刊 名:
电子元件与材料
ELECTRONIC COMPONENTS AND MATERIALS
主 办
国营第715厂
中国电子学会
中国电子元件行业协会
刊 期:月刊
出版地:成都市
语 种:中文
开 本:大16开
刊 号:

ISSN 1001-2028
CN 51-1241/TN
邮发代号:62—36
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综述与评论

  • 低温无铅钎料合金系研究进展

    黄明亮;任婧;

    随着消费类电子产品向着低功耗、多功能化、高集成度、微型化、绿色制造的方向发展,其对电子制造封装技术与工艺提出了新的要求,以应对消费类电子产品可靠性所面临的严峻挑战。首先,电子封装制造过程中表面贴装工艺(SMT)通常使用的传统Sn-Ag-Cu钎料合金回流工艺温度(240~260℃)较高,不可避免地会带来较大的热损伤、热能耗以及散热困难等问题;其次,随着器件厚度降低,要求所使用的芯片、PCB等基板更薄,这样由热膨胀系数不匹配产生的应力所引起的翘曲现象将更加显著,且在封装过程中各种焊接缺陷更易出现;此外,不耐热元器件、温度敏感器件的焊接需求逐渐增长,传统的中高温组装工艺已无法满足新型电子封装技术的需求。在SMT过程中通过使用低温无铅钎料降低工艺温度是有效解决消费类电子产品的可靠性问题的方式之一。本文对国内外低温无铅钎料合金的发展进行了总结,详细介绍了Sn-Zn基、In基、Sn-Bi基三类不同低温无铅钎料合金的发展及研究现状,阐明了三类钎料合金在不同领域应用的优缺点,分析了未来低温组装的研发方向和实现途径。

    2020年10期 v.39;No.344 1-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 712K]
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  • 微电子封装焊点疲劳失效研究综述

    黄姣英;曹阳;高成;

    微电子封装具有微型化、高密度、低成本和良好的电气性能的特点,焊点负责内部芯片与电路板间的电气和机械连接。由于生产设计过程中产生的缺陷或经受温度变化、振动和冲击等环境载荷,焊点易发生失效。本文总结了焊点常见的疲劳失效原因,X射线、染色分析等失效分析技术可以实现失效焊点的精准定位,便于分析失效原因。随后,总结了焊点疲劳寿命预测模型的应用和研究现状,比较了各模型优缺点及适用范围,可为微电子封装的可靠性分析与评估提供理论指导。

    2020年10期 v.39;No.344 11-16+24页 [查看摘要][在线阅读][下载 385K]
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  • 连续波雷达微带天线收发隔离技术综述

    韩壮志;吴玉柱;梁梦涛;马月红;李小民;

    发射机信号泄露严重制约连续波雷达探测性能的提高。微带天线广泛应用于微小型连续波雷达,其收发天线隔离性能是制约微小型连续波雷达探测能力的关键。本文分析了连续波雷达系统中发射机信号泄露抑制技术,包括收发通道对消、信号处理以及天线隔离技术,指出目前微带天线收发隔离主要采用空间隔离技术来实现,包括空间波隔离和表面波隔离两类。并对空间波隔离和表面波隔离技术的原理、特点和应用进行了详细分析。最后指出,当前增加收发隔离的主要目标是提高灵敏度,并结合目前的研究状况展望了未来增大收发天线隔离度的研究方向。

    2020年10期 v.39;No.344 17-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 790K]
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  • Ni-Mn-O系NTC热敏电阻研究进展

    汪洋;

    NTC热敏电阻目前在测温、控温、补偿、浪涌抑制等方面得到广泛应用。Ni-Mn-O材料体系,作为NTC热敏电阻配方设计的最基本的母体材料,已被广泛用于目前的工业生产中。本文综述了Ni-Mn-O体系NTC热敏陶瓷的晶体结构,介绍了该类陶瓷的导电机理,重点阐述该体系NTC热敏陶瓷的掺杂研究进展,为NTC热敏陶瓷的配方设计提供一定的理论指导。

    2020年10期 v.39;No.344 25-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 879K]
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研究与试制

  • Al_2O_3包覆优化LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2正极材料性能研究

    宋世湃;黄楷;张晓琨;向勇;

