Ako ovplyvňuje miniaturizácia komunikačného zariadenia výber diód?

一, prísne požiadavky na výkonnosť diód pri miniaturizácii
1. Zostatok medzi vysokými - Frekvenčnými charakteristikami a parazitickými parametrami
V komunikačných moduloch milimetrových vĺn zažívajú tradičné diódy významné útlčenie signálu vo frekvenčných pásmach nad 20 GHz v dôsledku prítomnosti parazitickej kapacity (CJ) a parazitickej indukčnosti (LS). Výskumný a vývojový projekt pre radar fázového poľa 60 GHz ukázal, že keď sa veľkosť obalu diódy znížila z 0402 na 0201, parazitická kapacita sa znížila z 0,3pf na 0,15pf, čím sa optimalizovala strata vloženia o 1,2 dB vo frekvenčnom bode 24 GHz. Tento výkon výkonu sa pripisuje novej technológii 3D balenia, ktorá účinne skracuje cestu prepojenia vertikálnymi stohovacími diódovými čipmi na substrátoch vrstvy viacerých -.
2. Rozpor medzi tepelným riadením a hustotou energie
Zosilňovače Power Gan čelia v procese miniaturizácie závažné tepelné výzvy. Modul s malými základňovými stanicami 28 GHz 5G používa Gan diódu 0,15 μm na kontrolu predpätia a integruje 8 amplifikačných kanálov v ploche PCB po 40 mm x 40 mm. Vložením mikro tepelného potrubia pod diódou sa teplota križovatky zníži zo 150 stupňov na 120 stupňov a schéma predpätia pulznej šírky (PWM) sa prijala na zvýšenie hustoty energie na 5 W/mm ², čo je trikrát vyššia ako v tradičnej schéme.
3. Optimalizácia spolupráce dynamického rozsahu a linearity
V komunikačnom module C -} v2x musí PIN dióda dosiahnuť dynamické ovládanie zisku v rozsahu vstupného výkonu - 110dbm na {- 20dbm. Určité nové energetické vozidlo T - box prijíma adaptívny obvod zaujatosti, ktorý skracuje čas odozvy AGC z 5 μs do 800N s monitorovaním zmien v reálnom čase v dióde pri odporu (RDS (ON)), zatiaľ čo kontroluje skreslenie intermodulácie tretieho poriadku (IMD3) nižšie -45DBC, pričom spĺňa požiadavky 3GP uvoľňovania 16. štandardu.
2, revolučný prielom v technológii balenia
1. Integrácia systému v balíku (SIP)
Určité užitočné zaťaženie satelitnej komunikácie prijíma technológiu 3D SIP, integráciu Schottských dióz, filtrov a zosilňovačov energie na keramickom substráte 8 mm × 8 mm. Vertikálne prepojenie sa dosahuje kremíkom cez otvory (TSV), čo skracuje dĺžku prepojenia medzi diódami a periférnymi zariadeniami o 80% a znižuje parazitickú indukčnosť na 0,2 NH. Táto schéma dosahuje EIRP (ekvivalentný všesmerový rádiový výkon) zvýšenie 2DB v pásme KA, pričom sa zníži objem modulu o 60%.
2. Miniaturizácia balenia na úrovni oblátok (WLP)
Pre trh s nositeľnými zariadeniami vyvinul určitý podnik ESD Protection Diode v balíku 01005 (0,4 mm × 0,2 mm). Použitím fotolitografickej technológie na priame vytvorenie spájkovacích guličiek na oblátku sa eliminujú tradičné drôtové spojenia, čím sa znižuje hrúbka obalu z 0,3 mm na 0,1 mm. Toto zariadenie dosahuje vo frekvenčnom pásme 8 GHz upínacie napätie menej ako 8 V a čas odozvy k menšiemu počtu 1NS a bolo použité na modul NFC určitej značky inteligentných hodiniek.
