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薄膜组件和集成的下一步是体积效率

对用于生产的下一代电容器、电阻器和电感器的新工艺和材料的兴趣和投资明显增加。这一趋势包括在资本设备上的支出和基于更大、更多样化的电子材料集合扩展内部知识,这些电子材料已被现场证明可以产生纳法拉、纳欧和纳亨。推动电子元件走向未来的两个关键市场驱动因素是元件小型化趋势和更高工作频率下的新产品推出。

紧跟路线图路线图终于将体积效率的极*推到了新的存在水平,采用 008004 EIA(英寸或 0201 毫米)外壳尺寸芯片,现在可用于陶瓷片式电容器和陶瓷片式电感器(但尚未明显可用)在贴片电阻器中,无论是厚膜还是薄膜电阻,供应链中都可以感受到这种缺失)。如此小的产品变得越来越难以处理以准确“取放”,但与任何好的技术一样,学习曲线很快就会掌握。在无源器件中,陶瓷电容器和陶瓷电感器中用于制造如此小的电子元件的使能技术是薄膜技术的发展。

首先让我说,厚膜技术有可能比20年前设计工程师认为的更进一步扩展。与任何破坏性技术一样,它只有在大量建立拾放机器和人们在纸上签名的琥珀浪潮中才能发挥*大作用(也称为恐龙);然而,就像任何好的颠覆性技术一样,推动这项技术需要大约 20 年的时间;贸易展摊位的小玩意儿,高架滑梯的永无止境的过渡,终将其带入流行的思维模式,在那里它的“设计”就像任何初级电介质一样简单。逐渐进入主流的成功技术之一是用于生产无源元件的薄膜工艺。

薄膜组件和集成的下一步是体积效率

占用多空间的人尝试让事情变得更小和更完整是集成无源电子元件如何发展的图示。它展示了被动元件行业的三个主要部分——电容器、电阻器和电感器;电容器进一步突破到陶瓷、钽、铝和直流薄膜领域。从固定电容器,我们可以看到陶瓷如何用于厚膜 R/C 网络。从等式的电阻器一侧,其中大部分兴趣在于 R/C 网络,我们看到网络是如何从平面电阻器段开始的明显趋势,从厚膜电阻器芯片开始,然后是厚膜网络,然后结合与陶瓷电容器形成 R/C 网络。该图表还显示了如何从电阻芯片开发多芯片阵列,并随后将其纳入网络统计数据。而且,

无源元件生成的薄膜设备要求

业界的普遍格言是,薄膜被动元件(薄膜电阻型号)是历史上生产被动元件的厚膜方法(即多层堆叠、绕线、丝网印刷等)的一个台阶,是半导体生产的一个台阶。组件。关键区别在于半导体设备是资本密集型,而厚膜组件生产过程是原材料密集型,这一直是进入市场的障碍。然而,随着新的、更高频率的产品线的出现以及单个元件体积效率的持续下降,薄膜芯片的消耗量现在已达到数十亿片,需要更大的无源元件制造商进行大量投资(即TDK和村田)。

为了制造薄膜芯片,所需的生产设备较少,并且主要与物理气相沉积设备相关。然而,随着时间的推移,可能需要额外的设备来生产完*集成的无源器件,如下所示。

物理沉积氮化钽电阻层​​需要 PVD ​​设备。它作为薄膜无源元件标准生产的要求。这里可以使用旧的 PVD ​​设备,因为对薄膜无源器件的要求不像的半导体那么严格。一般认为,在标准操作中至少需要一台额外的“备用”PVD 机器,以防初始机器出现故障。每层屏蔽都需要等离子体蚀刻机和掩模步进机(即电阻一次,电容一次,钝化一次。需要离子注入机来操纵硅以形成二氧化硅或氮化硅电容器;以及ESD保护二极管,例如齐纳二极管、硅雪崩二极管或肖茨基二极管。也可以使用离子注入机来形成用于电感的晶体铁电层。薄膜集成芯片上需要后的钝化层。这通常是通过化学气相沉积 (CVD) 机器完成的。

而电容层、电阻层和电感层可以应用在PVD设备上;第四层钝化层一般采用CVD机进行。洁净室的成本非常高,因为它们需要三重密封;并且必须不受有机材料和气体的影响。通风罩必须排出比进入时更清洁的空气。需要大型空调装置进行过滤。人们普遍认为,激光修边机越多越好。需要激光修整设备来设置管芯上的电阻值。包装非常昂贵,在某些情况下可能高达成本的 75%,因为该过程是劳动密集型的。

由于劳动力成本高,没有一家美国公司使用国内资源进行包装,当然,除非它是原型工作。包装一般在日本以外的亚洲国家完成。需要卷带设备来满足 90-95% 的订单。大多数大批量操作都需要将电子元件包装成卷带形式,以便轻松插入贴片机。然而,一些终用途市场,例如电机控制器的工业细分市场,需要华夫饼包装而不是卷带包装。测试设备是必需品,被视为集成无源器件生产的瓶颈。军事/航空航天应用的组件测试非常严格且耗时。并且在进行薄膜加工的成本规划时必须考虑在内,因为国防和航空航天部门是消费的很大一部分,尤其是国防通信、制导和弹药。

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