مكثف 22 بيكوفاراد 60 فولت ذو مقاومة داخلية منخفضة (Low ESR) من السيراميك ذو حافة أحادية الجانب لشريحة المكثف لترددات Ka Band Satcom

ملخص تقني للترددات العالية

الـHACC220S15V600هو مصغر جداً وموثوق بهمكثف السيراميكي ذو الطبقة الواحدة ذات الحدود من جانب واحد (SLC)تم تصميمها لحجب الاتصالات المتواصلة بالقطاع العريض، والربط بالاتصالات الراديوية، ومطابقة عائق الموجات المليمترية في الدوائر الصغيرة الهجينة الأكثر تطلباً في مجال الطيران والاتصالات التجارية.22 pF ± 10%سعة معمعدل مستمر مرتفع 60 فولت DCو> 150 فولت (معدل 250٪)، هذا المكثف معبأة في كثافة لا تصدق15 مل × 15 مل (0.38 ملم × 0.38 ملم)بصمة مع انخفاض فائق0.15 ملم (6 ملم)تم تصميمها للعمل دون عيب من0.8 غيغاهرتز إلى 40.0 غيغاهرتزعبر النطاقات S إلى Ka ، تم تحسين HACC220S15V600 للاتصالات الفضائية الحمولات المفيدة في النطاق Ka (27-40 GHz) ، محطات المستخدمين التجارية المرحلية ، 5G mmWave backhaul ،وأنظمة القياس عن بعد في الفضاء الجوي حيثيجب أن لا تفشل أي سلك ربط وكل واجهة الارتباط يجب أن تعيش 15+ سنوات من التشغيل المستمر.

الـالهندسة المعمارية ذات الجانب الواحديحتوي على حافة صناعية صافية معزولة حول الكهرباء الذهبية العليا، سد إيبوكسي فيزيائي يمنع معجون الفضة الموصل من الوصول إلى الاتصال العلوي أثناء التثبيت الآلي.أهم استخدامات الأقطابTiW-Au مع طبقة ذهبية فائقة السماكة بقوة لا تقل عن 4.0 μmالتي توفر قوة سحب ثابتة > 5.0 gf ربط السلك.كومة TiW-Pt-Auحيث أن طبقة الحاجز البلاتينية (Pt) غير قابلة للذوبان تماما في لحام AuSnالتوافق بين المرفقات متعددة الاستخداماتمع الايبوكسي الموصل (H20E) ، AuSn (80/20) اللحام الايوتكتي، و Ag المكسوة المكسوة للطبقات عالية درجة الحرارة.

المزايا الرئيسية للأداء

قابلية الارتباط الخالصة وقوة السحب العالية ¥ 4.0 μm Au فائقة السماكة مع الامتثال للمعايير الصناعية

موثوقية ربط الأسلاك على مكثفات رقاقة 15 ميل (0.38 ملم) محدودة بشكل أساسيسمك علبة السندات الذهبيةعندما تكون طبقة الذهب رقيقة (< 2.5 ميكرو مترا) the ultrasonic energy from thermosonic wedge or ball bonding transmits through the gold and fractures the ceramic dielectric beneath—a latent defect called "sub-surface cratering" that passes electrical test but opens after thermal cyclingHACC220S15V600 يلغي هذا الوضع الفشل مععلى الأقل 4.0 ميكرو متراً من طبقة الذهب النقي المزروعة على قاعدة الالتصاق TiW.

