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LCCC封装器件热疲劳失效分析及结构优化研究

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微电子学 2024年第2期54卷 311-316页

作者：刘敏陈轶龙李逵李媛曾婧雯西安微电子技术研究所

针对LCCC封装器件在温度循环载荷下焊点开裂的问题，首先分析其失效现象和机理，并建立有限元模型，进行失效应力仿真模拟。为降低焊点由封装材料CTE不匹配引起的热应力，提出了两种印制板应力释放方案，并分析研究单孔方案中不同孔径... 详细信息

针对LCCC封装器件在温度循环载荷下焊点开裂的问题，首先分析其失效现象和机理，并建立有限元模型，进行失效应力仿真模拟。为降低焊点由封装材料CTE不匹配引起的热应力，提出了两种印制板应力释放方案，并分析研究单孔方案中不同孔径和阵列孔方案中不同孔数量对热疲劳寿命的影响。之后，为降低对PCB布局密度的影响，提出一种新型的叠层焊柱应力缓冲方案，进行了不同叠层板厚度和焊柱间距的敏感度分析。结果表明，更大的开孔面积、更小的叠层板厚度、更密的焊柱可有效降低焊点应力，提高焊点热疲劳寿命，使得LCCC封装器件焊点热疲劳可靠性得到有效提高。

关键词： LCCC封装器件温度循环可靠性应力释放

基于Adam算法的光学相控阵输出光束校准方法

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物理学报 2024年第9期73卷 136-144页

作者：王子豪龙烨仇轲徐佳木孙艳玲范修宏马琳廖家莉康永强西安电子科技大学光电工程学院西安710071 西安微电子技术研究所西安710000

基于微纳集成的光波导相控阵芯片是近年来激光雷达技术领域的研究热点.随着激光雷达系统空间分辨这一实际应用需求的不断提高,作为激光雷达系统中的光束控制器件,光波导相控阵需要扩大阵列规模以提升输出光束的空间分辨率.同时也为光波... 详细信息

基于微纳集成的光波导相控阵芯片是近年来激光雷达技术领域的研究热点.随着激光雷达系统空间分辨这一实际应用需求的不断提高,作为激光雷达系统中的光束控制器件,光波导相控阵需要扩大阵列规模以提升输出光束的空间分辨率.同时也为光波导相控阵输出光束的优化校准带来了困难,现有算法不仅光束校准质量不高,且校准效率较低.为此,本文将Adam算法应用于光波导相控阵输出光束校准系统中,通过建模仿真比较了Adam算法与现有SPGD算法和GS算法在光束校准层面上的优劣.同时,搭建实验系统实现了高质量的光束校准,根据校准结果,在Adam算法校准下光波导相控阵输出光束的主旁瓣比优于15.98 dB,对16×16光波导相控阵输出光束校准达到收敛所需的迭代次数低于600次.这一算法在光波导相控阵输出光束校准方面的应用,能够提高光波导相控阵的控制精度和效率,拓展光波导相控阵在激光雷达技术、数字全息技术和生物成像技术等方面的应用.

关键词：光波导相控阵光束校准算法 Adam算法

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CCGA器件的制备与高精度组装技术

计算机工程与科学 2024年第5期46卷 794-800页

作者：李留辉王亮杨春燕陈轶龙陈鹏西安微电子技术研究所陕西西安710129

CCGA封装器件具有良好的抗热膨胀失配等性能,在很多高可靠领域有广泛应用。针对CCGA封装器件的制备和高精度组装问题,开展了陶瓷管壳制备、高精度植柱工装设计、焊膏涂覆和器件植柱等研究。采用高温共烧陶瓷技术制备了2种带有菊花链的C... 详细信息

CCGA封装器件具有良好的抗热膨胀失配等性能,在很多高可靠领域有广泛应用。针对CCGA封装器件的制备和高精度组装问题,开展了陶瓷管壳制备、高精度植柱工装设计、焊膏涂覆和器件植柱等研究。采用高温共烧陶瓷技术制备了2种带有菊花链的CCGA陶瓷管壳,可用于复杂链路的灵活设计。设计并加工了厚度为1.6 mm、开孔直径为0.54 mm的高精度植柱工装。对比丝网印刷和焊膏喷印方法,使用焊膏喷印法优化参数,提高了焊膏的体积精度,相对偏差小于10%。制备了高精度植柱样件,焊柱倾斜度小于1°,共面度小于0.1 mm,位置度优于±0.02 mm。该方法可有效提高CCGA器件的植柱精度和焊柱对称性,且有助于保证后续板级焊接的精度与可靠性。

