Оптимизированный для проволочной сварки конденсатор 330 пФ, ультраминиатюрный односторонний с каймой, конденсатор SLC для мм-волн

HACC331S15V160 Односторонний керамический конденсатор с ободком SLC 330 пФ 25 В 15 мил, оптимизированный для проволочной сварки в миллиметровом диапазоне

Фактор инженерного сравнения представляет собой ультраминиатюрный, высоконадежный Односторонний керамический конденсатор с ободком (SLC) с одним слоем разработанный для широкополосного блокирования постоянного тока, ВЧ-связи и фильтрации ВЧ-шумов в наиболее компактных гибридных микросхемах. Обеспечивая Номинальная емкость емкости с повышенным номинальным напряжением 25 В постоянного тока, это устройство упаковано в невероятно компактный 15 мил × 15 мил (0,38 мм × 0,38 мм) с ультранизкой высотой профиля 0,15 мм (6 мил). Разработанный для надежной работы в диапазоне от 0,1 ГГц до 35,0 ГГц в СВЧ-диапазонах UHF, L, S, C, X, Ku, K и Ka, HACC331S15V160 оптимизирован для развязки усилителей мощности GaN, приемопередающих модулей с фазированной антенной решеткой, блокировки постоянного тока в оптоволоконных трансиверах и спутниковых приемопередатчиках, где превосходная надежность проволочной сварки на ультраминиатюрных кристаллах является обязательным условием.

Изготовленный с использованием керамического диэлектрика класса I COG/NPO (C0G/NP0) с ультрастабильностью, этот конденсатор поддерживает вариацию емкости в пределах ±0,3% в полном диапазоне температур от -55°C до +125°C. Односторонняя архитектура с ободком имеет чистый изолирующий керамический край вокруг верхнего золотого электрода, который действует как физическая преграда, предотвращая подтекание проводящего серебряного эпоксидного клея или припоя, что может привести к короткому замыканию верхнего контакта во время автоматического монтажа кристалла. Верхний электрод использует ультратолстое металлизированное покрытие TiW-Au с минимальным слоем золота 4,0 мкм, обеспечивая исключительный механический буфер для тяжелой термозвуковой сварки золотой проволокой и лентой.Нижний электрод использует стек TiW-Pt-Au

, где платиновый (Pt) барьерный слой предотвращает выщелачивание золота и образование интерметаллидов во время высокотемпературной эвтектической пайки AuSn или отверждения серебряного эпоксидного клея.

Ключевые преимущества в производительности

Превосходная способность к проволочной сварке — ультратолстый золотой верхний электрод 4,0 мкмНа чипе конденсатора размером 15 мил (0,38 мм) площадь контактной площадки для проволочной сварки обычно составляет всего 80 мкм × 80 мкм. При стандартном <1,0-2,5 мкм флэш-золотом металлизированном покрытии, термозвуковая клиновая или шариковая сварка может передавать ультразвуковую энергию через тонкий золотой слой, разрушая высокодиэлектрическую керамику под ним — скрытый режим отказа, известный как "bonding-through" или "кратеризация", который часто ускользает от электрических испытаний, но проявляется как разомкнутая цепь после термического цикла. HACC331S15V160 устраняет этот режим отказа с помощью минимум 4,0 мкм толщиной чистого золотого (Au) слоя, нанесенного методом распыления

• на адгезионной основе TiW. Инженерные преимущества включают:Поглощение механической энергии:
• 4,0 мкм пластичный золотой слой действует как амортизатор, распределяя энергию ультразвуковой сварки (40-100 мВт) и силу сварки (15-35 гс) по всей площади контактной площадки, не передавая разрушающее напряжение на керамическую подложку.Широкое окно процесса:
• Совместим с клиновой сваркой (сила 20-35 гс, ультразвук 60-100 мВт, температура подложки 120-150°C) и шариковой сваркой (сила 15-30 гс, 40-80 мВт, температура подложки 150°C) с использованием высокочистой золотой проволоки диаметром 18-25 мкм (0,7-1,0 мил) — учитывает вариативность различных платформ сварки (Kulicke & Soffa, F&K Delvotec, TPT, Hybond).Прочность на отрыв проволоки >3,0 гс:
• Стабильно превышает требования MIL-STD-883 Method 2011.7 по отрыву проволоки при квалификации партии пластин. Типичные значения составляют 4,5-7,0 гс, что обеспечивает запас более чем в 2 раза по сравнению с минимальным значением спецификации.Совместимость с золотой ленточной сваркой: Толстый золотой слой поддерживает сварку золотой лентой размером 25 мкм × 250 мкм (1 мил × 10 мил) для применений ВЧ-шунтирования с высоким током, требующих
• <0,1 нГн индуктивности межсоединений.Отсутствие дефектов "bonding-through":

100% тестирование на отрыв проволоки по партии пластин на выборке кристаллов из центра и 4 углов. Ноль отказов "bonding-through" при >10 000 квалификационных сварных соединений.

