Tụ Lớp Đơn 10pF 50V Viền Sóng Milimet Tụ 5G Dải E Cho Tần Số Cao

Tóm tắt kỹ thuật tần số cao

CácHACC100S15V500là một ultra-low-capacity, ultra-miniatureCapacitor gốm một lớp một mặt (SLC)được thiết kế đặc biệt cho việc chặn sóng milimet DC và ghép nối giữa các giai đoạn ở tần số truyền thông thương mại cao nhất.10 pF ±10%với một50V DC, chất điện này được sản xuất trong một15 mil × 15 mil (0,38 mm × 0,38 mm)dấu chân với một siêu thấp0.15 mm (6 mil)với lớp học dẫn đầuESR <0,10 Ω ở 10 GHz,ESL < 25 pH, vàtần số tự cộng hưởng > 45 GHz(nới rộng đến > 60 GHz với gắn chip flip), HACC100S15V500 cư xử như một phần tử hàng loạt gần như lý tưởng, minh bạch cho chặn DC từ 1 GHz đến vượt quá 50 GHz ◄ bao gồm các băng tần 5G FR2 (n257, n258,n259, n260, n261, n262), WiGig 60 GHz (802.11ad/ay), E-band point-to-point backhaul (71-86 GHz) và cảm biến ô tô (76-81 GHz).

Sản xuất bằng:Máy điện đệm gốm para điện COG/NPO lớp I, bộ điện tụ này duy trì ± 0,3% biến thể dung lượng từ -55 °C đến + 125 °C vớihệ số điện áp thiên vị DC bằng không (<10 ppm/V)loại bỏ khả năng hạ thấp mà plagues X7R điện bao trùm dưới sự thiên vị.Địa hình điện cực đồng trục một lớploại bỏ điện cực kháng cự bên trong và thông qua cảm ứng của nhiều lớp tụ, tạo ra ESR / ESL thấp nhất của bất kỳ công nghệ tụ gốm nào.0.15 mm caocho phép tích hợp vào các mô-đun ăng-ten trong gói (AiP) mỏng nhất và các gói tích hợp đa dạng 2.5D / 3D, trong đó độ sâu khoang can thiệp giới hạn chiều cao Z của thành phần xuống < 200 μm.

Ưu điểm hiệu suất chính

ESR/ESL cực thấp cho mmWave <0,10 Ω ESR, <25 pH ESL, >45 GHz SRF

Ở tần số sóng milimét, mỗi femtohry của induktansi ký sinh trùng và mỗi milliohm của kháng hàng trực tiếp làm suy giảm hiệu suất RF.cấu trúc đồng trục một lớpĐường dòng thẳng dọc từ đệm liên kết Au trên cùng thông qua dielektri COG / NPO 0,15 mm đến mặt phẳng đất Au dưới cùng đạt được các giá trị ký sinh trùng mà tụ đa lớp không thể tiếp cận:

