E

HACC101S30V200 Kondensator MOS o ekstremalnie wysokiej temperaturze: 100 pF 30V przy ciągłym działaniu w temperaturze 200°C i wyższej tolerancji ESD

W sprawieHACC101S30V200jest jednowarstwowym kondensatorem MOS 100pF ±10% o nominalnej mocy 30V DC,zaprojektowane do ciągłej pracy w temperaturach do 200°C, znacznie przekraczających normę przemysłową 125°C dla konwencjonalnych kondensatorów MOSWytwarzane z krzemu strefy pływającej (> 1000Ω·cm) z SiO wyhodowanym termicznie w 300 nm₂urządzenie to zawiera utwardzony stos metalizacji i specjalistyczną pasywację w celu utrzymania stabilności parametrów w ekstremalnych temperaturach.15 mm z metalizacją górną TiW-Au (2Z wyższą tolerancją ESD przekraczającą 2kV HBM i 500V CDM,HACC101S30V200 jest przeznaczony do najbardziej wymagających warunków pracy w wierceń w dole.W pełni dostosowalne: pojemność od 10 do 220 pF, napięcie od 6,3 do 50 V, geometria chipów,i alternatywne stosy metalizacyjne dostępne z 4 ̇ 6 tygodniowym czasem realizacji prototypu.

1. Działanie w ekstremalnie wysokich temperaturach do 200°C

Konwencjonalne kondensatory MOS na bazie krzemu są zazwyczaj przeznaczone do maksymalnej temperatury połączenia 125 °C, ograniczonej przez trzy podstawowe mechanizmy degradacji, które przyspieszają w podwyższonych temperaturach.HACC101S30V200 odpowiada na każde z nich poprzez inżynierię materiałów i margines projektowania:

Prąd przecieku w temperaturze

Prąd przecieku tlenku krzemowego zwiększa się wykładniczo wraz z temperaturą z powodu emisji termoionicznej i tunelowania Fowler-Nordheim.₂W przypadku napięcia znamionowego biegnik dielektryczny wykazuje wyciek o wartości około 100nA. Przy napięciu 200°C wynosi on zazwyczaj 1,5 μA, co jest niedopuszczalnym poziomem dla układów precyzyjnych.HACC101S30V200 utrzymuje wyciek poniżej 500nA w temperaturze 200 °C poprzez zoptymalizowany proces utleniania termicznego, który minimalizuje gęstość pułapki interfejsu (Dit < 5 × 10¹⁰cm^-2eV^-1Obniżona gęstość pułapki zmniejsza komponent tunelowania wspomagany pułapką prądu wycieku, który dominuje w podwyższonych temperaturach.

Stabilność metalizacji w temperaturze 200°C

System metalizacji TiW-Au jest specjalnie wybrany dla stabilności w wysokich temperaturach.Bariera dyfuzyjna TiW (tytanu-wolframu) zapobiega interdyfuzji krzemu-złota, która w przeciwnym razie tworzyłaby kruche eutectyki Au-Si w temperaturach powyżej 180 °CWarstwa TiW o długości 100 nm utrzymuje swoją strukturę amorficzną i integralność bariery przy temperaturze co najmniej 250°C, co potwierdzono profilowaniem głębokości spektroskopii elektronicznej Augera po 1000 godzinach przechowywania w temperaturze 200°C.5 μm minimalna złota elektroda górna pozostaje wolna od utleniania przy wszystkich praktycznych temperaturach, utrzymując nieograniczoną jakość powierzchni spawalnych i łączących się z drutem.

Długość eksploatacji w warunkach wysokiej temperatury (HTOL)

Kryteria akceptacji: przesunięcie pojemności < 2%, prąd wycieku < 2 × początkowy i siła ciągnięcia wiązania drutu > 5 gf po naprężeniu.To przyspieszenie o temperaturze 75°C powyżej standardowego wymogu HTOL 125°C., zapewniając wykazany margines niezawodności dla użytkowników pracujących w temperaturze pośredniej (150-175°C).

