薄膜MLCC的技術(shù)報(bào)告

本文討論了傳統(tǒng)MLCC技術(shù)的最新技術(shù)，并將該技術(shù)與潛在的MLCC薄膜制造技術(shù)進(jìn)行了比較,討論了MLCC制造、相關(guān)限制、潛在制造技術(shù)和設(shè)計(jì)理念方面的薄膜技術(shù)的實(shí)用性。同時還考慮了電子行業(yè)的總體趨勢的影響、MLCC形狀因子的預(yù)期演變以及薄膜技術(shù)作為一種潛在可行的未來MLCC制造方法的一般器件要求。

由于傳統(tǒng)MLCC工藝的基本限制，結(jié)合薄層薄粒鈦酸鋇鐵電介質(zhì)，MLCC技術(shù)可能會開始滯后于“MLCC曲線”，薄膜技術(shù)長期以來一直被認(rèn)為是MLCC的下一個技術(shù)，然而，薄膜技術(shù)在制造高層計(jì)數(shù)器件方面有基本的局限性。此外，薄膜高K介質(zhì)與厚薄膜基高K介質(zhì)相同的K還原相同，因此，需要考慮新的電容器結(jié)構(gòu)來最大化最大的體積電容的VE，使高VE能夠?qū)崿F(xiàn)，而不受多層薄膜工藝的相關(guān)成本和限制。這些結(jié)構(gòu)很可能包括浸漬一個復(fù)雜的多孔結(jié)構(gòu)。此外，很可能會使用混合浸漬和陽極化過程來實(shí)現(xiàn)。

圖1顯示了自ca以來0603MLCC的電容和VE的增加,這種增加很好地符合一個關(guān)系，表明對于0603外殼尺寸，最大可用電容和VE隨著時間的推移以超過摩爾定律的速度增加，大約每13到14個月增加一倍(摩爾定律為大約18個月)。為了實(shí)現(xiàn)這一令人印象深刻的速度，MLCC的所有設(shè)計(jì)參數(shù)都隨著時間的推移而變化。

圖2表明，對MLCC VE和電容增加速率的最大貢獻(xiàn)是減少介電厚度和增加有效計(jì)數(shù)的組合,隨著介電介質(zhì)厚度在~0.8μm以下明顯下降，這一趨勢是否會繼續(xù)下去還值得懷疑,造成這種懷疑的普遍原因是，所使用的介電介質(zhì)需要在每個介電層的厚度上有幾個晶粒，以便使這些基于batio3的2類介質(zhì)適當(dāng)可靠,雖然每層晶粒數(shù)量也隨著時間的推移而減少，但除非引入介電材料的突破技術(shù)，每層介電晶粒數(shù)量可能不會低于~4?？紤]到這一點(diǎn)，預(yù)計(jì)的介電晶粒尺寸將需要顯著減少，以實(shí)現(xiàn)如圖5所示的預(yù)計(jì)的介電厚度目標(biāo)。

此外，這些計(jì)算和預(yù)測是通過假設(shè)K沒有，也不會隨著時間（或介電厚度）發(fā)生明顯的變化而進(jìn)行的，可以開發(fā)替代材料，如弛豫介質(zhì)，盡管它們通常含鉛，并且大多數(shù)主要的MLCC制造商由于各種法律和環(huán)境監(jiān)管原因而避免。從以上討論可以明顯看出，傳統(tǒng)的MLCC材料和制造技術(shù)將很難跟上“MLCC曲線”的步伐。介電厚度小于0.2μm的MLCC，結(jié)合1800多個活性層，產(chǎn)率高，可靠性好，成本有競爭力，采用傳統(tǒng)材料和MLCC制造技術(shù)制造，難以理解，如果傳統(tǒng)的MLCC材料和制造技術(shù)開始滯后于“MLCC曲線”，那么顛覆性技術(shù)的機(jī)會就會出現(xiàn)，多層薄膜技術(shù)長期以來一直被認(rèn)為是MLCC的下一個技術(shù)，取代傳統(tǒng)的MLCC技術(shù)來制造高VE，然而，這種預(yù)期還有待實(shí)現(xiàn)，薄膜工藝對多層結(jié)構(gòu)有相關(guān)的基本限制。因此，有必要開發(fā)一種與傳統(tǒng)方法一樣利用可移動襯底的制造工藝。