Ультраминиатюризация и низкий профиль — на 75% меньше, чем у 30-миллиметровых SLCПри 0,38 × 0,38 × 0,15 мм (15 × 15 × 6 мил), HACC331S15V160 достигает той же емкости 330 пФ, что и стандартный 30-миллиметровый SLC, занимая четверть площади платы. Это 4-кратное увеличение плотности обеспечивается запатентованной ультратонкой керамической композицией COG/NPO с высоким K

• , которая максимизирует емкость на единицу площади, сохраняя при этом температурную стабильность класса I и номинальное напряжение 25 В.Профиль 0,15 мм (6 мил): Полностью заподлицо располагается внутри микроскопических ВЧ-полостей и герметичных крышек модулей, минимизируя паразитные индуктивности петли в проволочных межсоединениях. Общая высота монтажа, включая петлю проволоки 25 мкм, составляет
• <0,30 мм.4-кратная плотность каналов:
• Замените четыре 30-миллиметровых (0,76 мм) SLC четырьмя 15-миллиметровыми конденсаторами HACC331S15V160, освободив 75% площади носителя для дополнительных MMIC-кристаллов, схем смещения или структур теплоотвода в приемопередающих модулях с фазированной антенной решеткой.Готовность к автоматическому монтажу методом "pick-and-place":
• Стандартные размеры кристалла с допуском ±25 мкм обеспечивают бесшовную интеграцию с высокоскоростным автоматическим оборудованием для монтажа кристаллов (Datacon 2200 evo, Finetech FINEPLACER, серия TPT, Hybond). Односторонняя конструкция с ободком требует только оптического распознавания верхней стороны — переворачивание ориентации не требуется для применений с нижним монтажом.Теплоотвод:

Несмотря на ультракомпактный форм-фактор, полностью металлизированный нижний электрод (TiW-Pt-Au, ≥2,5 мкм Au) обеспечивает максимальную площадь теплового контакта с подложкой носителя, эффективно отводя тепло от диэлектрика во время работы с высокой ВЧ-мощностью.

Отличная температурная стабильность — диэлектрик COG/NPO класса IHACC331S15V160 изготовлен с использованием керамического диэлектрика класса I COG/NPO (C0G/NP0)0 ±30 ppm/°C0 ±30 ppm/°C в диапазоне от -55°C до +125°C, что означает, что емкость изменяется менее чем на ±0,3% во всем диапазоне температур

• . В отличие от этого, диэлектрики класса II X7R демонстрируют вариацию ±15% в том же диапазоне — разница в 50 раз.Нулевой коэффициент напряжения постоянного тока: В отличие от диэлектриков X7R и X5R, которые теряют 30-80% своей номинальной емкости под воздействием постоянного напряжения, COG/NPO демонстрирует пренебрежимо малый коэффициент напряжения (<10 ppm/V)
• . Значение 330 пФ стабильно от 0 В до полного номинального напряжения 25 В — критически важно для развязки цепей смещения, где изменение емкости приведет к расстройке согласующей цепи.Отсутствие эффекта старения: Диэлектрики класса II демонстрируют логарифмическое затухание емкости на 3-5% за десятичасовой период из-за релаксации сегнетоэлектрических доменов. COG/NPO является параэлектриком — у него нет сегнетоэлектрических доменов — и поэтому не стареет
• . Емкость, измеренная при t=0 и t=10 лет, будет идентичной в пределах погрешности измерения.Низкое диэлектрическое поглощение: Параэлектрическая природа COG/NPO также обеспечивает чрезвычайно низкое диэлектрическое поглощение (<0,1%)
• — критически важно для схем выборки и хранения и прецизионных аналоговых фильтров, где эффекты памяти диэлектрика вызывают ошибки напряжения.Предсказуемые S-параметры в зависимости от температуры:

Поскольку емкость стабильна, S21 (вносимые потери) и S11 (обратные потери) остаются постоянными от холодного пуска (-55°C) до установившегося режима полной мощности (+125°C), устраняя необходимость в сетях температурной компенсации в ВЧ-цепи.

При оптимальных условиях хранения

Интеграция кремниевых ВЧ-ИС

Инженерия тонкопленочных стеков металлизацииДля обеспечения максимальной надежности проволочной сварки на верхнем электроде и абсолютной устойчивости к выщелачиванию при пайке на нижнем электроде, HACC331S15V160 использует асимметричную, высоконадежную систему тонкопленочной металлизации, нанесенной методом вакуумного напыления

Финишное покрытие, пригодное для пайки и совместимое с эпоксидным клеем. Совместимо с проводящим серебряным эпоксидным клеем (Epotek H20E), эвтектическими преформами AuSn (80/20) и спеченными Ag для монтажа кристаллов.