• ESR <0,10 Ω ở 10 GHz:Trong một khối DC đầu vào LNA 28 GHz 5G n257 băng tần, điều này được dịch thành< 0,05 dB đóng góp mất tích chènMột 0402 COG MLCC tương đương ở 10 pF sẽ góp phần mất 0,3-0,5 dB do ESR cao hơn 10-20 lần (1-2 Ω từ điện cực bên trong niken).Trong một LNA 4 giai đoạn với 3 khối DC giữa các giai đoạn, sự cải thiện số lượng tiếng ồn tích lũy từ việc sử dụng HACC100S15V500 so với MLCC là khoảng0.3-0.5 dBTương đương với việc tăng lợi nhuận LNA từ 7-12%.
• ESL < 25 pH:Với độ hấp dẫn chuỗi 25 pH, độ phản ứng cảm ứng (jωL) ở 50 GHz chỉ là j7,9 Ω ≠ không đáng kể so với độ phản ứng dung lượng (-j318 Ω cho 10 pF).bộ tụ điện hoạt động như một bộ tụ điện thuần khiết thông qua 50 GHzKhông có sự đóng góp cảm ứng cho sự thay đổi pha hoặc biến đổi trở kháng. So sánh với 0402 MLCC với 300-500 pH ESL: ở 28 GHz,Độ phản ứng cảm ứng của MLCC (j53 Ω ở 300 pH) đã tương đương với độ phản ứng công suất (-j57 Ω), làm cho tụ điện cư xử như một cảm ứng trên SRF ~ 4 GHz của nó hoàn toàn không thể sử dụng cho chặn DC mmWave.
• SRF > 45 GHz (cáp liên kết), > 60 GHz (flip-chip):Tần số cộng hưởng tự động, trong đó bộ tụ chuyển từ tính năng điện dung sang tính năng cảm ứng, cao hơn nhiều tần số FR2 5G cao nhất (52.6 GHz cho n262) và có thể sử dụng thông qua E-band (71-86 GHz với gắn flip-chipĐiều này là có thể bởi vì cấu trúc một lớp cókhông lớp điện cực bên trong, không đường dẫn bên trong và không ký sinh trùng cạnh điện cực bên trong- ESL chỉ được xác định bởi dây liên kết bên ngoài hoặc bump flip-chip, không phải bởi hình học bên trong.
• Độ nghiêng mất tích chèn âm:Khi tần số tăng từ 1 GHz lên 50 GHz, tổn thất chèn của SLC (S21) thực sựgiảmTừ ~ 0,15 dB ở 1 GHz đến < 0,05 dB ở 40 GHz vì phản ứng dung lượng giảm theo tần số trong khi ESR vẫn gần như không đổi.nơi S21 giảm mạnh so với SRF.

Low-Profile & Ultra-Miniaturization ️ Độ cao 0,15 mm để tích hợp ăng-ten trong gói

Các mô-đun ăng-ten trong gói 5G mmWave (AiP) và các tập hợp silicon 2.5Dhạn chế độ cao Z cực. Một chiều sâu khoang AiP điển hình giữa bề mặt can thiệp và chất nền ăng ten là 180-250 μm và tụ điện cộng với vòng dây liên kết của nó phải phù hợp hoàn toàn trong không gian này.0.15 mm (150 μm) chiều cao đụcđể lại khoảng trống 30-100 μm cho vòng dây liên kết Au 25 μm, làm cho nó trở thành một trong số ít các công nghệ tụ tương thích với kiến trúc AiP mỏng nhất.

• 0.15 mm (6 mil):3.3 lần mỏng hơn 0402 MLCC (0,50 mm), 2 lần mỏng hơn 0201 MLCC (0,30 mm). Tổng chiều cao gắn bao gồm vòng dây Au 25 μm: <0,22 mm ◄ tương thích với độ sâu khoang 250 μm.
• 15 mil footprint (0,14 mm2):3.6 × nhỏ hơn 0402 (0,50 mm2), cho phép mật độ kênh cao hơn trong các IC hình chùm phân đoạn. Trong một mảng phân đoạn 256 phần tử 28 GHz,Thay thế 0402 MLCCs bằng 15 mil SLCs tiết kiệm > 90 mm2 diện tích interposer ủ để tích hợp hai IC beamformer bổ sung.
• Ứng dụng Antenna-in-Package (AiP) sẵn sàng:Biên cạnh gốm một bên ngăn chặn epoxy chảy ra trong die gắn trong các khoang AiP chặt chẽ nơi không thể làm lại.Độ cao 15 mm tương thích với bao bì cấp wafer fan-out (FOWLP) và công nghệ die nhúng, nơi các thành phần được đúc vào nền bao bì.
• 2.5D / 3D tích hợp đa dạng:Tương thích với công nghệ silicon, kính và chất nền hữu cơ.Điện cực đáy hoàn toàn kim loại hóa cung cấp diện tích tiếp xúc mặt đất tối đa cho việc nối đất RF cảm ứng thấp.

