Kuidas mõjutab kommunikatsiooniseadmete miniaturiseerimine dioodivalikut?

一, miniaturiseerimisel dioodi jõudluse ranged nõuded
1. tasakaal kõrge - sagedusomaduste ja parasiitide parameetrite vahel
Millimeetri lainekommunikatsioonimoodulites kogevad traditsioonilised dioodid olulist signaali sumbumist sagedusribades üle 20 GHz, kuna parasiitlik mahtuvus (CJ) ja parasiitlik induktiivsus (LS) on. 60 GHz etapiviisilise massiivi radari uurimis- ja arendusprojekt näitas, et kui dioodipakendi suurus vähenes 0402 -lt 0201 -le, vähenes parasiitne mahtuvus 0,3 protsendilt 0,15 pF -ni, optimeerides sisestuskaot 1,2 dB sageduspunktis 1,2 dB. See jõudlushüpe omistatakse uuele 3D -pakenditehnoloogiale, mis lühendab ühenduse tee tõhusalt, virnastades vertikaalselt dioodide kiibid multi - kihi substraatidel.
2. Vastuolu soojusjuhtimise ja võimsustiheduse vahel
GAN -i jõuvõimendid seisavad miniaturiseerimise protsessis silmitsi tõsiste termiliste väljakutsetega. 28 GHz 5G väikese tugijaama moodul kasutab eelarvamuste juhtimiseks 0,15 μm GAN -dioodi ja integreerib 8 amplifikatsioonikanali PCB -piirkonnas 40 mm × 40 mm. Mikrosoojuse toru manustamisega dioodi alla väheneb ristmike temperatuur 150 kraadilt 120 kraadi ja impulsi laiuse modulatsiooni (PWM) kallutatuse skeem võetakse vastu, et suurendada võimsustihedust 5W/mm ², mis on kolm korda suurem kui traditsiooniline skeem.
3. dünaamilise ulatuse ja lineaarsuse ühist optimeerimist
C - v2x kommunikatsioonimoodulis peab tihvtide diood saavutama dünaamilise võimenduse juhtimise - 110DBM sisendvõimsus vahemikus {- 20DBM. Teatud uus energiasõiduk T - kast võtab vastu adaptiivse kallutatuse vooluahela, mis lühendab AGC reageerimise aja 5 μ S kuni 800N-ni, jälgides reaalajas muutusi dioodis takistuses (RDS (ON)), kontrollides samal ajal kolmanda astme intermodulatsiooni moonutamist (IMD3) allpool -45-dbc, mis vastab 3GPP 16-st.
2, revolutsiooniline läbimurre pakenditehnoloogias
1. süsteemi integreerimine paketisse (SIP)
Teatud satelliitide kommunikatsioonikoormus võtab kasutusele 3D -SIP -tehnoloogia, integreerides Schottky dioodid, filtrid ja energiavõimendid 8mm × 8 mm keraamilisele substraadile. Vertikaalne ühendamine saavutatakse räni kaudu aukude (TSV) kaudu, mis lühendab dioodide ja perifeersete seadmete vahelise pikkuse 80% võrra ja vähendab parasiitide induktiivsust 0,2nh -ni. See skeem saavutab EIRP (samaväärse kõiksuunalise kiirgusvõimsuse) suurenemise 2DB -ribal, vähendades samal ajal mooduli mahtu 60%.
2. vahvli taseme pakendi miniaturiseerimine (WLP)
Kandatava seadme turu jaoks on teatud ettevõte välja töötanud ESD kaitse dioodi 01005 pakendis (0,4 mm × 0,2 mm). Kasutades vahvli jootepallide otse moodustamiseks fotolitograafia tehnoloogiat, kõrvaldatakse traditsioonilised traadi sidumisetapid, vähendades pakendi paksust 0,3 mm kuni 0,1 mm. See seade saavutab 8 GHz sagedusribal klambrispinge alla 8 V ja reageerimisaja alla 1NS ning seda on rakendatud teatava nutikate kellade kaubamärgi NFC moodulile.
3. läbimurre heterogeenses integratsioonitehnoloogias
Teraherzi kommunikatsiooni eelne uurimistöös on grafeeni/galliumnitriidi heterojunktsioonide dioodid näidanud revolutsioonilist potentsiaali. Laboratoorium kandis ühe singli - kihilise grafeeni GAN -substraadile, kasutades Van der Waalsi vägesid, moodustades nullribaga Schottky kontakti. See seade saavutab 0,3.z sagedusribas üle 1000 lülitussuhte, reageerimisaeg on vähendatud femtosekundi tasemele, pakkudes 6G tugijaama turvakontrolli süsteemide põhikomponenti eraldusvõimega 0,05 mm.
3, materiaalne uuendus ja protsesside täiendamine
Laia ribaga materjalide tõus
SIC Schottky dioodid saavutavad läbimurdelise rakenduse 5G tugijaama toitemoodulites. Pärast SIC-dioodide kasutamist {- 48V/1200W alalisvoolu muunduri teatud mudelis suurendati lülitussagedust 100 kHz-lt 500 kHz-ni, võimsustihedus ulatus 48W/³-ni ja tõhusus paranes 97,5%-ni. Selle vastupidise taastumislaengu (QRR) väheneb Si -seadmetega võrreldes 90%, mille tulemuseks on elektromagnetilise häirete (EMI) müra vähenemine 15dB.
2. läbimurded uutes dopinguprotsessides
Kasutades ioonide implantatsioonitehnoloogiat ülimadala ristmiku saavutamiseks (<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. 3D -printimistehnoloogia rakendamine
Teatud ettevõttes kasutab dioodimetalli ühendamise struktuuride valmistamiseks mikro nano 3D -printimise tehnoloogiat, saavutades tehnoloogiasõlme joonelaiuse/vahega läbimurdega 1 μm. Millimeetri lainefaasilise massiivi antennimoodulis vähendab see protsess dioodi omavahel ühendatud takistust 0,5m Ω -ni, vähendab sisestamise kadu 0,3 dB võrra ja lühendab tootmistsüklit 6 nädala jooksul 72 -le.
4, intelligentse valiku metoodika ehitamine
1. mitme füüsikavälja koostöösimulatsioon
Dioodi valimisel on võtmeroll ANSYS HFSS ja ICEPAK -i liigese simulatsiooniplatvorm. Selle platvormi abil loodi 60 GHz kommunikatsioonimoodul elektrilise termilise mehaanilise sidumismudeli loomiseks. Pärast dioodipadja paigutuse optimeerimist kontrolliti soojuspingest põhjustatud jooteühenduste deformatsiooni 0,3 μm piires, tagades seadme usaldusväärse töö laias temperatuurivahemikus -55 kraadi kuni 125 kraadi.
2. parameetrilise mudeli raamatukogu ehitamine
Teatud EDA tootja on välja töötanud dioodi vürtsimudeli teegi, mis sisaldab enam kui 500 parameetrit, mis hõlmab selliseid andmeid nagu S parameetrid ja mürakujud erinevatel temperatuuridel (-40 kraadi kuni 175 kraadi) ja eelarvamuste tingimused. 5G väikese tugijaama kujundamisel lühendas selle mudeli raamatukogu rakendamine disaini iteratsiooni tsüklit 10 nädalast 4 nädalani ja suurendas ühe kiibi tootmise edukuse määra 95%-ni.
3. Tootmise (DFM) optimeerimise disain
Asutage 008004 -sse pakendatud mikrodioodide DFM -i reegli raamatukogu (0,3 mm × 0,15 mm):
Padjavahemik: suurem või võrdne 30 μm
Terasvõrk paksus: 0,06 mm ± 0,005 mm
Röövli jootmise tipptemperatuur: 240 kraadi ± 3 kraadi
Jootepasta printimisparameetrite optimeerimisega vähendati keevituskiirust 12% -lt alla 2% -ni, mis vastab AEC - Q101 nõuetele autoelektroonika standardile.
https://www.trrsemicon.com/transistor/iscren {2} }Thyristors.