Руководство по проектированию S-параметров и сборке субмиллиметровых устройств

Для максимизации эффективности широкополосного блокирования постоянного тока и ВЧ-шунтирования, а также для предотвращения механических или электрических отказов во время сборки гибридных микросхем, инженеры-проектировщики СВЧ и технологи должны следовать этим точным техническим инструкциям:

• SOP по монтажу проводящим серебряным эпоксидным клеем Epotek H20EВыбор адгезива:
• Используйте высоконадежный проводящий серебряный эпоксидный клей с низким газовыделением — Epoxy Technology H20E является рекомендуемым отраслевым стандартом, прошедшим квалификацию на основных оборонных и аэрокосмических сборочных линиях.Рекомендации по дозированию:
• Нанесите микроскопическую, контролируемую каплю эпоксидного клея с помощью пневматического или шнекового микродозатора (Nordson EFD, Musashi Engineering). Типичный объем дозирования: 2-5 нЛ для кристалла размером 15 мил. Благодаря односторонней конструкции с ободком, керамический край на верхнем электроде физически удерживает избыточный эпоксидный клей, предотвращая короткое замыкание верхнего золотого контакта из-за вытекания.Сила монтажа "pick-and-place": Контролируйте силу захвата цанги, чтобы она была
• <50 гс, чтобы предотвратить микротрещины в тонкой керамической подложке толщиной 0,15 мм. Используйте гибкий наконечник цанги (силиконовый или антистатический эластомер) вместо твердого металлического наконечника.Профиль термического отверждения: Отверждать при 120°C в течение 30 минут (или 150°C в течение 15 минут как альтернативный вариант быстрого отверждения). Убедитесь, что скорость нарастания температуры контролируется до <10°C/сек, чтобы избежать термического шока. Дайте естественное охлаждение до

<50°C перед обращением.

• Ограничения по золотой проволоке и ленточной сваркеМетод сварки:
• Совместим с термозвуковой сваркой золотой проволокой (шариковая или клиновая) и сваркой золотой лентой. Рекомендуемая проволока: высокочистая (99,99%) золотая проволока диаметром от 0,7 до 1,0 мил (18-25 мкм).Безопасный зазор при сварке: Сварочный клин или шариковая капиллярная игла должны приземляться на верхнюю золотую площадку на расстоянии не менее 25 мкм от края ободка электрода
• . Сварка в пределах 25 мкм от керамического края создает локальное механическое напряжение сдвига на границе Au-керамика, что может привести к отслоению золотого покрытия, микротрещинам диэлектрика или скрытому электрическому отказу.Параметры ультразвука и силы:
• Клиновая сварка: сила сварки 20-35 гс, мощность ультразвука 60-100 мВт, время сварки 20-50 мс. Шариковая сварка: сила сварки 15-30 гс, мощность ультразвука 40-80 мВт, время сварки 10-30 мс. Температура подложки: 120-150°C для обоих методов.Контроль проволочной сварки: Визуальный осмотр при увеличении 50×. Отбраковать любые сварные соединения с деформацией площадки >25%, видимой кратеризацией, отслоением золота или размещением сварного соединения

<25 мкм от края керамического ободка.

Часто задаваемые вопросы

В1: Каково механическое преимущество верхнего золотого электрода толщиной 4,0 мкм по сравнению со стандартными SLC с 2,5 мкм Au?На ультраминиатюрных чип-конденсаторах размером 15 мил (0,38 мм) контактная площадка для проволочной сварки чрезвычайно мала — обычно 80 мкм × 80 мкм — что концентрирует энергию ультразвуковой сварки на очень небольшой площади. При стандартном золотом покрытии толщиной 1,0-2,5 мкм ультразвуковой импульс может пройти через тонкий золотой слой и разрушить керамический диэлектрик под ним, создавая скрытый дефект, который проходит электрические испытания, но выходит из строя после термического цикла (режим отказа, известный как "bonding-through" или "подповерхностная кратеризация"). Минимальный золотой слой HACC331S15V160 толщиной 4,0 мкм обеспечивает в 1,6-4 раза более толстый механический буфер

по сравнению со стандартными промышленными SLC, поглощая и распределяя ультразвуковую энергию по всему объему золота, а не передавая ее на хрупкий керамический интерфейс. Результатом является широкое окно процесса сварки с низким напряжением, обеспечивающее стабильную прочность на отрыв >3,0 гс при высокообъемной автоматизированной сборке.

В2: Почему следует выбирать диэлектрик COG/NPO вместо X7R для ВЧ-шунтирующего конденсатора?Три критических фактора ВЧ-производительности отличают COG/NPO от X7R: (1) Температурная стабильность: Вариация COG/NPO составляет ±0,3% от -55°C до +125°C по сравнению с ±15% для X7R — улучшение в 50 раз. В схеме смещения или согласующей цепи изменение емкости на 15% приведет к расстройке схемы на сотни МГц в диапазоне Ku. (2) Стабильность под напряжением постоянного тока:<10 ppmV from 0 to rated voltage. (3) X7R может потерять 30-80% своей номинальной емкости под воздействием постоянного напряжения, поскольку его диэлектрик на основе титаната бария является сегнетоэлектриком. COG/NPO является параэлектриком — емкость стабильна в пределах Старение: