村田高性能硅电容器产品助推光通信行业发展

由 judy 提交于周一, 9 九月 2019 - 09:56

电容器是储存电量和电能的元件，在调谐、旁路、耦合、滤波等电路中起着重要的作用。作为全球知名的电子元器件制造商，村田制作所（以下简称“村田”）在电容领域积累了深厚的技术底蕴，生产的陶瓷电容器在全球市场占据重要份额。近年来，随着村田业务范围由通信市场不断向汽车电子、物联网、医疗设备等市场扩张，其电容器产品也在迎来更多新成员，如聚合物电解电容器、高耐热薄膜电容器，以及硅电容器。

村田于2016年完成了对IPDiA S.A 公司的收购工作，在既有产品阵容中加入了IPDiA公司的硅电容器。IPDiA公司的产品和技术被广泛应用于医疗、工业、通信等要求高可靠性的领域，此次收购进一步巩固了村田作为高可靠性电容器供应商的领先地位。

2019年9月4 - 7日期间，村田参展“第21届中国国际光电博览会”（CIOE 2019），带来了光通信收发器的退耦电容、BGA电容器、硅基板和耦合电容器的应用及产品，助推光通信产业发展。

本次展会，村田展示的硅电容器产品主要针对光通信里的超宽频需求而设计。近年来，光通信速度每年都在变得越来越快，当通信速度达到毫米波宽带时，超小型的贴片陶瓷电容器（MLCC）中的插入损耗会增加，相比之下，硅电容器具有低插入损耗、高稳定性等优势，市场需求迅速扩大。村田的高密度硅电容器通过应用半导体的MOS工艺实现三维化，大幅增加电容器表面积，从而提高了基板单位面积的静电容量。适用于网络相关（RF功率放大器、宽带通信）、高可靠性用途、医疗、汽车、通信等领域。

村田硅电容器产品一览

在村田众多硅电容器产品系列中，本次光博会上展出的XBSC / UBSC / BBSC / ULSC系列是支持最高到100GHz+的表面贴装型硅电容器。该系列产品以光通信系统（ROSA/TOSA、SONET等所有光电产品）以及高速数据系统和产品为目标，专为隔直、耦合用途设计的。依靠村田的半导体（硅）技术，该产品实现了低插入损耗、低反射、高相位稳定性。村田该系列硅电容器支持的频率范围广，最低可至16 kHz，XBSC最高为100+GHz，UBSC最高为60+GHz，BBSC最高为40GHz，ULSC最高为20GHz。该系列产品具有极高的可靠性，以及随电压和温度变化极高的静电容量稳定性（0.1%/V，60 ppm/K）。此外，村田硅电容器实现了-55℃ 至 150℃的广泛工作温度范围，生产线采用超过900℃的高温固化处理形成高纯度氧化膜，确保高度的可靠性和再现性。XBSC/UBSC/BBSC/ULSC系列以标准的JEDEC组装规则为准，可以顺利支持高速的自动抓放生产工艺。此外，这些电容器符合RoHS标准，可以根据外壳尺寸提供ENIG（镍、金）电极或无铅预凸块。

村田XBSC / UBSC / BBSC / ULSC系列硅电容器产品特性：

<ul>
<li>最大110GHz的超宽带性能</li>
<li>没有共振，可以进行出色的群延迟变化</li>
<li>在传输模式下，凭借出色的抗阻匹配，实现极低的插入损耗</li>
<li>在旁路接地模式下，ESL和ESR很低</li>
<li>对于温度、电压、老化，静电容量值的稳定性很高</li>
<li>高可靠性</li>
<li>可以进行无铅回流封装 </li>
</ul>

村田XBSC / UBSC / BBSC / ULSC系列硅电容器产品用途：

<ul>
<li>光电产品／高速数据</li>
<li>跨阻放大器（TIA）</li>
<li>光收发组件（ROSA/TOSA）</li>
<li>同步光纤网络（SONET）</li>
<li>高速数字逻辑</li>
<li>宽带测试装置</li>
<li>宽带微波／毫米波</li>
<li>X7R与NP0电容器的置换</li>
<li>薄型用途（400或100μm）</li>
</ul>

