薄膜組件和集成的下一步是體積效率

對(duì)用于生產(chǎn)的下一代電容器、電阻器和電感器的新工藝和材料的興趣和投資明顯增加。這一趨勢(shì)包括在資本設(shè)備上的支出和基于更大、更多樣化的電子材料集合擴(kuò)展內(nèi)部知識(shí)，這些電子材料已被現(xiàn)場(chǎng)證明可以產(chǎn)生納法拉、納歐和納亨。推動(dòng)電子元件走向未來(lái)的兩個(gè)關(guān)鍵市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)因素是元件小型化趨勢(shì)和更高工作頻率下的新產(chǎn)品推出。

緊跟路線圖路線圖終于將體積效率的極*推到了新的存在水平，采用 008004 EIA（英寸或 0201 毫米）外殼尺寸芯片，現(xiàn)在可用于陶瓷片式電容器和陶瓷片式電感器（但尚未明顯可用）在貼片電阻器中，無(wú)論是厚膜還是薄膜電阻，供應(yīng)鏈中都可以感受到這種缺失）。如此小的產(chǎn)品變得越來(lái)越難以處理以準(zhǔn)確“取放”，但與任何好的技術(shù)一樣，學(xué)習(xí)曲線很快就會(huì)掌握。在無(wú)源器件中，陶瓷電容器和陶瓷電感器中用于制造如此小的電子元件的使能技術(shù)是薄膜技術(shù)的發(fā)展。

首先讓我說(shuō)，厚膜技術(shù)有可能比20年前設(shè)計(jì)工程師認(rèn)為的更進(jìn)一步擴(kuò)展。與任何破壞性技術(shù)一樣，它只有在大量建立拾放機(jī)器和人們?cè)诩埳虾灻溺昀顺敝胁拍馨l(fā)揮*大作用（也稱(chēng)為恐龍）；然而，就像任何好的顛覆性技術(shù)一樣，推動(dòng)這項(xiàng)技術(shù)需要大約 20 年的時(shí)間；貿(mào)易展攤位的小玩意兒，高架滑梯的永無(wú)止境的過(guò)渡，終將其帶入流行的思維模式，在那里它的“設(shè)計(jì)”就像任何初級(jí)電介質(zhì)一樣簡(jiǎn)單。逐漸進(jìn)入主流的成功技術(shù)之一是用于生產(chǎn)無(wú)源元件的薄膜工藝。

占用多空間的人嘗試讓事情變得更小和更完整是集成無(wú)源電子元件如何發(fā)展的圖示。它展示了被動(dòng)元件行業(yè)的三個(gè)主要部分——電容器、電阻器和電感器；電容器進(jìn)一步突破到陶瓷、鉭、鋁和直流薄膜領(lǐng)域。從固定電容器，我們可以看到陶瓷如何用于厚膜 R/C 網(wǎng)絡(luò)。從等式的電阻器一側(cè)，其中大部分興趣在于 R/C 網(wǎng)絡(luò)，我們看到網(wǎng)絡(luò)是如何從平面電阻器段開(kāi)始的明顯趨勢(shì)，從厚膜電阻器芯片開(kāi)始，然后是厚膜網(wǎng)絡(luò)，然后結(jié)合與陶瓷電容器形成 R/C 網(wǎng)絡(luò)。該圖表還顯示了如何從電阻芯片開(kāi)發(fā)多芯片陣列，并隨后將其納入網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。而且，

無(wú)源元件生成的薄膜設(shè)備要求

業(yè)界的普遍格言是，薄膜被動(dòng)元件（薄膜電阻型號(hào)）是歷史上生產(chǎn)被動(dòng)元件的厚膜方法（即多層堆疊、繞線、絲網(wǎng)印刷等）的一個(gè)臺(tái)階，是半導(dǎo)體生產(chǎn)的一個(gè)臺(tái)階。組件。關(guān)鍵區(qū)別在于半導(dǎo)體設(shè)備是資本密集型，而厚膜組件生產(chǎn)過(guò)程是原材料密集型，這一直是進(jìn)入市場(chǎng)的障礙。然而，隨著新的、更高頻率的產(chǎn)品線的出現(xiàn)以及單個(gè)元件體積效率的持續(xù)下降，薄膜芯片的消耗量現(xiàn)在已達(dá)到數(shù)十億片，需要更大的無(wú)源元件制造商進(jìn)行大量投資（即TDK和村田）。

為了制造薄膜芯片，所需的生產(chǎn)設(shè)備較少，并且主要與物理氣相沉積設(shè)備相關(guān)。然而，隨著時(shí)間的推移，可能需要額外的設(shè)備來(lái)生產(chǎn)完*集成的無(wú)源器件，如下所示。

物理沉積氮化鉭電阻層??需要 PVD ??設(shè)備。它作為薄膜無(wú)源元件標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的要求。這里可以使用舊的 PVD ??設(shè)備，因?yàn)閷?duì)薄膜無(wú)源器件的要求不像的半導(dǎo)體那么嚴(yán)格。一般認(rèn)為，在標(biāo)準(zhǔn)操作中至少需要一臺(tái)額外的“備用”PVD 機(jī)器，以防初始機(jī)器出現(xiàn)故障。每層屏蔽都需要等離子體蝕刻機(jī)和掩模步進(jìn)機(jī)（即電阻一次，電容一次，鈍化一次。需要離子注入機(jī)來(lái)操縱硅以形成二氧化硅或氮化硅電容器；以及ESD保護(hù)二極管，例如齊納二極管、硅雪崩二極管或肖茨基二極管。也可以使用離子注入機(jī)來(lái)形成用于電感的晶體鐵電層。薄膜集成芯片上需要后的鈍化層。這通常是通過(guò)化學(xué)氣相沉積 (CVD) 機(jī)器完成的。

而電容層、電阻層和電感層可以應(yīng)用在PVD設(shè)備上；第四層鈍化層一般采用CVD機(jī)進(jìn)行。潔凈室的成本非常高，因?yàn)樗鼈冃枰孛芊?；并且必須不受有機(jī)材料和氣體的影響。通風(fēng)罩必須排出比進(jìn)入時(shí)更清潔的空氣。需要大型空調(diào)裝置進(jìn)行過(guò)濾。人們普遍認(rèn)為，激光修邊機(jī)越多越好。需要激光修整設(shè)備來(lái)設(shè)置管芯上的電阻值。包裝非常昂貴，在某些情況下可能高達(dá)成本的 75%，因?yàn)樵撨^(guò)程是勞動(dòng)密集型的。

由于勞動(dòng)力成本高，沒(méi)有一家美國(guó)公司使用國(guó)內(nèi)資源進(jìn)行包裝，當(dāng)然，除非它是原型工作。包裝一般在日本以外的亞洲國(guó)家完成。需要卷帶設(shè)備來(lái)滿足 90-95% 的訂單。大多數(shù)大批量操作都需要將電子元件包裝成卷帶形式，以便輕松插入貼片機(jī)。然而，一些終用途市場(chǎng)，例如電機(jī)控制器的工業(yè)細(xì)分市場(chǎng)，需要華夫餅包裝而不是卷帶包裝。測(cè)試設(shè)備是必需品，被視為集成無(wú)源器件生產(chǎn)的瓶頸。軍事/航空航天應(yīng)用的組件測(cè)試非常嚴(yán)格且耗時(shí)。并且在進(jìn)行薄膜加工的成本規(guī)劃時(shí)必須考慮在內(nèi)，因?yàn)閲?guó)防和航空航天部門(mén)是消費(fèi)的很大一部分，尤其是國(guó)防通信、制導(dǎo)和彈藥。