ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. ISSN 1684-1719. 2023. №7
Оглавление выпускаТекст статьи (pdf)
DOI: https://doi.org/10.30898/1684-1719.2023.7.3
УДК: 621.3.049.77
Исследование тепловых характеристик
беспроволочной интеграции мощных СВЧ кристаллов
А.С. Ефимов 1, А.В. Груша 1, Р.А. Чибирев 2
1 АО «НПП «Исток» им. Шокина»
141190, г. Фрязино, ул. Вокзальная, д. 2А2 ООО «Инноцентр ВАО»
107564, г. Москва, ул. Краснобогатырская, д. 2, стр. 2
Статья поступила в редакцию 29 апреля 2023 г.
Аннотация. В данной работе представлены результаты расчетов тепловых характеристик двух типов интеграции кристаллов СВЧ: традиционный монтаж обратной стороны кристалла на теплоотводящее основание с помощью припоя и метод перевернутого монтажа на диэлектрическую подложу с применением соединяющего слоя в виде системы слоёв Au-Sn. Для анализа конструкций был использован мощный полевой GaN HEMT на подложке SiC с общей шириной затвора 1.2 мм, с размерной обработкой 0.15 мкм. Результаты расчёта конструкции с перевернутым монтажом с базовыми элементами показал снижение общего теплового сопротивления схемы на 7.2% по сравнению с традиционным подходом интеграции. Определены зависимости отдельных элементов схемы на тепловые режимы работы. Получены электрические эквивалентные схемы тепловых моделей исследуемых конструкций.
Ключевые слова: монолитная интегральная схема СВЧ, гибридно-монолитная интегральная схема СВЧ, flip-chip, GaN HEMT, поверхностный монтаж, Au-Sn, тепловой анализ.
Автор для переписки: Ефимов Александр Сергеевич, easmov@gmail.com
Литература
1. Heinrich W., Hossain M., Sinha S., Schmuckle F.-J., Doerner R., Krozer V., Weimann N. Connecting chips with more than 100 GHz bandwidth. IEEE Journal Microwaves. 2021. V.1. №1. P.364-373. https://doi.org/10.1109/JMW.2020.3032879
2. Efimov A.S., Temnov A.M., Korolkova D.D., Zaycev A.A., Dudinov K.V., Rudina A.D., Kurochka A.S., Emelianov A.M., Ranzhin Y.S. Flip-Chip integration of III-V chips on wafer for mmW applications. IEEE 8th All-Russian Microwave Conference (RMC). Moscow. Russian Federation. 2022. P.220-222. https://doi.org/10.1109/RMC55984.2022.10079408
3. Feghhi R., Joodaki M. Thermal analysis of microwave GaN-HEMTs in conventional and flip-chip assemblies. International Journal of RF and Microwave Computer-Aided Engineering. 2018. V.28. №8. P.e21513. https://doi.org/10.1002/mmce.21513
4. Chen H., Lim T.G., Tang G. Thermal Challenges and Design Considerations in Heterogeneous Integrated Through-Silicon-interposer Platform for III-V HEMT Flip Chip. IEEE 72nd Electronic Components and Technology Conference (ECTC). San Diego. USA. 2022. P.1030-1035. https://doi.org/10.1109/ECTC51906.2022.00168
5. Гармаш С.В. Применение пассивных интегральных схем на арсениде галлия для построения импульсного усилителя мощности в Х-диапазоне частот. Электроника и микроэлектроника СВЧ. 2021. Т.1. С.57-61. https://www.elibrary.ru/FKCLNK
6. Mackowiak P., Wittler O., Braun T., Erbacher K., Schiffer M., Schneider-Ramelow M. SiC Fan-out Wafer Level Package for High Power Application. IEEE 24th Electronics Packaging Technology Conference (EPTC). Singapore. Singapore. 2022. P.104-108. https://doi.org/10.1109/EPTC56328.2022.10013212
7. Патент РФ №2782187. Ефимов А.С., Темнов А.М., Дудинов К.В. Интегральная схема СВЧ. Дата заявки: 28.12.2021. Дата публикации: 21.10.2022. 19 с.
Для цитирования:
Ефимов А.С., Груша А.В., Чибирев Р.А. Исследование тепловых характеристик беспроволочной интеграции мощных СВЧ кристаллов. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2023. №7. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2023.7.3