村田打线退耦电容 WLSC/ UWSC系列产品ESR（等效电阻）、ESL（等效电感）低，尺寸小，容量大，具备适合打线的完美电极平坦度和宽温度范围内高可靠性。

村田WLSC系列硅电容器产品薄至100μm，适用于无线通信（如5G）、雷达、数据播放系统之类的RF大功率用途。WLSC电容器适用于DC去耦、匹配电路、高次谐波／噪声滤除功能等，可以解决需要高可靠性用途的各种问题。利用半导体工艺，开发极深沟槽结构的硅电容器，静电容量密度高达6nF/mm2至250nF/mm2（支持的击穿电压为150V至11V）。该产品依靠村田的半导体（硅）技术，可靠性高，使DC电压与整个工作温度范围的静电容量的稳定性极为优秀。并且，因为硅在本质上电介质吸收很小，压电效应也很小，或者几乎没有，所以也没有存储效应。以硅为基础的技术符合RoHS标准。

村田WLSC系列硅电容器产品特性：

<ul>
<li>100μm的极薄型</li>
<li>低漏电流</li>
<li>高稳定性（温度、电压）</li>
<li>老化后静电容量也极少下降。</li>
<li>支持标准的引线键合封装（球和楔）</li>
</ul>

村田WLSC系列硅电容器产品用途：

<ul>
<li>雷达、基础设施无线通信、数据播放等要求严格的所有用途</li>
<li>焊盘完全平坦，因此标准的引线键合（在上下面镀金）比MLCC容易</li>
<li>去耦、DC噪声、高次谐波滤除、匹配电路（例如GaN功率放大器、LDMOS）</li>
<li>高可靠性用途</li>
<li>要求小型化和薄型的用途（100μm）</li>
<li>与单层陶瓷电容器、金属氧化膜半导体完全兼容</li>
</ul>

UWSC系列专为DC去耦和旁路用途设计，外壳尺寸0101，静电容量值1nF，对于温度、电压、老化，静电容量值的稳定性很高，ESR和ESL超低，可靠性高，在超过26GHz的频率实现出色的静噪性能。UWSC系列是采用深槽和MOS半导体工艺生产的，满足低容量和高容量两方面要求，提供高可靠性，以及对于温度和电压的静电容量稳定性。实现了（0.02%/V，60ppm/K）和-55℃ 至 150℃的广泛工作温度范围。这些电容器支持标准的引线键合封装（球和楔）。此外，这些电容器符合RoHS标准，也能提供厚膜金电极。

村田UWSC系列硅电容器产品特性：

<ul>
<li>超过26GHz的超宽带性能</li>
<li>没有共振，相位稳定</li>
<li>外壳尺寸0101，静电容量值1nF</li>
<li>对于温度、电压、老化，静电容量值的稳定性很高</li>
<li>ESR和ESL超低，可靠性高</li>
<li>支持标准的引线键合封装（球和楔） </li>
</ul>

村田UWSC系列硅电容器产品用途：

此外，村田在展台现场还展示了应用于TOSA&ROSA的集成宽频RC的硅基板方案。标准的氮化铝(AlN)陶瓷基板小型化受限，可靠性也面临挑战，村田定制化硅基板方案具有小型化、高可靠性、成本更低等优势，且能够满足125℃的高温工作环境。

<ul>
<li>小型化</li>
<li>耐高温（125℃）</li>
<li>BOM精简</li>
<li>高可靠性</li>
<li>总成本削减</li>
</ul>

随着未来的IoT市场、云端市场和无线通讯的发展，光通信市场预计还要继续扩大，同时需要进一步提高通信速度和实现外形规格的小型化。村田寄期望硅电容器更小、更薄、和优异的高频特性，将有助于光通信市场的发展。