• قوة سحب السندات > 5.0 gf:يتجاوز باستمرار متطلبات اختبار سحب الروابط المدمرة القياسية في الصناعة في جميع مؤهلات مجموعة الوافر. تتراوح قيم الإنتاج النموذجية بين 5.5 و 8.0 gf ، مما يوفر هامشًا > 3 × على 1.ما لا يقل عن 5 gf لسلك Au طوله 25 μmهذا الهامش ضروري لبيئات الطيران الفضائية عالية الاهتزاز (DO-160 ، معايير RTCA) حيث تعب الرابطة هو الوضع السائد للفشل على المدى الطويل.
• عيبات الحفرة صفر:طبقة أوو الصلبة البالغة طولها 4.0 ميكرو متراً تمتص ميكانيكياً 40-100 ميغاوات من طاقة الربط بالموجات فوق الصوتيةتوزيعه جانبا على كامل 80 ميكرومتر × 80 ميكرومتر مساحة وسادة بدلا من نقله عموديا في 0.15 ملم رصيف السيراميك. 100% اختبار العينة سحب الربط لكل حزمة رقاقة ٠ فشل الربط من خلال على > 15،000 ربط التأهيل.
• نافذة عملية التوصيل الواسعة:متوافق مع ربط الكون (20-40 gf ، 60-120 mW ، مرحلة 120-150 °C) وربط الكرة (15-35 gf ، 40-100 mW ، مرحلة 150 °C) باستخدام سلك Au 18-25 μm عبر جميع منصات الربط الرئيسية (K&S ، F&K Delvotec ،TPTيوفر سمك 4.0 ميكرو مترا هامش العملية اللازمة لخطوط الإنتاج عالية الخليط حيث تتغير معايير الارتباط بشكل متكرر بين دفعات التجميع.
• الشريط الذهبي جاهزطبقة Au فائقة السماكة تدعم ربط الشريط الذهبي 25 μm × 250 μm (1 mil × 10 mil) لتطبيقات تجاوز RF عالية التيار في مراحل خروج مكبر الطاقة GaN ،حيث يقلل ربط الشريط من حثية الترابط إلى <0.05 نهي.
• معايير التفتيش البصري بعد التأمين:تحت تكبير 50 × ، يجب أن تظهر الرابطة تشوهًا بنسبة < 25٪ ، لا يوجد شقوق مرئية ، لا يوجد أوفيلباك ، ومركز الرابطة ≥ 25 ميكرومتر من حافة الحافة السيرامية.يتم التحقق من هذه المعايير على 100٪ من السندات في الأجهزة التي يتم فحصها عالية الموثوقية.

مرفق أسفل متعدد الاستخدامات

خطوط التجميع التجارية للطيران والفضاء عالية الموثوقية تستخدم العديد من تقنيات الارتباط المقطوعة اعتمادا على متطلبات الوحدة الحرارية والموثوقية.الكهرباء السفلية TiW-Pt-Auصممت لتكونمتوافقة عالمياًمع جميع طرق التثبيت الرئيسية الثلاثة:

• إيبوكسي الفضة الموصلة (Epotek H20E):معيار لتطبيقات حساسة للتكلفة ودرجة حرارة معتدلة. تصفية في 120 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة.طبقة الحاجز Pt تمنع هجرة أيونات الفضة من الايبوكسي إلى الانتهاء Au a معروف آلية التدهور على المدى الطويل في مكثفات بلا حدوديوصى به لـ: الاتصالات التجارية، البنية التحتية 5G، معدات الاختبار والقياس.
• AuSn (80/20) اللحام الايوتيكسي:مطلوبة لتطبيقات التوصيل الحراري العالي (حاملات GaN PA ، وحدات التنسيق المرحلي عالية الطاقة). إعادة التدفق عند 300-320 درجة مئوية تحت غاز تشكيل N2 / H2.طبقة الحاجز من البلاتين (Pt) هي التكنولوجيا الحاسمة: يذوب لحام AuSn بشكل عنيف في ثواني في درجة حرارة التدفق مرة أخرى ، مما يعرض طبقة التماس TiW إلى الأكسدة.Pt محصن من الناحية الحرارية لـ AuSn ‬لا يذوب ولا يشكل معادن متداخلة ‬يحافظ على اتصال أرضي نقي < 10 mΩ من خلال دورات إعادة التدفق المتعددةيوصى به لـ: GaN-on-SiC PA ، المحطات التجارية المرحلية ، مرسلات الأقمار الصناعية.
• صلابة الفضة المشددة (Ag) المقطعة:تكنولوجيا ناشئة لوحدات أشباه الموصلات ذات الفجوة العريضة > 300 درجة مئوية. يشكّل معجون تجميد الفضة الذي يتم تطبيقه عند 250-300 درجة مئوية تحت ضغط رابطة Ag نقية ذات موصلة حرارية > 60 W/m·K.الحاجز Pt فعالة بنفس القدر ضد Ag-Au الانتشار في درجات حرارة الغليانيوصى به لـ: وحدات طاقة SiC، الإلكترونيات الحرارية الأرضية عالية درجة الحرارة / تحت السطح، أنظمة التحكم في المحرك من الجيل التالي.

