10pF 50V ограниченный однослойный конденсатор миллиметровой волны 5G E-диапазонный конденсатор для высокой частоты

Техническое резюме высокочастотного

ВHACC100S15V500является сверхнизкомощным, сверхминиатюрнымОдносторонний однослойный керамический конденсатор (SLC)специально разработанный для блокировки миллиметровых волн постоянного тока и межэтапной сцепки на самых высоких коммерческих частотах связи.10 pF ±10%с50 В постоянного тока, этот конденсатор изготовлен в15 мм × 15 мм (0,38 мм × 0,38 мм)отпечаток с ультра-низким0.15 мм (6 миллиметров)С лидирующим классомESR <0,10 Ω при 10 ГГц,ESL < 25 pH, исаморезонансная частота > 45 ГГцHACC100S15V500 ведет себя как почти идеальный прозрачный серийный элемент для блокировки постоянного тока от 1 ГГц до 50 ГГц, охватывающий полосы 5G FR2 (n257, n258,n259, n260, n261, n262), 60 ГГц WiGig (802.11ad/ay), E-band point-to-point backhaul (71-86 ГГц) и автомобильное зондирование (76-81 ГГц).

Изготовленные из:Параэлектрический керамический диэлектрик класса I COG/NPO, этот конденсатор поддерживает ± 0,3% вариации емкости от -55°C до +125°C скоэффициент напряжения с нулевым уклоном постоянного тока (< 10 ppm/V)≈устранение дерации емкости, которая поражает диэлектрики X7R под предвзятым влиянием.геометрия однослойного коаксиального электродаустраняет внутреннее сопротивление электрода и посредством индуктивности многослойных конденсаторов, производя самый низкий ESR / ESL из любой керамической технологии конденсатора.0.15 мм высотыпозволяет интегрироваться в самые тонкие модули антенны-в-пакете (AiP) и 2.5D/3D гетерогенные интегрированные пакеты, где глубина полости интерпозитора ограничивает высоту Z-компонента до <200 мкм.

Ключевые преимущества производительности

Ультранизкий ESR/ESL для mmWave ?? <0,10 Ω ESR, <25 pH ESL, >45 GHz SRF

На миллиметровых частотах, каждый фемтогенер паразитарной индуктивности и каждый миллиом серийного сопротивления напрямую ухудшает производительность радиочастот.однослойная коаксиальная структураПрямой вертикальный путь тока от верхней упаковки Au-связи через диэлектрик COG/NPO длиной 0,15 мм до нижней плоскости Au-земли достигает паразитических значений, к которым не могут приблизиться многослойные конденсаторы:

• ESR <0,10 Ω при 10 ГГц:В 28 ГГц 5G n257 полосы LNA входного блока постоянного тока, это переводится на< 0,05 дБ вклад потери при вставкеЭквивалентный 0402 COG MLCC при 10 pF способствовал бы 0,3-0,5 дБ потере вставки из-за 10-20 раз более высокого ESR (1-2 Ω от внутренних электродов никеля).В 4-ступенчатом LNA с 3 межступенчатыми блоками постоянного тока, совокупное улучшение показателя шума от использования HACC100S15V500 по сравнению с MLCC приблизительно00,3-0,5 дБЭто эквивалентно увеличению прибыли LNA на 7-12%.
• ESL < 25 pH:При индуктивности ряда pH 25 индуктивная реактивность (jωL) при 50 ГГц составляет только j7.9 Ω – незначительная по сравнению с емкостной реактивностью (-j318 Ω при 10 pF).конденсатор ведет себя как чистый конденсатор через 50 ГГцс отсутствием индуктивного вклада в сдвиг фазы или преобразование импеданса. Сравните с 0402 MLCC с pH 300-500 ESL: при 28 ГГц,Индуктивная реактивность MLCC (j53 Ω при 300 pH) уже сопоставима с емкостной реактивностью (-j57 Ω), в результате чего конденсатор ведет себя как индуктор выше его ~ 4 ГГц SRF, полностью непригодный для блокировки мм-волнового тока.
• SRF > 45 ГГц (проводная связь), > 60 ГГц (флип-чип):Саморезонансная частота, при которой конденсатор переходит от емкостного к индуктивному поведению, значительно выше высокой частоты 5G FR2 (52.6 ГГц для n262) и может использоваться через E-диапазон (71-86 ГГц) с установкой флип-чипаЭто возможно потому, что однослойная структура имеетнулевые внутренние слои электродов, нулевые внутренние каналы и нулевые внутренние паразиты краев электродов∆ ESL определяется исключительно внешним проводом связки или флип-чипом, а не внутренней геометрией.
• Напряжение отрицательной потери вставки:По мере увеличения частоты с 1 ГГц до 50 ГГц потеря вставки SLC (S21) фактическиуменьшается- от ~0,15 дБ при 1 ГГц до <0,05 дБ при 40 ГГц, потому что емкостная реактивность уменьшается с частотой, а ESR остается почти постоянной.где S21 резко ухудшается над SRF.

