Ein Mobiltelefon, das Anrufe, SMS, Netzwerkdienste und App-Anwendungen unterstützt, besteht normalerweise aus fünf Teilen:
HF, Basisband, Energieverwaltung, Peripheriegeräte, Software.
RF:Im Allgemeinen ist es der Teil des Sendens und Empfangens von Informationen.
Basisband:Im Allgemeinen ist es Teil der Informationsverarbeitung.
Energieverwaltung:Im Allgemeinen handelt es sich dabei um einen Teil der Energieeinsparung. Da Mobiltelefone Geräte mit begrenzter Energie sind, ist die Energieverwaltung sehr wichtig.Peripheriegerät:Im Allgemeinen einschließlich LCD, Tastatur, Gehäuse usw.;Software:Es umfasst im Allgemeinen System, Treiber, Middleware und Anwendung.
Die wichtigsten Kerne des mobilen Endgeräts sind der HF-Chip und der Basisband-Chip.Der HF-Chip ist für den HF-Transceiver, die Frequenzsynthese und die Leistungsverstärkung verantwortlich; der Basisband-Chip ist für die Signalverarbeitung und Protokollverarbeitung verantwortlich.Welche Beziehung besteht also zwischen HF-Chip und Basisband-Chip?
Beziehung zwischen HF-Chip und Basisband-Chip
Sowohl Radiofrequenz als auch Basisband stammen aus dem Englischen und sind wörtlich übersetzt.Die früheste Anwendung von HF ist das Radio – der Rundfunk (FM/AM), der noch immer die klassischste Anwendung in der HF-Technologie und sogar im Radiobereich ist.
Das Basisband ist das Signal, dessen Mittelpunkt bei 0 Hz liegt. Daher ist das Basisband das grundlegendste Signal.Manche Leute bezeichnen Basisband auch als „unmoduliertes Signal“. Dieses Konzept war einst richtig. Beispielsweise ist AM ein moduliertes Signal (ohne Modulation kann der Inhalt nach dem Empfang über die klangerzeugenden Komponenten gelesen werden).
Im Bereich der modernen Kommunikation bezieht sich Basisbandsignal jedoch üblicherweise auf das digital modulierte Signal mit dem Spektrumsmittelpunkt bei 0 Hz.Darüber hinaus gibt es kein klares Konzept, ob das Basisband analog oder digital sein muss, was vom jeweiligen Implementierungsmechanismus abhängt.
Um es kurz zu machen: Basisbandchips umfassen Modems, aber nicht nur Modems, sondern auch Kanalcodecs, Quellcodecs und einige Signalverarbeitungsfunktionen.Der HF-Chip kann als einfachste Aufwärts- und Abwärtskonvertierung eines Basisbandmodulationssignals angesehen werden.
Bei der sogenannten Modulation wird das zu übertragende Signal nach bestimmten Regeln auf den Träger moduliert und über den HF-Transceiver gesendet. Bei der Demodulation handelt es sich um den umgekehrten Vorgang.
Funktionsprinzip und Schaltungsanalyse
Radiofrequenz wird als RF abgekürzt. Radiofrequenz ist Hochfrequenzstrom. Es handelt sich um eine Art hochfrequente elektromagnetische Wechselwelle. Es ist die Abkürzung für Radiofrequenz. Es steht für die elektromagnetische Frequenz, die in den Raum abgestrahlt werden kann. Der Frequenzbereich liegt zwischen 300 kHz und 300 GHz.Wechselstrom mit weniger als 1000 Änderungen pro Sekunde wird als Niederfrequenzstrom bezeichnet, und Wechselstrom mit mehr als 10000 Änderungen pro Sekunde wird als Hochfrequenzstrom bezeichnet, und HF ist ein solcher Hochfrequenzstrom.Hochfrequenz (größer als 10 k); Radiofrequenz (300 k–300 g) ist das höhere Frequenzband der Hochfrequenz; Mikrowellenfrequenzband (300 m–300 g) ist das höhere Frequenzband der HF.Die Hochfrequenztechnologie wird im Bereich der drahtlosen Kommunikation häufig eingesetzt. Auch das Kabelfernsehen nutzt Hochfrequenzübertragung.
