Làm thế nào để thu nhỏ thiết bị truyền thông ảnh hưởng đến lựa chọn diode?

一, các yêu cầu nghiêm ngặt về hiệu suất diode trong thu nhỏ
1. Cân bằng giữa các đặc điểm tần số cao - và tham số ký sinh
Trong các mô -đun giao tiếp sóng milimet, các điốt truyền thống trải qua sự suy giảm tín hiệu đáng kể trong các dải tần số trên 20 GHz do sự hiện diện của điện dung ký sinh (CJ) và độ tự cảm ký sinh (LS). Một dự án nghiên cứu và phát triển cho một radar mảng pha 60GHz cho thấy rằng khi kích thước bao bì diode giảm từ 0402 xuống còn 0201, điện dung ký sinh giảm từ 0,3pf xuống 0,15pf, tối ưu hóa tổn thất chèn 1,2dB tại điểm tần số 24 GHz. Bước nhảy hiệu suất này được quy cho công nghệ đóng gói 3D mới, giúp rút ngắn hiệu quả đường dẫn kết nối bằng cách xếp các chip diode theo chiều dọc trên các lớp lớp đa -.
2. Mâu thuẫn giữa quản lý nhiệt và mật độ điện
Bộ khuếch đại công suất GaN phải đối mặt với những thách thức nhiệt nghiêm trọng trong quá trình thu nhỏ. Một mô -đun trạm gốc nhỏ 5G 5G sử dụng diode GaN 0,15 μ m để điều khiển thiên vị và tích hợp 8 kênh khuếch đại trong diện tích PCB là 40mm × 40mm. Bằng cách nhúng một ống nhiệt vi mô dưới diode, nhiệt độ đường nối giảm từ 150 độ xuống 120 độ và sơ đồ sai lệch điều chế độ rộng xung (PWM) được áp dụng để tăng mật độ năng lượng lên 5W/mM ², cao hơn ba lần so với sơ đồ truyền thống.
3. Tối ưu hóa hợp tác của phạm vi động và tính tuyến tính
Trong mô -đun giao tiếp C - V2x, diode pin cần đạt được điều khiển khuếch đại động trong phạm vi công suất đầu vào của - 110dbm đến - 20dbm. Một hộp năng lượng mới nhất định T - hộp áp dụng mạch thiên vị thích ứng, giúp rút ngắn thời gian phản hồi AGC từ 5 μ s xuống còn 800ns bằng cách theo dõi các thay đổi thời gian thực trong diode trên điện trở (RDS (ON)), trong khi kiểm soát các yêu cầu điều chỉnh theo tiêu chuẩn thứ ba.
2, Đột phá mang tính cách mạng trong công nghệ bao bì
1. Tích hợp hệ thống trong gói (SIP)
Một tải trọng truyền thông vệ tinh nhất định áp dụng công nghệ SIP 3D, tích hợp các điốt, bộ lọc và bộ khuếch đại công suất của Schottky trên đế gốm 8 mm × 8 mm. Kết nối dọc đạt được thông qua silicon thông qua các lỗ (TSV), rút ​​ngắn độ dài kết nối giữa điốt và thiết bị ngoại vi bằng 80% và giảm độ tự cảm ký sinh xuống 0,2nH. Sơ đồ này đạt được mức tăng EIRP (công suất bức xạ đa hướng tương đương) của 2DB trong dải KA, đồng thời giảm 60%thể tích mô -đun.
2. Thu nhỏ bao bì cấp wafer (WLP)
Đối với thị trường thiết bị đeo được, một doanh nghiệp nhất định đã phát triển một diode bảo vệ ESD trong gói 01005 (0,4mm × 0,2mm). Bằng cách sử dụng công nghệ quang học để hình thành trực tiếp các quả bóng hàn trên wafer, các bước liên kết dây truyền thống được loại bỏ, giảm độ dày bao bì từ 0,3mm xuống 0,1mm. Thiết bị này đạt được điện áp kẹp nhỏ hơn 8V và thời gian phản hồi dưới 1Ns trong dải tần 8GHz và đã được áp dụng cho mô -đun NFC của một thương hiệu đồng hồ thông minh nhất định.
