利用硅半导体技术同时实现了小型化和高性能的ROHM首款硅电容器

Release time：2024-07-31
author：AMEYA360
source：罗姆半导体集团
reading：1049

　　市场发展趋势和开发历程

　　近年来，随着智能手机等设备的功能增加和性能提升，对小型、薄型且支持高密度安装的电容器的需求日益增加。特别是采用薄膜半导体技术的硅电容器，因其与多层陶瓷电容器(MLCC)相比具有厚度更薄、电容量更大，温度特性更优异、即使在高温环境下也不容易发生电容量变化等优点，因此预计未来需求仍将保持强劲态势。在这种背景下，ROHM利用多年来积累的硅半导体加工技术优势，开发出小型高性能硅电容器“BTD1RVFL”(图1)

利用硅半导体技术同时实现了小型化和高性能的ROHM首款硅电容器

　　图1. 硅电容器“BTD1RVFL”的产品照片

　　(与0.5mm自动铅笔芯比较)

　　白皮书内为工程师介绍硅电容器的市场趋势以及ROHM首款硅电容器的特点，助力您快速了解产品信息。另外，您还可前往官网查看产品新闻。

　　ROHM首款硅电容器“BTD1RVFL”的特点

　　此次介绍的ROHM新产品“BTD1RVFL”，作为表面贴装型量产产品，实现了0402(0.4mm×0.2mm)业界超小尺寸※1。与0603尺寸(0.6mm×0.3mm)的普通产品相比，安装面积可减少约55%(图2)。

利用硅半导体技术同时实现了小型化和高性能的ROHM首款硅电容器

　　图2. 封装尺寸和安装强度比较

　　在外观制作上，采用了ROHM自有的微细化技术“RASMID™”，该技术可实现1μm级的加工。通过消除封装外围的毛刺和缺口，将尺寸公差改善至±10μm以内，比标准产品小50%，尺寸精度更高。通过抑制产品尺寸波动，在电路板上安装时可以缩小器件之间的间距。

　　通过提高封装的尺寸精度，还成功地将背面电极的边缘(即与电路板的接触面)设计得更靠近器件的外周部位。这样，背面电极的总面积达到约0.032mm²，约占器件底面积的40%，安装强度比0603尺寸的普通产品高约8%，达到约2.6N。

　　不仅如此，本系列产品还内置TVS二极管，具有优异的ESD耐受能力。不仅有助于减少浪涌对策等电路设计工时，而且还无需外置TVS二极管。

　　更小的器件体积和更高的尺寸精度可实现高密度安装，加上内置TVS二极管，本系列产品将有助于节省通信电路等电路板的安装面积(图3)。

利用硅半导体技术同时实现了小型化和高性能的ROHM首款硅电容器

　　图3. 通信电路中的安装面积比较(示意图)

　　本系列产品中电容量1,000pF的“BTD1RVFL102”和电容量470pF的“BTD1RVFL471”已于2023年8月开始以月产50万个的规模投入量产。未来，ROHM计划再开发出电容量不同的五种新型号产品，将产品阵容扩大为七种型号。

　　关于未来的开发前景

　　本系列产品采用的是小而薄的封装，因此适合在智能手机和可穿戴设备等要求外壳和内部所用的器件更小更薄的应用中使用。另外，还可以用作小型物联网设备和光模块等的去耦电容器，有助于应用产品的小型化。

　　此外，预计随着未来通信标准对性能和功能要求的提高，智能手机和可穿戴设备等高频应用对小型薄型产品的需求将会日益增加，因此ROHM正在开发支持高频应用的型号，预计2024年9月出售样品。目标规格是也要能够支持在智能卡和RFID标签等超薄设备以及光纤收发器等超高速、大容量传输设备中的应用，希望新开发的产品应用范围更大，能从去耦电容器扩展到支持在高频电路中的使用等更多应用中。

　　另外，在汽车电动化、无线通信的覆盖范围向海上和空中扩展、数据中心数量增加等市场发展趋势下，车载设备和工业设备用的产品需求与日俱增。

　　在这种背景下，ROHM正在计划开发发挥硅电容器可靠性高这一特点的产品。车载和工业设备用的产品不仅要求具备高可靠性，而且对其耐压、电容量乃至尺寸和结构等的要求均与消费电子设备的要求有着明显不同，因此ROHM将不断壮大相关产品阵容，以满足这些市场需求(图4)。

