Venkatesh Avula · Prahalad Murali · Madhavan Swaminathan · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年4月

本文介绍了一种采用双磁芯螺旋拓扑结构的新型封装嵌入式电感器，其旨在提升集成供电系统的性能。所提出的电感器具有制造工艺简单的特点，采用带气隙的磁芯以确保在不同工作条件下性能稳定，且相邻层的螺旋绕组相互重叠，可实现高电感密度。该拓扑结构由夹在两层磁芯之间的螺旋形导体绕组层构成。导体层和绝缘介质层将磁芯分隔开，并作为螺旋电感器磁通量的气隙。气隙可提高电感器的饱和电流性能。除了单螺旋绕组，本文还探索了两种先进的螺旋电感器配置，即两个螺旋绕组的串联和并联。为便于设计，本文提供了用于电感计算的物理模型和解析...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项双核螺旋封装电感技术对我们的高功率密度电力电子产品具有重要的应用价值。该技术通过创新的双磁芯夹层结构和气隙设计，在9平方毫米的紧凑空间内实现了115-330nH的电感量和3.5-5A的饱和电流，这与我们在光伏逆变器和储能变流器中追求的小型化、高效化目标高度契合。 在光...

Ye Yang · Kelly E. Lahaie · Tiwei Wei · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年4月

与目前的有机基板相比，玻璃基板具有显著优势，尤其适用于人工智能（AI）等数据密集型应用的高密度、高性能芯片封装。超低平整度的玻璃可增强光刻的焦深，有助于在先进的金属互连中进行精确图案化。此外，其卓越的热稳定性可最大程度减少图案畸变，出色的机械稳定性能够支持超大尺寸的封装。这些优异的尺寸稳定性特性有助于实现精确的层间互连对准，最终使玻璃基板的互连密度达到有机基板的十倍。然而，制造高密度、小直径、高深宽比（AR）的玻璃通孔（TGV）仍然是一项重大挑战。目前最先进的垂直TGV技术可实现12的深宽比，通...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项玻璃基板高密度互连技术虽然聚焦于半导体封装领域，但对我们新能源产品的智能化升级具有重要战略意义。 **业务相关性分析** 该技术实现了直径20微米、深宽比达15的穿玻璃通孔（TGV），互连密度比有机基板高出十倍。这对阳光电源的核心产品——光伏逆变器和储能系统的控制单...

Hanyong Wang · Yongqiang Wang · Kaixue Ma · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年3月

本文研究了金属集成悬浮线（MISL）技术的传输特性，并通过直通 - 反射 - 线（TRL）去嵌入法进行了验证。此外，还给出了MISL电路的实用设计指南。介绍了一种三维T形结功率分配网络。此外，基于所提出的T形结功率分配网络设计了一种三维吉塞尔功率分配网络。这两种网络均表现出低损耗性能。与传统印刷电路板（PCB）相比，它们还具有更高的功率处理能力（PHC）。与波导电路不同，它们采用多层金属堆叠，具有准平面电路的特性，并降低了制造成本。此外，与基片集成悬浮线（SISL）电路相比，MISL技术通过将计...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，该MISL功率分配网络技术对我们的高功率光伏逆变器和储能变流器产品具有重要的应用价值。 在技术优势层面，该技术通过三维金属集成悬置线结构实现了低损耗传输特性，这直接契合我们MW级以上集中式逆变器和大型储能系统对功率传输效率的严苛要求。相比传统PCB方案，其更高的功率处理能...

Huazhi Xiang · Jialong Fu · Yaocheng Shang · Daniele Inserra 等6人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年3月

本文提出了一种基于热阻网络模型的射频功率放大器电路散热器快速拓扑优化算法方法。该方法能够在将温度控制在允许范围内的同时，实现散热器的轻量化设计。在散热器的设计区域采用了固体各向同性材料惩罚（SIMP）方法，同时通过热阻网络模型来表征射频功率放大器电路对散热的影响。该方法的主要优势在于避免了使用传统的有限元法（FEM）对整个芯片/散热结构进行热仿真，传统方法需要很长的仿真时间和大量的计算工作。相反，热阻网络计算方法提供了一种非常快速且足够准确的温度分布分析工具，在优化程序中使用时可加快散热器结构设...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对射频功率放大器芯片的快速散热器拓扑优化技术具有显著的跨领域应用价值。尽管研究对象是射频功率放大器，但其核心方法论——基于热阻网络模型的拓扑优化算法——与我司光伏逆变器和储能变流器中的功率半导体散热设计需求高度契合。 该技术的核心价值在于突破了传统有限元仿真的计算瓶...

