Конденсаторы CTE Matched MOS Ultra High SRF 15V однослойный конденсаторный чип для гибридных микросхем

CTE Matched MOS Capacitor HACC101S15V500 100pF 15V Ультравысокий SRF однослойный чип для гибридных микросхем

HACC101S15V500 CTE-Matched MOS конденсатор: 100pF 15V с ультравысоким саморезонансом и двумя вариантами задней стороны

HACC101S15V500 представляет собой однослойный MOS-конденсатор 100pF ± 10% с номинальной напряжением 15 В постоянного тока, изготовленный на кремнии плавающей зоны (> 1000Ω·см) с тепловым СиО 300 нм₂Диэлектрический. Размеры чипа 0,50 мм * 0,50 мм * 0,15 мм с верхней металлизацией TiW-Au (2,5 мкм минимум Au).стандарт TiW-Pt-Au как для эвтектической паялки, так и для проводящей эпоксидной сварки, или опциональная отделка только с Au, оптимизированная для напоя эпоксида, наполненного серебром.

1Коэффициент совпадения теплового расширения в гибридных сборах

Термомеханическое напряжение является основной причиной отказа конденсатора в гибридных микросхемах, подвергающихся температурным циклам.Несоответствие в коэффициенте теплового расширения (CTE) между конденсаторным чипом и носителем субстрата генерирует нагрузку на сдвиг в линии сцепления на каждой температурной экскурсииHACC101S15V500 минимизирует это напряжение путем выбора материала:

• Кремний CTE (2,6 ppm/°C):Однокристаллический кремний имеет CTE 2,6 ppm/°C при 300K, что делает его отличным сочетанием CTE с распространенными материалами-носителями, используемыми в гибридах RF и микроволновых.₂О₃, 6,7 ppm/°C) производит несоответствие CTE 4,1 ppm/°C, примерно вдвое меньшее, чем у типичного керамического конденсатора из титаната бария (CTE ~10 ppm/°C) на том же носителе.5 ppm/°C) еще лучше совпадает с 1Для наименьшего напряжения медь-молибден (CuMo, 7-9 ppm/°C) и медь-вольфрам (CuW,6-9 ppm/°C) композиты могут быть сформулированы, чтобы приблизиться к CTE кремния при сохранении высокой теплопроводности.
• Строгое размещение в облигационной линии:Даже при тесном совпадении СТЭ в процессе циклизации температуры на интерфейсе сцепления наступает конечное напряжение сдвига._{присоединяется}* (длина чипа / толщина линии связи), где Δα - несоответствие CTE, ΔT - диапазон температуры, и E_{присоединяется}AuSn eutectic (E ≈ 70 GPa) является относительно жестким и больше всего выигрывает от тесного соответствия CTE.Проводящий эпоксид (E ≈ 5-10 GPa) более устойчив и может переносить большие несоответствия CTE без деламинации, но ценой повышения теплового сопротивления.
• Квалификация по температурным циклам: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 shiftЭта производительность обеспечивается изначально низким дисбалансом CTE системы кремния на керамических материалах.

2Ультравысокая саморезонансная частота с минимальной паразитарной индуктивностью.

Саморезонансная частота (SRF) конденсатора - частота, при которой индуктивность паразитарной серии резонирует с емкостью,выше которого компонент ведет себя индуктивно, определяет максимальную используемую частоту для обхода и соединений. HACC101S15V500 достигает сверхвысокого SRF благодаря своей однослойной архитектуре:

• Расчет SRF:Для значения 100pF при внутренней ESL чипа ниже 0,05nH, саморезонанс на уровне чипа происходит при f_SRF= 1/(2π√(LC)) ≈ 1/(2π√(0.05*10−9 * 100*10−12)) ≈ 2.25 ГГц для одного чипа. Однако в практической сборке доминирует индуктивность провода связи (примерно 0.35nH для провода Au длиной 25μm длиной 0,5 мм).Система SRF тогда примерно 1/(2π√(0.4*10−9 * 100*10−12)) ≈ 800 МГц ≈ все еще в пределах полезного диапазона для многих применений радиочастот.
• Повышение SRF:Для приложений, требующих SRF выше 2 ГГц, несколько параллельных проводов связи пропорционально уменьшают эффективную индуктивность.перемещение SRF примерно на 1.1 ГГц. Три провода уменьшают его до ~ 0.13nH, при этом SRF приближается к 1.4 ГГц. Связь ленты (например, 25 мкм * 75 мкм золотая лента) обеспечивает альтернативное соединение с низкой индуктивностью примерно 0.2nH/mm ≈ примерно половина индуктивности круглого провода с эквивалентным поперечным сечением.
• Сравнение с MLCC:Типичный 100pF MLCC в упаковке 0402 имеет ESL примерно 0,4-0,6nH ≈ порядка больше, чем ESL внутреннего чипа HACC101S15V500.SRF MLCC, следовательно, ограничивается приблизительно 600-800MHz даже до рассмотрения дополнительной индуктивности следов ПКБ и каналовДля приложений выше 1 ГГц однослойный конденсатор MOS обеспечивает четкое преимущество в использовании полосы пропускания.

3. опции обратной металлизации оптимизированы для различных методов скрепления

Металлизация с обратной стороны напрямую влияет на качество скрепления, теплоустойчивость и долгосрочную надежность.HACC101S15V500 предлагает две конфигурации задней части, чтобы соответствовать процессу сборки клиента:

• Стандартная задняя сторона TiW-Pt-Au:100 нм адгезионный/барьерный слой TiW, за которым следует 100 нм платиновый (Pt) барьер с минимальным золотым внешним слоем 1,0 мкм.Ионы серебра из эпоксида могут диффундировать в слой золота и образовывать межметаллические соединения Au-Ag при повышенных температурахДля эутектической сварки прикрепление сварного материала, используемого для сварки золота и серебра, является химически инертным, а для сварного материала, используемого для сварного материала, - эффективным диффузионным барьером.Золотой внешний слой растворяется в AuSn сварке во время повторного потока, излагая Pt-барьер, который остается нетронутым и предотвращает попадание сварки в адгезионный слой TiW.
• Задние части только для автомобиля (необязательно):Для клиентов, использующих исключительно AuSn эвтектическую сварку, доступна только Au-задняя сторона (без Pt или TiW, толщина золота не менее 2,5 мкм).Более толстый слой золота обеспечивает дополнительный продаваемый объем для процесса AuSnЭтот вариант не рекомендуется для эпоксидной сварки из-за отсутствия Pt-диффузионного барьера.
• Подготовка поверхности и увлажнение:Поверхности золота подвержены органическому загрязнению из-за воздействия воздуха, что может ухудшить влажность сварки.Чипы упаковываются сразу после отложения сзади в вакуумно-запечатанные влагозащитные пакетыДля достижения наилучших результатов, прикрепление должно быть выполнено в течение 72 часов после открытия герметизированной упаковки.30 секунд) восстанавливает поверхность золота в влажное состояние без повреждения металлизации.

Ключевые особенности

• Идеальное совпадение CTE:Кремний CTE 2,6 ppm/°C тесно совпадает с алюминиевым (6,7), AlN (4.5), CuMo (7-9), и CuW (6-9) носителей.500 температурных циклов (-65°C - +150°C) с сдвигом емкости менее 2% и без обнаруживаемой SAM деламинации.
• Ультравысокий SRF:Внутренние чипы ESL до 0,05 нч дают SRF на уровне чипа выше 2,2 ГГц для 100 пФ. Параллельные провода связи или ленточная система связи SRF выше 1 ГГц.10* ниже ESL, чем MLCC эквивалентной емкости в упаковке 0402.
• Опции двойной задней металлизации:TiW-Pt-Au для универсальной совместимости эпоксида и сварки с Pt-диффузионным барьером.
• SiO₂Диэлектрический:Тепловой оксид с нулевым снижением емкости преимущества постоянного тока, тен δ менее 0,001 при 1 ГГц и +35ppm/°C TCC.
• Проверка уровня пластины:100% постоянного тока для проб на емкость, утечку при номинальном напряжении и разрывное напряжение перед выделением.

Электрические характеристики (T = 25°C, если не указано)

Руководство по совместимости CTE

Типичные применения

• Гибридные микросхемы на алюминиевых или альминовых субстратах, требующие тесного соответствия CTE для высоконадежного температурного цикла
• Широкополосный микроволновой обход свыше 1 ГГц, когда саморезонанс MLCC ограничивает используемую полосу пропускания
• Герметически упакованные радиочастотные модули (база HTCC/LTCC), при которых совмещение конденсатора с упаковкой CTE предотвращает напряжение крышки-печати
• Модули T/R с фазовым массивом на носителях CuMo, подвергающихся широким колебаниям температуры окружающей среды в наружных установках
• Криогенные радиочастотные системы (например, квантовые вычислительные цепочки чтения, работающие на 4K), где необходимо управлять дифференциальным сокращением между компонентами.

Руководящие принципы для сборки

Прикрепить:Задние стороны TiW-Pt-Au совместимы с AuSn eutectic (300-320°C, N₂/H₂Поверхность только для AuSn евтектика.Сцепление проволоки:Для оптимизации SRF выше 1 ГГц используйте два параллельных провода связи 25 мкм или ленту Au 25 мкм * 75 мкм.Плазма чистая:Если фишки были подвергнуты воздействию окружающего воздуха более 72 часов, применять 50W O₂плазма в течение 30 секунд до прикрепления для восстановления влагостойкости поверхности.

Свяжитесь с нами для анализа совместимости CTE для вашего конкретного материала-носителя, поддержки оптимизации SRF или руководства по выбору металлизации задней стороны.