10pF 50V condensador de camada única de borda onda milimétrica 5G E banda condensador para alta frequência

Resumo técnico de alta frequência

OHACC100S15V500é um ultra-baixo-capacidade, ultra-miniaturaCapacitor cerâmico de camada única de borda unilateral (SLC)O sistema foi concebido especificamente para bloquear ondas milimétricas de corrente contínua e acoplamento interestágio nas frequências de comunicação comerciais mais elevadas.10 pF ± 10%com umCapacidade nominal de 50 V de CC, este condensador é fabricado num15 mil × 15 mil (0,38 mm × 0,38 mm)Impressão com ultra-baixa0.15 mm (6 mil)Com um perfil de liderançaESR < 0,10 Ω a 10 GHz,ESL < 25 pH, eFrequência de auto-resonância > 45 GHz(que se estende até > 60 GHz com montagem em flip-chip), o HACC100S15V500 comporta-se como um elemento de série quase ideal e transparente para bloqueio de CC a partir de 1 GHz até além de 50 GHz, cobrindo as bandas 5G FR2 (n257, n258,n259, n260, n261, n262), WiGig de 60 GHz (802.11ad/ay), backhaul ponto-a-ponto de banda E (71-86 GHz) e detecção automotiva (76-81 GHz).

Fabricados com:Dieléctrico cerâmico paraeléctrico COG/NPO de classe I, este condensador mantém ± 0,3% variação de capacidade de - 55 °C a + 125 °C comCoeficiente de tensão de desvio de corrente contínua zero (< 10 ppm/V)∆eliminar a desratização da capacitância que aflige os dielétricos X7R sob distorção.Geometria de elétrodos coaxial de camada únicaelimina a resistência interna do eletrodo e através da indutividade de condensadores de várias camadas, produzindo o ESR/ESL mais baixo de qualquer tecnologia de condensadores cerâmicos.0.15 mm de alturaPermite a integração nos módulos mais finos de antenas em pacote (AiP) e em pacotes integrados heterogéneos 2.5D/3D, onde a profundidade da cavidade interposta limita a altura Z do componente a < 200 μm.

Principais vantagens de desempenho

ESR/ESL ultra-baixo para ondas mmWave ?? < 0,10 Ω ESR, < 25 pH ESL, > 45 GHz SRF

Em frequências de ondas milimétricas, cada femtohory de indutividade parasitária e cada miliohm de resistência de série degrada diretamente o desempenho de RF.estrutura coaxial de camada única um caminho de corrente vertical recta do pad de ligação Au superior através do dielétrico COG/NPO de 0,15 mm até ao plano de terra Au inferior  atinge valores parasitários que os capacitores de várias camadas não podem alcançar:

• ESR < 0,10 Ω a 10 GHz:Em um bloco de entrada LNA DC de banda n257 de 28 GHz 5G, isso se traduz emContribuição da perda de inserção < 0,05 dBUma 0402 COG MLCC equivalente a 10 pF contribuiria para uma perda de inserção de 0,3-0,5 dB devido a um ESR 10-20 vezes maior (1-2 Ω a partir de eletrodos internos de níquel).Em um LNA de 4 estágios com 3 blocos de CC entre estágios, a melhoria acumulada do nível de ruído resultante da utilização do HACC100S15V500 em relação ao MLCC é de aproximadamente00,3-0,5 dB¢equivalente a um aumento do ganho da LNA de 7-12%.
• ESL < 25 pH:Com a indutividade de série de 25 pH, a reatância indutiva (jωL) a 50 GHz é apenas j7,9 Ω negligenciável em comparação com a reatância capacitiva (-j318 Ω para 10 pF).o condensador comporta-se como um condensador puro através de 50 GHzComparar com um MLCC 0402 com pH ESL 300-500: a 28 GHz,A reatância indutiva do MLCC (j53 Ω a 300 pH) já é comparável à reatância capacitiva (-j57 Ω), fazendo com que o capacitor se comporte como um indutor acima de sua SRF de ~ 4 GHz – completamente inutilizável para bloqueio de CC de onda mm.
• SRF > 45 GHz (ligação por fio), > 60 GHz (flip-chip):A freqüência auto-resonante, na qual o capacitor passa de um comportamento capacitivo para um comportamento indutivo, está bem acima da frequência mais alta do 5G FR2 (52.6 GHz para n262) e utilizável através da banda E (71-86 GHz) com montagem em flip-chipIsto é possível porque a estrutura de uma única camada temzero camadas de eletrodos internos, zero vias internas e zero parasitas de borda de eletrodos internosO ESL é determinado exclusivamente pelo fio de ligação externo ou por uma colisão de flip-chip, não pela geometria interna.
• Inclinação da perda de inserção negativa:À medida que a frequência aumenta de 1 GHz para 50 GHz, a perda de inserção do SLC (S21)diminuição¥ de ~ 0,15 dB a 1 GHz para < 0,05 dB a 40 GHz ¥ porque a reatância capacitiva diminui com a frequência enquanto a ESR permanece quase constante.onde o S21 se degrada fortemente acima do SRF.

