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用于CMOS太赫兹天线阵列增益增强的单倒装芯片封装介质谐振器天线
摘要： 本研究提出了一种介质谐振器天线（DRA），可提升采用0.18微米CMOS工艺实现的2×2太赫兹天线阵列中每个单元的天线增益。该DRA采用低成本集成无源器件（IPD）技术制造，并通过低损耗金凸点倒装焊封装至CMOS天线阵列芯片上。通过设计DRA工作于TE3,δ,9高阶模式，仅需单个DRA（传统方案需四个）即可同步提升2×2天线阵列各单元的增益。这不仅简化了组装流程，还能降低装配成本。此外，由于采用高阻硅材料及高阶模式工作，该DRA能显著增强天线增益。仿真显示，在添加DRA后，2×2 CMOS天线阵列中每个贴片天线在339 GHz频段的增益可从0.1 dBi提升至8.6 dBi。为表征所提DRA，设计了四个相同的功率检测器（PD）分别与2×2太赫兹天线阵列各单元集成。通过测量各PD输出的电压响应度，可获得带DRA天线阵列的增益提升水平与辐射方向图等特性。测量结果与仿真高度吻合，验证了DRA的工作原理。搭载该DRA的四个PD还成功应用于340 GHz太赫兹成像系统演示。据作者所知，该DRA是目前报道中工作于太赫兹频段最高阶模式的器件。
关键词： 硅、倒装芯片封装、太赫兹、CMOS、太赫兹成像系统、天线、高阶模、功率检测器、介质谐振天线
更新于2025-09-23 15:23:52
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倒装芯片封装激光辅助键合工艺的开发与优化
摘要： 在精细间距倒装芯片封装中，近期研发出激光辅助键合（LAB）技术以克服传统批量回流焊（MR）和热压键合技术的可靠性与产能问题。本研究通过数值传热与热力学分析，探究了采用铜柱凸点的倒装芯片封装LAB工艺。键合过程中，硅芯片表面温度均匀分布，并在数秒内升至280°C（足以熔化焊料）。芯片热量通过铜柱凸点迅速传导至基板，而基板温度始终保持较低且恒定。因此该工艺能快速形成稳定的焊料互连，同时使封装承受的应力与热损伤最小化。研究发现基板厚度、铜凸点数量及键合台温度是影响封装传热行为的关键因素：采用更薄的基板、更多铜凸点及更低键合台温度时，芯片温度会降低。若芯片温度不足，传递至焊料的热量不足以使其熔化，将导致焊点形成不完全。热力学分析同时表明，LAB工艺产生的翘曲与热机械应变均低于传统MR工艺。这些结果表明，采用选择性局部加热的LAB工艺有助于降低精细间距倒装芯片封装的热机械应力并提升产能。
关键词： 激光辅助键合、铜柱凸点、热机械分析、倒装芯片封装、传热
更新于2025-09-11 14:15:04