摘要：基于波导传输理论设计并制备了一款Si基片集成脊波导(RSIW)微电子机械系统(MEMS)环行器,该环形器以高阻硅作为衬底材料,采用高精度三维MEMS加工工艺制备而成。通过在基片集成波导(SIW)结构中添加脊梁结构,形成RSIW传输结构,使传输主模TE10模的截止频率比矩形波导TE10模的低,从而实现相同频率下更小的器件尺寸。同时,通过电磁仿真软件对射频匹配和磁场分布进行了精确的建模仿真,完成了Si基片集成脊波导MEMS环行器的仿真设计。制备了尺寸为6 mm×6 mm的环行器样品并进行了测试,结果验证了仿真设计的准确性,其工作频率为8~12 GHz,回波损耗大于20 dB,隔离度大于18 dB,插入损耗小于0.5 dB。实现优良微波特性的同时,相比于常规的SIW结构环行器尺寸缩小了20%左右。

摘要：高温共烧陶瓷(HTCC)双面腔体在加工时极易发生变形,严重时可导致产品无法正常加工。在HTCC制备过程中,层压工艺是影响HTCC双面腔体形变的最重要的工艺。针对HTCC双面腔体加工时发生的形变问题,设计了一种全新的层压模具,并对其销钉结构进行优化。与传统的层压模具相比,新的层压模具具有双面腔体配合带底座销钉的特点,其能够大幅提高双面腔体结构HTCC层压一致性,解决传统层压模具存在的腔体变形问题。同时,通过调节销钉底座尺寸,改善了双面腔体结构HTCC的层压压痕问题。当底座直径为9~12mm时,可有效保证双面腔体的层压效果。上述结果为后续双面腔体结构HTCC加工提供了参考。

摘要：随着半导体激光光源在通信、探测等领域应用的不断扩展,常规多模半导体光纤耦合模块功率温度特性不能满足使用需求,因此有必要研制高稳定性多模耦合半导体激光器。研制了一种内置温控的多模耦合半导体激光器。针对器件的封装耦合进行了光纤耦合设计和散热设计,并对制作的器件的光电参数进行了测试,重点测试了宽温范围内的输出功率与功率变化率。测试结果表明:光纤芯径为105μm、数值孔径(NA)为0.22时,室温下光纤输出功率大于3.1 W,耦合效率达到94%以上;在温度范围-45~70℃内,典型温度点下输出功率变化率低于1%。该内置温控多模耦合半导体激光器的研制为半导体激光器在泵浦领域的进一步应用提供了技术参考。

摘要：随着芯片工作频率的升高,高频封装的需求日益增加。为满足高频单片微波集成电路(MMIC)封装需求,研究并设计了50GHz金锡封口陶瓷四边扁平无引线(CQFN)外壳。金锡封口的优点在于气密性,但频率更高时,封口环引入的焊盘阻抗失配、腔体谐振问题也更加明显。通过优化高频信号焊盘外围匹配结构,使其兼顾屏蔽特性、阻抗匹配及可靠性。同时优化盖板结构,消除了带内腔体谐振。为了评估外壳性能,设计了“印制电路板(PCB)+CQFN外壳+50Ω微带线”一体化结构,该结构在DC~53GHz频带内的实测结果为:回波损耗S11-1.5dB。完成芯片封装并实测,芯片封装前后带内外性能基本一致。

摘要：基于射频传输理论设计并制备了一款Si基多层堆叠微电子机械系统(MEMS)耦合器。该耦合器以高阻硅作为衬底材料,采用高精度三维MEMS加工工艺制备而成。利用电磁仿真软件进行了建模仿真,并经过金属图形化、硅基通孔(TSV)、晶圆减薄、晶圆键合等MEMS工艺完成器件制备。采用三层硅片进行堆叠,信号传输时,通过上下两层金属的层间距离对耦合度进行调整,相比常规的平面耦合具有更小的横向尺寸。同时,为了减小信号传输过程中的辐射效应,在信号线周围设计了接地通孔,实现对耦合器的全屏蔽,使其免受外部电磁场的影响。所制备的硅基多层堆叠MEMS耦合器的频带范围为0.75~1.25 GHz,性能指标良好,尺寸仅为5.5 mm×6.0 mm×1 mm,相比常规的平面耦合结构缩小了50%,相比多层印制电路板(PCB)结构缩小了20%。

