อุณหภูมิสูงมาก 200C 100pF 30V MOS ตัวเก็บประจุ ความทนทานต่อ ESD ที่เหนือกว่า ชิป RF ชั้นเดียวสำหรับสภาพแวดล้อมที่เลวร้าย

HACC101S30V200 ตัวเก็บประจุ MOS ทนอุณหภูมิสูงพิเศษ: 100pF 30V พร้อมการทำงานต่อเนื่องที่ 200°C และทนทานต่อ ESD ที่เหนือกว่า

The HACC101S30V200 เป็นตัวเก็บประจุ MOS แบบชั้นเดียว 100pF ±10% ที่มีพิกัด 30V DC ออกแบบมาสำหรับการทำงานต่อเนื่องที่อุณหภูมิสูงถึง 200°C ซึ่งสูงกว่าขีดจำกัดมาตรฐานอุตสาหกรรมที่ 125°C สำหรับตัวเก็บประจุ MOS ทั่วไปอย่างมาก ผลิตบนซิลิคอนแบบ float-zone (>1000Ω·cm) พร้อมฉนวน SiO ที่เติบโตด้วยความร้อน 300nm₂ อุปกรณ์นี้มีชุดโลหะที่แข็งแกร่งและการพาสซิเวชั่นพิเศษเพื่อรักษาเสถียรภาพของพารามิเตอร์ที่อุณหภูมิสูงพิเศษ ขนาดชิปคือ 0.50 มม. × 0.50 มม. × 0.15 มม. พร้อมโลหะด้านบน TiW-Au (ขั้นต่ำ 2.5μm Au) และด้านหลัง TiW-Pt-Au (ขั้นต่ำ 1.0μm Au) ด้วยความทนทานต่อ ESD ที่เหนือกว่าเกิน 2kV HBM และ 500V CDM, HACC101S30V200 ได้รับการออกแบบมาสำหรับสภาพแวดล้อมการทำงานที่ต้องการมากที่สุดในการขุดเจาะหลุมลึก, การบินและอวกาศ, ใต้ฝากระโปรงรถยนต์ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อุตสาหกรรมอุณหภูมิสูง ปรับแต่งได้เต็มที่: ความจุตั้งแต่ 10pF ถึง 220pF, พิกัดแรงดันไฟฟ้าตั้งแต่ 6.3V ถึง 50V, รูปทรงชิปที่กำหนดเอง และชุดโลหะทางเลือกพร้อมระยะเวลานำการสร้างต้นแบบ 4-6 สัปดาห์

1. การทำงานที่อุณหภูมิสูงพิเศษสูงถึง 200°C — วิทยาศาสตร์วัสดุและฟิสิกส์ความน่าเชื่อถือ

ตัวเก็บประจุ MOS ที่ใช้ซิลิคอนทั่วไปมักมีพิกัดอุณหภูมิรอยต่อสูงสุดที่ 125°C ซึ่งจำกัดโดยกลไกการเสื่อมสภาพหลักสามประการที่เร่งขึ้นที่อุณหภูมิสูง HACC101S30V200 จัดการกับแต่ละประการเหล่านี้ผ่านการออกแบบวัสดุและขอบเขตการออกแบบ:

กระแสไฟรั่วที่อุณหภูมิ

กระแสไฟรั่วของซิลิคอนไดออกไซด์เพิ่มขึ้นแบบทวีคูณตามอุณหภูมิเนื่องจากการปล่อยเทอร์มิออนิกและการอุโมงค์ Fowler-Nordheim ที่ 125°C ตัวเก็บประจุ MOS มาตรฐานที่มีฉนวน SiO 300nm₂ แสดงกระแสไฟรั่วประมาณ 100nA ที่แรงดันไฟฟ้าที่กำหนด ที่ 200°C สิ่งนี้จะเพิ่มขึ้นเป็น 1-5μA ซึ่งเป็นระดับที่ไม่สามารถยอมรับได้สำหรับวงจรที่มีความแม่นยำ HACC101S30V200 รักษากระแสไฟรั่วต่ำกว่า 500nA ที่ 200°C ผ่านกระบวนการออกซิเดชันด้วยความร้อนที่ปรับให้เหมาะสมซึ่งลดความหนาแน่นของกับดักอินเทอร์เฟซ (Dit <5×10^{10 cm-2eV-1) และประจุที่ติดอยู่ในออกไซด์ภายใน ลดความหนาแน่นของกับดักลงเพื่อลดส่วนประกอบของกระแสไฟรั่วที่เกิดจากการอุโมงค์ที่ช่วยโดยกับดักซึ่งมีอิทธิพลที่อุณหภูมิสูง}

