一、產(chǎn)品簡(jiǎn)介
硅電容器(Silicon Capacitors)是一種基于半導體制造工藝,融合了MOS工藝與MEMS技術(shù),通過(guò)微納米級結構設計制造的電子元件,它突破了傳統MLCC和SLCC的性能邊界,為射頻微波電路、高性能數字IC、精密模擬電路等對電子元器件性能、穩定性和集成度要求極高的應用場(chǎng)景提供了新的電容解決方案。
硅電容按內部結構特點(diǎn)可分為2D硅電容器和3D硅電容器。2D硅電容器是一種以高摻雜硅作為電極和基底,通過(guò)化學(xué)氣相沉積或熱氧化在其表面生成介質(zhì)層的電容器。3D硅電容器是在2D硅電容器基礎上,為了突破二維平面限制、追求更高容量密度而發(fā)展起來(lái)的具備特殊三維結構的產(chǎn)品。通過(guò)利用半導體微加工技術(shù)(特別是深硅刻蝕等MEMS技術(shù))在硅襯底上制造出三維立體結構,從而增加介質(zhì)層的有效面積來(lái)顯著(zhù)提升單位面積內的電容量。
二、產(chǎn)品特點(diǎn)
與傳統電容器(如MLCC、鉭電容)相比,硅電容具有以下顯著(zhù)優(yōu)點(diǎn):
? 超高精度:介質(zhì)層是通過(guò)CVD或熱生長(cháng)形成的,厚度和成分非常均勻,電容值由面積和介質(zhì)厚度決定,因此電容器的容值偏差可以做到非常小(可達±0.1%或更高)。
? 高溫度穩定性:硅電容產(chǎn)品采用氮化硅或二氧化硅作為介質(zhì)材料,在-55℃~150℃的溫度范圍內,溫度系數僅為±100ppm/℃。
? 優(yōu)異的高頻特性:硅電容使用的介質(zhì)材料和結構特點(diǎn),使其具有很低的等效串聯(lián)電阻(ESR)和等效串聯(lián)電感(ESL),其在很寬的頻率范圍內保持容量的穩定性。
? 高長(cháng)期可靠性:硅電容采用半導體薄膜工藝,可保證介質(zhì)致密性與均勻性,電容器長(cháng)期可靠性、批次一致性?xún)?yōu)異。
? 高容量密度:3D硅電容通過(guò)在垂直方向上構建三維結構(如深溝槽等),極大地增加電極的有效面積,單位面積電容量較2D硅電容器可提升10~100倍,實(shí)現進(jìn)一步小型化的同時(shí)保留了上述高精度、高穩定性、優(yōu)異的高頻性能和高穩定性的特點(diǎn)。
三、應用領(lǐng)域
? 高端通信設備:5G基站、射頻功放、光模塊、網(wǎng)絡(luò )設備等中的射頻電路和高速數字處理單元。
? 汽車(chē)電子:電動(dòng)汽車(chē)和智能駕駛系統,如發(fā)動(dòng)機控制單元、車(chē)載信息娛樂(lè )系統、高級駕駛輔助系統(ADAS)、激光雷達(LiDAR) 等對溫度和可靠性要求高的場(chǎng)合。
? 工業(yè)與醫療電子:工業(yè)自動(dòng)化控制系統、醫療設備(特別是植入式醫療設備),這些應用對元件的長(cháng)期穩定性和可靠性有極致要求。
? 航空航天與國防:用于航空電子系統、飛機發(fā)動(dòng)機控制等對溫度穩定性要求較高的電路中。
四、產(chǎn)品結構和電極形式
公司硅電容分為2D硅電容和3D硅電容,采用在二維平面結構或具有溝槽結構的三維立體結構上沉積介質(zhì)材料,并覆蓋金電極作為引出端,形成可金絲鍵合的微組裝用硅電容或表面貼裝(SMT)用硅電容。
1、硅電容器內部結構
2、2D硅電容產(chǎn)品電極形式
3、3D硅電容產(chǎn)品電極形式
五、產(chǎn)品典型容值范圍
1、2D硅電容典型容值范圍
產(chǎn)品系列 | 尺寸(mm) | 容量(pF) | ||||||||
1 | 22 | 33 | 47 | 100 | 220 | 470 | 1000 | 1500 | ||
D系列 | 0.254*0.254 | |||||||||
0.508*0.508 | ||||||||||
0.762*0.762 | ||||||||||
1.016*1.016 | ||||||||||
1.270*1.270 | ||||||||||
G系列 | 0.254*0.762 | |||||||||
0.508*1.270 | ||||||||||
0.762*2.032 | ||||||||||
1.016*2.032 | ||||||||||
1.270*2.032 |
2、3D硅電容典型容值范圍
產(chǎn)品系列 | 尺寸(mm) | 容量(pF) | ||||||
1000 | 2200 | 4700 | 10000 | 22000 | 47000 | 100000 | ||
D系列 | 0.254*0.254 | |||||||
0.508*0.508 | ||||||||
0.762*0.762 | ||||||||
1.016*1.016 | ||||||||
1.270*1.270 | ||||||||
H系列 | 0.400*0.200 | |||||||
0.600*0.300 | ||||||||
1.000*0.500 | ||||||||
1.600*0.800 | ||||||||
2.000*1.250 |
六、質(zhì)量保證
基于硅電容產(chǎn)品特點(diǎn),公司結合多年電容器開(kāi)發(fā)、供貨經(jīng)驗,制定了一整套質(zhì)量保證方案。包括其介質(zhì)層的質(zhì)量評估、產(chǎn)品一致性評估、產(chǎn)品測試分選、壽命評估等。在生產(chǎn)、供貨過(guò)程中,主要開(kāi)展的檢驗項目如下:
檢驗階段 | 檢驗項目 | 主要項目 |
產(chǎn)品開(kāi)發(fā)階段 | 基礎性能評估 | 容量、損耗角正切、耐壓等 |
結構分析 | 膜層結構、膜層致密性等 | |
可靠性評估 | 溫度沖擊、穩態(tài)濕熱、耐焊接熱、靜電放電、高溫壽命 | |
生產(chǎn)過(guò)程 | 結構分析 | 膜層結構 |
電性能測試分選 | 容量、損耗角正切、耐壓等 | |
外觀(guān)測試分選 | 表面缺陷,邊緣缺陷等 |
七、產(chǎn)品安裝方式
硅電容適配打線(xiàn)和SMT貼片安裝工藝,可與各類(lèi)半導體器件良好兼容,安裝示意圖如下。
八、小結
硅電容器并非要取代傳統的MLCC,而是作為一種高性能、高穩定性電容器的補充技術(shù),在特定的高端應用領(lǐng)域,尤其是需要與半導體芯片集成的場(chǎng)景中,發(fā)揮著(zhù)重要作用。
公司深耕電容領(lǐng)域數十年,對電容產(chǎn)品有著(zhù)深入的理解,公司擁有完善的電容制造以及可靠性檢驗設備和資質(zhì)。公司基于對介電材料的認識和電容器應用的積累,開(kāi)發(fā)了系列化的硅電容產(chǎn)品,為客戶(hù)在高頻、高穩定性電路領(lǐng)域應用提供更優(yōu)的產(chǎn)品解決方案。