3. Prielom v heterogénnej technológii integrácie
V predskúne komunikácie Terahertz preukázali revolučný potenciál grafénového/nitridového heterojunkcie grafénu/gallium. Laboratórium prenieslo jeden - vrstvený grafén na substrát GAN s použitím sily van der Waals, čím tvoril nulový kontakt Bandgap Schottky. Toto zariadenie dosahuje spínací pomer viac ako 1000 vo frekvenčnom pásme 0,3thz, pričom čas odozvy sa skráti na femtosekundovú úroveň, čím poskytuje základnú súčasť pre bezpečnostné systémy základnej stanice 6G s rozlíšením 0,05 mm.
3, inovácie materiálov a modernizácia procesov
Vzostup širokých materiálov Bandgap
Diódy SIC Schottky dosahujú prielomové aplikácie v moduloch výkonových modulov základnej stanice 5G. Po použití SIC Diodes v určitom modeli - 48V/1200W DC-DC prevodníka sa prepínajúca frekvencia zvýšila zo 100 kHz na 500 kHz, hustota energie dosiahla 48 W/v ³ a účinnosť sa zlepšila na 97,5%. Jeho spätný náboj na regeneráciu (QRR) je znížený o 90% v porovnaní so zariadeniami SI, čo vedie k zníženiu šumu elektromagnetického rušenia (EMI) o 15 dB (EMI).
2. Prielomy v nových procesoch dopingu
Pomocou technológie implantácie iónov na dosiahnutie ultra plytkej križovatky (<50nm) diode manufacturing, the device can still maintain good linearity in the 0.1THz frequency band. After adopting this process, a 28GHz power amplifier optimized the ACPR (Adjacent Channel Power Ratio) by 3dB at an output power of 30dBm, while reducing the chip area from 4mm ² to 1.5mm ².
3. Aplikácia technológie 3D tlače
Určitý podnik využíva technológiu mikro nano 3D tlače na výrobu štruktúr prepojenia kovov diód, dosiahnutie technologického uzla s prielomom šírky čiary/rozstupu 1 μm. V anténnom module fázovej antény milimetrovej vlny tento proces znižuje rezistenciu na prepojenie diód na 0,5 m Ω, znižuje stratu inzercie o 0,3 dB a skracuje výrobný cyklus zo 6 týždňov na 72 hodín.
4, Konštrukcia metodológie inteligentného výberu
1. Multi fyzika v teréne Collaborative Simulation
Platforma ANSYS HFSS a Icepak So simulation Platforma hrá kľúčovú úlohu pri výbere diód. Komunikačný modul 60 GHz bol navrhnutý pomocou tejto platformy na vytvorenie modelu elektrickej tepelnej mechanickej väzby. Po optimalizácii rozloženia diódovej podložky sa deformácia spájkovacích kĺbov spôsobených tepelným napätím regulovala v rámci 0,3 μm, čím sa zabezpečila spoľahlivá prevádzka zariadenia v širokom teplotnom rozsahu -55 až 125 stupňoch.
2. Konštrukcia parametrizovanej modelovej knižnice
Určitá výrobca EDA vyvinula knižnicu modelu diódového korenia obsahujúcej viac ako 500 parametrov, ktorá pokrýva údaje, ako sú parametre S a čísla šumu pri rôznych teplotách (-40 až 175 stupňov) a podmienky zaujatosti. Pri návrhu 5G malej základnej stanice aplikácia tejto modelovej knižnice skrátila cyklus iterácie dizajnu z 10 týždňov na 4 týždne a zvýšila mieru úspešnosti jednej výroby čipov na 95%.
3. Návrh optimalizácie výroby (DFM)
Zriadiť knižnicu pravidiel DFM pre mikro diódy zabalené v 008004 (0,3 mm x 0,15 mm):
Rozstup podložky: väčšie alebo rovné 30 μm
Hrúbka oceľovej ôk: 0,06 mm ± 0,005 mm
Maximálna teplota pripájania: 240 stupňov ± 3 stupňa
Optimalizáciou parametrov tlače spájkovacej pasty sa miera zvárania prázdnoty znížila z 12% na pod 2%, čím splnila požiadavky štandardu AEC- Q101 pre automobilovú elektroniku.
https://www.trsemicon.com/transistor/isc {2bl