RF-Chip bezeichnet eine elektronische Komponente, die Funksignalkommunikation in eine bestimmte Funksignalwellenform umwandelt und überträgt Antenne Resonanz. Es umfasst Leistungsverstärker, rauscharmen Verstärker und Antenne Schalter.Die HF-Chiparchitektur besteht aus zwei Teilen: Empfangskanal und Sendekanal.
Blockdiagramm der HF-Schaltung
Aufbau und Funktionsweise der Empfangsschaltung
Beim Empfangen der Antenne wandelt die von der Basisstation gesendete elektromagnetische Welle in ein schwaches Wechselstromsignal um, das gefiltert, bei hoher Frequenz verstärkt und zur Demodulation an das if gesendet wird, um die empfangenen Basisbandinformationen (rxi-p, rxi-n, rxq-p, rxq-n) zu erhalten. Zur weiteren Verarbeitung an die logische Audioschaltung gesendet.
Wichtige Punkte dieser Schaltung:
1. Empfangsschaltungsstruktur;
2. Funktion und Funktion jedes Elements;
3. Signalfluss empfangen.
Schaltungsstruktur
Die Empfangsschaltung besteht aus Antenne, Antenne Schalter, Filter, Hochverstärker (rauscharmer Verstärker), ggf. integrierter Block (Empfangsdemodulator) usw.Frühe Mobiltelefone hatten primäre und sekundäre Mischschaltungen, um die Empfangsfrequenz zu reduzieren und dann zu demodulieren (wie in der Abbildung unten gezeigt).
Blockdiagramm der Empfangsschaltung
2. Funktion und Funktion jedes Elements
1) . Mobiltelefon Antenne:Struktur:(Wie nachfolgend dargestellt)Das Handy Antenne ist unterteilt in externe Antenne und eingebaut Antenne; Es besteht aus Antenne Sockel, Magnetspule und Kunststoffhülle.
bewirken:
a) Beim Empfang wird die von der Basisstation ausgesendete elektromagnetische Welle in ein schwaches Wechselstromsignal umgewandelt.
b) Während der Übertragung wird der vom Leistungsverstärker verstärkte Wechselstrom in ein elektromagnetisches Wellensignal umgewandelt.
2). Antenne Schalter:
Struktur:(Wie nachfolgend dargestellt)Das Handy Antenne Schalter (Combiner, Duplexfilter) besteht aus vier elektronischen Schaltern.
bewirken:
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Vollständige Empfangs- und Sendeumschaltung;
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Vollständige Umschaltung des Signalempfangs auf 900 m/1800 m.
Die Logikschaltung sendet entsprechend dem Betriebszustand des Mobiltelefons Steuersignale (gsm-rx-en; DCS-rx-en; gsm-tx-en; DCS-tx-en) aus, um die jeweiligen Kanäle leitend zu machen, sodass die empfangenen und gesendeten Signale ihre eigenen Wege gehen, ohne sich gegenseitig zu stören.
Wenn das Mobiltelefon funktioniert, können Empfangen und Senden nicht gleichzeitig in einem Zeitschlitz funktionieren (dh beim Empfangen keine Übertragung und beim Senden kein Empfang).Aus diesem Grund wurden in der späteren Phase des neuen Mobiltelefons die beiden Schalter des Empfangskanals entfernt und nur zwei Sendetransferschalter übrig gelassen; die Empfangs- und Schaltaufgabe wird durch die Hochdruck-Ableitungsleitung übernommen.
3) . Filter:
Struktur:Im Mobiltelefon gibt es Hochfrequenzfilter und Zwischenfrequenzfilter.bewirken:Filtern Sie andere unbrauchbare Signale heraus, um reine Empfangssignale zu erhalten.In der späteren Phase sind die neuen Mobiltelefone Null-If-Mobiltelefone; daher gibt es im Mobiltelefon keinen If-Filter.
4) Hochfrequenzverstärker (Hochfrequenzverstärker, rauscharmer Verstärker):
Struktur:
Im Mobiltelefon gibt es zwei Hochentladungsröhren:900 m hohe Abflussleitung, 1800 m hohe Abflussleitung.Es handelt sich um Trioden-Emitterschaltungen für Verstärker. Später wurde im neuen Mobiltelefon die Hochentladungsröhre in die Schaltung integriert.