هذه التوافق الثلاثي يلغي الحاجة إلى التأهل وتخزين أرقام قطع مكثفات منفصلة لخطوط التجميع المختلفة.

استقرار عال TCC و VCC COG/NPO الدرجة I الديليكتريك

تستخدم HACC220S15V600الدرجة الأولى COG/NPO (C0G/NP0) الديليكتريك السيراميكي الكهربائي‬أثبت الديليكتريك الموجود في المكثفات. على عكس الديليكتريكات الحديدية الكهربائية من الفئة الثانية (X7R، X5R) التي تظهر اختلافات كبيرة غير خطية في القدرة مع درجة الحرارة والجهد،COG/NPO هو في الأساس paraelectric وبالتالي:

• TCC: 0 ± 30 ppm/°Cتتفاوت القدرة بأقل من ±0.3٪ من -55 °C إلى + 125 °C. بالنسبة لمكثف 22 pF في النطاق Ka (35 GHz) ، هذا يعني انعكاس (±0.3٪) وتحول خسارة العودة S11 بنسبة <0.03 ديسيبل في جميع أنحاء نطاق درجة الحرارة.
• VCC: < 10 ppm/Vعلى عكس X7R الذي يفقد 50-80٪ من سعته تحت تحيز DC (تأثير تشبيك المجال الحديدي الكهربائي) ، سعة COG / NPO هيمستقل عن الجهد المتردد المطبق. في دائرة tee التحيز حيث يرى المكثف الجهد الكامل لتزويد التيار المباشر ، وهذا يعني أن عائق ربط RF هو نفسها مع ودون تحيز التيار المباشر ، لا يوجد ضبط ، لا حاجة إلى إعادة تحسين.
• لا شيخوخةCOG/NPO لديهامعدل الشيخوخة صفر. X7R capacitance decays logarithmically at 3-5% per decade-hour due to ferroelectric domain relaxation—a 10-year deployed system with X7R capacitors will have capacitance values 15-25% below their original specification. COG/NPO يزيل هذا الانجراف الطويل الأجل بالكامل. القدرة المقاسة اليوم تساوي القدرة المقاسة في 2036
• امتصاص كهربائي منخفض للغاية (<0.1٪):حاسمة للدوائر عالية السرعة العينة والاحتفاظ والمضخات المسبقة الحساسة للشحنة حيث تأثيرات الذاكرة الديليكتريكية (الامتصاص) تدخل أخطاء في الجهد.طبيعة COG/NPO الكهربائية تعني الاحتفاظ بشحنة قريبة من الصفر بعد التفريغ.

ورقة بيانات المعلمات الشاملة

هندسة تحديد المعادن بالفيلم الرقيق

الأسئلة الشائعة

السؤال 1: ما الذي يجعل الكهرباء العليا من 4.0 μm Au تصل إلى > 5.0 gf قوة سحب الربط عندما تصل SLCs القياسية مع 2.5 μm Au إلى 2-3 gf فقط؟