Низкий профиль и ультра-миниатюризация 0,15 мм высота для интеграции антенны в пакете

Модули 5G mmWave антенны в пакете (AiP) и 2,5D кремниевых интерпозерных сборовчрезвычайные ограничения высоты ZТипичная глубина AiP полости между поверхностью интерпозитора и антенной подложкой составляет 180-250 мкм, а конденсатор плюс его связка проволока петли должны полностью поместиться в этом пространстве.0.15 мм (150 мкм) высота штамповкиоставляет 30-100 мкм пространства для 25 мкм Au связи проволоки петли, что делает его одной из немногих конденсаторных технологий совместимых с самыми тонкими AiP архитектур.

• 0.15 мм (6 миллиметров) профиль:3.3× тоньше 0402 MLCC (0,50 мм), 2× тоньше 0201 MLCC (0,30 мм). Общая высота монтажа, включая петлю проволоки Au 25 мкм: <0,22 мм, совместимая с глубиной полости 250 мкм.
• 15 миллиметровый отпечаток (0,14 мм2):3.6× меньше 0402 (0,50 мм2), что позволяет более высокую плотность канала в фазовых массивных IC.Замена 0402 MLCC на 15 mil SLC позволяет сэкономить > 90 mm2 площади интерпозера, достаточной для интеграции двух дополнительных модулей IC-формеры луча.
• Антенна в пакете (AiP) готова:Односторонний обрамленный керамический марж предотвращает вытекание эпоксида во время скрепления в плотной AiP-подземелье, где переработка невозможна.Высота 15 мм совместима с упаковкой на уровне вафли (FOWLP) и встроенными технологиями штамповки, где компоненты отливаются в подложку упаковки.
• 2.5D/3D гетерогенная интеграция:Совместима с кремниевым интерпозером, стеклянным интерпозером и технологиями органического субстрата.Полностью металлизированный нижний электрод обеспечивает максимальную площадь контакта наземной плоскости для заземления RF с низкой индуктивностью.

Высокая стабильность TCC и VCC COG/NPO С нулевым дрейфом mmWave Performance

На миллиметровых частотах даже крошечные сдвиги емкости приводят к большим изменениям импеданса.Изменение емкости ±15% (типичный X7R над температурой) изменит реактивность -j318 Ω конденсатора 10 pF на 50 ГГц на ±48 Ω, полностью изменив совпадение импедансаДиэлектрик COG/NPO HACC100S15V500 устраняет эти ошибки:

• TCC 0 ± 30 ppm/°C:Общее изменение емкости при температуре от -55°C до +125°C± 0,3%Это находится в пределах неопределенности измерения типичной калибровки анализатора векторной сети, что означает, что зависимость температуры конденсатораниже уровня шума при калибровке RF на уровне системы.
• VCC < 10 ppm/V:При полном преимуществе постоянного тока номиналом 50 В емкость 10 пФ изменяется на< 0,05%Это имеет решающее значение для архитектур прямого преобразования и нулевого ИФ-приемника, где смещения постоянного тока появляются через конденсатор блокировки постоянного тока, и любая модуляция емкости производитПреобразование AM-PMНелинейный механизм искажения, который деградирует EVM (Error Vector Magnitude) при высокопоставленной модуляции QAM (64QAM, 256QAM), используемой в 5G NR.
• Ни старения, ни микрофонии, ни пьезоэлектрического эффекта.COG/NPO не является ферроэлектрическим и не является пьезоэлектрическим. Он не стареет (в отличие от X7R), не генерирует напряжение при вибрации (в отличие от X7R/BaTiO3, который является сильно пьезоэлектрическим),и не соединяет микрофоническую механическую вибрацию с фазовым шумом, что является критическим преимуществом в транспортных и аэрокосмических платформах 5G, подвергающихся постоянным вибрациям..

Комплексный лист данных параметров

Сравнительные показатели производительности в мм-волне: SLC против MLCC при 10 pF

Часто задаваемые вопросы

Вопрос 1: Почему я не могу использовать 0201 или 0402 COG MLCC для блокировки мм-волновой токовой связи на частоте 28 ГГц?