Stromversorgungsdiagramm des Hochfrequenzverstärkers
bewirken:
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Der schwache Strom, der durch die Antenne wird verstärkt, um den Bedarf der Schaltung der späteren Stufe an Signalamplitude zu erfüllen.
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Vollständige Umschaltung des empfangenen Signals zwischen 900 m und 1800 m.
Prinzip:
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Stromversorgung:Die Basisvorspannung von 900 m/1800 m zwei Hochspannungsentladungsröhren teilen sich einen Kanal, der durch den Zwischenfrequenz-Simultankanal bereitgestellt wird; die Vorspannung des Kollektors der beiden Röhren wird von der IF-CPU entsprechend dem Empfangsstatus des Mobiltelefons ausgesendet; ihr Zweck besteht darin, die Umschaltung des empfangenen 900 m/1800 m-Signals abzuschließen.
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Nachdem andere Störungen durch den Filter gefiltert wurden, wird das reine 935-m-960-m-Empfangssignal durch den Kondensator gekoppelt und zur Verstärkung an die entsprechende Hochentladungsröhre gesendet. Anschließend wird es durch den Kondensator gekoppelt und für die nächste Verarbeitungsstufe an die Zwischenfrequenz gesendet.
5) , wenn (HF-Schnittstelle, HF-Signalprozessor):
Struktur:Es besteht aus einem Empfangsdemodulator, einem Sendemodulator, einem Sendephasendetektor und anderen Schaltkreisen. Das neue Mobiltelefon integriert außerdem eine Hochentladungsröhre, eine Frequenzsynthese, eine 26-m-Oszillation und einen Frequenzteilungsschaltkreis (siehe Abbildung unten).
bewirken:
a) Der interne Hochspannungsverstärker verstärkt den schwachen Strom, der durch die Antenne;
b) Demodulieren Sie beim Empfangen das empfangene Trägerfrequenzsignal (mit Gegenparteiinformationen) von 935 m–960 m (GSM) und das lokale Oszillatorsignal (ohne Informationen), um die empfangenen Basisbandinformationen von 67.707 kHz zu erhalten.
c) Während der Übertragung werden die von der Logikschaltung verarbeiteten Sendeinformationen und das lokale Oszillatorsignal in die Sendeinformation moduliert, wenn;
d) Kombinieren Sie 13m/26m-Kristalle, um einen 13m-Takt zu erzeugen (Referenztaktschaltung);e) Entsprechend dem von der CPU gesendeten Referenzsignal wird das dem Arbeitskanal des Mobiltelefons entsprechende lokale Oszillatorsignal erzeugt.
3. Signalempfangsprozess
Wenn das Mobiltelefon empfangen wird, Antenne wandelt die von der Basisstation gesendete elektromagnetische Welle in ein schwaches Wechselstromsignal um, durchläuft die Antenne Schalten Sie den Empfangspfad um, senden Sie ihn an den Hochfrequenzfilter, um andere unnütze Störungen herauszufiltern, und erhalten Sie das reine 935m-960m (GSM)-Empfangssignal, das durch den Kondensator gekoppelt und zur Verstärkung an den entsprechenden Hochverstärker in der Zwischenfrequenz gesendet wird. Anschließend wird es an den Demodulator und das LO-Signal (ohne Informationen) zur Demodulation gesendet. Erhalten Sie 67.707 kHz empfangene Basisbandinformationen (rxi-p, rxi-n, rxq-p, rxq-n); Zur weiteren Verarbeitung an die logische Audioschaltung gesendet.
Aufbau und Funktionsweise der Sendeschaltung
Während der Übertragung werden die von der Logikschaltung verarbeiteten Basisbandinformationen in die übertragene ZF moduliert und der TX-VCO wird verwendet, um die übertragene ZF-Signalfrequenz in ein Signal mit der Frequenz 890 m–915 m (GSM) zu ändern.Nach der Verstärkung durch den Leistungsverstärker wird es in elektromagnetische Wellen umgewandelt durch die Antenne und strahlte aus.
Wichtige Punkte dieser Schaltung:
(1) . Schaltungsstruktur;
(2) Funktion und Funktion jedes Elements;
(3) . Signalübertragungsprozess.