2. Wyższa tolerancja ESD Metoda projektowania i badań

Rozładowanie elektrostatyczne (ESD) jest główną przyczyną uszkodzeń ukrytych kondensatorów chipowych podczas montażu i obsługi.Model ciała ludzkiego (HBM) przedstawia osobę obciążoną, która rozładowuje się przez komponentHACC101S30V200 zawiera wiele funkcji konstrukcyjnych, aby osiągnąć wyjątkową tolerancję ESD:

• Gęsty SiO₂Wymagania w zakresie bezpieczeństwa:300nm SiO termiczny₂dielektryczny ma dielektryczną wytrzymałość awarii przekraczającą 10MV/cm, odpowiadającą napięciu awarii > 300V.Ta wewnętrzna wytrzymałość dielektryczna zapewnia pierwszą linię ochrony przed transientami ESDW przeciwieństwie do cieńkofilmowych kondensatorów dielektrycznych (50-100 nm), które mogą cierpieć uszkodzenia ukryte w wyniku podrozpadu naprężenia ESD,300 nm tlenku zapewnia znaczną marżę między znamionowym napięciem roboczym (30V) a progem awarii dielektrycznej. Badania ESD według JESD22-A114 potwierdzają, że HBM wytrzymuje napięcie > 2 kV, klasyfikując urządzenie jako poziom klasy 2a zwykle związany z urządzeniami półprzewodnikowymi aktywnymi, a nie kondensatorami pasywnymi.
• Jednolite rozmieszczenie pola  Brak stężenia krawędzi:W MLCC krawędzie wewnętrznych elektrod koncentrują pole elektryczne, tworząc zlokalizowane obszary, w których naprężenie dielektryczne podczas zdarzenia ESD może przekroczyć siłę rozpadu masowego.Płaszczyznowa struktura kondensatora MOS z izolatorem metalowym i półprzewodnikiem zapewnia jednolite rozkład pola elektrycznego na całym obszarze kondensatoraPodczas zdarzenia ESD ładunek jest równomiernie rozprowadzany, a nie skoncentrowany na krawędziach elektrody, zmniejszając pole szczytowe o współczynnik 5 × 10 × w porównaniu z dielektrykami MLCC o równoważnej grubości.
• Ochrona modelu urządzenia naładowanego (CDM):Wydarzenie CDM występuje, gdy naładowany komponent szybko rozładowuje się przez jeden szpil do ziemi, zazwyczaj podczas automatycznego montażu pick-and-place.HACC101S30V200 wytrzymuje wyładowania CDM > 500 V na JESD22-C101Architektura jednowarstwowa z bezpośrednim kontaktem z ziemią z tyłu zapewnia zdefiniowaną ścieżkę rozładowania przy minimalnej impedancji pasożytniczej,zapobieganie destrukcyjnemu przesunięciu napięcia, które występuje, gdy prąd rozładowy jest zmuszony przez ścieżkę o wysokiej indukcji.

3Metalizacja i kompatybilność montażowa przy wysokiej temperaturze

• Przymocowanie do operacji w temperaturze 200°C:Standardowy przewodzący epoksyd srebra (Epotek H20E) jest przeznaczony do ciągłej pracy przy temperaturze około 175°C. W przypadku zastosowań powyżej 175°C, lutowanie euktyczne AuSn (80Au/20Sn,(temperatura topnienia 280°C) zapewnia niezawodne przymocowanie do maty bez degradacji w temperaturze 200°CBariera Pt w tylnej metalizacji TiW-Pt-Au zapobiega tworzeniu się międzymetali Au-Sn podczas odtoku i późniejszej pracy w wysokiej temperaturze.złoto-germanium (AuGe), 356°C eutectic) lub preformy złotego krzemu (AuSi, 363°C eutectic).
• Związanie drutu do temperatury 200°C Niezawodność:Po 1000 godzinach przechowywania w temperaturze 200°C,siła ciągnięcia pozostaje > 5gf przy trybie awarii wyprzedzania ̇ wskazująca na brak znaczącej degradacji międzymetalowej Au-AuNie zaleca się wiązania w formie klinów przy ciągłym działaniu w temperaturze 200°C ze względu na potencjalne powstawanie międzymetalicznych warstw Au-Al (fioletowa plaga) na interfejsie wiązania powyżej 150°C.

