Tecnología de microondas - Dispositivos pasivos de película fina en circuitos RF / microondas

La mayoría de loS dispositivos pasivos de película fina Placa de cirCuito RF / microondas También se basa en la tecnología de cocción de cUhámica multicapa, La capa de electrodos de aleación metálica de alta conductividad multicapa y la capa aislante de cerámica de baja pérdida están dispuestas alternativamente para obtener el valor de Capacitancia requerido.. Y luego se queman a alta temperatura para formar una estructura integral.. El proceso todavía puede satisfacer las necesidades de condensadores de alta capacidad y condensadores de alta potencia..

Sin embargo,, El proceso cerámico multicapa puede dar lugar a diferencias en algunos parámetros entre lotes y entre productos del mismo lote, que son importantes para RF Diseñoer, Por ejemplo, el valor q, ESR, Variación de la resistencia al aislamiento, Y la variación de la Capacitancia dentro de la tolerancia especificada. Aunque en muchas aplicaciones estos cambios de parámetros no tienen un impacto negativo, Los avances tecnológicos actuales en la producción de componentes de película fina están proporcionando: DiseñoERS, producción alternativa Microondas de alta frecuencia Tabla Elemento.

La misma tecnología de película fina para la fabricación de semiconductores también se puede utilizar para producir componentes pasivos de película fina con características eléctricas y físicas estrictas. La anchura del conductor y el espesor de la capa aislante pueden alcanzar 1 ¼m y 10 nm, respectivamente. Las dimensiones estrictas del ancho de línea dan lugar a tolerancias estrictas de los parámetros (Inductancia y Capacitancia) y pueden optimizar aún más varias otras ventajas de rendimiento eléctrico. Debido al proceso de deposición de electrodos de alto vacío, el valor ESR entre lotes y entre diferentes productos en el mismo lote es muy estable. Los valores de q y ESR son muy estables debido a la capa aislante ultrapura de baja k obtenida por el proceso de deposición química de vapor (CVD). El valor de impedancia es estable y predecible en un amplio rango de frecuencia. El proceso de empaquetado de la matriz de cuadrícula plana (lga) permite reducir los parámetros parasitarios.

Estas ventajas de rendimiento de los componentes de película delgada tienen un impacto en el diseño. En general, se puede reducir el número de componentes necesarios para realizar una función específica del circuito. Al reducir el número de piezas utilizadas, no sólo se puede reducir el tamaño del diseño, sino que también se puede ahorrar el tiempo y el costo de montaje y mejorar la fiabilidad del producto. Además, debido a su rendimiento eléctrico más estable y a su menor pérdida, se mejorará el rendimiento eléctrico general de los productos que utilizan el componente.

En aplicaciones típicas, los filtros de muesca de banda estrecha se utilizan para atenuar frecuencias diferenciales accidentales y armónicos generados por receptores de radio complejos, de amplio alcance y multibanda. Debido a las propiedades casi perfectas de la película delgada, un solo condensador de película fina de alta calidad puede reemplazar los seis componentes utilizados en el diseño de doble T.

A thin-film capacitor (shown in Figure 1) also has an unmentioned performance advantage: it responds to only one resonant point because the device is packaged as a multilayer ceramic capacitor (MLCC) using a single insulating layer Diseño. La figura 2 muestra la curva característica de pérdida de transmisión hacia adelante de la parte s21 del condensador de película fina.

Figura 1 Estructura del condensador de película fina

Figura 2 curva característica de la pérdida de transmisión hacia adelante de s21

Seleccionando el elemento condensador de película fina, Fabricante de PCB El condensador de una sola capa puede obtener excelentes propiedades eléctricas y disfrutar de las ventajas de los componentes mlcc. La figura 3 muestra el efecto de la estabilidad del rendimiento del condensador de película fina en el espesor del electrodo y la capa de óxido., Y la influencia de su calidad en el valor K de la capa aislante.

Figura 3: respuesta de frecuencia del condensador de película fina con excelente repetibilidad

Debemos darnos cuenta de que el uso de condensadores de película fina como filtros de rechazo de banda tiene limitaciones.. Debido a que los condensadores de película fina generalmente proporcionan sólo pequeños valores de Capacitancia, Se limitan a filtros de Band a relativamente alta Diseños. Frecuencia media baja DiseñoInvolucrar, Debe utilizar otro método de filtrado, usually using high Q multilayer Placa de circuito RF / microondas Condensador.

Inductancia de película fina.

En comparación con los inductores huecos, los inductores de película fina tienen muchas ventajas prácticas (aunque no alcanzan el mismo valor q). Durante la instalación de la superficie, los inductores de película fina son más fáciles de agarrar y colocar que los inductores huecos. El método ir, el método de fase gaseosa y el método de onda se pueden utilizar fácilmente en el montaje. Además, los inductores de película fina pueden mantener sus valores de Inductancia durante estos procesos, as í como en entornos de procesamiento y vibración fuerte. Aunque no pueden sintonizarse en el circuito como los inductores huecos, una vez que se han determinado los valores exactos de Inductancia necesarios para realizar algunas funciones del Circuito, los inductores de película fina pueden utilizarse en lugar de los inductores huecos (suponiendo que el valor q sea suficiente).

Al igual que en el caso de los condensadores de película fina, el ESR y la pérdida de los inductores de película fina se reducen significativamente debido al control del ancho de línea y a la calidad / precisión de la deposición de la capa aislante. Esto permite reducir el tamaño del producto terminado al paquete 0402 y permitir la realización de casi cualquier valor de Inductancia deseado, al tiempo que permite una precisión cercana a 0,05 NH. Además, el proceso de metalización estable hace que el inductor de película delgada tenga una alta capacidad de carga de corriente: la capacidad de carga de corriente varía de un producto a otro, hasta 1000 ma.

El inductor de película fina se puede utilizar para compensar la frecuencia del amplificador de banda ancha. Anteriormente, se utilizó una combinación de resistencias / inductores. Al igual que los condensadores de película fina, el uso de inductores de película fina puede reducir el número de componentes utilizados en el circuito, reduciendo así el tamaño del producto terminado, reduciendo el peso, simplificando el montaje, reduciendo los costos y mejorando la fiabilidad. Al igual que los condensadores de película fina, los inductores de película fina sólo pueden proporcionar valores de Inductancia más pequeños, por lo que su aplicación es limitada.

Dicho esto, Los inductores de película fina pueden proporcionar: DiseñoERS tiene una buena solución a frecuencias muy altas. Un ejemplo común de aplicación es un Oscilador con frecuencias de hasta varios miles de MHz. Alta frecuencia, El uso de inductores de bobinado no es práctico, ya que la tecnología para producir inductores de bobinado con valores de Inductancia tan pequeños no está disponible. En este tipo de aplicación, DiseñoERS sólo tiene dos opciones: usar serpentina PCB cirPlaca de circuitocuit TablaPlaca de circuitoDiseño Para obtener baja Inductancia, O seleccione un inductor de película fina encapsulado en superficie miniatura.