Schaltungsstruktur
Die Sendeschaltung besteht aus einem Sendemodulator und einem Sendephasendetektor in der ZF; Sendespannungsgesteuerter Oszillator (TX-VCO), Leistungsverstärker (Power Amplifier), Leistungsregler (Power Control), Sendetransformator und weiteren Schaltungen.(Wie nachfolgend dargestellt)
Blockdiagramm der Sendeschaltung
2. Funktion und Funktion jedes Elements
1) . Übertragungsmodulator:Struktur:Im IF befindet sich der Sendemodulator, der dem Mod im Breitbandnetz entspricht.bewirken:Während der Übertragung werden die von der Logikschaltung verarbeiteten Basisband-Sendeinformationen (txi-p; txi-n; txq-p; txq-n) und das lokale Oszillatorsignal in die Sende-IF moduliert.
2) Sendespannungsgesteuerter Oszillator (TX-VCO):Struktur:Der sendende spannungsgesteuerte Oszillator ist ein kapazitiver Dreipunkt-Schwingkreis, dessen Ausgangsfrequenz durch Spannung gesteuert wird. Bei der Herstellung wird er in eine kleine Platine integriert und führt fünf Pins heraus:Stromversorgungsstift, Erdungsstift, Ausgangsstift, Steuerstift, Umschaltstift für 900 m/1800 m-Band.Bei entsprechender Betriebsspannung schwingt es und erzeugt das entsprechende Frequenzsignal.
bewirken:Das übertragene ZF-Signal wird durch den internen ZF-Modulator moduliert und in ein Signal mit der Frequenz 890 m–915 m (GSM) umgewandelt, das von der Basisstation empfangen werden kann.
Prinzip:Wie wir alle wissen, kann die Basisstation nur Signale mit der Frequenz 890–915 m (GSM) empfangen. Das vom ZF-Modulator modulierte ZF-Signal (z. B. das von Samsung gesendete 135-m-ZF-Signal) kann von der Basisstation jedoch nicht empfangen werden. Daher sollte TX-VCO verwendet werden, um die Frequenz des gesendeten ZF-Signals auf ein Signal mit der Frequenz 890–915 m (GSM) zu ändern.
Beim Senden sendet das Netzteil eine Spannung von 3 VTX, damit TX-VCO funktioniert und ein Signal mit der Frequenz 890 m–915 m (GSM) auf zwei Arten erzeugt wird:
a) Die Probe wird an die ZF zurückgesendet und mit dem lokalen Oszillatorsignal gemischt, um ein Sendefrequenz-Unterscheidungssignal zu erzeugen, das der Sende-ZF entspricht, und zum Vergleich mit der Sende-ZF an den Phasendiskriminator gesendet. Wenn die Schwingfrequenz des TX-VCO nicht mit dem Arbeitskanal des Mobiltelefons übereinstimmt, erzeugt der Phasendetektor eine Sprungspannung von 1–4 V (Gleichspannung mit Wechselstrom-Übertragungsinformationen), um die Kapazität des Varaktors im TX-VCO zu steuern und die Frequenzgenauigkeit anzupassen.
b) . nach der Verstärkung wird der Leistungsverstärker in elektromagnetische Wellen umgewandelt durch die Antenne und strahlte aus.
Aus dem Obigen ist ersichtlich:Der TX-VCO erzeugt die Frequenz, tastet sie ab und sendet sie an den IF zurück. Anschließend erzeugt er die Spannung zur Steuerung des TX-VCO-Betriebs. Er bildet lediglich einen geschlossenen Regelkreis und steuert Frequenz und Phase. Daher wird diese Schaltung auch als Sende-Phasenregelkreis bezeichnet.
3) . Leistungsverstärker (Leistungsverstärker):
Struktur:Derzeit handelt es sich bei den Leistungsverstärkern von Mobiltelefonen um Zweifrequenz-Leistungsverstärker (900-m-Leistungsverstärker und 1800-m-Leistungsverstärker sind integriert), die in Schwarzleim-Leistungsverstärker und Eisengehäuse-Leistungsverstärker unterteilt sind. Unterschiedliche Leistungsverstärkermodelle können nicht untereinander ausgetauscht werden.
bewirken:Das TX-VCO-Schwingfrequenzsignal wird verstärkt, um ausreichend Strom zu erhalten, der in elektromagnetische Wellen umgewandelt und durch die Antenne.
