini ja läbirääkimisvarjestuse disainitehnoloogiat. Elektromagnetiliste häirete vältimiseks teostage aktiivse ja passiivse vooluahela võrkude signaali terviklikkuse ja võimsuse terviklikkuse hindamine kolmemõõtmelises integreeritud pakendis. Lõpuks saab RF-mikrosüsteemi transiiveri kanali, toitehalduse, juhtimise ja toitejaotuse võrgu funktsionaalse disaini sisu lõpule viia. Mitme füüsilise välja ühendussimulatsioon hõlmab termomehaanilist elektrilist koostöösimulatsiooni, töökindluse hindamise simulatsiooni disaini ja nii edasi. Elektromagnetiliste, termiliste, pinge- ja muude füüsikaliste väljade ühendamise tõttu kolmemõõtmelises pakendis pärast RF-süsteemi miniaturiseerimist on tekkinud mitme füüsikalise karakteristiku segatud ühilduvusprobleem. RF-mikrosüsteem puutub kokku selliste probleemidega nagu soojuse hajumine, konstruktsiooni töökindlus, toite töökindlus ja nii edasi. Seetõttu on RF-mikrosüsteemi termilise efekti jaotuse ja soojuse hajumise kanali kujunduse realiseerimiseks ning RF-mikrosüsteemi mehaanilise, elektrilise, termilise ja elektromagnetilise ühilduvuse tervikliku disaini saavutamiseks vaja kasutada mitme füüsilise välja liigendi simulatsiooni.

2) 3D heterogeense integratsiooni tehnoloogia

(1) suure tihedusega pakendamissubstraat moodustab raadiosageduslike mikrosüsteemide integreerimise põhiraamistiku. RF-mikrosüsteemi arhitektuuris realiseeritakse RF-moodulite ja raadiosageduslike alamsüsteemide vahelise elektriühenduse, funktsionaalse integreerimise ja struktuurse toe funktsioonid. Vaja on TSV / TGV pakendamissubstraadi protsessivõimet, kiibil asuvat aktiivset integreerimisprotsessi, kiibil asuvat passiivset integreerimisprotsessi ja kiibil asuvat substraadi soojusjuhtimise protsessi. Kompleksse elektriühenduse, väikese kadudega edastuse ja RF-mikrosüsteemide suure integreerimise vajaduste rahuldamiseks peavad asjakohased mikrotöötlusprotsessi võimalused hõlmama räni-/klaasipõhist suure kuvasuhtega söövitamist, aktiivset kiibi manustamist, mitmekihilist ümberjuhtmestamist, kiibil asuvat takistusmahtuvust. Sensing (RCL) integratsioon ning muud protsessi- ja tehnilised võimalused.

(2) kolmemõõtmeline heterogeenne integratsioon pakub lahendust multifunktsionaalsete kiibiseadmete integreerimiseks RF-mikrosüsteemidesse. See vastab RF-mikrosüsteemide multifunktsionaalsete raadio- ja digitaalsete töötlemiskiipide mikrotöötlusnõuetele tänu ülikiirete, ülitäpse ja väikese võimsusega digitaalsete analooghübriidahelate ning ülikõrge sagedusega, suure võimsusega mikrolaineahju ja millimeetri töötlemisvõimalustele. laineahelad, see hõlmab selliseid põhitehnoloogiaid nagu kiire, ülitäpse ja lairiba digitaalse analoog/analoog-digitaalmuundamise (DAC / ADC) heterogeenne integreerimine, liitpooljuhtide ja ränipõhine monoliitne heterogeenne integreerimine.

(3) kolmemõõtmelise heterogeense integratsiooniprotsessi loomulik eelis on RF-mikromooduli, fotoelektrilise ülekande mikromooduli ja signaalitöötluse mikromooduli kombineerimine heterogeensel kujul, et täita multifunktsionaalse RF-mikrosüsteemi integreerimisnõudeid. Kolmemõõtmeline heterogeenne integreerimisprotsess nõuab mitut võimalust, näiteks suure konsistentsiga mikrotõmbeprotsess, ülitäpne kiibi ja vahvliga suure tihedusega mikroühendusprotsess ja vahvlitaseme kolmemõõtmeline virnastamisprotsess. RF-mikrosüsteemi kolmemõõtmelise, ülitäpse ja väikese sammuga mikrotöötluse nõuete täitmiseks on vaja võtmetähtsusega tehnilisi võimalusi, nagu sulamite ja metallide löögi ettevalmistamise tehnoloogia, ülitäpne flip chip keevitustehnoloogia ja vahvlite sidumise tehnoloogia.