利用硅半导体技术同时实现了小型化和高性能的ROHM首款硅电容器

　　图4. 未来的产品开发路线图

　　结语

　　要想在创造可持续发展的社会的同时不断丰富人们的生活，就需要在通信技术日新月异的大背景下，不断提高现有设备的性能，并推出前所未有的新服务和应用。硅电容器具有体积小、厚度薄、电容量大、温度特性优异等特点，因而有望成为未来发展中不可或缺的高性能器件之一。ROHM不仅通过开发高性能元器件来促进应用产品的进步，还将继续努力开发能够促进硅电容器市场发展的新产品。


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ROHM课堂 | 什么是开关噪声?开关电源中产生的噪声及其对策
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ROHM课堂 | 什么是开关噪声?开关电源中产生的噪声及其对策

　　开关噪声是由电流突然通断(ON/OFF)切换引发的高频振铃，尤其常见于开关电源及高速工作的半导体器件中。这类噪声虽可通过优化电路板布线实现降噪，但针对泄漏的辐射噪声，需采取专门的应对措施。此外，平行布线之间会产生串扰，进而引发感应噪声。本文将以DC-DC转换器为例，由ROHM为您详细阐述开关噪声的产生原理、电子电路设计中开关噪声对电磁兼容性(EMC)等方面的影响，以及针对这些问题的有效解决方案。　　什么是开关噪声?　　开关噪声是电子电路及电源IC(集成电路)工作过程中，由不必要的电流波动引发的高频振铃。这类噪声常见于DC-DC转换器、AC-DC转换器等高速运行的半导体器件中。开关噪声可能降低电路稳定性，还可能引发电磁兼容性(EMC)中的电磁干扰(EMI)相关问题。　　开关噪声的产生原因　　开关噪声的常见原因是由开关电源等可高速通断的半导体器件工作所导致。由此会产生急剧的电流或电压变化，进而引发纹波与噪声。　　噪声对策(噪声消除与降低)　　针对开关噪声的降低与消除，可采取以下几项对策：　　1. 使用滤波器：通过低通滤波器或高通滤波器，去除不必要的频率成分。　　2. 配置电容器：在电路的关键位置配置电容器，吸收电压波动。　　3. 电路板布局的噪声对策：尽量缩短布线长度，通过优化布局降低开关噪声(传导噪声)。　　4. 缓冲电路：使用缓冲电路吸收振铃，从而可以降低开关噪声(辐射噪声)。　　5. 自举电路的噪声对策：插入电阻，能够降低开关噪声(辐射噪声)。　　噪声对策的重要性　　通过采取有效的开关噪声对策，电路的工作会更加稳定，性能也能得到提升。尤其在高精度电子设备及工业领域的应用中，开关噪声对策更是必不可少的。　　本文后续将以DC-DC转换器为例，详细讲解所产生的共模噪声和差模噪声的相关原因及对策，此外还会深入说明串扰的定义、以及缓冲电路等的辐射噪声应对方法。理解这一系列内容后，便能实施更高级别的噪声对策。　　DC-DC转换器中开关噪声的产生原理　　开关噪声的产生原因，是电子电路或电源IC工作过程中出现的不必要电流波动，进而引发高频振铃。下面将以DC-DC转换器为例，对开关噪声进行说明。　　首先，我们将借助同步整流型降压DC-DC转换器的等效电路，确认开关电流的路径。　　查看完整内容：https://techclass.rohm.com.cn/knowledge/emc/nowisee/18796?utm_medium=social&utm_source=wechat&utm_campaign=WeChat%EF%BC%88infor%EF%BC%89&utm_content=251217&openid=ot4DKs6HygwKJWbVFmco7o-TQNb0
2026-01-28 13:41 reading：290
ROHM推出输出电流500mA的LDO稳压器，提升大电流应用的设计灵活性
行业新闻