قوة سحب الرابطة في أقطاب الذهب رقيقة الشاشة تحكمها آليتين لفشل: (1)فشل التماسك داخل طبقة الذهبالذهب نفسه يمزق تحت ضغط الشد، و (2)فشل التلصق في واجهة Au-TiWيزيل فيلم الذهب من طبقة الالتصاق. وتحسن سمك 4.0 μm Au كليهما: الذهب الأكثر سمكاًمساحة القسم العرضي(80 ميكرومتر × 4.0 ميكرومتر = 320 ميكرومتر مقابل 200 ميكرومتر 2 ل 2.5 ميكرومتر) ، مما يزيد مباشرة من القوة المطلوبة لفشل التماسك بنسبة 60 ٪. والأهم من ذلك ، الطبقة Au الأكثر سمكاتوزيع طاقة الربط بالموجات فوق الصوتية جانبابدلاً من تركيزه في واجهة Au-TiW ، مما يمنع تشكيل الفراغات الدقيقة على الواجهة التي تسبب فشل قشر الملصق.النتيجة هي تحسن أساسي في كل من أنماط الفشل، مما يعطي > 5.0 gf قوة سحب نموذجية مقابل 2-3 gf للكهربائيات ذات السماكة القياسية.

السؤال 2: لماذا يسمح حاجز Pt (البلاتين) بتثبيت أسفل متوافق ثلاثيًا؟

كل طريقة تثبيت تهاجم أقطاب أوفية قياسية بشكل مختلف:صبغ أونيذوب الذهب في غضون ثوان عند 300-320 درجة مئويةزيت الفضةيسمح لـ Ag⁺الهجرة الكهربائية للأيونات إلى شبكة أو على مدى سنوات من التحيز المتردد.المكسوة-Agيدفع Ag-Au إلى الانتشار المشترك عند 250-300 درجة مئوية. البلاتين (Pt) محصن بشكل فريد لكل ثلاثة:عدم ذوبان في Sn المنصهر(على عكس Au، الذي لديه ~ 5 في المئة في الذوبان في Sn في 300 °C) ، فإنه يشكللا توجد مواد متداخلة مع Ag(على عكس Au-Ag ، الذي يشكل محلول صلب كامل) ،معامل الانتشار الذاتي هو 10⁴× أقلمن أوو عند درجات حرارة اللحام. طبقة Pt سميكة 100-200 نانومتر فقط غير مرئية لتيارات RF ولكن غير قابلة للاختراق لجميع آليات التدهور الثلاثة.

السؤال 3: كيف تفيد VCC القريبة من الصفر من COG / NPO الحمولات الصناعية في النطاق Ka على وجه التحديد؟

في جهاز نقل الأقمار الصناعية في النطاق كافا (27-40 غيغاهرتز) ، يرى مكثفات حجب التيار المباشر في مراحل LNA والمخلط و PA الجهد التيار المباشر الكامل بشكل مستمر. مع مكثفات X7R ،فقدان السعة 50-80٪ تحت تحيز التيار المباشر يحول عائق الارتباطمع COG/NPO (<10 ppm/V VCC) ، تتغير سعة 22 pF بنسبة <0.02% من 0 فولت إلى 60 فولت ‬تغير ضيق ضئيل عند 35 غيغاهرتزهذا يعنيتصميم شبكة متطابق واحد يعمل لجميع ظروف التحيز، وأداء جهاز الإرسال في المدار بعد 15 عاماً متطابقة مع معاييرها قبل الإطلاق.هذا يزيل الحاجة إلى إعادة ضبط في المدار ويوفر الثقة بأن مواصفات أداء RF سيتم الوفاء بها طوال عمر المهمة.

دليل الهندسة والتجميع لـ S-Parameter

إضافة المصفوفة المختارة

معايير ربط الأسلاك

• السلك:0.7-1.0 ميل (18-25 ميكرومتر) 99.99% Au
• سد:20-40 gf، 60-120 mW، مرحلة 120-150 درجة مئوية
• الكرة:15-35 gf، 40-100 mW، 150 درجة مئوية
• الإذن:مركز الربط ≥25 ميكرومتر من حافة الأقطاب الكهربائية
• التفتيش:50 × بصرية ؛ رفض > 25٪ تشوه المربع ، والفوهات ، أو انتهاكات قرب الحافة

لطلب بيانات اختبار سحب الارتباطات، معايير S إلى 40 غيغاهرتز، أو إرفاق تقارير التأهيل، اتصل بفريق المبيعات لدينا اليوم.