关键词：陶瓷柱栅阵列(CCGA) 植柱焊膏喷印焊接

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一种用于星载虚拟化平台的任务容器调度算法

西北工业大学学报 2024年第2期42卷 319-327页

作者：刘明轩郭博渊刘曦梁欣欣赵强龙杨晓峰谷建华西北工业大学计算机学院陕西西安710072 西安微电子技术研究所陕西西安710065

星载虚拟化平台借助容器等轻量级虚拟化技术,将计算任务封装到容器中形成任务容器,从而实现资源的高效利用。然而,该平台的任务容器调度问题是一个亟需解决的难题。针对这一问题建立了一个基于非阻塞通信模式的可分容器任务多趟调度模... 详细信息

星载虚拟化平台借助容器等轻量级虚拟化技术,将计算任务封装到容器中形成任务容器,从而实现资源的高效利用。然而,该平台的任务容器调度问题是一个亟需解决的难题。针对这一问题建立了一个基于非阻塞通信模式的可分容器任务多趟调度模型。在该基础上,提出了一种新的调度算法,旨在确定最佳的处理机调度顺序和调度趟数。该算法结合可分任务容器和多趟调度的概念,通过将任务分解为可执行的子任务,并在多个调度阶段中进行任务分配和处理机调度,从而优化调度顺序,提高整体处理效率。该算法是一种改进的遗传算法,在传统遗传算法的基础上添加了子种群隔离的优化策略,其核心思想是将种群划分策略引入算法过程,从而改善遗传算法的性能和效果。通过实验验证了该算法的有效性和收敛性,结果表明,该算法缩短了任务完成时间。

关键词：星载计算虚拟化容器可分任务调度

SRAM型FPGA多层级软错误防护技术研究进展

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北京航空航天大学学报 2024年

作者：陈雷王卓立王硕周婧田春生庞永江北京微电子技术研究所

SRAM型FPGA由于其开发成本低、设计周期短、通用性广等一系列优点，被广泛应用于航天、军事、高能核物理和地面通信等领域，这些应用的特殊性对FPGA器件的抗辐射性能提出了额外的需求，研究SRAM型FPGA的软错误防护方法，进而提升系统靠... 详细信息

SRAM型FPGA由于其开发成本低、设计周期短、通用性广等一系列优点，被广泛应用于航天、军事、高能核物理和地面通信等领域，这些应用的特殊性对FPGA器件的抗辐射性能提出了额外的需求，研究SRAM型FPGA的软错误防护方法，进而提升系统靠性变得迫在眉睫。本文按硬件级别、系统级别和软件级别对各类抗辐射优化技术进行了概述，梳理了硬件防护、三模冗余、刷新、设计实现算法优化等主流技术，对各项技术的优势和劣势进行了分析，并阐述了使用原位容错方法作为补充技术，对三模冗余加刷新技术后的FPGA设计进行进一步加固的可行性和必要性。本文最后对机器学习技术在抗辐射优化中的应用探索做了总结和展望，并对基于强化学习的软件容错方法的架构进行了描述，以希望为进一步完善FPGA软件抗辐射措施提供技术支持，为抗辐射加固及相关领域的研究人员提供参考。

关键词： FPGA 单粒子效应三模冗余刷新技术原位容错软错误率

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基于有机/无机双层忆阻器的人工光电神经元

光子学报 2024年第4期53卷 257-266页

作者：赖秉琳李志达李博文王弘禹张国成福建理工大学微电子技术研究中心福州350108

提出了一种基于Ag/IDTBT/ZnO/Si忆阻器的人工神经元器件,该器件开关比约为102~103且有较低的工作电压。该器件能够模拟泄漏集成点火的神经元模型。此外,研究了IDTBT浓度对人工神经元器件性能的影响。结果表明:IDTBT浓度的增加会导致薄... 详细信息

提出了一种基于Ag/IDTBT/ZnO/Si忆阻器的人工神经元器件,该器件开关比约为102~103且有较低的工作电压。该器件能够模拟泄漏集成点火的神经元模型。此外,研究了IDTBT浓度对人工神经元器件性能的影响。结果表明:IDTBT浓度的增加会导致薄膜厚度的增加,进而会使得神经元器件的阈值电压升高以及积分点火所需要的幅值电压变大。当有光照射之后,器件的阈值电压会明显降低。在器件储存了30天后重新测试,器件性能没有明显的变化,说明该器件具有良好的稳定性。本工作为促进神经形态系统的发展提供了有效的策略。

关键词：人工神经元忆阻器 ZnO IDTBT 光照

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空间耦合量子LDPC码的双窗口滑动译码

西安电子科技大学学报 2024年第1期51卷 11-20页

作者：王云江朱高辉杨宇霆马钟魏璐石莎西安电子科技大学通信工程学院陕西西安710071 西安电子科技大学广州研究院广东广州510555 西安微电子技术研究所陕西西安710065