    通过原子层沉积工艺实现LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2颗粒表面的Al_2O_3包覆修饰,有效抑制了高镍三元正极材料与电解液的界面副反应,提升了其长循环稳定性。针对较厚的Al_2O_3包覆层可能阻碍锂离子传输动力学,影响正极材料倍率性能的问题,通过控制原子层沉积圈数,在界面稳定性和界面传输动力学两者间达到了优化平衡。实验结果表明,4圈原子层沉积的Al_2O_3包覆LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2材料兼顾了循环稳定性和倍率性能。1C倍率下循环充放电60次后放电比容量为163.6 mAh/g,在10C倍率下仍具有高达162.6 mAh/g的放电比容量。包覆层厚度的精准控制有助于电极材料性能的最大化。

    2020年10期 v.39;No.344 32-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 339K]
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  • 以苯并三氮唑为分散剂的高分散银粉制备工艺研究

    卢涛;严红革;杨华荣;邱铁诚;王云鹏;

    以硝酸银(AgNO_3)为银源、抗坏血酸为还原剂、苯并三氮唑(BTA)为分散剂,通过液相还原法制备了分散性好的超细银粉。实验研究了BTA用量,反应温度和还原剂溶液pH值等对制得银粉形貌和粒径的影响,并通过红外光谱分析了分散剂BTA的作用机理。结果表明:采用BTA为分散剂可以明显提高银粉的分散性,制得高分散的球形银粉;升高反应温度会降低银粉的粒径,但温度过高会导致银粉颗粒之间的团聚;通过调节还原剂溶液的pH值,可以将银粉的平均粒径控制在0.83~2.40μm;红外光谱分析表明,BTA分子能吸附在银粒子的表面,从而产生空间位阻作用有效阻止银颗粒间的团聚。

    2020年10期 v.39;No.344 37-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 1135K]
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  • 低温共烧Mg_2Al_4Si_5O_(18)/MgO-B_2O_3-SiO_2玻璃陶瓷

    黄学敏;孙成礼;王铭剑;张树人;

    为满足器件高度集成化、小型化、高频化需求,低介电常数且满足低温共烧(LTCC)技术应用的陶瓷基板材料具有重要研究价值。采用传统固相法制备Mg_2Al_4Si_5O_(18)/MgO-B_2O_3-SiO_(2 )(MBS)玻璃陶瓷,研究了MBS玻璃含量对Mg_2Al_4Si_5O_(18)陶瓷性能的影响。利用XRD、SEM、DSC、密度测试仪、矢量网络分析仪、热膨胀分析仪分析了样品的烧结特性、物相组成、微观形貌、介电性能及热学性能。结果表明,添加质量分数为40%~50%的MBS玻璃可以成功将Mg_2Al_4Si_5O_(18)陶瓷的烧结温度从1430℃降至950℃左右。当MBS玻璃的质量分数为47.5%时,在950℃下烧结0.5 h,可得到满足LTCC技术用Mg_2Al_4Si_5O_(18)陶瓷基板材料:ε_r=5.1,tanδ=0.0023,热膨胀系数为6.6×10~(-6)/℃。

    2020年10期 v.39;No.344 42-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 601K]
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  • 基于微滴喷射成形的多层超材料吸波体设计与制造

    迟百宏;吴逸民;洪元;刘大勇;

    超材料吸波体朝着多频、宽频的方向发展,多层结构是其增加吸收带宽的重要手段,但对于传统刻蚀加多层粘结的制备方法,其精度难以保证。提出一种基于3D打印技术中微滴喷射成形(MJM)技术制备多层超材料吸波体的新方法,可以一体化成形吸波体结构。首先开展4层吸波体方案设计及吸收率仿真,分析光敏树脂的介电常数/介电损耗、银浆电导率对吸波性能的影响;然后通过制备20×20单元吸波体样品,将实测数据与仿真数据进行对比。实测数据表明,在10.4~19.6 GHz频率范围内的吸收率大于90%,完全覆盖Ku波段,且与仿真数据高度一致,证实了采用MJM技术可以一体化成形多层超材料吸波体结构,减少装配误差,在隐身结构制造领域具有潜在应用价值。

    2020年10期 v.39;No.344 47-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 608K]
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  • 6H-SiC基混合肖特基/PiN二极管反向恢复及少子特性研究

    刘春娟;郑丽君;汪再兴;穆洲;

    反向恢复特性是衡量混合肖特基/PiN(MPS)二极管开关性能最重要的参数之一。本文对6H-SiC基MPS二极管结构参数与反向恢复峰值电流、反向恢复电压之间的关系进行了数值模拟仿真,分析了器件关断过程中过剩少数载流子分布,以此就6H-SiC基MPS器件结构参数对反向恢复特性的影响进行了研究。结果表明:结构参数P~+区结深、P~+区掺杂浓度的增加,或肖特基区占比的减小,均会引起反向恢复峰值电流、反向恢复峰值电压的增大。究其根本,是器件结构参数改变引起了漂移区下少数载流子发生产生、复合、抽运等一系列变化。综合考虑反向恢复峰值电流、反向恢复峰值电压与软恢复特性,得出6H-SiC基MPS最佳优化参数:P~+结深为3.8~4.0μm,肖特基区的占比为48%~56%,P~+掺杂浓度为5.0×10~(18)/cm~3。

