村田是目前全球量產硅電容的領先企業,其在2016年收購了法國IPDiA頭部硅電容器公司,并于2023年6月宣布投資約100億日元將硅電容產能提升兩倍。
以下內容主要來自村田官網信息整理,村田高密度硅電容器采用半導體MOS工藝開發,并使用3D結構來大幅增加電極表面,因此在給定的占位面積內增加了靜電容量。村田的硅技術以嵌入非結晶基板的單片結構為基礎(單層MIM和多層MIM—MIM是指金屬 / 絕緣體 / 金屬)
村田硅電容采用先進3D拓撲結構在100um內,使開發的有效靜電容量面積相當于80個陶瓷層(可視需求提供更低值)。由于使用非常線性和低色散的電介質,小型化、靜電容量值和電氣性能實現了優化
村田的硅電容器與半導體MOS工藝源自相同的DNA,具有以經過驗證的一致性數據建立的全模塊默認模型,因此提供了可預測、極為可靠的性能。相較于其他電容器技術,村田的硅電容器技術在可靠性方面提高了10倍,這主要得益于在高溫固化過程中生成的氧化物。此外,所有的電氣測試都在生產步驟結束時完成,這就避免了早期故障
村田硅電容與MLCC對比
當前村田在幾個典型領域都有對應產品,以下為官網硅電容選型列表,可以看到村田硅電容根據連接方式,厚度,溫度,ESL等特性做了分類,和MLCC形成了較好的互補,硅電容用來覆蓋汽車、寬帶通信、RF功率放大、醫療、RFID等領域,同時村田的硅電容很多可以通過IPD的形成,可以在這些特殊領域實現很好的利潤,在21年之前硅電容還是較多的在軍工和航天中應用,21年之后在民用領域,受益于高穩定性,小尺寸,易結合先進封裝等優勢市場也在逐步擴大。
典型應用:汽車領域
當前問題:放置在“引擎蓋”下的傳感器要求尺寸小,穩定性高,可靠性高,溫度范圍大(當前150°不一定夠用)
硅電容解決方式:采用硅電容,通過PICS(Passive integration Connective Substrate)方式裝配傳感器中,此處硅電容采用了氧化物/氮化物/氧化物電介質疊層和多晶硅頂部電極,電容密度為100nF/mm2,額定電壓為16V,擊穿電壓為30V,漏電流在工作電壓和室溫下小于0.5 nA,ESR<100mΩ,ESL<250pH,工作溫度為-55°C~200°C。
總體來說,村田本身作為電容大廠,MLCC已經在市場上占據了較多的份額,硅電容部分作為針對特定領域的產品出現,目前還是作為MLCC的補充,因此,我們看到,目前村田的硅電容還是以高耐壓,高溫,高穩定度,較低電容值,和MLCC形成較好的補充,如前面介紹,硅電容也可以走低壓大容值路線,這個部分可以替代一些高端MLCC。
審核編輯 黃宇
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