量子纠错码是应对量子计算过程中不可避免的噪声干扰的关键途径。和其经典情形一样,空间耦合量子LDPC码理论上也可在纠错性能和译码时延间取得良好的均衡。考虑到目前采用常规置信传播算法(BPA)的空间耦合量子LDPC(SC-QLDPC)码在译码过... 详细信息

量子纠错码是应对量子计算过程中不可避免的噪声干扰的关键途径。和其经典情形一样,空间耦合量子LDPC码理论上也可在纠错性能和译码时延间取得良好的均衡。考虑到目前采用常规置信传播算法(BPA)的空间耦合量子LDPC(SC-QLDPC)码在译码过程中仍存在复杂度高和译码时延长的问题,受经典滑窗译码算法的启发,并结合和利用SC-QLDPC码所对应的两个奇偶校验矩阵在主对角线和副对角线上具有非零对角带的结构特点,提出了针对量子SC-QLDPC码的滑窗译码算法(称为量子双窗口滑动译码算法)。在该策略中,通过窗口在两个经典校验矩阵主副对角线上的同时滑动,保证了相应量子比特部分译码所需的相位与比特翻转错误图样信息的提取,从而使其在译码性能和时延之间取得良好均衡。对所提量子双窗口滑动译码算法进行仿真验证,结果表明其不仅能提供灵活的低时延译码输出,并且当窗口扩大时,其译码性能逼近标准的量子置信传播算法,显著提升了SC-QLDPC码的应用范围。

关键词： LDPC码空间耦合量子码双窗口滑动 BP译码

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UWB无线传输安全可靠性保障技术

微电子学与计算机 2024年

作者：周柯成陈皓唐艺菁西安微电子技术研究所

UWB（Ultra Wide Band）无线传输安全可靠性技术是UWB通信系统中的关键技术，本文在简要描述UWB通信系统设计的基础上，通过分析现有UWB通信协议机制在安全可靠性方面存在的不足，基于DW1000射频芯片信道采样电路支持，实现信道质量评... 详细信息

UWB（Ultra Wide Band）无线传输安全可靠性技术是UWB通信系统中的关键技术，本文在简要描述UWB通信系统设计的基础上，通过分析现有UWB通信协议机制在安全可靠性方面存在的不足，基于DW1000射频芯片信道采样电路支持，实现信道质量评估自适应机制、基于帧过滤的接入机制、基于ACK应答的重传机制的高可靠传输机制，提出基于轻量级AES-128动态加密算法，提升UWB传输的安全性和运算效率。在实验条件下实验结果与原方法相比，丢包数与误码数下降为0，对大小为10kB的明文加解密过程耗时平均减少13.5ms且能保证密文信息熵和原方法接近。因此，本文所提UWB安全可靠性保障技术相比较现有UWB无线通信机制在系统各项性能有明显提升。

关键词： UWB无线通信技术信道质量评估自适应机制 ACK自动应答机制轻量级AES-128加密算法

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一种次级侧控制软开关15W反激变换器设计

微电子学与计算机 2024年

作者：陈瑾怡王俊峰王凯西安微电子技术研究所

传统的反激变换器多采用初级侧控制方法，即通过光电耦合器传递反馈信号的方法，由于光电耦合器的电流传输比与温度以及使用时间成负相关，导致电路可靠性下降，环路增益变差；近年来提出的原边反馈控制方法，即通过引入辅助绕组反馈输... 详细信息

传统的反激变换器多采用初级侧控制方法，即通过光电耦合器传递反馈信号的方法，由于光电耦合器的电流传输比与温度以及使用时间成负相关，导致电路可靠性下降，环路增益变差；近年来提出的原边反馈控制方法，即通过引入辅助绕组反馈输出电压，这种采样方式的误差较大，而且控制方法更为复杂。因此本文提出了次级侧控制策略，输出电压反馈误差信号可以直接接入脉宽控制电路，避免引入光电耦合器与辅助绕组，减小变换器面积与成本。针对较高工作频率下硬开关方式产生的开关损耗呈指数增长，以及电磁噪声更加严重的问题，本文采用一种软开关方法，通过对次级侧整流开关管注入软开关的驱动窄脉冲信号，实现初级侧功率开关管的零电压开通。综上，本文提出一种次级控制软开关反激变换器的设计方案，设计出一款典型输入28V，输出5V/15W的原理样机，通过对样机的测试验证，得出本文提出的控制方法，能够在全电压范围内和全负载范围内实现零电压开通，使反激变换器在满载状态下效率达到90.8%，相较于传统控制方法效率提升5%～6%。

关键词：反激变换器次级控制软开关同步整流