การย่อขนาดของอุปกรณ์สื่อสารมีผลต่อการเลือกไดโอดอย่างไร

一ข้อกำหนดที่เข้มงวดสำหรับประสิทธิภาพของไดโอดในการย่อขนาด
1. ความสมดุลระหว่างความสูง - ลักษณะความถี่และพารามิเตอร์กาฝาก
ในโมดูลการสื่อสารคลื่นมิลลิเมตรไดโอดแบบดั้งเดิมจะได้รับการลดทอนสัญญาณอย่างมีนัยสำคัญในแถบความถี่สูงกว่า 20GHz เนื่องจากการปรากฏตัวของความจุของปรสิต (CJ) และการเหนี่ยวนำกาฝาก (LS) โครงการวิจัยและพัฒนาสำหรับเรดาร์อาร์เรย์แบบเฟส 60GHz แสดงให้เห็นว่าเมื่อขนาดบรรจุภัณฑ์ไดโอดลดลงจาก 0402 เป็น 0201 ความจุของกาฝากลดลงจาก 0.3pF เป็น 0.15pF เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการสูญเสียการแทรก 1.2dB ที่จุดความถี่ 24GHz การกระโดดประสิทธิภาพนี้เกิดจากเทคโนโลยีบรรจุภัณฑ์ 3 มิติใหม่ซึ่งทำให้เส้นทางการเชื่อมต่อระหว่างกันสั้นลงอย่างมีประสิทธิภาพโดยการซ้อนชิปไดโอดในแนวตั้งบนพื้นผิวเลเยอร์หลาย -
2. ความขัดแย้งระหว่างการจัดการความร้อนและความหนาแน่นของพลังงาน
แอมพลิฟายเออร์พลังงาน GAN เผชิญกับความท้าทายทางความร้อนอย่างรุนแรงในกระบวนการย่อขนาด โมดูลสถานีฐานขนาดเล็ก 28GHz 5G ใช้ไดโอด 0.15 μ m GaN สำหรับการควบคุมอคติและรวม 8 ช่องสัญญาณขยายภายในพื้นที่ PCB 40 มม. × 40 มม. โดยการฝังท่อความร้อนขนาดเล็กใต้ไดโอดอุณหภูมิทางแยกจะลดลงจาก 150 องศาเป็น 120 องศาและรูปแบบการปรับความกว้างของพัลส์ (PWM) จะถูกนำมาใช้เพื่อเพิ่มความหนาแน่นของพลังงานเป็น 5W/mM ²ซึ่งสูงกว่าโครงการดั้งเดิมสามเท่า
3. การเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานร่วมกันของช่วงไดนามิกและความเป็นเส้นตรง
ในโมดูลการสื่อสาร C - V2X, PIN diode จำเป็นต้องได้รับการควบคุมการได้รับแบบไดนามิกภายในช่วงพลังงานอินพุตของ - 110dbm ถึง - 20dBm ยานพาหนะพลังงานใหม่บางตัว t - ใช้วงจรอคติแบบปรับตัวซึ่งทำให้เวลาตอบสนอง AGC สั้นลงจาก 5 μ s ถึง 800NS โดยการตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงแบบเรียลไทม์ในไดโอดบนความต้านทาน (RDS (ON))
2, การปฏิวัติการพัฒนาเทคโนโลยีบรรจุภัณฑ์
1. การรวมระบบในแพ็คเกจ (SIP)
เพย์โหลดการสื่อสารผ่านดาวเทียมบางตัวใช้เทคโนโลยี 3D SIP, การบูรณาการไดโอด Schottky, ตัวกรองและแอมพลิฟายเออร์พลังงานบนพื้นผิวเซรามิก 8 มม. × 8 มม. การเชื่อมต่อระหว่างกันในแนวตั้งทำได้ผ่านซิลิกอนผ่านหลุม (TSV) ซึ่งทำให้ความยาวการเชื่อมต่อระหว่างกันสั้นลงระหว่างไดโอดและอุปกรณ์ต่อพ่วงลง 80% และลดการเหนี่ยวนำของกาฝากเป็น 0.2NH รูปแบบนี้ได้รับ EIRP (พลังงานการแผ่รังสีรอบทิศทางเทียบเท่า) เพิ่มขึ้น 2dB ในแถบ KA ในขณะที่ลดปริมาณโมดูล 60%
2. การย่อขนาดของบรรจุภัณฑ์ระดับเวเฟอร์ (WLP)
สำหรับตลาดอุปกรณ์ที่สวมใส่ได้องค์กรบางแห่งได้พัฒนาไดโอดป้องกัน ESD ในแพ็คเกจ 01005 (0.4 มม. × 0.2 มม.) ด้วยการใช้เทคโนโลยี photolithography เพื่อสร้างบอลบัดกรีโดยตรงบนเวเฟอร์ขั้นตอนการยึดสายลวดแบบดั้งเดิมจะถูกกำจัดลดความหนาของบรรจุภัณฑ์จาก 0.3 มม. เป็น 0.1 มม. อุปกรณ์นี้ได้รับแรงดันไฟฟ้าน้อยกว่า 8V และเวลาตอบสนองน้อยกว่า 1NS ในวงดนตรีความถี่ 8GHz และถูกนำไปใช้กับโมดูล NFC ของสมาร์ทนาฬิกาแบรนด์บางยี่ห้อ
3. การพัฒนาในเทคโนโลยีการรวมที่แตกต่างกัน
ในการวิจัยก่อนการสื่อสาร Terahertz, graphene/gallium nitride heterojunction ไดโอดได้แสดงศักยภาพในการปฏิวัติ ห้องปฏิบัติการถ่ายโอนเดี่ยว - กราฟีนเลเยอร์ลงบนพื้นผิว GaN โดยใช้กองกำลัง Van der Waals ซึ่งเป็นศูนย์ติดต่อ Bandgap Schottky อุปกรณ์นี้บรรลุอัตราส่วนการสลับมากกว่า 1,000 ในแถบความถี่ 0.3THz โดยมีเวลาตอบสนองลดลงถึงระดับ femtosecond ซึ่งเป็นส่วนประกอบหลักสำหรับระบบตรวจสอบความปลอดภัยของสถานีฐาน 6G ด้วยความละเอียด 0.05 มม.