Tính ổn định cao TCC & VCC COG / NPO Hiệu suất sóng mm Zero-Drift

Ở tần số sóng milimet, ngay cả sự thay đổi công suất nhỏ cũng tạo ra sự thay đổi trở ngại lớn.Một sự thay đổi công suất ± 15% (thường X7R trên nhiệt độ) sẽ thay đổi phản ứng -j318 Ω của một tụ 10 pF ở 50 GHz bằng ± 48 Ω, hoàn toàn thay đổi sự khớp trở. HACC100S15V500 của COG/NPO dielectric loại bỏ những lỗi này:

• TCC 0 ± 30 ppm/°C:Sự thay đổi tổng công suất trên -55 °C đến +125 °C là± 0,3%- một sự thay đổi phản ứng < ± 1 Ω ở 50 GHz. Điều này nằm trong độ không chắc chắn đo lường của một hiệu chuẩn máy phân tích mạng vector điển hình, có nghĩa là sự phụ thuộc nhiệt độ của tụ làdưới mức âm thanh của hiệu chuẩn RF ở cấp hệ thống.
• VCC < 10 ppm/V:Ở độ lệch DC 50 V đầy đủ, công suất 10 pF thay đổi bằng< 0,05%Điều này rất quan trọng đối với kiến trúc máy thu chuyển đổi trực tiếp và không IF, nơi các sự thay đổi DC xuất hiện trên tụ DC chặn và bất kỳ điều chế dung lượng nào cũng tạo raChuyển đổi AM-PMMột cơ chế biến dạng phi tuyến tính làm suy giảm EVM (Sức mạnh của vector lỗi) trong điều chế QAM thứ hạng cao (64QAM, 256QAM) được sử dụng trong 5G NR.
• Không lão hóa, không có âm thanh, không có hiệu ứng piezoelectric:COG / NPO không có điện sắt và không có điện phi. Nó không lão hóa (không giống như X7R), không tạo điện áp dưới sự rung động (không giống như X7R / BaTiO3 có điện phi mạnh),và không kết hợp rung động cơ học vào tiếng ồn pha với microphone, một lợi thế quan trọng trong các nền tảng 5G trong phương tiện và hàng không vũ trụ chịu rung động liên tục.

Bảng dữ liệu tham số toàn diện

Các chỉ số so sánh hiệu suất sóng mm: SLC so với MLCC ở 10 pF

Câu hỏi thường gặp

Q1: Tại sao tôi không thể sử dụng 0201 hoặc 0402 COG MLCC cho mmWave DC chặn ở 28 GHz?

Sự hạn chế cơ bản làNăng lượng dẫn ký sinh trùng (ESL)Một 0402 MLCC với 10 pF COG dielectric có tần số tự cộng hưởng (SRF) khoảng 4 GHz. Ở tần số trên SRF,Kháng điện của tụ điện bị chi phối bởi sự dẫn xuất ký sinh trùng của nóủỞ 28 GHz (7 × trên SRF), MLCC trình bày một trở kháng cảm ứng chặn tín hiệu RF thay vì vượt qua nó.Cấu trúc đồng trục một lớp của HACC100S15V500 loại bỏ các điện cực và đường dẫn nội bộ tạo ra độ thấm trong MLCC, đẩy SRF lên > 45 GHz ̇ vượt xa tất cả các băng tần 5G mmWave.đường dòng ngắn hơn = độ thấm thấp hơn = SRF cao hơn. Con đường dòng của SLC là 0,15 mm; của MLCC là 2-5 mm thông qua nhiều điện cực và đường dẫn.

Q2: Sự cải thiện mất tích chèn từ việc sử dụng HACC100S15V500 so với liên kết dây 10 pF MLCC ở 39 GHz là gì?

