CTE dopasowane kondensatory MOS ultra wysoki SRF 15V jednowarstwowy kondensator chip dla mikrokrążków hybrydowych

CTE dopasowany kondensator MOS HACC101S15V500 100pF 15V Ultra-High SRF jednowarstwowy chip do mikroobwodów hybrydowych

HACC101S15V500 CTE-Matched MOS Kondensator: 100pF 15V z ultra wysokim samo-rozgłosem i podwójnymi opcjami tylnymi

HACC101S15V500 to jednowarstwowy kondensator MOS o napięciu nominalnym 15 V prądu stałego o 100 pF ± 10%, wytworzony na krzemu pływającym (> 1000Ω·cm) o temperaturze SiO 300 nm₂Wymiary chipów wynoszą 0,50 mm * 0,50 mm * 0,15 mm z górną metalizacją TiW-Au (2,5 μm minimum Au).standardowy TiW-Pt-Au zarówno do lutowania euektycznego, jak i do przewodzącego epoksydowego łącznika, lub opcjonalnie wykończenie wyłącznie Au zoptymalizowane do nawilżania epoksydowego wypełnionego srebrem.

1Współczynnik dopasowania rozszerzenia termicznego w hybrydowych zespołach

Napęd termomechaniczny jest główną przyczyną awarii kondensatora w mikrokrążkach hybrydowych poddawanych cyklowi temperatury.Niezgodność współczynnika rozszerzenia cieplnego (CTE) między chipem kondensatora a podłożem nośnym generuje naprężenie cięcia w linii wiązania dołączania podczas każdej wyprawy temperaturyHACC101S15V500 minimalizuje to obciążenie poprzez dobór materiału:

• CTE krzemu (2,6 ppm/°C):Jednokrystaliczny krzemowy ma CTE 2,6 ppm/°C w temperaturze 300 K, co czyni go doskonałym odpowiednikiem CTE dla powszechnych materiałów nośnych stosowanych w hybrydach RF i mikrofalowych.₂O₃W tym samym nośniku występuje 4,1 ppm/°C, czyli mniej więcej połowa niezgodności typowego kondensatora ceramicznego z titanatem baru (CTE ~10 ppm/°C).5 ppm/°C) jest jeszcze lepiej dopasowana do 1Dla najniższego naprężenia miedź-molibden (CuMo, 7-9 ppm/°C) i miedź-wolfram (CuW,6-9 ppm/°C) kompozyty mogą być formułowane tak, aby zbliżyć się do CTE krzemu przy zachowaniu wysokiej przewodności cieplnej.
• Akomodujące warunki stresowe w linii obligacji:Nawet przy bliskim dopasowaniu CTE, w trakcie cyklu temperatury rozwija się skończone naprężenie cięcia w całym interfejsie przymocowania._dołączyć* (długość chipa / grubość linii wiązania), gdzie Δα jest niezgodnością CTE, ΔT jest zakresem temperatury, a E_dołączyćAuSn eutectic (E ≈ 70 GPa) jest stosunkowo sztywny i najbardziej korzysta z bliskiego dopasowania CTE.Przewodzący epoksyd (E ≈ 5-10 GPa) jest bardziej elastyczny i może tolerować większe niezgodności CTE bez delaminacji, ale kosztem większej odporności termicznej.
• Kwalifikacja cyklu temperatury:Assembled chips on alumina carriers with AuSn attach have been tested through 500 cycles of -65°C to +150°C (ΔT = 215°C) with no delamination observed by scanning acoustic microscopy (SAM) and under 2% capacitance shiftWydajność ta jest możliwe dzięki nierówności CTE w systemie materiałów krzemowych na ceramiki.

2Ultra wysoka częstotliwość samo-rezonansowa poprzez minimalną indukcję pasożytniczą.

Częstotliwość samo-rezonansowa kondensatora (SRF) frekwencja, przy której induktancja serii pasożytniczej rezonuje z pojemnością,powyżej której komponent zachowuje się indukcyjnie ◄ określa maksymalną używalną częstotliwość dla zastosowań obejścia i sprzężeniaHACC101S15V500 osiąga bardzo wysoki poziom SRF dzięki swojej architekturze jednowarstwowej:

• Obliczenie SRF:W przypadku wartości 100 pF przy wewnętrznym chipie ESL poniżej 0,05nH samo-rezonancja na poziomie chipu występuje w_SRF= 1/(2π√(LC)) ≈ 1/(2π√(0.05*10−9 * 100*10−12)) ≈ 2.25GHz dla samego układu.SRF systemu wynosi wtedy około 1/(2π√(0.4*10−9 * 100*10−12)) ≈ 800MHz – nadal w zakresie użytecznym dla wielu zastosowań RF.
• Podnoszenie SRF:W przypadku zastosowań wymagających SRF powyżej 2 GHz, wiele równoległych przewodów wiązania proporcjonalnie zmniejsza skuteczną induktancję.przesunięcie SRF do około 1.1GHz. Trzy przewody zmniejszają go do ~ 0.13nH, przy SRF blisko 1.4GHz. Połączenie wstążkowe (np. 25μm * 75μm złota wstążka) zapewnia alternatywne połączenie o niskiej indukcji o około 0.2nH/mm ≈ mniej więcej połowa indukcji równego okrągłego drutu o przekroju poprzecznym.
• Porównanie z MLCC:Typowy 100pF MLCC w opakowaniu 0402 ma ESL o wielkości około 0,4-0,6nH ̇ rzędu wielkości wyższą niż wewnętrzna ESL układu HACC101S15V500.SRF MLCC jest zatem ograniczony do około 600-800MHz, nawet przed rozważeniem dodatkowej indukcji śladów PCB i przewodówW przypadku zastosowań powyżej 1 GHz kondensator MOS jednowarstwowy zapewnia wyraźną przewagę w zakresie przepustowości.

