اتصال سیم بهینه 330 pF خازن فوق العاده کوچک تک طرفه SLC خازن برای ام ام ام

HACC331S15V160 Single-Sided Bordered SLC 330pF 25V 15mil Ultra-Miniature Wire-Bond بهینه شده برای mmWave

راHACC331S15V160فوق العاده مینیاتوری با قابلیت اطمینان بالا استخازن سرامیکی حاشیه دار یک طرفه (SLC)طراحی شده برای مسدود کردن DC فوق پهن باند، جفت RF، و فیلتر بای پس مایکروویو در ریز مدارهای هیبریدی با محدودیت فضا. تحویل دادن330 pF ± 10٪ظرفیت با یکولتاژ پیوسته 25 ولت DC افزایش یافته است، این دستگاه در یک بسته بندی فوق العاده جمع و جور بسته بندی شده است15 × 15 میلی متر (0.38 × 0.38 میلی متر)رد پای با ارتفاع بسیار کم مشخصات0.15 میلی متر (6 میل). طراحی شده برای عملیات قابل اعتماد از0.1 گیگاهرتز تا 35.0 گیگاهرتزدر سراسر باندهای مایکروویو UHF، L، S، C، X، Ku، K و Ka، HACC331S15V160 برای جداسازی تقویت‌کننده قدرت GaN، ماژول‌های آرایه فازی T/R، بلوک‌های فرستنده و گیرنده فیبر نوری DC و مبدل‌های ارتباط ماهواره‌ای بالا/پایین بهینه شده است.قابلیت اطمینان باند سیم برتر در قالب های فوق مینیاتوریغیر قابل مذاکره است

ساخته شده بادی الکتریک سرامیکی فوق پایدار COG/NPO (C0G/NP0) کلاس Iاین خازن تغییرات ظرفیت خازنی را در محدوده دمایی 55- تا 125+ درجه سانتیگراد ± 0.3 درصد حفظ می کند. رامعماری حاشیه یک طرفهدارای یک حاشیه سرامیکی عایق تمیز در اطراف الکترود طلای بالایی است که به عنوان یک سد فیزیکی عمل می کند - مانع از بالا آمدن اپوکسی نقره رسانا یا خونریزی لحیم از اتصال کوتاه تماس بالایی در طول اتصال قالب خودکار می شود. الکترود بالایی از یکمتالیزاسیون فوق ضخیم TiW-Au با حداقل لایه طلا 4.0 میکرومتر، ایجاد یک بافر مکانیکی استثنایی برای اتصال سیم طلایی گرماسونیک سنگین و چسباندن روبان. الکترود پایینی از a استفاده می کندپشته TiW-Pt-Auکه در آن لایه سد پلاتین (Pt) مانع از جمع شدن طلا و تشکیل بین فلزی در طول لحیم کاری یوتکتیک AuSn در دمای بالا یا پخت اپوکسی نقره می شود.

مزایای کلیدی عملکرد

اتصال سیم برتر - الکترود فوق العاده ضخیم طلایی 4.0 میکرومتر

در یک خازن تراشه 15 میل (0.38 میلی متر)، سطح پد اتصال سیم معمولاً فقط80 میکرومتر × 80 میکرومتر. با متالیزاسیون طلای فلش استاندارد <1.0-2.5 میکرومتر، گوه یا پیوند توپی گرماسوندی می‌تواند انرژی مافوق صوت را از طریق لایه نازک طلا منتقل کند و دی‌الکتریک سرامیکی با پتاسیم بالا را در زیر شکسته کند - یک حالت شکست نهفته که به عنوان شناخته می‌شود."پیوند از طریق" یا "شاخه"که اغلب از آزمایش الکتریکی فرار می کند اما به صورت یک مدار باز پس از چرخه حرارتی ظاهر می شود. HACC331S15V160 این حالت خرابی را با یک حذف می کندلایه طلای خالص پراکنده شده (Au) با حداقل ضخامت 4.0 میکرومترروی پایه چسبندگی TiW مزایای مهندسی عبارتند از:

• جذب انرژی مکانیکی:لایه طلای انعطاف پذیر 4.0 میکرومتری به عنوان یک ضربه گیر عمل می کند و انرژی پیوند اولتراسونیک (40-100 میلی وات) و نیروی پیوند (15-35 gf) را در سراسر ناحیه کامل پد بدون انتقال تنش مخرب به بستر سرامیکی توزیع می کند.
• پنجره فرآیند گسترده:سازگار با پیوند گوه ای (نیروی 20-35 gf، 60-100 میلی وات اولتراسونیک، مرحله 120-150 درجه سانتیگراد) و باندینگ توپی (15-30 gf، 40-80 mW، مرحله 150 درجه سانتیگراد) با استفاده از سکوی 18-25 میکرومتر (0.7-1.0 میلی‌گرم) با قابلیت تغییرپذیری بالا در سرتاسر پلت‌فرم‌های طلایی متفاوت. (Kulicke & Soffa، F&K Delvotec، TPT، Hybond).
• قدرت کشش باند > 3.0 gf:به طور مداوم از روش MIL-STD-883 2011.7 الزامات کشش باند در هر صلاحیت لات ویفر فراتر می رود. مقادیر معمولی محدوده 4.5-7.0 gf است که بیش از 2× حاشیه بیش از حداقل مشخصات ارائه می‌کند.
• باندینگ روبان طلایی سازگار:لایه ضخیم طلا از اتصال روبان طلایی 25 میکرومتر × 250 میکرومتر (1 میل × 10 میل) برای کاربردهای بای پس RF با جریان بالا که به اندوکتانس اتصال کمتر از nH نیاز دارند، پشتیبانی می کند.
• بدون نقص اتصال:100% کشش باند سیم در هر لات ویفر روی قالب نمونه از مرکز و 4 گوشه تست شده است. صفر شکست اوراق قرضه در بیش از 10000 اوراق واجد شرایط.

کوچک‌سازی فوق‌العاده و مشخصات کم - 75 درصد کوچک‌تر از 30 میلی‌لیتر SLC

در0.38 × 0.38 × 0.15 میلی متر (15 × 15 × 6 میل)HACC331S15V160 همان ظرفیت خازنی 330 pF را به عنوان یک SLC استاندارد 30 میلی دریک چهارم مساحت تخته. این بهبود چگالی 4× توسط یک محصول اختصاصی فعال شده استفرمولاسیون سرامیکی بسیار نازک با K بالا COG/NPOکه ظرفیت خازنی را در واحد سطح به حداکثر می رساند و در عین حال پایداری دمایی کلاس I و رتبه ولتاژ 25 ولت را حفظ می کند.

• پروفیل 0.15 میلی متر (6 میل):کاملاً در داخل حفره‌های RF میکروسکوپی و درب‌های ماژول هرمتیک قرار می‌گیرد و اندوکتانس حلقه انگلی را در اتصالات اتصال سیم به حداقل می‌رساند. ارتفاع کل نصب شده شامل حلقه سیم باند 25 میکرومتر: <0.30 میلی متر.
• 4× چگالی کانال:چهار خازن 30 میل (0.76 میلی‌متری) را با چهار خازن HACC331S15V160 15 میلی‌متری جایگزین کنید، تا 75 درصد از ناحیه حامل را برای قالب‌های MMIC اضافی، مدار بایاس یا ساختارهای مدیریت حرارتی در ماژول‌های آرایه فازی T/R آزاد کنید.
• اتوماسیون آماده انتخاب و مکان:ابعاد استاندارد قالب با تحمل ± 25 میکرومتر، یکپارچگی یکپارچه با تجهیزات اتصال قالب خودکار پرسرعت (Datacon 2200 evo، Finetech FINEPLACER، Tresky T-3000 series) را تضمین می کند. طراحی حاشیه یک طرفه فقط به تشخیص نوری سمت بالا نیاز دارد - برای برنامه های نصب شده در پایین نیازی به چرخش جهت نیست.
• اتلاف حرارتی:علیرغم ردپای فوق فشرده، الکترود زیرین کاملاً فلزی شده (TiW-Pt-Au، ≥2.5 میکرومتر طلا) حداکثر سطح تماس حرارتی را با حامل زیرلایه فراهم می کند و به طور موثر گرما را از دی الکتریک در طول کار با قدرت RF بالا هدایت می کند.