ความเสถียรของโลหะที่ 200°C

ระบบโลหะ TiW-Au ถูกเลือกมาเป็นพิเศษเพื่อความเสถียรที่อุณหภูมิสูง ตัวกั้นการแพร่ของ TiW (ไทเทเนียม-ทังสเตน) ป้องกันการแพร่ระหว่างซิลิคอน-ทองคำ ซึ่งมิฉะนั้นจะก่อตัวเป็นทองคำ-ซิลิกอนยูเทกติกที่เปราะที่อุณหภูมิสูงกว่า 180°C ชั้น TiW 100nm รักษาโครงสร้างอสัณฐานและความสมบูรณ์ของตัวกั้นไว้ที่อย่างน้อย 250°C ซึ่งได้รับการยืนยันโดยการวิเคราะห์ความลึกด้วยสเปกโทรสโกปีอิเล็กตรอนออเกอร์หลังจากการเก็บรักษา 1000 ชั่วโมงที่ 200°C ขั้วไฟฟ้าด้านบนทองคำขั้นต่ำ 2.5μm ยังคงปราศจากการออกซิเดชันที่อุณหภูมิที่ใช้งานได้ทั้งหมด รักษาคุณภาพพื้นผิวที่สามารถบัดกรีและพันสายได้ตลอดไป

อายุการใช้งานภายใต้สภาวะอุณหภูมิสูง (HTOL)

ชุดการผลิตได้รับการรับรองผ่าน HTOL 1000 ชั่วโมงที่ 200°C ด้วยไบแอส DC 30V เกณฑ์การยอมรับ: การเปลี่ยนแปลงความจุ <2%, กระแสไฟรั่ว 5gf หลังการทดสอบ นี่คือการเร่ง 75°C เกินข้อกำหนด HTOL มาตรฐานที่ 125°C ซึ่งให้ขอบเขตความน่าเชื่อถือที่พิสูจน์แล้วสำหรับผู้ใช้ที่ทำงานที่อุณหภูมิปานกลาง (150–175°C)

2. ความทนทานต่อ ESD ที่เหนือกว่า — การออกแบบและวิธีการทดสอบ

การคายประจุไฟฟ้าสถิต (ESD) เป็นสาเหตุหลักของความเสียหายแฝงในตัวเก็บประจุชิประหว่างการประกอบและการจัดการ Human Body Model (HBM) แสดงถึงบุคคลที่ชาร์จประจุปล่อยผ่านส่วนประกอบ ในขณะที่ Charged Device Model (CDM) แสดงถึงตัวส่วนประกอบเองที่ปล่อยประจุลงกราวด์ HACC101S30V200 รวมคุณสมบัติการออกแบบหลายอย่างเพื่อให้ได้ความทนทานต่อ ESD ที่ยอดเยี่ยม:

• ฉนวน SiO หนา₂ — ความทนทานต่อ ESD โดยธรรมชาติ: ฉนวน SiO แบบความร้อน 300nm₂ มีความแข็งแรงต่อการพังทลายของฉนวนเกิน 10MV/cm ซึ่งสอดคล้องกับแรงดันไฟฟ้าที่พังทลาย >300V ความแข็งแรงโดยธรรมชาติของฉนวนนี้เป็นแนวป้องกันแรกต่อการเปลี่ยนแปลง ESD ที่รวดเร็ว ซึ่งแตกต่างจากฉนวนตัวเก็บประจุแบบฟิล์มบาง (50–100nm) ที่อาจได้รับความเสียหายแฝงจากการรับแรง ESD ใต้การพังทลาย ฉนวน 300nm ให้ขอบเขตที่สำคัญระหว่างแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด (30V) และเกณฑ์การพังทลายของฉนวน การทดสอบ ESD ตาม JESD22-A114 ยืนยันแรงดันไฟฟ้าที่ทนทาน HBM >2kV จัดประเภทอุปกรณ์เป็น Class 2 ซึ่งเป็นระดับที่มักเกี่ยวข้องกับอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำที่ทำงานอยู่ แทนที่จะเป็นตัวเก็บประจุชิปแบบพาสซีฟ
• การกระจายสนามสม่ำเสมอ — ไม่มีการกระจุกตัวที่ขอบ: ใน MLCC ขอบขั้วไฟฟ้าภายในจะกระจุกตัวสนามไฟฟ้า สร้างบริเวณเฉพาะที่ความเค้นของฉนวนระหว่างเหตุการณ์ ESD อาจเกินความแข็งแรงของการพังทลายภายใน โครงสร้างโลหะ-ฉนวน-สารกึ่งตัวนำแบบระนาบของตัวเก็บประจุ MOS ให้การกระจายสนามไฟฟ้าสม่ำเสมอทั่วทั้งพื้นที่ตัวเก็บประจุ ระหว่างเหตุการณ์ ESD ประจุจะกระจายอย่างสม่ำเสมอแทนที่จะกระจุกตัวที่ขอบขั้วไฟฟ้า ลดสนามสูงสุดลง 5-10 เท่าเมื่อเทียบกับฉนวน MLCC ที่มีความหนาเท่ากัน
• การป้องกัน Charged Device Model (CDM): เหตุการณ์ CDM เกิดขึ้นเมื่อส่วนประกอบที่ชาร์จประจุอย่างรวดเร็วปล่อยประจุผ่านขาเดียวลงกราวด์ ซึ่งมักเกิดขึ้นระหว่างการประกอบแบบ pick-and-place อัตโนมัติ HACC101S30V200 ทนทานต่อการปล่อยประจุ CDM >500V ตาม JESD22-C101 สถาปัตยกรรมชั้นเดียวพร้อมการสัมผัสกราวด์ด้านหลังโดยตรงให้เส้นทางการปล่อยประจุที่กำหนดพร้อมอิมพีแดนซ์ปรสิตน้อยที่สุด ป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินที่ทำลายล้างซึ่งเกิดขึ้นเมื่อกระแสปล่อยประจุถูกบังคับผ่านเส้นทางที่มีความเหนี่ยวนำสูง

3. ความเข้ากันได้ของโลหะและการประกอบที่อุณหภูมิสูง

• การยึดติดชิปสำหรับการทำงานที่ 200°C: อีพ็อกซี่เงินนำไฟฟ้ามาตรฐาน (Epotek H20E) มีพิกัดสำหรับการทำงานต่อเนื่องถึงประมาณ 175°C สำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิสูงกว่า 175°C บัดกรียูเทกติก AuSn (80Au/20Sn, จุดหลอมเหลว 280°C) ให้การยึดติดชิปที่เชื่อถือได้โดยไม่มีการเสื่อมสภาพที่ 200°C ตัวกั้น Pt ในโลหะด้านหลัง TiW-Pt-Au ป้องกันการก่อตัวของโลหะผสมระหว่าง Au-Sn ระหว่างการรีโฟลว์และการทำงานที่อุณหภูมิสูงต่อไป สำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิสูงสุด อาจระบุแผ่นพรีฟอร์มทอง-เจอร์เมเนียม (AuGe, 356°C ยูเทกติก) หรือทอง-ซิลิกอน (AuSi, 363°C ยูเทกติก)
• การพันสายไฟสำหรับความน่าเชื่อถือที่ 200°C: การพันลูกบอลด้วยเทอร์โมโซนิค Au (ลวด 25μm, แท่น 120–150°C) ให้ความแข็งแรงในการดึง >6gf ที่ 25°C หลังจากการเก็บรักษา 1000 ชั่วโมงที่ 200°C ความแข็งแรงในการดึงยังคง >5gf ด้วยโหมดความล้มเหลวแบบส้นแตก ซึ่งบ่งชี้ว่าไม่มีการเสื่อมสภาพของโลหะผสมระหว่าง Au-Au อย่างมีนัยสำคัญ ไม่แนะนำให้พันสาย Al wedge สำหรับการทำงานต่อเนื่องที่ 200°C เนื่องจากอาจเกิดการก่อตัวของโลหะผสมระหว่าง Au-Al (purple plague) ที่อินเทอร์เฟซพันสายที่อุณหภูมิสูงกว่า 150°C