Hua Fan · Xiaopeng Diao · Qi Wei · Quanyuan Feng · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年2月

本文提出了一种可在-55°C至125°C宽温范围内稳定工作的高压低dropout（LDO）稳压器电路设计与实现。该LDO支持1至100 μF输出电容及数十毫欧至数欧等效串联电阻（ESR）的宽范围变化，静态电流不超过200 μA。通过采用p型横向扩散MOS（LDMOS）功率管替代传统p-n-p双极型晶体管，显著降低静态电流。结合特殊反馈路径的运算放大器、AB类双极驱动器与动态偏置技术，有效改善了因LDMOS栅极电容大导致的瞬态响应退化。测试结果表明，在负载电流3 μs内从5 mA阶跃至750 mA...

解读: 该高压宽温LDO技术对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在ST储能变流器和SG光伏逆变器中，其-55°C至125°C宽温特性和低静态电流（<200μA）可显著提升控制板卡在极端环境下的可靠性并降低待机损耗。LDMOS功率管设计和动态偏置技术可应用于车载OBC和充电桩的辅助电源模块，750mA快速负...

Longfei Li · Min Tang · Liang Chen · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年2月

本文提出了一种用于电子系统热管理中热电冷却器（TEC）模拟与设计的高效方法。首先，将整个电子系统划分为两个区域：热电装置区域（TDR）和非热电区域（NTR）。由于TDR包含大量具有非线性特性的热电装置，这对高效模拟和优化构成了严峻挑战。因此，我们提出了一种新颖的一维等效热阻模型（ETRM）来表征热电装置。另一方面，NTR主要包括陶瓷基板、热界面材料（TIM）、有源芯片和无源散热器，可将其视为线性系统。因此，采用宏建模技术将NTR对TDR的影响转化为界面处的多端口热阻网络（MTRN）。通过这种方式...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项热电制冷器高效仿真与设计技术具有重要的应用价值。在光伏逆变器和储能系统中，功率半导体器件（如IGBT、MOSFET）的热管理直接影响系统效率、可靠性和使用寿命。该论文提出的等效热阻模型（ETRM）和多端口热阻网络（MTRN）方法，能够在保证精度的前提下将计算效率提升29...

Bowen Zhang · Zhiheng Gao · Zhiyuan Zhao · Yi Liu 等6人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年2月

银 - 金的快速扩散通常会导致界面结合薄弱，这对宽带隙（WBG）器件的稳定性产生显著影响。因此，原子尺度的互扩散机制对于有效抑制过度互扩散并最终实现牢固结合至关重要。在此，采用具有不同晶体结构的金基底制备了芯片贴装样品，其中样品 I 和样品 II 的剪切强度分别达到 43.5 MPa 和 34.4 MPa。后续的晶体结构分析证实，烧结后的样品 I 呈现出 47%的较高界面连接率（ICR）和小于 0.2 微米的较低银 - 金互扩散厚度，这两者均有利于高质量的键合。与样品 II（约 82.3%）相比...

解读: 从阳光电源功率半导体封装技术发展角度来看，这项关于Ag-Au界面扩散机制的研究具有重要的工程应用价值。随着我司光伏逆变器和储能变流器向更高功率密度、更高效率方向发展，SiC、GaN等宽禁带（WBG）器件的应用比例持续提升。这些器件在200°C以上的高温工作环境下，芯片贴装层的可靠性直接影响产品寿命和...

