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二、产品图文介绍:

 
 
 
 
 
 
 

 

管芯器件,没有塑料或陶瓷封装的限制,可以应用在环境要求更高的场合。
    管芯应用也有它的特殊性。体积小,人眼不易观察,需要借助于高倍显微镜;由于没有封装,管芯对ESD保护要求更严格,芯片表面脆弱的空气桥更容易受到外物划伤。所以在使用过程中必须十分小心。

HMC管芯应用注意事项

管芯器件,没有塑料或陶瓷封装的限制,可以应用在环境要求更高的场合。

管芯应用也有它的特殊性。体积小,人眼不易观察,需要借助于高倍显微镜;由于没有封装,管芯对ESD保护要求更严格,芯片表面脆弱的空气桥更容易受到外物划伤。所以在使用过程中必须十分小心。

1、外观检查

需要借助高倍显微镜,主要观察管芯的表面是否完好无损,芯片标识是否清楚等等。

一般情况下,Hittite所有的管芯表面都是非常平整,没有污点或者坑点的。

 

若发现有表面有异常,主要分为两种情况:

一种是,芯片表面存在微小坑点,且上方镀金层颗粒完好无损,如图1。这个属于正常现象。

Hittite的管芯器件满足军用级要求(MIL-STD-883)。在外观检查上,MIL-STD-883 Method 2010有明确的检查标准:

No device shall be acceptable that exhibits the following defects in the operating metallization.

1) Scratch in the metallization that exposes the dielectric material of a thin film capacitor or crossover.
2) Void(s) in the metallization area of a thin film capacitor that leave less than 75 percent of the designed metallization area.

 

图1 正常 图2 异常

 

另外一种情况,如图2,管芯表面镀金层被破坏,发现明显的损坏痕迹,这个是在可能是由于挤压或者用镊子等工具取管芯时,没有夹在边缘,碰到电路所致。

2、焊接搭线技术

如图3所示, 一般情况下,管芯输入输出50 Ohms匹配的微带传输线所在的氧化铝薄膜介质,厚度为0.127mm(5 mil)。

如图4所示,如果要使用厚度为0.254mm(10mil)的氧化铝薄膜介质,由于管芯的厚度为0.102mm(4mil),就必须在管芯底下垫上厚度为0.150mm(6mil)的散热片,这样才能使管芯表面和微带线表面在同一水平位置上。

 

3 管芯与微带线持平 图4 管芯底部加散热片

管芯和微带线之间用金丝搭接,为了减少搭丝的长度,管芯和微带线的间距越小越好,一般在0.076mm到0.152mm(3 mil到6 mil)之间。

 

存储:从生产到运输,管芯都必须保存在防静电环境里。一旦防静电袋子开封,管芯就应该保存在干燥的氮环境里。

清洁:装配过程中,确保环境干净。不能用酒精等液体清洁管芯。

移动:移动管芯时,只能用镊子或者真空夹头夹住芯片的边缘。管芯表面是脆弱的空气桥,所以绝对禁止镊子、手指等接触。

焊接:管芯底部金属要直接接地,以保证器件的射频性能,并达到良好的散热作用。

搭金丝:微带线和管芯间的搭线为纯金丝,直径为0.025mm(1mil)。搭接时,应该先连管芯再连接微带线或者其他封装。搭线的长度越短越好,一般小于0.31mm(12mil)

3、产品应用

在指标上,与相同型号的塑料或者陶瓷封装产品基本一致。

放大器的应用:

以HMC463为例说明放大器的应用。HMC463是宽频带2.0-20.0GHz的GaAs MMIC低噪声放大器。

图5 HMC463应用电路

Vdd是供电+5V电源供电。

Vgg1是栅极负压供电,调整Vgg1电压值改变漏极电流。正常情况Idd=60mA,Vgg1的电压范围在-1.5V - -0.5V之间,典型值为-0.9V。

 

GaAs MMIC器件最重要是供电顺序:

1、给电源给漏极供电的负极接地,给栅极供电的正极接地。确保两个电压值都为零。

2、增大栅极负压值,这里说的增大负压值就是使放大器的栅极获得更多的“负”电压,使其进入“夹断”区(pinch off)。对于PHEMT工艺的器件,通常所需要的电压值是-1V。此时因为漏极电压仍为零,所以没有漏极电流。

3、给漏极提供电压+5V,逐渐减少Vgg1的电压,漏极电流逐渐提高,直到想要的电流值,如60mA。

开关的应用

如图,以HMC240为例说明射频开关的应用。

HMC240是一个低成本的GaAs MESFET 单刀双掷开关。

控制电压可以为正电压值,也可以为负电压。

 

图6 HMC240应用电路

 

客户在使用该类器件时,不管是正压还是负压控制,考虑到对前后器件的影响,我们推荐RFC、RF1、RF2三个端口都必须要加隔直电容。

隔直电容的大小根据应用频率而定,一般是频率高时电容容值小,频率低时容值大。

 

 

参考文献:

1. HMC Application NoteHandling Mounting Bonding GaAs MMIC Chips . pdf
2. HMC Application NoteMMIC Amplifier Biasing Procedure . pdf
3. Hittite designer’s guide 2007

 

 

 

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