คุณสมบัติหลัก

• การทำงานที่อุณหภูมิสูงพิเศษ: พิกัดสำหรับการทำงานต่อเนื่องที่ 200°C — สูงกว่าขีดจำกัดมาตรฐานอุตสาหกรรมที่ 125°C ถึง 75°C ได้รับการรับรอง HTOL 1000 ชั่วโมงที่ 200°C ด้วย <2% การเปลี่ยนแปลงความจุ และ 250°C
• ความทนทานต่อ ESD ที่เหนือกว่า: >2kV HBM (Class 2 ตาม JESD22-A114) และ >500V CDM (ตาม JESD22-C101) ฉนวน SiO แบบความร้อน 300nm₂ ให้ความแข็งแรงของฉนวนโดยธรรมชาติ >10MV/cm พร้อมการพังทลาย >300V การกระจายสนามสม่ำเสมอช่วยขจัดโหมดความล้มเหลว ESD ที่กระจุกตัวที่ขอบของ MLCC
• ความเสถียรของฉนวน SiO₂ ที่อุณหภูมิ: กระแสไฟรั่ว <500nA ที่ 200°C และ 30V DC TCC +35ppm/°C รักษาไว้ในช่วง -55°C ถึง +200°C การเสื่อมสภาพแบบเฟอร์โรอิเล็กทริกเป็นศูนย์ — ไม่มีการเปลี่ยนแปลงความจุตลอดอายุการใช้งาน
• ความน่าเชื่อถือในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง: ได้รับการรับรองสำหรับการใช้งานในหลุมเจาะลึก (อุณหภูมิสูง การสั่นสะเทือนสูง), การบินและอวกาศ (การหมุนเวียนสุญญากาศด้วยความร้อน) และใต้ฝากระโปรงรถยนต์ (การช็อกด้วยความร้อน ความชื้นควบแน่น)
• แพลตฟอร์มที่ปรับแต่งได้: ความจุตั้งแต่ 10pF ถึง 220pF พิกัดแรงดันไฟฟ้าตั้งแต่ 6.3V ถึง 50V รูปทรงชิปที่กำหนดเอง (สี่เหลี่ยมผืนผ้าที่มีอัตราส่วนภาพสูงสุด 4:1) รูปทรงไม่สม่ำเสมอ และชุดโลหะพร้อมการสร้างต้นแบบที่รวดเร็ว

ข้อมูลจำเพาะทางไฟฟ้า (T = 25°C เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น)

แอปพลิเคชันทั่วไป

• เครื่องมือขุดเจาะและบันทึกหลุมเจาะ (150–200°C สภาพแวดล้อม) ที่ต้องการตัวเก็บประจุ DC blocking และ bypass ที่รักษาเสถียรภาพของพารามิเตอร์ที่อุณหภูมิฟอร์เมชัน
• อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ตรวจสอบและควบคุมเครื่องยนต์อากาศยานที่ทำงานในสภาพแวดล้อมห้องเครื่องยนต์ที่ไม่ได้ระบายความร้อน
• โมดูลควบคุม ECU และระบบส่งกำลังใต้ฝากระโปรงรถยนต์ที่สัมผัสกับอุณหภูมิสูงร่วมกับทรานซิสเตอร์ ESD ที่นำไฟฟ้า
• อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เซ็นเซอร์ควบคุมเตาเผาและกระบวนการอุตสาหกรรมที่ทำงานอย่างต่อเนื่องที่ 175–200°C
• อุปกรณ์ตรวจสอบบ่อน้ำร้อนที่มีการติดตั้งภาคสนามหลายปีที่อุณหภูมิสูงอย่างต่อเนื่อง
• อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ภาคสนามที่ทนทานซึ่งต้องการทั้งช่วงอุณหภูมิที่ขยายออกและความแข็งแกร่งของ ESD ที่เหนือกว่าสำหรับอุปกรณ์ที่สำคัญต่อภารกิจ
• เครื่องมือทางวิทยาศาสตร์สำหรับการทดลองฟิสิกส์อุณหภูมิสูงซึ่งความล้มเหลวของ ESD ระดับส่วนประกอบไม่เป็นความเสี่ยงที่ยอมรับได้