3. Đột phá trong công nghệ hội nhập không đồng nhất
Trong nghiên cứu trước của truyền thông Terahertz, các điốt dị vòng graphene/gallium nitride đã cho thấy tiềm năng mang tính cách mạng. Một phòng thí nghiệm được chuyển đơn - graphene lớp lên chất nền GaN bằng cách sử dụng các lực Van der Waals, tạo thành một tiếp xúc Schottky bandgap bằng không. Thiết bị này đạt được tỷ lệ chuyển đổi trên 1000 trong dải tần số 0,3, với thời gian đáp ứng giảm xuống mức FemToSecond, cung cấp một thành phần cốt lõi cho các hệ thống kiểm tra bảo mật trạm cơ sở 6G với độ phân giải 0,05mm.
3, Đổi mới và nâng cấp quá trình vật chất
Sự gia tăng của các vật liệu bandgap rộng
Các điốt SIC Schottky đạt được các ứng dụng đột phá trong các mô -đun năng lượng trạm cơ sở 5G. Sau khi sử dụng các điốt SIC trong một mô hình nhất định của bộ chuyển đổi - 48V/1200W, tần số chuyển đổi được tăng từ 100kHz lên 500kHz, mật độ năng lượng đạt 48W/trong ³ và hiệu suất được cải thiện lên 97,5%. Phí phục hồi ngược (QRR) của nó giảm 90% so với các thiết bị SI, dẫn đến giảm 15DB nhiễu nhiễu điện từ (EMI).
2. Đột phá trong các quy trình doping mới
Bằng cách sử dụng công nghệ cấy ghép ion để đạt được ngã ba cực nông (<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. Ứng dụng công nghệ in 3D
Một doanh nghiệp nhất định sử dụng công nghệ in 3D micro nano để sản xuất các cấu trúc kết nối kim loại diode, đạt được một nút công nghệ với bước đột phá/khoảng cách dòng 1 μ m. Trong mô -đun ăng ten mảng theo từng milimet, quá trình này làm giảm điện trở liên kết diode xuống 0,5m, giảm 0,3dB mất chèn và rút ngắn chu kỳ sản xuất từ ​​6 tuần xuống còn 72 giờ.
4, Xây dựng phương pháp lựa chọn thông minh
1. Mô phỏng hợp tác lĩnh vực vật lý đa
Nền tảng mô phỏng khớp ANSYS HFSS và ICEPAK đóng vai trò chính trong lựa chọn diode. Một mô -đun giao tiếp 60GHz được thiết kế bằng cách sử dụng nền tảng này để thiết lập mô hình khớp nối cơ khí điện. Sau khi tối ưu hóa bố cục pad diode, biến dạng của các mối hàn gây ra bởi ứng suất nhiệt được kiểm soát trong 0,3 μ m, đảm bảo hoạt động đáng tin cậy của thiết bị trong phạm vi nhiệt độ rộng từ -55 đến 125 độ.
2. Xây dựng thư viện mô hình tham số hóa
Một nhà sản xuất EDA nhất định đã phát triển một thư viện mô hình gia vị diode chứa hơn 500 tham số, bao gồm các dữ liệu như tham số S và số liệu nhiễu dưới các nhiệt độ khác nhau (-40 đến 175 độ) và điều kiện sai lệch. Trong thiết kế của một trạm cơ sở nhỏ 5G, ứng dụng của thư viện mô hình này đã rút ngắn chu kỳ lặp thiết kế từ 10 tuần lên 4 tuần và tăng tỷ lệ thành công của một sản xuất chip lên 95%.
3. Thiết kế tối ưu hóa cho khả năng sản xuất (DFM)
Thiết lập thư viện quy tắc DFM cho các điốt vi mô được đóng gói trong 008004 (0,3mm × 0,15mm):
Khoảng cách pad: lớn hơn hoặc bằng 30 μ m
Độ dày lưới thép: 0,06mm ± 0,005mm
Nhiệt độ cực đại của hàn lại: 240 độ ± 3 độ
Bằng cách tối ưu hóa các tham số in dán hàn, tốc độ khoảng trống hàn đã giảm từ 12% xuống dưới 2%, đáp ứng các yêu cầu của AEC - Q101 tiêu chuẩn điện tử ô tô.
https://www.trrsemicon.com/transistor/isc/