適合超寬帶傳輸光通信設備的村田矽電容器特點及應用

2020-12-03 電子發燒友

適合超寬帶傳輸光通信設備的村田矽電容器特點及應用

村田中文技術社區 發表於 2020-12-02 15:43:54

隨著移動基站繼續增加以及數據中心需求不斷增大，可以預測光通信市場也將會進一步擴大。目前，400Gbps的乙太網(400GbE)正逐漸成為次時代數據中心的主流，而Beyond 400Gbps的研發也早已展開，高速化、寬帶化的需求日益迫切。     作為通信基建設施的光配線網絡，提高系統性能的同時需要保持出色的穩定性可靠性以降低維護成本；另外，實現超高速通信傳輸，設備的小型化也至關重要，因為集成度更高且穩定的元器件，能夠提高建網速度並節省配套硬體設施投資，從而降低光通信網絡建設綜合成本。  

村田的矽電容器尤其適合超寬帶傳輸的光通信設備。通過矽電容的獨特構造，能夠適應溫度及電壓變化的電容量穩定性，高電容密度與高超的集成化技術。針對信號完整性的提高及小型化需求，村田能夠提供極佳的解決方案，包括以下三個方面的應用：

 高頻信號線隔直器的耦合電容器

 解決偏置電路上去耦問題的去耦電容器

 TOSA矽中介層的IPD(矽集成無源器件)

村田矽電容在超寬帶傳輸光通信設備中的應用

1 耦合電容器

 

村田矽電容器ULSC、BBSC、UBSC、XBSC系列，適用於高頻信號線上隔直耦合，能夠實現低插入損耗、低反射、高相位穩定性。     支持的頻率範圍，最低為16kHz，XBSC最高為110GHz，UBSC最高為60+GHz，BBSC最高為40GHz，ULSC最高為26GHz。   村田矽電容器基於深槽結構設計，是應用半導體的MOS工藝開發的。表現出極高的可靠性，及隨著電壓、溫度、老化的高靜電容量穩定性（0.1%/V，60 ppm/K）。   此外，矽電容器實現了-55℃至150℃的廣泛工作溫度範圍。生產線採用經過超過900℃的高溫退火處理而獲得的高純度氧化膜，能夠完全控制，確保高度的可靠性和再現性。  特點

最大110GHz的超寬帶性能

沒有共振，低群延遲

出色的抗阻匹配，高頻下極低的插入損耗

底部電極結構，超低串擾，緊湊的走線與貼裝

對於溫度、電壓、老化，靜電容量值的穩定性很高

高可靠性

2 去耦電容器

WLSC、WBSC、UWSC系列最適合用於作為TOSA、ROSA器件內光晶片電源線上的去耦電容，有助於縮減空間受限的應用裝置的體積。例如在0101 (0.25mm×0.25mm)尺寸上實現高達1nF的電容密度——村田的矽電容技術可以成功做到這一點。

 

WLSC系列，是可薄至100μm的引線鍵合用上下電極矽電容器。利用半導體工藝，開發極深溝槽結構的矽電容器，靜電容量密度高達6nF/mm2 to 250nF/mm2（支持的擊穿電壓為150V to 11V）。  WLSC系列的特點

100μm的極薄型

低漏電流

高穩定性（溫度、電壓）

老化後靜電容量也極少下降。

支持標準的引線鍵合封裝（球和楔）

 

 WBSC系列是最高工作溫度150℃的引線鍵合用上下電極矽電容器。適用於DC去耦。厚度只有250μm。

UWSC系列擁有超過26GHz的超寬帶性能，沒有共振，相位穩定，外殼尺寸0101，靜電容量值1nF。對於溫度、電壓、老化，靜電容量值的穩定性很高。具有超低的ESR和ESL以及高可靠性。   3 IPD(矽集成無源器件)

利用村田的矽集成無源器件（Integrated Passive Device）技術，即可同時實現光通信設備的小型化及性能提升。

舉例而言，用於TOSA的矽中介層不但成功將以往需要分別裝置的電容和電阻等部件全部集成於一體，同時還能夠進一步提升適應溫度及電壓變化的穩定性。由此可以削減裝配時間、實現小型化及性能的提升。

主要特點

接近於雷射器和電吸收調製器的熱膨脹係數（CTE）（4.2 ppm/K）

與氮化鋁（AIN）基板同等的導熱率（150W/m.K）

介電常數＝11.7

損耗角正切（Loss Tangent）＝0.005 @1GHz, 0.015 @10GHz

優點

提高可靠性

可應對寬帶

小型化

減少元件數

薄型化

削減總成本

 

責任編輯：xj

原文標題：用於超寬帶傳輸光通信設備的村田矽電容器

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