ROHM推出输出电流500mA的LDO稳压器，提升大电流应用的设计灵活性

　　~极小电容亦可稳定运行~　　2026年1月27日，全球知名半导体制造商ROHM(总部位于日本京都市)宣布，面向车载设备、工业设备、通信基础设施等所用的12V/24V系统一级*¹电源，开发出搭载ROHM自有超稳定控制技术“Nano Cap™”、输出电流500mA的LDO稳压器*² IC“BD9xxN5系列”(共18款产品)。　　近年来，电子设备正朝着小型化、高密度化方向发展。为了进一步节省空间并提高设计灵活性，电源电路亟需一种即使采用小容量电容器也可稳定工作的电源IC。然而，用1µF以下的输出电容实现稳定运行在技术上还存在困难。针对这一课题，ROHM在2022年推出搭载自有超稳定控制技术“Nano Cap™”的LDO稳压器“BD9xxN1系列(输出电流150mA)”。该系列产品凭借用仅100nF的输出电容即可稳定运行的高性能，获得客户高度好评，目前已积累了丰富的实际应用业绩。此次新开发出的“BD9xxN5系列”，支持需要更大电流的应用，可进一步助力解决电源设计中输出电容相关的课题。　　本系列产品是广受好评的“BD9xxN1系列”(输出电流150mA)的电流扩展型号，其输出电流提升至500mA，是以往型号的3倍以上，适用于需要更大电流的应用，应用范围更广。另外，本系列产品还采用了“Nano Cap™”技术，经证实，即使在仅470nF(Typ.)的输出电容条件下，也能将输出电压波动抑制在约250mV(负载电流波动1mA⇔500mA/1μs时)范围内，运行非常稳定。除常规的数μF的小型MLCC(叠层陶瓷电容器)和大容量电解电容器外，本系列产品还可兼容过去难以确保稳定性的1µF以下容值、0603M尺寸(0.6mm×0.3mm)等超小型MLCC。这不仅有助于实现电路和电路板的小型化，还有助于提高元器件选型的灵活性。　　本系列产品已于2025年10月起以月产30万个的规模投入量产(样品价格300日元/个，不含税)。新产品已经开始通过电商进行销售，如有需要可联系AMEYA360客服。另外，还可以从ROHM官网上获取验证用的仿真模型——高精度SPICE模型“ROHM Real Model*³”(SPICE模型：BD900N5xxx-C、BD933N5xxxx-C、BD950N5xxxx-C)。　　未来，ROHM将通过进一步扩充搭载Nano Cap™技术的LDO系列产品群，为电子设备的小型化、性能和可靠性提升贡献力量。　　<产品阵容>　　<应用示例>　　车载设备：　　⚫ 燃油喷射装置(FI)、胎压监测系统(TPMS)等动力总成系统相关电源　　⚫ 车身控制模块(BCM)等车身系统相关电源　　⚫ 仪表盘和抬头显示系统(HUD)等信息娱乐系统相关电源等　　工业设备：　　⚫ 可编程逻辑控制器(PLC)、远程终端设备(RTU)、工业网关等控制器用的电源　　⚫ 温度、压力、流量等的模拟负载及传感器用的高精度LDO　　⚫ 楼宇自动化、防灾、门禁控制器等监控控制器用的电源　　⚫ 人机界面(HMI)和显示面板等的待机电源等　　消费电子：　　⚫ 冰箱、洗碗机、空调等设备的控制电路板用的电源　　⚫ 恒温器(温控器)和门铃等住宅设备用的电源　　⚫ 家庭安防系统和网络设备等持续供电用的电源　　<关于Nano Cap™>　　Nano Cap™是指利用ROHM的垂直统合型生产体系，通过融合“电路设计”、“布局”和“工艺”三大模拟技术优势而实现的超稳定控制技术。利用这种稳定控制技术，可消除模拟电路中电容器相关的稳定运行问题，有助于缩短汽车、工业设备、消费电子等各种领域应用产品的设计周期。　　⚫ 特设页面：实现节能和小型化的罗姆“Nano”电源技术：　　https://www.rohm.com.cn/support/nano#anc-03　　⚫ 罗姆的生产制造：“Nano电源技术”：　　https://www.rohm.com.cn/company/about/stories-of-manufacturing/nano　　Nano Cap™是ROHM Co.，Ltd.的商标或注册商标。　　<术语解说>　　*1) 一级(Primary)　　在电源IC中，从电池等电源的角度看，负责第一级转换的被称为“一级(Primary)”，负责其后的第二级转换的被称为“二级(Secondary)”。　　*2) LDO稳压器(Low Drop Out稳压器/低饱和稳压器)　　一种可将电压从直流电(DC)转换为直流电的电源IC。其输入输出电压差较小，属于线性稳压器(输入输出电压为线性动作)。与DC-DC转换器IC(开关稳压器)相比，具有电路结构简单、噪声少等特点。　　*3) ROHM Real Model　　高精度SPICE模型，利用ROHM自有的基于模型的技术，可忠实地复现IC实物的电气特性和温度特性，从而可实现IC实际值与仿真值完全一致。通过切实可靠的验证，可防止产品试制后的返工等问题发生，有助于提高应用产品的开发效率。
2026-01-28 11:25 reading：310
ROHM课堂 | ROHM LogiCoA™为50W~1kW电源转换器领域开创模数混合控制新技术
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ROHM课堂 | ROHM LogiCoA™为50W~1kW电源转换器领域开创模数混合控制新技术