    2020年10期 v.39;No.344 52-58+82页 [查看摘要][在线阅读][下载 7250K]
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  • 0.1~6 GHz高线性度低功耗InGaP/GaAs HBT射频放大器

    张博;李力阳;

    基于2μm InGaP/GaAs HBT(磷化镓铟/砷化镓异质结双极型晶体管)工艺设计了一款单片微波集成电路射频放大器芯片。针对达林顿结构射频放大器线性度低的问题,通过设计自适应线性化偏置电路,提高了线性度,降低了功耗,同时增大放大管的尺寸,提高了电路的总输出功率。仿真结果表明,在带内最大增益达到20 dB,增益平坦度为±1.2 dB,放大器的OIP3为34.5 dBm,射频放大器的P_(-1dB )为15 dBm,输入回波损耗为11.3 dB,输出回波损耗为11.5 dB,版图的尺寸为0.4 mm×0.55 mm。

    2020年10期 v.39;No.344 59-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 962K]
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  • 一种低压低功耗恒跨导轨到轨运算放大器设计

    谢海情;陈玉辉;王振宇;

    提出了一种恒跨导轨到轨运算放大器,输入级电路采用三倍电流镜结构,补偿输入差分对管的静态电流,降低输入级跨导变化率;中间级电路采用两个三层MOS管共源共栅结构代替传统轨到轨运算放大器中的四层MOS管套筒式共源共栅结构,实现四端输入转为双端输出,并降低电源电压;输出级电路采用交差耦合输出结构,实现轨到轨输出,同时完成双端输入转单端输出,设计一种恒跨导轨到轨运算放大器。基于TSMC 0.18μm工艺完成电路与版图设计,使用Spectre完成仿真。结果表明,在电源电压为1 V,输入电压从0 V变化到1 V时,该放大器可实现0~1 V的轨到轨输出,静态功耗仅为44μW,输入级跨导变化率为5.5%,实现了低电源电压、低功耗和恒跨导的性能指标。

    2020年10期 v.39;No.344 65-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 830K]
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  • 应用于光电高温计的微电流放大器设计

    刘巨芬;李建民;侯文;卢小丰;王高;

    针对光电高温计中光电探测器检测到的电流为10~(-12)~10~(-5)A,易被噪声淹没,且不利于后续电测仪表的读取,因此设计了一个可变增益的微电流放大器实现不同量程的微电流放大。其电路包含放大电路模块、量程选择模块、数字与模拟模块、电源模块的设计。以ADA4530-1作为放大芯片,采用反馈运算的方法实现pA级的输入电流值的放大和电流-电压的转换,放大倍数为10~5~10~9,具有稳定性好、体积小、输入噪声低、偏置电流小等特点。将其应用在温度测量系统中,通过Sakuma-Hattori方程可得电流值所对应的温度,相关实验显示,使用该微电流放大器的光电高温计在600~2200℃的测温范围内不确定度为0.4~1.7℃,已接近国际最高水平。

    2020年10期 v.39;No.344 70-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 889K]
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  • 基于差模阻抗频变特性的共模扼流圈宽频建模

    张羽枭;杜明星;王颖丽;

    共模扼流圈的工作频率直接影响其工作性能,不同频段的寄生参数会存在一定的差异,因此掌握并表征共模扼流圈在宽频工况下的电气行为是非常有意义的。本文提出了一种共模扼流圈全电路宽频模型的构建方法,该模型可用于电磁干扰滤波器等系统的建模仿真、设计与优化。具体来讲,首先,将共模扼流圈的共模和差模通路模型整合在一个拓扑电路之中,并通过阻抗测量和计算的方法提取模型的参数。其次,考虑到共模扼流圈磁芯的频变特性对其差模电感的影响,提出了一种差模阻抗修正方法。通过非线性拟合优化了差模通路模型阻抗的表达式,结果表明调整后的R~2值为0.98512,拟合度较为理想。最后,以双绕组铁氧体磁芯共模扼流圈为例,对该宽频模型进行实验验证,证明了该宽频模型和优化方法的正确性和可行性。