3Opcje metalizacji z tyłu zoptymalizowane dla różnych metod przyłączenia

Metalizacja z tyłu bezpośrednio wpływa na jakość mocowania, odporność termiczną i niezawodność długoterminową.HACC101S15V500 oferuje dwie konfiguracje tylnej strony, aby dopasować się do procesu montażu klienta:

• Standardowa tylna strona TiW-Pt-Au:100 nm warstwy adhezji/bariery TiW, po której następuje 100 nm bariera platynowa (Pt), z minimalną warstwą zewnętrzną złota 1,0 μm. Bariera Pt jest kluczowa dla zastosowań epoksydowych wypełnionych srebrem: bez niejjony srebra z epoksydu mogą dyfuzować do warstwy złota i tworzyć związki międzymetalowe Au-Ag w podwyższonych temperaturachPt jest chemicznie obojętny na złoto i srebro, działając jako skuteczna bariera dyfuzyjna.zewnętrzna warstwa złota rozpuszcza się w lutowni AuSn podczas ponownego przepływu, odkrywając barierę Pt, która pozostaje nietknięta i uniemożliwia docieranie lutowania do warstwy adhezji TiW.
• Pozycja tylna wyłącznie z wyłączeniem (nieobowiązkowa):W przypadku klientów używających wyłącznie łącznika lutowego z eutectic AuSn dostępna jest tylko tylna strona Au (bez Pt lub TiW, grubość złota minimum 2,5 μm).Gęstsza warstwa złota zapewnia dodatkową objętość sprzedawalną dla procesu powracania AuSnOpcja ta nie jest zalecana w przypadku epoksydowego ataku ze względu na brak bariery dyfuzji Pt.
• Przygotowanie powierzchni i zmoczanie:Powierzchnie złota są podatne na zanieczyszczenie organiczne w wyniku ekspozycji na powietrze, co może pogorszyć nawilżanie lutownicy.Chipy są pakowane natychmiast po złożeniu z tyłu w vakuum zamkniętych workach zabezpieczających przed wilgociąAby uzyskać najlepsze wyniki, przyczepienie należy wykonać w ciągu 72 godzin od otwarcia zamkniętego opakowania.30 sekund) przywraca powierzchnię złota do warunków wilgotnych bez uszkodzenia metalizacji.

Kluczowe cechy

• Idealne dopasowanie CTE:Silikon CTE o 2,6 ppm/°C ściśle pasuje do nośników aluminy (6,7), AlN (4.5), CuMo (7-9) i CuW (6-9).500 cykli temperatury (-65°C do +150°C) z przesunięciem pojemności poniżej 2% i bez delaminacji wykrywalnej przez SAM.
• Ultrawysoki SRF:Wnętrzne układy ESL pod 0,05nH wytwarzają SRF na poziomie chipa powyżej 2,2 GHz dla 100 pF. Przędów równoległych wiązań lub systemów wiązania wstążki SRF powyżej 1 GHz.10* niższe ESL niż MLCC o równoważnej pojemności w opakowaniu 0402.
• Opcje podwójnej metalizacji tylnej strony:Opcja wyłącznie Au dla dedykowanych linii łączenia eutectic AuSn o zwiększonej objętości sprzedawalnej.
• SiO.₂Wykorzystanie:Tlenek cieplny z zerowym spadkiem pojemności przesunięcia prądu stałego, tan δ poniżej 0,001 przy 1 GHz i +35 ppm/°C TCC.
• Badanie na poziomie płytki:100% sondy prądu stałego dla pojemności, wycieku w napięciu znamionowym i napięcia awaryjnego przed krojeniem.

Specyfikacje elektryczne (T = 25°C, chyba że jest to zaznaczone)

Przewodnik dotyczący zgodności CTE

Typowe zastosowania

• Mikrokrążki hybrydowe na substratach aluminiowych lub AlN wymagające bliskiego dopasowania CTE do wysokiej niezawodności cyklu temperatury
• Przejście mikrofalowe szerokopasmowe powyżej 1 GHz, w przypadku gdy samorezonancja MLCC ogranicza użytkową szerokość pasma
• Moduły RF hermetycznie zapakowane (podstawa HTCC/LTCC), w których dopasowanie kondensatora do opakowania CTE zapobiega naprężeniu zatwierdzającemu pokrywkę
• Moduły T/R z fazowanym układem na nośnikach CuMo poddawanych dużym wahaniom temperatury otoczenia w instalacjach zewnętrznych
• Kryogeniczne systemy RF (np. łańcuchy odczytu obliczeń kwantowych działające w rozdzielczości 4K), w których należy zarządzać kontrakcją różnicową między komponentami

Wytyczne dotyczące zgromadzenia

Przymocowanie:Pozycja TW-Pt-Au z tyłu zgodna z AuSn eutectic (300-320°C, N₂/ H₂Pozycja EPOXY (zespół EPOXY)Włókna do łączenia:W celu optymalizacji SRF powyżej 1 GHz należy użyć dwóch równoległych przewodów wiązania 25μm lub wstążki 25μm * 75μm Au.Plazma czysta:Jeżeli żetony zostały wystawione na działanie powietrza otoczenia przez okres dłuższy niż 72 godziny, należy zastosować 50W O₂W celu przywrócenia nawilżalności powierzchni, należy przytrzymać plazmę przez 30 sekund przed przymocowaniem.

Skontaktuj się z nami w celu uzyskania analizy kompatybilności CTE dla konkretnego materiału nośnego, wsparcia w zakresie optymalizacji SRF lub wskazówek dotyczących wyboru metalizacji tylnej.