Baixo perfil e ultra-miniaturização ️ 0,15 mm de altura para integração de antena em pacote

Os módulos de antenas de 5G mmWave (AiP) e os conjuntos de interposadores de silício 2,5D impõemRestrições extremas de altura ZUma profundidade típica de cavidade AiP entre a superfície do interposto e o substrato da antena é de 180-250 μm e o condensador mais o seu circuito de ligação deve caber inteiramente neste espaço.0.15 mm (150 μm) de altura da matrizdeixa 30-100 μm de espaço para o circuito de fio de ligação de 25 μm Au, tornando-se uma das poucas tecnologias de capacitores compatíveis com as arquiteturas AiP mais finas.

• 0Profil de.15 mm (6 mil):3.3× mais fino que 0402 MLCCs (0,50 mm), 2× mais fino que 0201 MLCCs (0,30 mm). Altura total de montagem, incluindo 25 μm de fio Au loop: <0,22 mm ◄ compatível com 250 μm de profundidade da cavidade.
• 15 milhoes (0,14 mm2):3.6× menor do que 0402 (0,50 mm2), permitindo uma maior densidade de canal em ICs de feixe formador de matriz em fase. Em uma matriz em fase de 256 elementos de 28 GHz,A substituição de 0402 MLCC por 15 mil SLC economiza > 90 mm2 de área de interposição.
• Antenna em embalagem (AiP) pronta:A borda cerâmica bordada de um só lado impede o sangramento do epoxi durante a fixação em cavidades apertadas de AiP onde é impossível o retrabalho.A altura de 15 mm é compatível com embalagens de nível de bolacha de ventilador (FOWLP) e tecnologias de matriz incorporada em que os componentes são moldados no substrato da embalagem.
• 2.5D/3D integração heterogênea:Compatível com tecnologias de interposto de silício, interposto de vidro e substrato orgânico.O eletrodo inferior totalmente metalizado fornece a área de contato máxima do plano de solo para a ligação à terra de RF de baixa indutância.

Alta estabilidade TCC e VCC COG/NPO Desempenho de onda mm com deriva zero

Em frequências de ondas milimétricas, mesmo pequenas mudanças de capacitância produzem grandes mudanças de impedância.Uma variação de capacitância de ±15% (típica X7R sobre a temperatura) deslocaria a reatância -j318 Ω de um condensador de 10 pF a 50 GHz em ±48 Ω, mudando completamente a correspondência de impedânciaO dielétrico COG/NPO do HACC100S15V500 elimina estes erros:

• TCC 0 ± 30 ppm/°C:A variação total da capacitância entre -55°C e +125°C é± 0,3%∆ uma mudança de reactância de < ± 1 Ω a 50 GHz. Esta está dentro da incerteza de medição de uma calibração típica de um analisador de rede vetorial, o que significa que a dependência da temperatura do capacitor éabaixo do nível de ruído da calibração de RF a nível do sistema.
• VCC < 10 ppm/V:No preconceito de corrente contínua nominal de 50 V, a capacidade de 10 pF muda em< 0,05%Isso é crítico para arquiteturas de receptores de conversão direta e zero-IF, onde deslocamentos de CC aparecem em todo o capacitor de bloqueio de DC e qualquer modulação de capacitância produzConversão AM-PM um mecanismo de distorção não linear que degrada o EVM (Error Vector Magnitude) na modulação QAM de alta ordem (64QAM, 256QAM) utilizada no 5G NR.
• Sem envelhecimento, sem microfónica, sem efeito piezoelétrico:O COG/NPO é não-ferroelétrico e não-piezoelétrico. Não envelhece (ao contrário do X7R), não gera tensão sob vibração (ao contrário do X7R/BaTiO3 que é fortemente piezoelétrico),e não acopla vibrações mecânicas em ruído de fase por meio de microfones, uma vantagem crítica nas plataformas 5G de veículos e aeroespaciais sujeitas a vibrações contínuas..

Ficha de dados de parâmetros abrangente

Indicadores de desempenho de onda mm: SLC versus MLCC a 10 pF

Perguntas Frequentes

P1: Por que não posso usar um 0201 ou 0402 COG MLCC para bloqueio de DC de mmWave em 28 GHz?

