利用硅半導(dǎo)體技術(shù)同時(shí)實(shí)現(xiàn)了小型化和高性能的ROHM首款硅電容器

市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)和開(kāi)發(fā)歷程

近年來(lái)，隨著智能手機(jī)等設(shè)備的功能增加和性能提升，對(duì)小型、薄型且支持高密度安裝的電容器的需求日益增加。特別是采用薄膜半導(dǎo)體技術(shù)的硅電容器，因其與多層陶瓷電容器（MLCC）相比具有厚度更薄、電容量更大，溫度特性更優(yōu)異、即使在高溫環(huán)境下也不容易發(fā)生電容量變化等優(yōu)點(diǎn)，因此預(yù)計(jì)未來(lái)需求仍將保持強(qiáng)勁態(tài)勢(shì)。在這種背景下，ROHM利用多年來(lái)積累的硅半導(dǎo)體加工技術(shù)優(yōu)勢(shì)，開(kāi)發(fā)出小型高性能硅電容器“BTD1RVFL”（圖1）

圖1. 硅電容器“BTD1RVFL”的產(chǎn)品照片

（與0.5mm自動(dòng)鉛筆芯比較）

白皮書(shū)內(nèi)為工程師介紹硅電容器的市場(chǎng)趨勢(shì)以及ROHM首款硅電容器的特點(diǎn)，助力您快速了解產(chǎn)品信息。另外，您還可前往官網(wǎng)查看產(chǎn)品新聞。

ROHM首款硅電容器“BTD1RVFL”的特點(diǎn)

此次介紹的ROHM新產(chǎn)品“BTD1RVFL”，作為表面貼裝型量產(chǎn)產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了0402（0.4mm×0.2mm）業(yè)界超小尺寸※1。與0603尺寸（0.6mm×0.3mm）的普通產(chǎn)品相比，安裝面積可減少約55%（圖2）。

※1）2024年5月22日羅姆調(diào)查

圖2. 封裝尺寸和安裝強(qiáng)度比較

在外觀制作上，采用了ROHM自有的微細(xì)化技術(shù)“RASMID”，該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)1μm級(jí)的加工。通過(guò)消除封裝外圍的毛刺和缺口，將尺寸公差改善至±10μm以內(nèi)，比標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品小50%，尺寸精度更高。通過(guò)抑制產(chǎn)品尺寸波動(dòng)，在電路板上安裝時(shí)可以縮小器件之間的間距。

通過(guò)提高封裝的尺寸精度，還成功地將背面電極的邊緣（即與電路板的接觸面）設(shè)計(jì)得更靠近器件的外周部位。這樣，背面電極的總面積達(dá)到約0.032mm2，約占器件底面積的40%，安裝強(qiáng)度比0603尺寸的普通產(chǎn)品高約8%，達(dá)到約2.6N。

不僅如此，本系列產(chǎn)品還內(nèi)置TVS二極管，具有優(yōu)異的ESD耐受能力。不僅有助于減少浪涌對(duì)策等電路設(shè)計(jì)工時(shí)，而且還無(wú)需外置TVS二極管。

更小的器件體積和更高的尺寸精度可實(shí)現(xiàn)高密度安裝，加上內(nèi)置TVS二極管，本系列產(chǎn)品將有助于節(jié)省通信電路等電路板的安裝面積（圖3）。

圖3. 通信電路中的安裝面積比較（示意圖）

本系列產(chǎn)品中電容量1,000pF的“BTD1RVFL102”和電容量470pF的“BTD1RVFL471”已于2023年8月開(kāi)始以月產(chǎn)50萬(wàn)個(gè)的規(guī)模投入量產(chǎn)。未來(lái)，ROHM計(jì)劃再開(kāi)發(fā)出電容量不同的五種新型號(hào)產(chǎn)品，將產(chǎn)品陣容擴(kuò)大為七種型號(hào)。

關(guān)于未來(lái)的開(kāi)發(fā)前景

本系列產(chǎn)品采用的是小而薄的封裝，因此適合在智能手機(jī)和可穿戴設(shè)備等要求外殼和內(nèi)部所用的器件更小更薄的應(yīng)用中使用。另外，還可以用作小型物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和光模塊等的去耦電容器，有助于應(yīng)用產(chǎn)品的小型化。

此外，預(yù)計(jì)隨著未來(lái)通信標(biāo)準(zhǔn)對(duì)性能和功能要求的提高，智能手機(jī)和可穿戴設(shè)備等高頻應(yīng)用對(duì)小型薄型產(chǎn)品的需求將會(huì)日益增加，因此ROHM正在開(kāi)發(fā)支持高頻應(yīng)用的型號(hào)，預(yù)計(jì)2024年9月出售樣品。目標(biāo)規(guī)格是也要能夠支持在智能卡和RFID標(biāo)簽等超薄設(shè)備以及光纖收發(fā)器等超高速、大容量傳輸設(shè)備中的應(yīng)用，希望新開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品應(yīng)用范圍更大，能從去耦電容器擴(kuò)展到支持在高頻電路中的使用等更多應(yīng)用中。

另外，在汽車(chē)電動(dòng)化、無(wú)線通信的覆蓋范圍向海上和空中擴(kuò)展、數(shù)據(jù)中心數(shù)量增加等市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)下，車(chē)載設(shè)備和工業(yè)設(shè)備用的產(chǎn)品需求與日俱增。

在這種背景下，ROHM正在計(jì)劃開(kāi)發(fā)發(fā)揮硅電容器可靠性高這一特點(diǎn)的產(chǎn)品。車(chē)載和工業(yè)設(shè)備用的產(chǎn)品不僅要求具備高可靠性，而且對(duì)其耐壓、電容量乃至尺寸和結(jié)構(gòu)等的要求均與消費(fèi)電子設(shè)備的要求有著明顯不同，因此ROHM將不斷壯大相關(guān)產(chǎn)品陣容，以滿足這些市場(chǎng)需求（圖4）。

圖4. 未來(lái)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)路線圖

結(jié)語(yǔ)

要想在創(chuàng)造可持續(xù)發(fā)展的社會(huì)的同時(shí)不斷豐富人們的生活，就需要在通信技術(shù)日新月異的大背景下，不斷提高現(xiàn)有設(shè)備的性能，并推出前所未有的新服務(wù)和應(yīng)用。硅電容器具有體積小、厚度薄、電容量大、溫度特性優(yōu)異等特點(diǎn)，因而有望成為未來(lái)發(fā)展中不可或缺的高性能器件之一。ROHM不僅通過(guò)開(kāi)發(fā)高性能元器件來(lái)促進(jìn)應(yīng)用產(chǎn)品的進(jìn)步，還將繼續(xù)努力開(kāi)發(fā)能夠促進(jìn)硅電容器市場(chǎng)發(fā)展的新產(chǎn)品。

?RASMID是ROHM Co., Ltd.的商標(biāo)或注冊(cè)商標(biāo)