摘要：针对激光陀螺的电源需求,提出了一种多输出组件电源的设计方案。首先,根据电源指标要求,概述了总体技术方案。随后进行了详细的电路设计,重点对4500 V升压电路进行了参数计算。最后给出了结构设计方案。经过样机验证后,设计的组件电源具有尺寸紧凑、结构轻便和高可靠性等特点,可为激光陀螺应用提供小型化和轻量化解决方案。

摘要：基于0.18μm互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺,设计了一种用于三轴微电子机械系统(MEMS)加速度计的集成数字调理电路,实现了三轴加速度信号的数字后处理。该数字调理电路采用级联积分梳状(CIC)与有限冲击响应(FIR)相结合的滤波器形式,有效滤除了带外的量化噪声,提高了输出信号的信噪比;零位采用四阶多项式拟合温补算法,标度因数采用二阶多项式拟合温补算法,有效降低了加速度输出随温度的漂移,提升了加速度计的测量精度。此外,FIR滤波器采用时分复用的实现形式,温补模块采用串行实现形式,有效减小了芯片面积,最终芯片面积为1.5 mm^(2)。测试结果表明,滤波器符合设计值,三轴MEMS加速度计的零偏不稳定性为15μg,速率随机游走为0.035 m/s/√h,温补后零偏全温区变化量为3.55mg,提升了5.4倍;温补后标度因数全温区变化量为0.0026,提升了4.1倍,电路性能良好。

摘要：本文阐述了大尺寸LTCC基板钎焊型铝硅金属外壳设计的基本要点,并通过有限元分析和试验相结合的方式,论证了设计要点的合理性。研究结果表明,合理的设计应是限定激光封焊区域的宽度和深度,同时增加铝硅外壳钎焊区域的厚度。

摘要：设计并制备了一种基于相移光栅的大耦合因子分布反馈(DFB)激光二极管芯片,解释了相移光栅在大耦合因子下实现芯片高成品率的机理。采用传输矩阵法模拟了不同耦合因子下随机相位对均匀光栅和相移光栅激光二极管芯片单模特性的影响,发现对于常规均匀光栅DFB结构,随着耦合因子的增加,芯片阈值增益差会明显降低,从而降低芯片单模成品率;而相移光栅DFB结构在不同耦合因子下,芯片阈值增益差并没有明显变化,仍能够保证比较高的单模成品率。采用电子束光刻制作了1/4波长相移光栅和均匀光栅并进行了对比,最后制备出大归一化耦合因子(κL=2.1)的相移光栅DFB激光器二极管芯片。测试统计数据显示,与均匀光栅激光二极管芯片相比,新型相移光栅DFB激光二极管芯片成品率明显高,达70%以上。与常规归一化耦合因子(κL≈1.2)DFB激光二极管芯片相比,在宽温(-40~95℃)下,新型大耦合因子激光二极管芯片的光谱单模特性更稳定,同时具有更低的阈值电流,在低工作电流(30 mA)下,芯片的-3 dB带宽大于18 GHz,满足传输速率为25 Gbit/s的高速传输协议要求。

摘要：针对陶瓷封装外壳的大规模生产能力和质量一致性提升需求,依托多层陶瓷封装外壳生产工艺,研究了以工作站为基本单元进行生产线的全面布局设计与智能化升级的方案。详细阐述了智能产线的架构设计和关键技术,包括标准化模型、自动化工作站、自动化物流以及物联网和数据应用集成。最后,总结了智能生产线建设方案的重要价值在于其可复制性和推广性,它可以为行业的智能工厂建设提供参考,进而加快行业的数字化、网络化和智能化转型进程。