A limitação fundamental éIndutividade parasitária (ESL), não valor de capacitância ou qualidade dielétrica. Um 0402 MLCC com 10 pF COG dielétrico tem uma freqüência auto-resonante (SRF) de aproximadamente 4 GHz. Em frequências acima de SRF,a impedância do condensador é dominada pela sua indutividade parasitáriaIndutorA 28 GHz (7× acima da SRF), o MLCC apresenta uma impedância indutiva que bloqueia o sinal de RF em vez de passá-lo.A estrutura coaxial de camada única do HACC100S15V500 elimina os eletrodos e vias internos que criam a indutividade nos MLCCs, empurrando a SRF para > 45 GHz ̇ bem acima de todas as faixas de 5G mmWave.Caminho de corrente mais curto = menor indutividade = maior SRFO caminho de corrente de um SLC é de 0,15 mm; um MLCC é de 2-5 mm através de múltiplos eletrodos e vias.

P2: Qual é a melhoria da perda de inserção do uso de HACC100S15V500 versus ligação de fio de um MLCC de 10 pF a 39 GHz?

A 39 GHz, um MLCC 0402 10 pF ligado a fio apresenta uma impedância indutiva de aproximadamente j86 Ω (a partir de 350 pH ESL), atuando como um inductor de série em vez de um capacitor de acoplamento.A perda de inserção resultante (S21) seria > 3 dB· o MLCC está efetivamente a bloquear o sinal em vez de o passarEm contrapartida, o HACC100S15V500 a 39 GHz apresenta uma impedância capacitiva de -j408 Ω com <0,10 Ω ESR e <25 pH ESL.A diferença não é incremental é a diferença entre um projeto funcional e não funcional em frequências de onda mm.

P3: Como o perfil de 0,15 mm permite a integração de Antenna-in-Package (AiP) em comparação com os capacitores SMD padrão?

Os módulos 5G mmWave AiP para aparelhos celulares e células pequenas usam uma pilha 3D: substrato de antena (em cima), cavidade de ar (180-250 μm), IC de beamformer ativo com passivos incorporados (em baixo).A altura da cavidade limita a altura Z do componente a < 200 μm após ter sido calculada a altura do laço do fio de ligaçãoUma MLCC 0402 a 500 μm simplesmente não pode ser colocada fora da cavidade do PCB principal.adição de 3-5 mm de traços de 50 Ω (150-250 pH de indutividade parasitária adicional) entre o bloco de CC e o IC de formação de feixeO HACC100S15V500 a 150 μm de altura, mais um arame de ligação Au de 25 μm, cabe numa cavidade de 200 μm, permitindoBloqueio direto de corrente contínua no chip com uma distância de interconexão < 100 μm¢o caminho de RF mais curto possível com a menor degradação parasitária possível.

Guia de engenharia e montagem do parâmetro S

Epotek H20E Epoxi de prata condutora

• Adesivo:Tecnologia Epoxi H20E, 2-5 nL por matriz utilizando micro-dispensador pneumático
• Localização:< 50 gf força de coluna, ponta de silicone compatível, alinhamento ± 25 μm
• Cura:120°C / 30 min (padrão) ou 150°C / 15 min (curagem rápida), rampa < 10°C/sec
• Verificação:Ensaio de cisalhamento por método padrão da indústria, > 1,0 kgf mínimo

Parâmetros de ligação de fio de ouro

• Fios:00,7-1,0 mil (18-25 μm) 99,99% Au
• Ligação de cunha:20-35 gf, 60-100 mW, 120-150°C, 20-50 ms
• Ligação de bolas:15-30 gf, 40-80 mW, 150°C, 10-30 ms
• Permissão:Centro de ligação ≥ 25 μm da borda do elétrodo Au
• Inspecção:50 × óptica, rejeição > 25% de deformação da almofada ou violação da proximidade da borda

Equipamento para a operação de "flip-chips" > 50 GHz

• UBM:UBM Ni/Au ou Cu sem eléctro com protuberâncias de solda SnAg (fábrica de contato)
• Redução da ESL:Flip-chip reduz a ESL total para < 15 pH, estendendo a SRF para > 60 GHz
• Enchimento insuficiente:Subenchimento capilar com material de baixa perda e baixa densidade de Dk (< 3,2 @ 60 GHz)
• Parâmetros S:Dados.s2p de duas portas (100 MHz-67 GHz) para configurações de filamento por fio e de flip-chip no âmbito da NDA

Para solicitar dados de parâmetros S, amostras de avaliação ou suporte de aplicativos mmWave, entre em contato com nossa equipe de engenharia hoje.