پایداری دما عالی - دی الکتریک COG/NPO کلاس I

HACC331S15V160 بادی الکتریک سرامیکی کلاس I COG/NPO (C0G/NP0).- استاندارد طلایی برای خازن های RF پایدار در دما. ضریب دمای ظرفیت خازنی (TCC) به صورت مشخص شده است0 ± 30 ppm/°Cاز -55 درجه سانتیگراد تا +125 درجه سانتیگراد، به این معنی که ظرفیت خازنی کمتر از± 0.3٪ در کل محدوده دما. در مقابل، دی‌الکتریک‌های کلاس II X7R تغییرات 15±% را در همان محدوده نشان می‌دهند - یک تفاوت 50×.

• ضریب ولتاژ بایاس DC صفر:برخلاف دی الکتریک های X7R و X5R که 30 تا 80 درصد از ظرفیت نامی خود را تحت بایاس DC از دست می دهند، COG/NPO نشان می دهد.ضریب ولتاژ ناچیز (<10ppm/V). مقدار 330 pF از 0 ولت تا ولتاژ نامی کامل 25 ولت پایدار است - برای جداسازی شبکه بایاس که در آن جابجایی ظرفیت باعث جداسازی شبکه تطبیق می‌شود، بسیار مهم است.
• بدون اثر پیری:دی الکتریک های کلاس II کاهش ظرفیت لگاریتمی 3-5٪ در هر دهه در ساعت را به دلیل شل شدن دامنه فروالکتریک نشان می دهند. COG/NPO استپارالکتریک- هیچ حوزه فروالکتریکی ندارد - و بنابراینپیر نمی شود. ظرفیت اندازه گیری شده در t=0 و t=10 سال در عدم قطعیت اندازه گیری یکسان خواهد بود.
• جذب دی الکتریک کم:ماهیت پارالکتریک COG/NPO نیز نتیجه می دهدجذب دی الکتریک بسیار کم (<0.1٪)- برای مدارهای نمونه برداری و نگه داشتن و فیلترهای آنالوگ دقیق که در آن اثرات حافظه دی الکتریک خطاهای ولتاژ را ایجاد می کند بسیار مهم است.
• پارامترهای S قابل پیش بینی در برابر دما:از آنجایی که ظرفیت خازنی پایدار است، S21 (اتلاف درج) و S11 (اتلاف برگشت) از شروع سرد (55- درجه سانتیگراد) تا حالت پایدار (+125 درجه سانتیگراد) با قدرت کامل (125 درجه سانتیگراد) ثابت می مانند و نیاز به شبکه های جبران دما در زنجیره RF را از بین می برند.

برگه اطلاعات پارامتر جامع

ماتریس فنی مقایسه ای - 15 میلیون SLC در مقابل فناوری های جایگزین

مهندسی پشته متالیزاسیون لایه نازک

HACC331S15V160 برای اطمینان از حداکثر قابلیت اطمینان اتصال سیم در الکترود بالایی و مقاومت مطلق در برابر لحیم کاری در الکترود پایینی، از یکسیستم متالیزاسیون لایه نازک نامتقارن و با قابلیت اطمینان بالا:

راهنمای مهندسی پارامتر S و مونتاژ زیر میلیمتری

برای به حداکثر رساندن راندمان مسدود کردن DC پهنای باند و بای پس RF و در عین حال جلوگیری از خرابی های مکانیکی یا الکتریکی در هنگام مونتاژ ریز مدار هیبریدی، مهندسان طراحی و فرآیند مایکروویو باید این دستورالعمل های فنی دقیق را دنبال کنند:

SOP باندینگ اپوکسی نقره ای هادی Epotek H20E

• انتخاب چسب:از اپوکسی نقره رسانا با قابلیت اطمینان بالا و با گاز خروجی کم استفاده کنید - Epoxy Technology H20E توصیه استاندارد صنعتی است که در خطوط مونتاژ اصلی دفاعی و هوافضا واجد شرایط است.
• دستورالعمل های توزیع:یک نقطه میکروسکوپی کنترل شده از اپوکسی را با استفاده از یک میکرو دیسپنسر پنوماتیک یا مارپیچ (Nordson EFD، Musashi Engineering) اعمال کنید. حجم توزیع معمولی: 2-5 nL برای قالب 15 میل. به لطف طراحی حاشیه یک طرفه، حاشیه سرامیکی روی الکترود بالایی از نظر فیزیکی حاوی هر گونه اپوکسی اضافی است و از نشتی شورت به روی پد طلایی بالایی جلوگیری می کند.
• نیروی انتخاب و مکان:نیروی کلت را تا کمتر از 50 gf کنترل کنید تا از ریز ترک خوردن زیرلایه سرامیکی نازک 0.15 میلی متری جلوگیری کنید. به جای نوک فلزی سخت از نوک کولت سازگار (سیلیکون یا الاستومر ایمن ESD) استفاده کنید.
• مشخصات درمان حرارتی:در دمای 120 درجه سانتیگراد به مدت 30 دقیقه (یا 150 درجه سانتیگراد به مدت 15 دقیقه به عنوان گزینه درمان سریع جایگزین). اطمینان حاصل کنید که نرخ رمپ دما روی کمتر از 10 درجه سانتیگراد در ثانیه کنترل می شود تا از شوک حرارتی جلوگیری شود. قبل از دست زدن، اجازه دهید خنک شدن طبیعی به کمتر از 50 درجه سانتیگراد برسد.

محدودیت های اتصال سیم و روبان طلایی

• روش باندینگ:سازگار با اتصال سیم طلایی حرارتی (توپ دوخت یا گوه ای) و اتصال روبان طلایی. سیم توصیه شده: سیم طلایی 0.7 تا 1.0 میل (18-25 میکرومتر) با خلوص بالا (99.99%).
• ترخیص اتصال ایمن:گوه باندینگ یا مویرگ توپ باید روی پد طلایی بالایی قرار گیردحداقل 25 میکرومتر از لبه مرزی الکترود فاصله داشته باشد. اتصال در 25 میکرومتر از مرز سرامیکی، تنش برشی مکانیکی موضعی را در رابط Au-ceramic ایجاد می‌کند و خطر کنده شدن لایه طلا، ترک خوردگی ریز دی الکتریک یا خرابی الکتریکی نهفته را به دنبال دارد.
• پارامترهای اولتراسونیک و نیرو:پیوند گوه ای: نیروی باند 20-35 gf، قدرت اولتراسونیک 60-100 میلی وات، زمان اتصال 20-50 میلی ثانیه. اتصال توپ: نیروی باند 15-30 gf، قدرت اولتراسونیک 40-80 میلی وات، زمان اتصال 10-30 میلی ثانیه. دمای مرحله: 120-150 درجه سانتیگراد برای هر دو روش.
• بازرسی اتصال سیم:زیر بزرگنمایی 50× را به صورت بصری بررسی کنید. هر پیوندی با بیش از 25٪ تغییر شکل پد، دهانه قابل مشاهده، لایه پشتی طلا، یا قرارگیری باند کمتر از 25 میکرومتر از لبه لبه سرامیکی را رد کنید.

سوالات متداول

Q1: مزایای مکانیکی الکترود طلای بالایی با ضخامت 4.0 میکرومتر در مقایسه با SLCهای استاندارد با 2.5 میکرومتر طلا چیست؟