Xiaoguang Wei · Xiaoliang Zhao · Xinling Tang · Liang Wang 等6人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年2月

晶圆级功率器件，包括晶闸管及其衍生器件，如集成门极换流晶闸管（IGCT），电力传输系统为支持社会发展对其性能提出了更高要求，这对热管理构成了重大挑战。对于这些压接式器件，使用热界面材料（TIMs）是通过降低接触热阻来增强散热的实用方法。考虑到导电性要求，纳米银烧结被认为是一种合适的技术。然而，由于随着连接面积的增大，有机排放问题更为严峻且热应力更高，纳米银烧结的大面积键合应用受到限制。在本研究中，采用由预烧结银和银箔组成的三层自立式薄膜实现了晶圆级键合。使用硅晶圆来模拟晶圆级器件，以提高该工艺的...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项6英寸晶圆级纳米银烧结键合技术具有重要的战略价值。该技术针对晶闸管及IGCT等压接式功率器件的热管理难题，通过创新的三层复合结构（预烧结银+银箔）实现了大面积键合，这与我们在大功率光伏逆变器和储能变流器中面临的散热挑战高度契合。 该技术的核心突破在于解决了传统纳米银烧...

Utkarsh Misra · Vishvajitsinh Kosamiya · Alissa Brooke Anderson · Liguan Li 等6人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年2月

本研究探讨了将还原氧化石墨烯（rGO）薄膜作为接地层集成到小型化射频/毫米波系统中，以用于先进的热管理应用。诸如铜基散热器等传统方法难以应对现代射频/毫米波封装日益增长的功率和更紧凑的集成要求。与铜（约 400 瓦/米·开尔文）相比，rGO 具有极高的面内热导率（约 1100 瓦/米·开尔文），因此它成为射频电子封装热管理的有力候选材料。本研究探索了在射频和微波电子设备中使用 rGO 形成接地层的方法，并通过细致的传输线模拟和测量来评估其性能。我们的研究结果表明，rGO 接地层具有较高的信号完整...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，该石墨烯薄膜地平面技术对我们的核心产品线具有重要的潜在应用价值。在光伏逆变器和储能变流器领域，功率密度的持续提升使得热管理成为制约产品性能的关键瓶颈。该研究展示的还原氧化石墨烯（rGO）薄膜具备约1100 W/mK的面内热导率，相比传统铜材料提升近3倍，这为我们突破当前大功...

Yi Song · Jiehao Yu · Qian Yang · Mengran Zhao 等6人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年1月

本文基于类表面等离子体激元（SSPPs）提出了一种具有可控截止频率的紧凑型超宽带平衡滤波功分器（FPD）。首先，为实现尺寸小型化，采用工字形微带结构设计了一种紧凑型 SSPP 单元，并对其色散特性进行了分析。其次，利用微带 - 槽线（MTS）过渡馈电结构和 T 形槽线结构设计了一种具有高共模（CM）抑制水平的平衡高通功分器（PD）。MTS 过渡馈电结构实现了差模（DM）高通响应和高共模抑制水平，T 形槽线结构实现了功率分配功能。然后，将平衡高通 PD 与低通 SSPP 结构相结合，设计了一款中心...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于仿表面等离激元（SSPP）的平衡滤波功分器技术在电磁兼容和信号处理层面具有一定的参考价值，但与公司核心业务的直接关联度有限。 该技术的核心创新在于通过I型微带结构实现小型化设计，并利用微带-槽线转换和T型槽线结构实现差模高通响应和高达35dB的共模抑制。对于阳光电...

作者未知 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年1月

本文提出了一种高度小型化的基于氮化镓高电子迁移率晶体管（GaN HEMT）的X波段可切换带通滤波器。该滤波器采用碳化硅基氮化镓（GaN-on-SiC）单片微波集成电路（MMIC）技术，在保持高性能和高集成能力的同时实现了小型化。提出了一种采用耦合线结构的带通滤波器拓扑，以实现低插入损耗（IL）和高功率处理能力。基于HEMT的开关单元可通过直流（DC）偏置调整来调节传输零点（TZ），并实现导通和关断状态之间的切换。所提出的可切换滤波器已完成制作和测试，其芯片尺寸小（0.6毫米×0.855毫米），3...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于GaN HEMT的可开关带通滤波器技术虽然主要面向射频通信领域，但其核心技术路径与我们在功率电子领域的发展方向存在显著的技术协同性。 首先，该技术采用的GaN-on-SiC MMIC工艺与阳光电源在高功率密度逆变器中推进的GaN功率器件应用具有材料体系的相通性。G...