    2020年10期 v.39;No.344 77-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 1743K]
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  • 基于NaCl溶液的可重构电磁屏蔽体设计

    岑大维;王身云;李兴鳌;

    为了实现电子信息系统在正常电磁条件下的通信电磁信号传输和强电磁干扰条件下的电磁防护双重功能,提出了一种利用NaCl溶液设计的可重构电磁屏蔽体。利用传输线阻抗匹配原理,对未加载溶液的固体封装结构进行了阻抗匹配设计,实现通信电磁信号的高效穿透传输;在强电磁干扰条件下,利用泵浦等方式将NaCl溶液注入空气夹层,促使原先的阻抗匹配设计失效,并利用溶液吸收损耗特性实现强电磁干扰信号的阻断或削弱。实例计算结果表明,电磁屏蔽体在正常电磁条件下可实现窄带通信电磁信号的无反射、零吸收、全透明传输;在强电磁干扰条件下通过注入NaCl溶液和调节其盐度,实现屏蔽效能的调谐,并在宽频带内达到了电磁屏蔽的标准要求。

    2020年10期 v.39;No.344 83-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 287K]
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  • LCP多层板中电磁耦合过渡结构的设计与实现

    刘维红;康昕;

    液晶高分子聚合物(LCP)薄膜材料因其低损耗、高稳定性等优点被应用于新一代多层高密度系统集成技术。在多层高密度系统集成中,由于受工艺条件限制,LCP多层基板中盲埋孔结构难以制作且成本较高,为了实现高效低廉的垂直过渡结构,本文设计并加工了一款"微带线-耦合窗-带状线"背靠背电磁耦合结构,并通过添加电磁屏蔽孔改善了该结构通带内的射频传输性能。仿真结果显示,在9~15.5 GHz频段内插入损耗优于-1.1 dB,回波损耗优于-13 dB。测试结果表明:回波损耗与仿真结果有较高的一致性,但由于受到工艺条件的限制导致插入损耗恶化较为严重,为了提高多层板间信号的传输质量,压合工艺有待进一步改进。该研究成果为多层LCP基板高频垂直互连结构的设计和制作提供了实验依据。

    2020年10期 v.39;No.344 89-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 503K]
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  • 具有宽阻带和高共模抑制的差分滤波器设计

    李夏清;王荔田;何明;李召;梁哲龙;

    将阶跃阻抗谐振器与叉指耦合结构及扇形加载枝节相结合,设计了一款差分带通滤波器。该差分滤波器实现了极宽的差模阻带,并且通过引入非对称加载枝节,实现了抑制水平为16.7 dB的超宽共模抑制特性。此外,该差分滤波器在差模通带内的共模抑制水平可达63.1 dB。对设计的滤波器进行了制作和测试,测得滤波器的中心频率为2.94 GHz,相应的3 dB频带范围为2.85~3.03 GHz。该滤波器具有小型化的特点,电路尺寸仅为20.87 mm×14.96 mm,最终的测试结果和仿真结果吻合良好。

    2020年10期 v.39;No.344 93-99+104页 [查看摘要][在线阅读][下载 1143K]
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  • 一种5G通信用LTCC带通滤波器的设计与实现

    沓世我;黄明富;黄昆;李勃;

    基于低温共烧陶瓷(LTCC)技术,使用HFSS三维电磁场软件设计仿真了一种5G通信用LTCC带通滤波器。该带通滤波器使用电感耦合和电容耦合双耦合原理,采用半集总结构设计,经过设计仿真优化,结合LTCC产线制程工艺,制备完成了一款小型化5G通信用滤波器。测试仿真结果对比:实际测试结果和仿真设计结果接近,滤波器中心频率为3.5 GHz。该滤波器适用于5G通信领域终端设备。

    2020年10期 v.39;No.344 100-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 797K]
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技术与应用

  • 智能电表中电阻的电化学迁移失效机理研究

    黄友朋;路韬;党三磊;张捷;赵闻;

    为了提高智能电表的可靠性,通过机械开封、离子色谱表征和截面分析等综合方法对基于电阻电化学迁移的失效机理进行了研究。结果表明,电阻短路故障机理是智能电表外场故障的主要形式,其源于金属电化学迁移。氯离子、助焊剂残留和包装膜分层的综合作用会加剧金属电化学迁移过程。此外,失效复现实验证实氯离子显著加速了电阻的电化学迁移。基于以上结果,提出了相应的优化保护方法以抑制电化学迁移。

    2020年10期 v.39;No.344 105-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 2408K]
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