در خازن های تراشه ای 15 میلی (0.38 میلی متری) فوق مینیاتوری، پد اتصال سیم بسیار کوچک است - معمولاً 80 میکرومتر × 80 میکرومتر - که انرژی پیوند اولتراسونیک را در یک منطقه بسیار کوچک متمرکز می کند. با متالیزاسیون طلای استاندارد 1.0-2.5 میکرومتر، پالس اولتراسونیک می‌تواند از طریق لایه نازک طلا عبور کند و دی‌الکتریک سرامیکی زیر آن را بشکند و یک نقص نهفته ایجاد کند که آزمایش الکتریکی را پشت سر می‌گذارد اما پس از چرخه حرارتی شکست می‌خورد (حالت شکستی که به عنوان "پیوند از طریق" یا "فخره زیرسطحی" شناخته می‌شود. حداقل لایه طلای HACC331S15V160 4.0 میکرومتر استبافر مکانیکی 1.6-4× ضخیم تردر مقایسه با SLCهای استاندارد صنعتی، جذب و توزیع انرژی اولتراسونیک در کل حجم طلا به جای انتقال آن به رابط سرامیکی شکننده. نتیجه یک پنجره فرآیند پیوند عریض و کم تنش است که قدرت کششی ثابت > 3.0 gf را در سراسر مجموعه خودکار با حجم بالا ارائه می دهد.

Q2: چرا دی الکتریک COG/NPO را به جای X7R برای خازن بای پس RF انتخاب کنید؟

سه عامل مهم عملکرد RF COG/NPO را از X7R متمایز می کند: (1)پایداری دما:تغییرات COG/NPO ± 0.3٪ از -55 درجه سانتیگراد تا +125 درجه سانتیگراد در مقابل ± 15٪ برای X7R است - یک بهبود 50×. در یک بایاس تی یا شبکه تطبیقی، یک تغییر ظرفیت 15 درصدی مدار را با صدها مگاهرتز در باند Ku جدا می‌کند. (2)پایداری بایاس DC:X7R می تواند 30 تا 80 درصد از ظرفیت نامی خود را تحت بایاس DC از دست بدهد زیرا دی الکتریک باریم تیتانات آن فروالکتریک است. COG/NPO پاراالکتریک است - ظرفیت خازنی در کمتر از 10 ppm/V از 0 ولت تا ولتاژ نامی پایدار است. (3)پیری:ظرفیت خازنی X7R به دلیل شل شدن دامنه فروالکتریک 3-5٪ در هر دهه در ساعت کاهش می یابد. COG/NPO پیر نمی شود - خازن اندازه گیری شده امروز تا 10 سال آینده همان ظرفیت را خواهد داشت. برای سیستم‌های دفاعی و هوافضایی با عمر خدمات چند دهه، این یک مکانیسم رانش طولانی‌مدت حیاتی را حذف می‌کند.

Q3: سد پلاتین (پلاتین) روی الکترود پایین چگونه از لحیم کاری جلوگیری می کند؟

در طول AuSn (80/20) قالب یوتکتیک در دمای 300-320 درجه سانتیگراد، لحیم کاری مذاب طلا-قلع به عنوان یکحلال طلا بسیار تهاجمی. یک الکترود طلای استاندارد (<2.5 میکرومتر) بدون لایه مانع می تواند در عرض 3 تا 5 ثانیه در دمای جریان مجدد به طور کامل توسط لحیم حل شود - لایه چسبندگی TiW زیرین را در معرض دید قرار می دهد. TiW بلافاصله پس از قرار گرفتن در معرض هوا یا اکسیژن کمی اکسید می شود و یک لایه اکسید تنگستن با مقاومت بالا تشکیل می دهد که هم چسبندگی مکانیکی و هم هدایت الکتریکی را به خطر می اندازد. الکترود پایینی HACC331S15V160 شامل یکلایه مانع پلاتین پراکنده شده (Pt).بین پایه TiW و پایان طلا. پلاتین استدر لحیم کاری AuSn کاملا نامحلول استدر دمای جریان مجدد یوتکتیک - نه حل می شود و نه بین فلزات تشکیل می دهد. لایه پلاتین به عنوان یک بلوک انتشار غیرقابل نفوذ عمل می کند، رابط چسبندگی TiW را حفظ می کند و از اتصال زمین قابل اعتماد و با مقاومت کم (<10 mΩ) از طریق چرخه های جریان مجدد، گشت و گذارهای حرارتی و طول عمر کامل ماموریت اطمینان حاصل می کند.