作者未知 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年1月

背面电源传输网络（BSPDN）被视为下一代芯片设计的变革性技术。然而，与传统的正面电源传输网络（FSPDN）相比，它带来了重大的热挑战。对CPU热点区域的建模分析表明，BSPDN导致的温度比FSPDN大约高45%。为应对这些热挑战，我们系统地探索了传导和对流冷却解决方案。这些方案包括使用热导率在[0.2至1000 W/（m·K）]范围内的先进键合界面、采用各种后端线路（BEOL）层配置（堆叠、交错和隔离）、使用先进的BEOL金属材料（如铜、钌和钴互连），以及在背面金属（BSM）区域嵌入微通道冷却...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于背面供电网络（BSPDN）热管理技术的研究具有重要的借鉴意义。虽然该研究聚焦于CPU芯片设计，但其多尺度热管理方法论与我们在功率电子领域面临的散热挑战高度相关。 在光伏逆变器和储能变流器等核心产品中，IGBT、SiC/GaN等功率半导体器件的热管理一直是制约功率密...

Jing Wen · Yi Fan · Guoliao Sun · Jinyang Su 等6人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2024年12月

铟（In）是高功率中央处理器（CPU）芯片广泛采用的焊料热界面材料（TIM1），这主要是因为它能提升散热性能。然而，在焊球回流过程中，被困在铟焊料内的有机助焊剂残留物会释放气体，导致铟TIM1中产生大量空洞（空洞率约35%），这限制了其在先进球栅阵列（BGA）封装中的应用。在本文中，为实现无助焊剂铟回流并获得低空洞率的铟TIM1，在厚铟TIM1表面电镀一层薄银（Ag）层，以原位生成AgIn₂涂层，该涂层可防止铟氧化。因此，回流过程中无需使用助焊剂去除焊料的氧化层。经过一次铟回流和三次焊球回流后，...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项铟基无助焊剂热界面材料技术具有重要的应用价值。在光伏逆变器和储能系统中，功率半导体器件（如IGBT、SiC MOSFET）的散热性能直接影响系统的可靠性和功率密度。随着我们产品向更高功率密度和更严苛环境应用发展，传统TIM材料的空洞问题（35%空洞率）严重制约了散热效率...

Jaejin Jeon · Sang Won Yoon · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2024年12月

功率模块是电动汽车和可再生能源系统等核心应用中的关键组件。然而，高性能功率模块通常会产生大量热量或经历较大的热波动，导致其焊料层出现严重的热疲劳。这种疲劳会威胁到模块的可靠性并缩短其使用寿命。传统上，这些现象是通过应力和应变测量来分析的，但这些基于力的方法往往无法准确预测焊料裂纹的萌生和扩展。为解决传统方法的局限性，本研究聚焦于一个名为 J 积分的断裂力学参数。具体而言，在各种改进版本的 J 积分中，本研究首次提出应用重新定义的 J 积分，即三维 <inline-formula xmlns:mm...

解读: 作为全球领先的新能源设备制造商，阳光电源的光伏逆变器、储能变流器等核心产品均高度依赖功率模块的可靠性。这些产品在实际运行中面临剧烈的热循环冲击——光伏逆变器需应对昼夜温差和负载波动，储能系统则承受频繁充放电导致的温度变化。功率模块焊料层的热疲劳失效是导致产品故障的主要原因之一，直接影响系统的25年以...

Chi-Feng Chen · Yu-Sheng Zeng · Yi-Chen Yeh · Tsang-Ning Tien 等6人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2024年11月

本文提出了一种用于多路滤波功率分配器的创新设计方法，该方法可在紧凑封装中同时实现功率分配和滤波功能。在这种方法中，采用三模谐振器来实现电路小型化和宽阻带。为验证该方法的有效性，设计并制作了基于三模加载短截线谐振器的四路、六路和八路滤波功率分配器；它们的电路面积较小，分别小于<inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"> <tex-m...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于三模谐振器的多路滤波功分器技术在射频电路设计领域具有显著创新性，对我司光伏逆变器和储能系统的电磁兼容性能提升具有潜在应用价值。 该技术的核心优势在于将功率分配与滤波功能集成于紧凑封装中，实现了电路小型化（面积小于0.11λg²）和宽阻带特性。对于阳光电源的产品线而...