คู่มือการประกอบอย่างรวดเร็ว

• การยึดติดชิป: แนะนำให้ใช้บัดกรียูเทกติก AuSn (300–320°C, N₂/H₂ แก๊สฟอร์มมิ่ง) สำหรับการทำงานที่ 200°C AuGe (356°C) หรือ AuSi (363°C) สำหรับการใช้งานที่มีอุณหภูมิรีโฟลว์สูงขึ้นตามมา อีพ็อกซี่เงินนำไฟฟ้า (Epotek H20E) ใช้ได้ถึง 175°C
• การพันสายไฟ: การพันลูกบอลด้วยเทอร์โมโซนิค Au 25μm (แท่น 120–150°C, แรง 15–35gf, ความแข็งแรงในการดึง >6gf ที่ 25°C) ไม่แนะนำให้พันสาย Al wedge สำหรับการทำงานต่อเนื่องที่ 200°C เนื่องจากเกิดการก่อตัวของโลหะผสมระหว่าง Au-Al
• การจัดการ ESD: อุปกรณ์ที่มีพิกัด >2kV HBM ให้ขอบเขตที่สำคัญเหนือความเสี่ยง ESD มาตรฐานในสายการผลิต บรรจุภัณฑ์แบบวเฟิลแพ็คแบบนำไฟฟ้าช่วยรักษาการจัดเก็บที่ปลอดภัยจาก ESD แนะนำให้ใช้การควบคุม ESD มาตรฐานอุตสาหกรรม S20.20
• การจัดเก็บ: วเฟิลแพ็คหรือเจลแพ็ค, การไล่ก๊าซไนโตรเจนแบบปิดผนึกสุญญากาศ MSL 1 อายุการใช้งานบนชั้นวางไม่จำกัด เก็บที่ 20–25°C, 40–60% RH

การสั่งซื้อและการกำหนดค่าที่กำหนดเอง

ผลิตภัณฑ์มาตรฐานจัดส่งเป็นชิปสี่เหลี่ยมขนาด 0.50 มม. × 0.50 มม. ในวเฟิลแพ็คแบบนำไฟฟ้า การกำหนดค่าที่กำหนดเองดังต่อไปนี้มีให้ตามคำขอพร้อมปริมาณการสั่งซื้อขั้นต่ำโดยทั่วไปตั้งแต่ 10 ชิ้น:

• ค่าความจุที่กำหนดเองในช่วง 10pF–220pF บนแพลตฟอร์ม 0.50 มม. มาตรฐาน
• รูปทรงชิปสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่มีอัตราส่วนภาพสูงสุด 4:1 หรือรูปทรงไม่สม่ำเสมอสำหรับพื้นที่วงจรไฮบริดที่ไม่เป็นมาตรฐาน
• พิกัดแรงดันไฟฟ้าที่ไม่เป็นมาตรฐานตั้งแต่ 6.3V ถึง 50V DC
• โลหะด้านหลังทางเลือก: Au เท่านั้น, การเคลือบ AuSn ล่วงหน้า (3–5μm), AuGe หรือ AuSi สำหรับการยึดติดยูเทกติกที่อุณหภูมิสูง
• การรับรองอุณหภูมิที่ขยายออกถึง 225°C มีให้ตามคำขอพร้อมแผนการทดสอบที่ปรับเปลี่ยน
• บรรจุภัณฑ์แบบเจลแพ็คหรือเทปและรีลสำหรับการประกอบอัตโนมัติ

ติดต่อเราพร้อมระบุข้อกำหนดเป้าหมายของคุณเพื่อประเมินความเป็นไปได้, ประมาณการระยะเวลานำ และใบเสนอราคา ตัวอย่างการประเมินมาตรฐาน 100pF 200°C จัดส่งภายใน 2–3 สัปดาห์ การกำหนดค่าที่กำหนดเองพร้อมระยะเวลานำการสร้างต้นแบบ 4–6 สัปดาห์ รายงานการรับรอง HTOL ที่ 200°C และข้อมูลลักษณะเฉพาะของ ESD ตาม JESD22 มีให้ตามคำขอ