3 นวัตกรรมวัสดุและการอัพเกรดกระบวนการ
การเพิ่มขึ้นของวัสดุ bandgap กว้าง
ไดโอด Sic Schottky บรรลุการใช้งานที่ก้าวหน้าในโมดูลพลังงาน 5G สถานีฐาน หลังจากใช้ไดโอด SIC ในรูปแบบที่แน่นอนของตัวแปลง - 48V/1200W DC-DC ความถี่การสลับเพิ่มขึ้นจาก 100KHz เป็น 500KHz ความหนาแน่นของพลังงานถึง 48W/ใน³และประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นเป็น 97.5% ค่าใช้จ่ายย้อนกลับ (QRR) ลดลง 90% เมื่อเทียบกับอุปกรณ์ SI ส่งผลให้เสียงรบกวนจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าลดลง 15dB (EMI)
2. ความก้าวหน้าในกระบวนการยาสลบใหม่
โดยใช้เทคโนโลยีการฝังไอออนเพื่อให้ได้ทางแยกตื้นเป็นพิเศษ (<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. แอปพลิเคชันของเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ
องค์กรบางแห่งใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ 3D Micro Nano 3D เพื่อผลิตโครงสร้างการเชื่อมต่อโลหะไดโอดที่ได้รับโหนดเทคโนโลยีที่มีความกว้างของเส้น/ระยะห่างที่ 1 μ m ในโมดูลเสาอากาศอาร์เรย์แบบเฟสคลื่นมิลลิเมตรกระบวนการนี้จะช่วยลดความต้านทานการเชื่อมต่อระหว่างไดโอดถึง 0.5m Ωลดการสูญเสียการแทรกลง 0.3dB และทำให้วงจรการผลิตลดลงจาก 6 สัปดาห์เป็น 72 ชั่วโมง
4, การสร้างวิธีการเลือกอัจฉริยะ
1. การจำลองการทำงานร่วมกันของฟิสิกส์หลายฟิสิกส์
แพลตฟอร์มการจำลองร่วมของ ANSYS HFSS และ Icepak มีบทบาทสำคัญในการเลือกไดโอด โมดูลการสื่อสาร 60GHz ได้รับการออกแบบโดยใช้แพลตฟอร์มนี้เพื่อสร้างแบบจำลองการเชื่อมต่อทางกลร้อนไฟฟ้า หลังจากเพิ่มประสิทธิภาพเค้าโครงแผ่นไดโอดการเสียรูปของข้อต่อประสานที่เกิดจากความเครียดจากความร้อนถูกควบคุมภายใน 0.3 μ m ทำให้มั่นใจได้ว่าการทำงานที่เชื่อถือได้ของอุปกรณ์ภายในช่วงอุณหภูมิกว้าง -55 องศาถึง 125 องศา
2. การก่อสร้างห้องสมุดโมเดลพารามิเตอร์
ผู้ผลิต EDA บางรายได้พัฒนาไลบรารีโมเดลเครื่องเทศไดโอดที่มีพารามิเตอร์มากกว่า 500 พารามิเตอร์ครอบคลุมข้อมูลเช่นพารามิเตอร์ S และตัวเลขเสียงรบกวนภายใต้อุณหภูมิที่แตกต่างกัน (-40 องศาถึง 175 องศา) และเงื่อนไขอคติ ในการออกแบบสถานีฐานขนาดเล็ก 5G การประยุกต์ใช้ห้องสมุดโมเดลนี้ทำให้วงจรการทำซ้ำการออกแบบสั้นลงจาก 10 สัปดาห์เป็น 4 สัปดาห์และเพิ่มอัตราความสำเร็จของการผลิตชิปหนึ่งครั้งเป็น 95%
3. การออกแบบการเพิ่มประสิทธิภาพการผลิต (DFM)
สร้างไลบรารีกฎ DFM สำหรับไดโอดขนาดเล็กที่บรรจุใน 008004 (0.3 มม. × 0.15 มม.):
ระยะห่างของแผ่น: มากกว่าหรือเท่ากับ 30 μ m
ความหนาของตาข่ายเหล็ก: 0.06 มม. ± 0.005 มม.
อุณหภูมิสูงสุดของการบัดกรี reflow: 240 องศา± 3 องศา
ด้วยการเพิ่มประสิทธิภาพพารามิเตอร์การพิมพ์บัดกรีวางอัตราโมฆะการเชื่อมจะลดลงจาก 12% เป็นต่ำกว่า 2% ตรงตามข้อกำหนดของ AEC - มาตรฐาน Q101 สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์
https://www.trrsemicon.com/transistor/isc {2} styristors {{3} btt169gw.html