Основное ограничение:индуктивность паразитов (ESL)0402 MLCC с диэлектриком COG 10 pF имеет саморезонансную частоту (SRF) приблизительно 4 ГГц. На частотах выше SRF,Импеданс конденсатора преобладает в паразитарной индуктивности.индукторНа частоте 28 ГГц (7 × выше SRF) MLCC представляет собой индуктивный импеданс, который блокирует радиочастотный сигнал, а не пропускает его.Однослойная коаксиальная структура HACC100S15V500 устраняет внутренние электроды и провода, которые создают индуктивность в MLCC, подталкивая SRF до > 45 ГГц ≈ значительно выше всех 5G мм-волн.более короткий путь тока = более низкая индуктивность = более высокая SRFТекущий путь SLC составляет 0,15 мм; MLCC - 2-5 мм через несколько электродов и проводов.

Вопрос 2: Каково улучшение потери вставки при использовании HACC100S15V500 по сравнению с 10 pF MLCC при 39 GHz?

При частоте 39 ГГц проводный 0402 10 pF MLCC имеет индуктивный импеданс приблизительно j86 Ω (от 350 pH ESL), действующий как серийный индуктор, а не конденсатор сцепления.Результативная потеря вставки (S21) будет > 3 дБ, MLCC фактически блокирует сигнал, а не передает егоНапротив, HACC100S15V500 на 39 ГГц имеет емкостный импеданс -j408 Ω при <0,10 Ω ESR и <25 pH ESL.Разница не инкрементальная, это разница между функциональным и нефункциональным дизайном на частотах мм-волн..

Вопрос 3: Как профиль 0,15 мм позволяет интегрировать антенну в пакете (AiP) по сравнению со стандартными конденсаторами SMD?

5G mmWave AiP модули для телефонов и небольших ячеек используют 3D стек: субстрат антенны (вверху), воздушная полость (180-250 мкм), активный IC с встроенными пассивами (внизу).Высота полости ограничивает высоту Z-высоты компонента до < 200 мкм после учета высоты петли проволоки-связки0402 MLCC на 500 мкм просто не может поместиться, он должен быть помещен за пределами полости на основном PCB,добавление 3-5 мм 50 Ω следов (150-250 pH дополнительной паразитической индуктивности) между блоком постоянного тока и IC-формой лучаHACC100S15V500 на высоте 150 мкм плюс 25 мкм Au связной проволочной петли помещается в 200 мкм полости, что позволяетпрямая блокировка постоянного тока на чипе с расстоянием соединения < 100 мкм- кратчайший возможный радиочастотный путь с наименьшей возможной паразитической деградацией.

S-параметр Инженерное и сборочное руководство

Epotek H20E Проводящее Серебро Эпоксидные СОП

• Клей:Эпоксидная технология H20E, 2-5 нл на матрицу с использованием пневматического микродиспенсера
• Размещение:<50 gf сила коллета, удовлетворительный силиконовый наконечник, выравнивание ±25 мкм
• Лечение:120°C / 30 мин (стандартный) или 150°C / 15 мин (быстрый застой), рампа < 10°C/сек
• Проверка:Испытание срезки на основе отраслевых стандартных методов, >1,0 кгф минимум

Параметры соединения золотой проволоки

• Провод:00,7-1,0 миллиметров (18-25 мкм) 99,99% Au
• Клинная связь:20-35 gf, 60-100 mW, стадия 120-150°C, 20-50 ms
• Сцепление шариков:15-30 gf, 40-80 mW, стадия 150°C, 10-30 ms
• Разрешение:Центр связи ≥25 мкм от края электрода Au
• Проверка:50× оптические, отклоняют > 25% деформации прокламации или нарушения близости к краю

Монтаж флип-чипов для работы с частотой > 50 ГГц

• УБМ:Неэлектрические Ni/Au или Cu UBM с SnAg сварными козырями (контактный завод)
• Уменьшение ESL:Flip-chip снижает общую ESL до <15 pH, увеличивая SRF до >60 GHz
• Недостаточное заполнение:Капиллярное недонаполнение низкопотеристым материалом с низким содержанием Dk (< 3,2 @ 60 ГГц)
• S-параметры:Двухпортовые данные.s2p (100 MHz-67 GHz) как для конфигураций с проводной связью, так и для конфигураций с флип-чипом в соответствии с NDA

Чтобы запросить данные S-параметров, образцы оценки или поддержку приложений mmWave, свяжитесь с нашей инженерной командой сегодня.