3) RF-mikrosüsteemide integreerimise protsessi testimise ja kontrollimise tehnoloogia

RF-mikrosüsteem peab teostama protsesside kvaliteedi jälgimist, rikete analüüsi, vooluahela mittepurustavat testimist ja tõrkeotsingut ja iga etapi tõrkeotsingut ning peab olema võimeline mikrotöötlusprotsessi testimiseks ja kontrollimiseks, mille saab jagada kaheks osaks: mikrotöötlus. integreeritud protsesside testimine ja kontrollimine ning raadiosageduslike mikrosüsteemide elektrilise jõudluse testimine ja kontrollimine. Vastavalt raadiosagedusliku mikrosüsteemi TSV / TGV substraadi, funktsionaalse kihi vahvli ja muude komponentide elektrilise jõudluse ja materjali pingetesti nõuetele saab selle täiendavalt jagada põhitehnoloogiateks, nagu TSV / TGV pakendamisaluse elektrilise jõudluse testimise tehnoloogia, mikrotöötlusprotsessi pinge ja termilise rikke tuvastamise ja analüüsi tehnoloogia.

2 RF mikrosüsteemide integreerimise tehnoloogia

2.1 RF mikrosüsteemide integreerimise tehnoloogia eelised pakuvad võimalusi tööstuse arendamiseks

Mikrosüsteemitehnoloogial põhineva RF-integratsiooni eeliste hulka kuuluvad: väike maht, suur täpsus ja kerge kaal; Stabiilne jõudlus ja kõrge töökindlus; Madal energiatarve, kõrge tundlikkus ja töö efektiivsus; Multifunktsionaalne ja intelligentne; See soodustab masstootmist ja madalaid tootmiskulusid; Väike inerts, kõrge resonantssagedus ja lühike reaktsiooniaeg.  

 

RF-mikrosüsteemide tehnoloogia eelised võib kokku võtta sõnadega "väiksem, rohkem, tugevam ja uuem". Veelgi enam, süsteemi integreerimise skaala on arenenud ulatuslikust makro suurusest peene mikro-nano suuruseni, mis näitab, et maht, kaal ja energiatarve on oluliselt vähenenud; Rohkem viitab süsteemi funktsioonide arendamisele üksikfunktsioonilt mitmefunktsiooniliseks ja funktsiooni tihedust suurendatakse 1–2 suurusjärku; Tugevam tähendab, et süsteemi jõudlus on tugevam. Lisaks ribalaiuse ja kiiruse olulisele paranemisele areneb see ka ümberkonfigureerimise, kohandamise ja autonoomia intelligentsele tasemele; Värskendus viitab uute integreerimisvahendite kasutuselevõtule, et uued kontseptsioonid, uued süsteemid ja uued režiimid oleksid mikrosüsteemis tsentraalselt kajastatud.

Raadiosageduslike mikrosüsteemide tehnoloogia saab edendada [敏感词] ja tsiviilelektrooniliste infosüsteemide arendamist kiibi ja naha loomiseks, vastata [敏感词] relvaplatvormide ja tsiviiltoodete järgmise põlvkonna täiustatud integratsiooni nõuetele, edendada raadiosageduslike süsteemide kiipimist ja üldistamist ning vähendada arenduskulusid ja -tsüklit; funktsionaalselt edendada kogu masina digitaliseerimist, multifunktsionaalset integratsiooni ja intelligentsust ning anda alust relvasüsteemide ja tsiviilelektroonikatoodete süsteemi reformile. Aktiivselt integreerida tsiviilotstarbelist täiustatud pooljuhtide integratsioonitehnoloogiat ja standardiseeritud pakendite integratsioonitehnoloogiat, vähendada [敏感词] seadmete ja tsiviilelektroonikavahendite keerukust, lühendada arendustsüklit ja parandada hooldatavust, et muuta järgmise põlvkonna raadiosagedussüsteemi suurtootmise, kulude vähendamise ja tõhususe suurendamise visioon võimalikuks. Mikrosüsteemide tööstuse loomine ja täiustamine edendab algse tööstusahela integreerimist ning toob kaasa olulisi muutusi olemasolevate elektrooniliste infotoodete vormis ja tähenduses.

2.2. RF-mikrosüsteemide integreerimise tehnoloogia arendamise väljakutsed. RF-mikrosüsteemid on toonud kaasa murrangulisi edusamme, nagu oluliselt paranenud integratsioon, oluliselt vähenenud helitugevus, oluliselt vähenenud energiatarve ja oluliselt suurenenud toodete funktsionaalne tihedus; Süsteemitehnoloogia rakendamisel seisavad aga järgmised projekteerimise simulatsioonid, soojusjuhtimine, testimine, protsess ja töökindlus silmitsi uute väljakutsetega.  

 

2.2.1 disaini simulatsioon  

Mikrosüsteemi RF-moodul integreerib ja pakendab toiteallika, lainejuhtimise, RF- ja muud kiibid läbi suure tihedusega adapteri substraadi, et realiseerida mooduli multifunktsionaalsus, miniaturiseerimine ja kõrge töökindlus. Integratsioonitiheduse ja töösageduse paranemise tõttu toob Microsystemi toodete arhitektuurne disain kaasa palju tehnilisi väljakutseid struktuuri, protsesside ja vooluringide disainile: esiteks signaali isoleerimise ja vastastikuste häirete, toiteallika ja signaali terviklikkuse, õõnsuse efekti ja nii edasi esitama kõrgemad nõuded süsteemi paigutusele ja juhtmestikule; Teiseks tõstab kiibi soojuse tarbimise ja suuruse suurenemine ning ühenduste vahekauguse vähenemine esile materjali termilise sobitamisest tingitud termilise pinge rikke probleemi; Lõpuks, ühenduste vahekauguse vähendamine ja pordi arvu suurendamine, ülitäpne kolmemõõtmeline lamineerimine, mitme temperatuuri gradientkeevitus ja toote parandatavus esitasid protsessile ja materjalidele rangemad nõuded. Seetõttu on tootearenduse tsükli pideva tihendamise tõttu vaja Microsystemi moodulite realiseerimiseks ja insenertehniliseks rakendamiseks multidistsiplinaarset ja mitme valdkonna koostööd, nagu struktuur, telekommunikatsioon, protsesside ja termiline projekteerimine.

Praegu tuleb tüüpiliste mikrosüsteemide toodete väljatöötamisel esmalt läbi viia arhitektuuriline projekteerimine, toodete esialgne paigutus, määrata kindlaks esialgne protsessimarsruut ning lõpetada materjalide ja võtmeseadmete valik; Selle põhjal tehke vastavalt materjalide ja põhikomponentide omadustele kolmemõõtmeline virtuaalne kokkupanek, soojusmootori pingesimulatsiooni analüüs, elektromagnetilise varjestuse isoleerimine, õõnsuse efekt, signaali ja võimsuse terviklikkus, RF väljaahela simulatsiooni analüüs ja optimeerige konstruktsiooni. paigutus vastavalt simulatsiooni tulemustele; Seejärel viiakse läbi juhtmestiku projekteerimine ja substraadi simulatsioonikontroll; Lõpuks viige läbi füüsiline kontroll ning optimeerige ja viige lõpule projekteerimisskeem (nagu on näidatud joonisel 5).

 

Joonis 5 Microsystemi toodete koostööprojekt  

 

2.2.2 soojusjuhtimine  

Mikrosüsteemide integreerimise täiustumisega vähenevad märkimisväärselt maht ja energiatarve, kuid üha enam esineb termilise efekti probleemi, mis võib viia seadme jõudluse halvenemiseni ja isegi riketeni. Elektroonikasüsteemides laialdaselt kasutatavate toitekomponentide soojusvoo tihedus on suurem, samuti on rakenduskeskkond halvem ja selle soojusjuhtimine keerulisem. Ilma heade jahutusmeetmeteta ulatub kiibi temperatuur tulevikus 6000 ℃-ni. Seetõttu piirab mikrosüsteemi jõudlust lõppkokkuvõttes soojuse hajutamise võime ja selle soojushalduse tehnoloogia on kiireloomuline tehniline probleem, mis tuleb lahendada. 3D-pakendatud mikrosüsteemide jaoks on järk-järgult välja töötatud uusi soojuse hajutamise tehnoloogiaid. Tabelis 1 on näidatud viis uut soojuse haldamise tehnoloogiat ja nende omadused.

Tabel 1 Viie uue soojusjuhtimistehnoloogia võrdlus  

Ränipõhine mikrokanalite integratsioonitehnoloogia on kuum koht tõhusa soojuse hajutamise uurimisel, kus TSV-d integreeriv mikrotihvti ribi struktuur on üks tüüpilisi mikrosüsteemi tõhusa soojusjuhtimise tehnoloogiaid. See tehnoloogia teeb ränidapteri plaadis suure hulga mikrotihvti ribisid ja soojus kandub jahutusvedelikule läbi mikrotihvti ribi ümbritseva õõnsuse ülemise ja alumise pinna. Võrreldes traditsioonilise mikrokanaliga, parandab see oluliselt soojuse hajumise võimet. Samal ajal ei teosta mikronõela ribi sees tehtud TSV-massiivi mitte ainult vedeliku ülekannet, vaid tagab ka elektriliste signaalide suure tihedusega edastamise (nagu on näidatud joonisel 6). Enamikul kiibi või plaadi mikrokanalitel põhinevatel jahutussüsteemidel peab aga olema liides välismaailmaga. Selle liidese maht ja suurus võivad oluliselt ületada kiibi suurust. Neid probleeme tuleb tulevikus veel uurida ja lahendada.

 

Joonis 6 mikrotihvtiga silikoonadapteriplaat, mis integreerib TSV-d  

 

2.2.3 testimine  

RF-mikrosüsteemi toodete arendamise ja tootmise ajal on vaja kihilist testimist ja kolmemõõtmelist virnastusjärgset testimist. Joonisel 7 on kujutatud tüüpilist kolmemõõtmelise süsteemitaseme pakendi (SIP) mooduli testimisrežiimi koos RF-mikrosüsteemi omadustega. RF-mikrosüsteemi toodetel on kõrge töösagedus, väike ühenduste vahe ja palju sisend- / ekspordiporte. Hilisema normaalse kokkupanemise ja kasutamise tagamiseks on neil äärmiselt kõrged nõuded mittepurustavatele katsetele. Seetõttu esitab see suuri väljakutseid katseseadme disainile, mis väljendub järgmises neljas aspektis:

(1) kinnituskonstruktsioon peab tagama kõrged nõuded kolmekihilise joonduse täpsuse juhtimisele, sondi massiivile ja pesa asendi täpsuse kontroll;  

(2) Adapteri ja adapteri kaabli tekitatud kadu ja seisulaine eemaldamine katseprotsessis nõuab dekinnitustehnoloogia ja TRL-i kalibreerimistehnoloogia uurimist;  

(3) elastne RF pesas ja po-go väiksemate vahedega on nõutavad_ Pin, nupp jne (nagu näidatud joonisel 7 ja joonisel 8);  

 

 

Joonis 7 3D SIP pakkimismooduli test  

 

 

Joonis 8 elastse ühenduse katseliide  

 

(4) Pärast ühekihilise substraadi kokkupanemist ei ole sellel täielikke funktsioone, mistõttu on vaja kavandada katseprotsessis kinnitatud funktsionaalne vooluahel.  

Ränipõhise kolmemõõtmelise heterogeense integratsiooniga RF-mikrosüsteemil on väiksem padjade vahe (kümneid mikroneid), suurem integreeritus ja katseseadme töötlustäpsust on raske nõudeid täita. Vajalik on sonditabeli vahvlitesti tehnoloogia ja kontseptsioon. Kuna mikrosüsteemi kolmemõõtmeliste heterogeensete integratsioonitoodete mõlemal küljel on RF-sisend- / väljundpordid, ei suuda olemasolevad küpsed vahvlite testimismeetodid ikka veel nõuetele vastata, eriti millimeetri laineriba puhul, kodus pole küpset lahendust. ja välismaal. Praegu tehakse vahvlite ühepoolset testimist peamiselt sondilaual sondide ja kohandatud sondikaartide abil, nagu on näidatud joonisel 9; Mikrolainete (nt Cu sammas) vahvlitaseme sõelkatse jaoks on välismaised tootjad, nagu näiteks kaskaad, turule toonud ka püramiidmembraaniga mikrolainesondi kaardi, nagu on näidatud joonisel 10.

Joonis 9 RF-vahvelsondi stendikatse  

 

Joonis 10 diafragma sondi kaart  

 

2.2.4 protsess ja töökindlus  

Microsystemi toodete kogu elutsükli jooksul on palju probleeme ja väljakutseid, mille hulgas tuleb arvestada protsessiprobleemidega töötlemisprotsessis ja töökindluse probleemidega rakendusprotsessis. Praegu on peamisteks protsessiprobleemideks TSV saagis kolmemõõtmelises integreeritud mikrosüsteemis, vahvlite hõrenemine ja edastamine, mitmekihiline kiibi virnastamine, madala radiaaniga traadi sidumine jne. , jne.

TSV vertikaalse ühendamisega on seotud palju protsesse, sealhulgas sügavate aukude söövitamise protsess, külgseinte isolatsiooniprotsess, liimikihi ja külvikihi ettevalmistamine, TSV sügavate aukude täitmise protsess jne. See, kas iga protsess on hea või mitte, mõjutab otseselt aukude saagist. TSV. Suure tihedusega mikrosüsteemide integreerimisel kasutatakse palju TSV-sid. TSV saagise tagamine on oluline protsessiprobleem. Joonis 11 näitab suure tihedusega TSV struktuuri ja TSV defektide probleeme, mis on põhjustatud halvast TSV täitmisest.

 

Joonis 11 TSV saagis 3D-integratsioonis  

 

Harvendusprotsess on vajalik protsess mikrosüsteemi arendamiseks miniaturiseerimiseks, mis võib vähendada süsteemi mahtu Z-suunas. Kui vahvel muutub veelgi üliõhukeseks (paksus ulatub 50) μm), on sellel paindlikud omadused, mis raskendab vahvli edasist õhenemist ja tagakanali edastamist. Joonisel 12 on näidatud vahvli painduvad omadused pärast teatud paksuseni lahjendamist. Virnastamisprotsess on kogu mikrosüsteemi kolmemõõtmelise heterogeense integratsiooniprotsessi üks tuumadest ja see on ka hädavajalik protsess mikrosüsteemi suure tihedusega integratsiooni teostamiseks. Virnastamisprotsessi kaudu tuleb realiseerida mitte ainult mikrosüsteemi füüsiline fikseerimine, vaid ka suurepärane elektriline ühendus. Virnastamisprotsessi kvaliteedi tagamine on mikrosüsteemide integreerimise peamine prioriteet.

 

Joonis 12 vahvli (kiibi) harvendamine ja ülekandmine  

 

Mõned mikro-nano tootmisprotsessid nõuavad töötlemisprotsessis mikrosüsteemi töökindluse arvestamist. Eriti tänu mikrosüsteemi integreerituse ja keerukuse paranemisele on protsessi tootmisprotsess muutunud keerukamaks. Kõik protsessivood on toonud kaasa suuri väljakutseid protsessi usaldusväärsusele. Joonisel 13 on kujutatud protsessidevahelisest koostoimest põhjustatud jooteühenduse pragunemine. Samal ajal, SOC kiibi ja sip süsteemi kasvava soojustarbimisega, pakendi suuruse suurenemisega ja erinevate materjalide soojuspaisumistegurite erinevusega, toob see väljakutseid süsteemi töökindluse disainile. Joonisel 14 on näidatud pakendi termilise mittevastavuse probleem.

 

Joonis 13 protsessi usaldusväärsus  

 

Joonis 14 termilise mittevastavuse probleemi näide

3 RF mikrosüsteemide integreerimise tehnoloogia arendusideed

Pärast 2020. aastat saab mikrosüsteemide tehnoloogiast ja selle tootmisvõimsusest [敏感词] ja tsiviilturu peamine konkurentsivõime. Hiina [敏感词] ja tsiviilettevõtted peaksid mikrosüsteemide tehnoloogiat pidama peamiseks arengusuunaks ning seda pidama peamiseks konkurentsivõime allikaks ja säästva arengu jõuallikaks. Koos praeguse mikrosüsteemide tehnoloogia uurimis- ja rakendusstaatusega Hiinas on mikrosüsteemide tehnoloogia arenguideed tulevikus järgmised:  

(1) integreerida mikrosüsteemide tööstusahela soodsad ressursid, ühendada orgaaniliselt tööstus, ülikool, kodumaiste ülikoolide ja tööstussektori teadusasutuste esindatud teadusuuringud ja rakendused, luua avatud ja insenertehniline mikrosüsteemide tehnoloogiaplatvorm ning luua koostööpõhine teadus- ja arendustegevus meeskond, mis integreerib disaini, simulatsiooni, protsessi ja testimist, et moodustada mikrosüsteemi koostööl põhinev innovatsiooni arendamise muster.