Es ist erwähnenswert, dass:Der Leistungsverstärker verstärkt die Amplitude des übertragenen Frequenzsignals und kann dessen Frequenz nicht verstärken.
Betriebsbedingungen des Leistungsverstärkers:
a) . Betriebsspannung (VCC):Die Stromversorgung des Mobiltelefon-Leistungsverstärkers erfolgt direkt über die Batterie (3.6 V).
b) Erdungsklemme (GND):Machen Sie aus dem Strom eine Schleife.
c) . Zweifrequenz-Leistungsumwandlungssignal (Bandsel):Der Steuerleistungsverstärker arbeitet auf 900 m oder 1800 m;
d) Leistungssteuersignal (PAC):Steuern Sie die Menge des Leistungsverstärkers (Arbeitsstrom).
e) Eingangssignal (in); Ausgangssignal (out).
4) . Sendetransformator:Struktur:Zwei Spulen mit gleichem Drahtdurchmesser und gleicher Windungszahl liegen nahe beieinander und basieren auf dem Prinzip der gegenseitigen Induktivität.bewirken:Messen Sie die Sendeleistung und den Strom des Leistungsverstärkers und senden Sie diese an die Leistungssteuerung.Prinzip:Wenn beim Senden der Sendeleistungsstrom des Leistungsverstärkers durch den Sendetransformator fließt, wird in dessen Sekundärwicklung ein Strom in gleicher Größe wie der Leistungsstrom induziert, der nach der Erkennung (Hochfrequenzgleichrichtung) an die Leistungssteuerung gesendet wird.
5) . Leistungspegelsignal:Der sogenannte Leistungspegel besteht darin, dass Ingenieure das empfangene Signal beim Programmieren des Mobiltelefons in acht Pegel unterteilen, und jeder Empfangspegel entspricht einer Sendeleistungsstufe (siehe Tabelle unten). Wenn das Mobiltelefon in Betrieb ist, beurteilt die CPU die Entfernung zwischen dem Mobiltelefon und der Basisstation anhand der empfangenen Signalstärke und sendet das entsprechende Sendepegelsignal, um den Verstärkungsgrad des Leistungsverstärkers zu bestimmen (d. h., wenn der Empfang stark ist, ist die Übertragung schwach).
Beigefügte Leistungsstufentabelle:
6) . Leistungsregler (Leistungsregelung):Struktur:Es handelt sich um einen Operationsvergleichsverstärker.
bewirken:Durch Vergleich des übertragenen Leistungsstrom-Abtastsignals mit dem Leistungspegelsignal erhält man ein geeignetes Spannungssignal zur Steuerung der Verstärkung des Leistungsverstärkers.
Prinzip:Wenn der Sendeleistungsstrom durch den Sendetransformator fließt, wird der sekundär induzierte Strom nach der Erkennung (Hochfrequenzgleichrichtung) an die Leistungssteuerung gesendet. Gleichzeitig wird während der Programmierung auch das voreingestellte Leistungspegelsignal an die Leistungssteuerung gesendet. Nach dem internen Vergleich der beiden Signale wird ein Spannungssignal erzeugt, um die Verstärkung des Leistungsverstärkers zu steuern, sodass der Arbeitsstrom des Leistungsverstärkers moderat ist, was nicht nur Strom spart, sondern auch die Lebensdauer des Leistungsverstärkers verlängern kann (wenn die Leistungssteuerspannung hoch ist, ist die Leistung des Leistungsverstärkers groß).
