Capacitadores MOS CTE combinados Ultra alto SRF 15V Chip de condensador de capa única para microcircuitos híbridos

CTE combinado con MOS condensador HACC101S15V500 100pF 15V ultra-alto SRF chip de capa única para microcircuitos híbridos

HACC101S15V500 Capacitador MOS CTE-Matched: 100pF 15V con auto-resonancia ultra alta y opciones de doble lado trasero

El HACC101S15V500 es un condensador MOS de una sola capa de 100pF ± 10% a 15V DC, fabricado en silicio de zona flotante (> 1000Ω·cm) con SiO térmico de 300 nm₂Las dimensiones del chip son de 0,50 mm * 0,50 mm * 0,15 mm con metallización superior TiW-Au (2,5 μm mínimo Au).TiW-Pt-Au estándar tanto para soldadura eutéctica como para adhesivos conductores epoxi, o un acabado opcional de solo Au optimizado para el humedecimiento de epoxi lleno de plata.

1. Coeficiente de coincidencia de expansión térmica en ensamblajes híbridos

La tensión termomecánica es una causa principal de falla del condensador en microcircuitos híbridos sometidos a ciclos de temperatura.El desajuste en el coeficiente de expansión térmica (CTE) entre el chip del condensador y el sustrato portador genera tensión de cizallamiento en la línea de unión de adhesión a presión durante cada excursión de temperaturaEl HACC101S15V500 minimiza esta tensión a través de la selección de materiales:

• CTE de silicio (2,6 ppm/°C):El silicio monocristalino tiene una CTE de 2,6 ppm/°C a 300 K, lo que lo convierte en un excelente complemento de CTE para los materiales portadores comunes utilizados en híbridos de RF y microondas.₂¿ Qué?₃El nitruro de aluminio (AlN, 4.5) es un condensador cerámico de titanato de bario con una frecuencia de 4,1 ppm/°C, aproximadamente la mitad de la discrepancia de un condensador cerámico típico de titanato de bario (CTE ~ 10 ppm/°C) en el mismo portador.5 ppm/°C) se ajusta aún mejor a 1Para la tensión más baja, el cobre-molibdeno (CuMo, 7-9 ppm/°C) y el cobre-tungsteno (CuW,6-9 ppm/°C) compuestos pueden ser formulados para acercarse a la CTE del silicio manteniendo una alta conductividad térmica.
• Acomodación por tensión en la línea de bonos:Incluso con una coincidencia cercana de CTE, una tensión de cizallamiento finita se desarrolla a través de la interfaz de adhesión a presión durante el ciclo de temperatura._adjuntar* (longitud del chip / grosor de la línea de unión), donde Δα es el desajuste de CTE, ΔT es el rango de temperatura y E_adjuntarAuSn eutectic (E ≈ 70 GPa) es relativamente rígido y se beneficia más de la coincidencia cercana de CTE.El epoxi conductor (E ≈ 5-10 GPa) es más compatible y puede tolerar desajustes de CTE más grandes sin delaminación, pero a costa de una mayor resistencia térmica.
• Calificación para ciclos de temperatura: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 shiftEste rendimiento es posible gracias a la inherentemente baja discrepancia CTE del sistema de materiales de silicio sobre cerámica.

2Frecuencia de auto-resonancia ultra alta a través de una inductancia parasitaria mínima.

La frecuencia de auto-resonancia (SRF) de un condensador es la frecuencia a la que la inductancia de la serie parasitaria resuena con la capacitancia.sobre la cual el componente se comporta inductivamente, determina la frecuencia máxima utilizable para aplicaciones de derivación y acoplamientoEl HACC101S15V500 consigue una SRF ultra alta gracias a su arquitectura de una sola capa:

• Calculación del FRS:Para el valor de 100 pF con ESL intrínseco del chip por debajo de 0,05nH, la autorresonancia a nivel del chip se produce a f_{El SRF}Sin embargo, en un ensamblaje práctico, la inductancia del cable de enlace (aproximadamente 0.35nH para un cable Au de 25μm de 0,5 mm de largo) domina.El SRF del sistema es entonces aproximadamente 1/(2π√(0.4*10−9 * 100*10−12)) ≈ 800MHz todavía bien dentro del rango utilizable para muchas aplicaciones de RF.
• Empujando SRF más alto:Para aplicaciones que requieren SRF por encima de 2 GHz, los cables de unión paralela múltiples reducen la inductancia efectiva proporcionalmente.desplazamiento del SRF a aproximadamente 1.1GHz. Tres cables lo reducen aún más a ~ 0.13nH, con SRF cerca de 1.4GHz.2nH/mm·aproximadamente la mitad de la inductancia de un alambre redondo de sección transversal equivalente.
• Comparación con el MLCC:Un MLCC típico de 100 pF en el paquete 0402 tiene una ESL de aproximadamente 0,4-0,6nH ̊ un orden de magnitud mayor que la ESL del chip intrínseco del HACC101S15V500.La SRF del MLCC se limita por lo tanto a aproximadamente 600-800MHz incluso antes de considerar la inductancia adicional de las huellas y vías de PCB.Para aplicaciones por encima de 1 GHz, el condensador MOS de una sola capa proporciona una clara ventaja en ancho de banda utilizable.

3. Opciones de metalización posterior optimizadas para diferentes métodos de adhesión a presión

La metalización posterior influye directamente en la calidad de la adhesión a presión, la resistencia térmica y la fiabilidad a largo plazo.El HACC101S15V500 ofrece dos configuraciones traseras para adaptarse al proceso de montaje del cliente:

• La parte trasera del TiW-Pt-Au estándar:Una capa de adhesión/barrera TiW de 100 nm, seguida de una barrera de platino (Pt) de 100 nm, con una capa externa de oro mínima de 1,0 μm. La barrera Pt es crítica para aplicaciones epoxi llenas de plata: sin ella,Los iones de plata del epoxi pueden difundirse en la capa de oro y formar compuestos intermetálicos Au-Ag a temperaturas elevadasLa capa Pt es químicamente inerte tanto para el oro como para la plata, actuando como una barrera de difusión efectiva.la capa exterior de oro se disuelve en la soldadura AuSn durante el reflujo, exponiendo la barrera Pt que permanece intacta y evita que la soldadura llegue a la capa de adhesión TiW.
• La parte trasera del vehículo (opcional):Para los clientes que utilicen exclusivamente soldadura eutectica AuSn, está disponible una parte posterior de solo Au (sin Pt o TiW, espesor de oro mínimo de 2,5 μm).La capa de oro más gruesa proporciona un volumen vendible adicional para el proceso de reflujo AuSnEsta opción no se recomienda para el adhesivo epoxi debido a la ausencia de la barrera de difusión Pt.
• Preparación y humedecimiento de la superficie:Las superficies de oro son susceptibles a la contaminación orgánica por exposición al aire, lo que puede degradar la humedad de la soldadura.Las fichas se empaquetan inmediatamente después de la deposición posterior en bolsas de barrera de humedad selladas al vacíoPara obtener los mejores resultados, la colocación debe realizarse dentro de las 72 horas siguientes a la apertura del envase sellado.30 segundos) restaura la superficie del oro a una condición humedecible sin dañar la metalización.

Características clave

• Compatibilidad perfecta con el CTE:El CTE de silicio de 2.6 ppm/°C coincide estrechamente con los portadores de alumina (6.7), AlN (4.5), CuMo (7-9) y CuW (6-9).500 ciclos de temperatura (-65 °C a +150 °C) con un cambio de capacidad inferior al 2% y sin delaminación detectable por SAM.
• FRS muy alto:Las ESL de chip intrínseco por debajo de 0.05nH producen SRF a nivel de chip por encima de 2.2GHz para 100pF. Los cables de unión paralela o el sistema de empuje de unión de cinta SRF por encima de 1GHz.10* ESL inferior al MLCC de capacidad equivalente en el paquete 0402.
• Opciones de metalización doble en la parte trasera:TiW-Pt-Au para la compatibilidad universal de la epoxi y de la soldadura con la barrera de difusión Pt. Opción exclusiva de Au para líneas de fijación eutecticas AuSn dedicadas con mayor volumen soldable.
• SiO₂El dieléctrico:Óxido térmico con caída de la capacitancia de sesgo de CC cero, bronceado δ inferior a 0,001 a 1 GHz y +35 ppm/°C TCC.
• Pruebas a nivel de obleas:Proba de 100% de corriente continua para la capacitancia, fugas en el voltaje nominal y voltaje de ruptura antes de cortar.

Especificaciones eléctricas (T = 25°C a menos que se indique)

Guía de compatibilidad de las ETC

Aplicaciones típicas

• Microcircuitos híbridos en sustratos de alumina o AlN que requieren una correspondencia cercana de CTE para un ciclo de temperatura de alta fiabilidad
• Desvío de microondas de banda ancha por encima de 1 GHz donde la autorresonancia MLCC limita el ancho de banda utilizable
• Módulos de RF herméticos (base HTCC/LTCC) en los que el emparejamiento CTE entre condensador y envase evita el esfuerzo de sellado de la tapa
• Los módulos T/R de matriz en fase en portadores de CuMo sometidos a grandes oscilaciones de la temperatura ambiente en instalaciones exteriores
• Sistemas de RF criogénicos (por ejemplo, cadenas de lectura de computación cuántica que operan a 4K) en los que se debe gestionar la contracción diferencial entre componentes

Directrices para la asamblea

- ¿ Por qué no?TiW-Pt-Au en la parte trasera compatible con la eutecticidad AuSn (300-320°C, N₂- ¿Qué quieres?₂Se trata de un producto de la fabricación de productos que se utiliza para la fabricación de productos de alta calidad, que se utiliza para la fabricación de productos de alta calidad.De las siguientes características:Para la optimización de SRF por encima de 1 GHz, utilice dos cables paralelos de unión de 25 μm o una cinta de 25 μm * 75 μm Au.Plasma limpio:Si las astillas han estado expuestas al aire ambiente durante más de 72 horas, aplicar 50 W O₂el plasma durante 30 segundos antes de que el molde se adhiera para restablecer la humedecibilidad de la superficie.

Póngase en contacto con nosotros para el análisis de compatibilidad de CTE para su material portador específico, apoyo de optimización de SRF o guía de selección de metallización posterior.