Ở 39 GHz, một MLCC liên kết dây 0402 10 pF có trở kháng cảm ứng khoảng j86 Ω (từ 350 pH ESL), hoạt động như một cảm ứng hàng loạt chứ không phải là một tụy nối.Mất chèn kết quả (S21) sẽ là > 3 dBNgược lại, HACC100S15V500 ở tần số 39 GHz có điện trở công suất -j408 Ω với <0,10 Ω ESR và <25 pH ESLSự khác biệt không phải là gia tăng, đó là sự khác biệt giữa một thiết kế chức năng và không chức năng ở tần số mmWave.

Q3: Làm thế nào hồ sơ 0,15 mm cho phép tích hợp ăng-ten trong gói (AiP) so với tụ điện SMD tiêu chuẩn?

Các mô-đun AiP 5G mmWave cho thiết bị cầm tay và tế bào nhỏ sử dụng một ngăn xếp 3D: chất nền ăng-ten (cao), khoang không khí (180-250 μm), IC tạo sợi chùm hoạt động với các chất thụ động nhúng (dưới).Chiều cao hố giới hạn chiều cao Z của thành phần là < 200 μm sau khi tính đến chiều cao vòng tròn dây liên kếtMột 0402 MLCC ở 500 μm đơn giản là không thể phù hợp nó phải được đặt bên ngoài khoang trên PCB chính,thêm 3-5 mm dấu vết 50 Ω (150-250 pH của độ cảm ứng ký sinh trùng bổ sung) giữa khối DC và IC tạo chùmHACC100S15V500 ở độ cao 150 μm cộng với một vòng dây liên kết Au 25 μm phù hợp trong một khoang 200 μm, cho phépKhóa DC trực tiếp trên chip với khoảng cách kết nối < 100 μmnhững đường RF ngắn nhất có thể với sự phân hủy ký sinh trùng thấp nhất có thể.

Hướng dẫn kỹ thuật và lắp ráp tham số S

Epotek H20E Epoxy bạc dẫn điện SOP

• Chất kết dính:Công nghệ epoxy H20E, 2-5 nL mỗi die bằng cách sử dụng máy pha nhỏ khí nén
• Địa điểm:< 50 gf lực collet, đầu silicon phù hợp, đường thẳng ± 25 μm
• Chữa bệnh:120°C / 30 phút (tiêu chuẩn) hoặc 150°C / 15 phút (làm khô nhanh), ramp <10°C/s
• Kiểm tra:Xét nghiệm cắt đứt theo các phương pháp tiêu chuẩn công nghiệp, > 1,0 kgf tối thiểu

Các thông số liên kết dây vàng

• Sợi dây:0.7-1.0 mil (18-25 μm) 99,99% Au
• Ghi đệm:20-35 gf, 60-100 mW, giai đoạn 120-150 °C, 20-50 ms
• Kết nối quả bóng:15-30 gf, 40-80 mW, 150 °C giai đoạn, 10-30 ms
• Khu vực miễn trừ:Trung tâm liên kết ≥ 25 μm từ cạnh điện cực Au
• Kiểm tra:50 × quang học, từ chối > 25% biến dạng đệm hoặc vi phạm độ gần cạnh

Phong trào Flip-Chip cho hoạt động > 50 GHz

• UBM:Ni/Au hoặc Cu UBM không điện với nốt hàn SnAg (xưởng liên lạc)
• Giảm ESL:Flip-chip làm giảm tổng ESL xuống < 15 pH, mở rộng SRF lên > 60 GHz
• Không đầy đủ:Tấm không đầy mạch máu bằng vật liệu mất mát thấp, Dk thấp (< 3,2 @ 60 GHz)
• Các thông số S:Dữ liệu.s2p 2 cổng (100 MHz-67 GHz) cho cả cấu hình wire-bond và flip-chip theo NDA

Để yêu cầu dữ liệu tham số S, mẫu đánh giá hoặc hỗ trợ ứng dụng mmWave, hãy liên hệ với nhóm kỹ sư của chúng tôi ngay hôm nay.