3. Signalübertragungsprozess
Beim Senden werden die von der Logikschaltung verarbeiteten Basisband-Übertragungsinformationen (txi-p; txi-n; txq-p; txq-n) an den Übertragungsmodulator im ZF gesendet und mit dem LO-Signal in das Übertragungs-ZF moduliert.Wenn das ZF-Signal von der Basisstation nicht empfangen werden kann, kann die Basisstation das gesendete ZF-Signal nur empfangen, indem sie die Frequenz des gesendeten ZF-Signals mit TX-VCO auf 890 m–915 m (GSM) erhöht.Wenn TX-VCO funktioniert, wird das Frequenzsignal 890 m–915 m (GSM) auf zwei Arten erzeugt:
a) Ein Abtastkanal wird an das IF zurückgesendet und mit dem lokalen Oszillatorsignal gemischt, um ein Sendefrequenz-Unterscheidungssignal zu erzeugen, das dem Sende-IF entspricht, und zum Vergleich mit dem Sende-IF an den Phasendiskriminator gesendet. Wenn die Schwingfrequenz des TX-VCO nicht mit dem Arbeitskanal des Mobiltelefons übereinstimmt, erzeugt der Phasendetektor eine Sprungspannung von 1–4 V, um die Kapazität des Varaktors im TX-VCO zu steuern und die Frequenz anzupassen.
b) Der zweite Kanal wird an den Leistungsverstärker gesendet, der verstärkt und in elektromagnetische Wellen umgewandelt wird. Antenne.Um eine große Anzahl von Leistungsverstärkern zu steuern, wird der sekundär induzierte Strom, wenn der Sendestrom durch den Sendetransformator fließt, nach der Erkennung (Hochfrequenzgleichrichtung) an die Leistungssteuerung gesendet. Gleichzeitig wird während der Programmierung auch das voreingestellte Leistungspegelsignal an die Leistungssteuerung gesendet. Die beiden Signale erzeugen nach einem internen Vergleich ein Spannungssignal, um die Verstärkung des Leistungsverstärkers zu steuern, sodass der Arbeitsstrom des Leistungsverstärkers moderat ist, was Strom sparen und die Lebensdauer des Leistungsverstärkers verlängern kann.
Aktuelle Situation der inländischen RF-Chip-Industriekette
Im Bereich der HF-Chips wird der Markt größtenteils von ausländischen Giganten monopolisiert. Im Bereich der inländischen HF-Chips kann kein Unternehmen den IDM-Betriebsmodus eigenständig unterstützen, hauptsächlich Fabless-Design-Unternehmen. Inländische Unternehmen haben durch die Koordination von Design, OEM und Verpackung den Betriebsmodus „Soft-IDM“ entwickelt.
In Bezug auf das Design von HF-Chips haben inländische Unternehmen Erfolge bei 5G-Chips erzielt und verfügen über eine gewisse Versandkapazität.Das Design von HF-Chips ist anspruchsvoll. Mit Erfahrung in der HF-Entwicklung kann die Entwicklung nachfolgender fortschrittlicher HF-Chips beschleunigt werden.
Was die Verpackung von HF-Chips betrifft, führt einerseits die Erhöhung der 5g-HF-Chipfrequenz zu einer stärkeren Auswirkung auf die Schaltungsleistung der Verbindungsleitung in der Schaltung, und die Länge der Signalverbindungsleitung muss während der Verpackung reduziert werden; andererseits müssen Leistungsverstärker, rauscharmer Verstärker, Schalter und Filter in einem Modul gekapselt werden, um einerseits das Volumen zu reduzieren und andererseits die Verwendung durch nachgelagerte Terminalhersteller zu erleichtern.Um den Parasitismus der HF-Parameter zu reduzieren, müssen Flip-Chip-, Fan-In- und Fan-Out-Verpackungstechnologien eingesetzt werden.
Beim Verpacken mit Flip-Chip-, Fan-In- und Fan-Out-Prozessen ist es nicht erforderlich, das Signal über die Golddraht-Bondleitung anzuschließen, wodurch der durch die Golddraht-Bondleitung verursachte parasitäre elektrische Effekt verringert und die HF-Leistung des Chips verbessert wird. Im 5G-Zeitalter wird die Kombination aus leistungsstarkem Flip-Chip/Fan-In/Fan-Out und SIP-Verpackungstechnologie der Verpackungstrend der Zukunft sein.
Flip-Chip-/Fan-In-/Fan-Out- und Sip-Pakete gehören zu fortschrittlichen Verpackungen und ihre Rentabilität ist viel höher als die herkömmlicher Verpackungen.Inländische börsennotierte Unternehmen haben eine vollständige Verpackungskapazität für die Flipchip-SIP-Technologie aufgebaut.
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