Kluczowe cechy

• Wykonanie w ekstremalnie wysokich temperaturach:Wyznaczone do ciągłej pracy w temperaturze 200°C ∼75°C powyżej normy przemysłowej 125°C. 1000 godzin HTOL kwalifikowany w temperaturze 200°C z przesunięciem pojemności < 2% i początkowym wyciekiem < 2 ×.Bariera dyfuzyjna TiW uniemożliwia interdyfuzję Au-Si do temperatury > 250°C.
• Wyższa tolerancja ESD:> 2 kV HBM (klasa 2 na JESD22-A114) i > 500 V CDM (na JESD22-C101).₂zapewnia > 10 MV/cm wewnętrznej wytrzymałości dielektrycznej przy rozkładzie > 300 V. Jednolite rozkład pola eliminuje tryby awarii ESD koncentracji krawędzi MLCC.
• SiO.₂Stabilność dielektryczna w temperaturze:Wyciek < 500nA w temperaturze 200°C i 30V prądu stałego. +35ppm/°C TCC utrzymywany w zakresie od -55°C do +200°C. Zero starzenia żelazoelektrycznego – brak przechylenia pojemności w ciągu całej żywotności.
• Niezawodność w trudnych warunkach:Kwalifikowane do zastosowań w otworze (wysoka temperatura, wysokie drgania), przestrzeni powietrznej (cykle próżniowe termiczne) i motoryzacji pod maską (strzał termiczny, wilgotność kondensacyjna).
• Dostosowalna platforma:Pojemność od 10pF do 220pF. Pojemność napędowa od 6,3V do 50V. Niestandardowe geometrie chipów (przepiętrowe do 4:1 AR), nieregularne kształty i metalizacje dostępne z szybkim prototypowaniem.

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

Typowe zastosowania

• Narzędzia do wiertniania w dolnej dziurze i drukowania drzew (150~200°C otoczenia) wymagające kondensatorów blokujących prąd stały i obwodniczych, które utrzymują stabilność parametryczną w temperaturach formowania
• Elektronika do monitorowania i sterowania silnikami lotniczymi działająca w środowiskach niechłodzonych w przedziale silników
• Moduły sterujące ECU i układu sterującego przekładnią w pojazdach motoryzacyjnych narażone na łączne działanie transientów ESD o wysokiej temperaturze
• Elektryka czujników do pieców przemysłowych i sterowania procesami, działająca nieprzerwanie w temperaturze 175°C do 200°C
• Urządzenia do monitorowania odwiertów geotermalnych z wieloletnim działaniem przy trwałej wysokiej temperaturze
• Wytrzymała elektronika wykorzystywana w terenie wymagająca zarówno rozszerzonego zakresu temperatur, jak i wyższej twardości ESD dla sprzętu krytycznego dla misji
• Instrumenty naukowe do eksperymentów fizycznych o wysokiej temperaturze, w których awaria ESD na poziomie komponentów nie stanowi dopuszczalnego ryzyka

Szybkie odniesienie do montażu

• Przyłączyć:Łącznik euektyczny AuSn (300°C-320°N)₂/ H₂gaz tworzący) zalecany do pracy w temperaturze 200°C. AuGe (356°C) lub AuSi (363°C) dla zastosowań o wyższej temperaturze odtoku. Przewodzący epoksyd Ag (Epotek H20E) dopuszczalny do 175°C.
• Związanie drutu:25μm Au termozonowe wiązanie kulkowe (stopień 120-150°C, siła 15-35gf, siła ciągnięcia > 6gf w temperaturze 25°C).
• Obsługa ESD:Urządzenie o napięciu > 2 kV HBM zapewnia znaczny margines w stosunku do standardowych zagrożeń związanych z ESD na linii produkcyjnej..
• Przechowywanie:Waffle pack lub gel-pak, podciśniona czyszczenie azotu. MSL 1 nieograniczona trwałość na podłodze. Przechowywać w temperaturze 20-25°C, 40-60% RH.

Zamówienie i konfiguracja niestandardowa

Standardowe produkty są dostarczane jako cząstki kwadratowe o wymiarach 0,50 mm × 0,50 mm w przewodzących opakowaniach gofrów.Następujące konfiguracje na zamówienie są dostępne na żądanie, przy czym minimalne ilości zamówienia zwykle zaczynają się od 10 sztuk:

• Wartości pojemności niestandardowych w zakresie 10pF ∼ 220pF na standardowej platformie 0,50 mm
• Geometria prostokąta do współczynnika widmowego 4: 1 lub nieregularne kształty dla niestandardowych śladów układów hybrydowych
• Włókna węglowodaniowe niestandardowe od 6,3 V do 50 V prąd stały
• Alternatywna metalizacja tylna: tylko Au, przeddeponowanie AuSn (35μm), AuGe lub AuSi do przyłączenia eutektycznego w wysokiej temperaturze
• Rozszerzona kwalifikacja temperatury do 225°C dostępna na żądanie z zmodyfikowanym planem badań
• Wyroby z tworzyw sztucznych

W celu uzyskania oceny wykonalności, szacunkowego czasu realizacji i oferty, skontaktuj się z nami, podając szczegółowe informacje.Konfiguracje niestandardowe z czterodniowym czasem realizacji prototypuRaporty kwalifikacji HTOL w temperaturze 200°C oraz dane charakterystyki ESD dla JESD22 dostępne na żądanie.