(2) tugevdada Microsystemi võimsuse ehitamist, edendada olemasoleva mikrosüsteemi võimsuse jaotamist tsentraliseeritud ehitamiseks, moodustada teadus- ja arendustegevuse ning proovitootmise kiire iteratsioonivõime ning kiirendada mikrosüsteemide integratsioonitehnoloogia tehnilisi ümberkujundamisi.

(3) seada prioriteediks mikrosüsteemi tehnoloogiate väljatöötamine, mis vastavad riigi kiireloomulistele vajadustele ja suudavad lühikese aja jooksul saavutada olulisi läbimurdeid; Keskenduge mõnede oluliste industrialiseerimisväljavaadetega mikrosüsteemide tehnoloogiate uurimise edendamisele ja rahvamajanduse arengu edendamisele, ergutage mikrosüsteemide põhiuuringuid ja edendage originaalset innovatsiooni.

(4) keskenduda esindustoodete edukale arendamisele, kiirguda järk-järgult suurema tehnilise võimsusega ja tugevama jõudlusega raadiosageduslike mikrosüsteemide ja fotoelektriliste mikrosüsteemide valdkondadesse, keskenduda erinevates valdkondades levinud tehnoloogiatele, murda ükshaaval läbi kitsaskohtade tehnoloogiad ning moodustavad mikroelektroonilise teabesüsteemi mitmekülgse proovitootmise ning teadus- ja arendustegevuse võimsuse.

(5) pöörata tähelepanu põhi- ja võtmetalentide kasvatamisele, luua kvaliteetne mikrosüsteemide uurimis-, arendus- ja rakendusmeeskond ning tagada mikrosüsteemide tehnoloogia jätkusuutlik areng.

4i kokkuvõte

Mikrosüsteemide tehnoloogia on inimeste pideva püüdluse vältimatu tulemus elektrooniliste infosüsteemide miniaturiseerimise ja suure jõudluse poole alates mikroelektroonikatehnoloogia tulekust. See on rakenduste innovatsiooni ja tehnoloogilise innovatsiooni integreeritud arengu mudel. See artikkel selgitab raadiosagedusliku mikrosüsteemide integratsioonitehnoloogia rakendusnõudeid ja arengusuundi [敏感词] ja tsiviilvaldkonnas, kammib raadiosagedusliku mikrosüsteemide integratsioonitehnoloogia süsteemiraamistikku, uurib ja hindab tehnoloogia ees seisvaid väljakutseid ja arenguvõimalusi ning esitab raadiosagedusliku mikrosüsteemide integratsioonitehnoloogia edasise arendamise ideid. Mikrosüsteemide tehnoloogia innovatsioon ja areng mitte ainult ei soodusta tulevikus relvade ja varustuse õõnestavat arengut, vaid kiirendab ka tsiviilinfotööstuse suurt arenguhüpet.

"Kinghelmi" kaubamärgi registreeris algselt Golden Beacon Company. Golden beacon on GPS-i otsemüügitootja antenn ja Beidou antenn. Sellel on Beidou GPS-i navigatsiooni- ja positsioneerimistööstuses väga suur populaarsus ja maine. Teadus-, arendus- ja tootmistooteid kasutatakse laialdaselt BDS-i satelliitnavigatsioonis ja positsioneerimises, traadita sides ja muudes valdkondades. Peamiste toodete hulka kuuluvad: rj45-rj45 võrk, võrguliides pesa, RF pesa adapter, koaksiaalkaabel pesaC-tüüpi pistikHDMI-liides, C-tüüpi liides, kontaktide ja siinide paigutusSMA, FPC, FFC antenn pesa, antenn signaali edastamine veekindel pesa, HDMI liides, USB-pistik, klemmiliin, klemmiplaadi klemmiplokk, juhtmestiku klemmiplokk, RF RFID-silt, positsioneerimine ja navigeerimine antenn, suhtlemine antenn antenn ühendusliin, kummipulk antenn imemisantenn, 433 antenn liin, 4G antenn, GPS-moodul antenn, RG113, RG178, rg316, FPC painduv kaabel on sobitatud FPC pistik, Võrgukaabli liides jne. Seda kasutatakse laialdaselt lennunduses, kommunikatsioonis, [敏感词] tööstuses, instrumentide, turvalisuse, meditsiini ja muudes tööstusharudes.

Sisu pärineb võrgust/Kiire RF Baihuatan, pakub see veebisait ainult kordustrükki. Selle artikli vaadetel, seisukohtadel ja tehnoloogiatel pole selle veebisaidiga mingit pistmist. Rikkumise korral võtke meiega ühendust, et see kustutada!