　　传统的微控制器，受成本和功耗等因素的限制，很难在50W~1kW级电源中实际应用数字控制技术。ROHM的LogiCoA™通过采用混合型且基于事件驱动的设计，成功攻克了这一难题。而且，该产品还具备校准功能、日志采集功能及软件灵活性，可实现高效且可扩展的电源解决方案。　　前言　　电力电子领域正经历着日新月异的发展，对更智能、更高效且可扩展的电源解决方案的需求与日俱增。数字控制是满足这些需求的有效手段，但传统的微控制器因成本和功耗等方面的问题，一直很难在50W~1kW的中小功率范围得到广泛应用。因此，这一范围仍以模拟控制为主，这虽然有成本低、功耗低的优点，但在功能方面还存在局限性。　　本文将介绍ROHM的Logic and Control Architecture(LogiCoA™)是如何攻克这一长期存在的技术难题的。通过将模拟技术的高效性与数字技术的灵活性融合在一起，LogiCoA™使得在工业设备主流市场实现高级数字控制成为现实。在接下来的内容中，我们将详细阐述现有解决方案的局限性、LogiCoA™混合方案及其在成本效益、性能表现及设计灵活性方面开创的新可能性。　　在50W~1kW电源转换器中应用数字控制所面临的挑战　　数字控制电源用的微控制器本身并非新技术，很多半导体制造商早已开始提供相关解决方案，并已应用在各种应用场景中。然而，LogiCoA™之所以与众不同，在于它针对传统微控制器无法解决的根本问题采取了创新性的解决方法。 一直以来的课题是现有的数字控制微控制器不仅价格高，功耗也很大。因此，目前其主要用途仅限于超过1kW的大功率工业电源系统领域，而在50W~1kW的中小功率范围(主流市场)仍难以普及。　　工业设备电源系统中的功率控制方式细分　　在中小功率电源系统中，对数字控制电源特有的高级功能的应用需求非常强烈。然而，受成本和功耗等问题的影响，数字控制电源的导入仍处于审慎推进阶段。　　PWM控制回路的结构创新　　针对传统数字控制电源用的微控制器在成本和功耗方面存在的课题，LogiCoA™通过采用模数混合技术成功解决了这一课题。　　在常规的数字控制电源中，通常采用A-D转换器和CPU/DSP来构建PWM控制回路。为将该控制回路内的延迟时间控制得更小，高速A-D转换器及高性能CPU/DSP是必不可少的器件。 然而，这正是导致成本高和功耗大的主要原因。采用了LogiCoA™的电源系统的结构
2026-01-22 17:39 reading：347
ROHM课堂 | 什么是网孔分析法
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ROHM课堂 | 什么是网孔分析法

　　网孔分析法(网孔电流法、回路电流法)是一种电路分析的基本方法，该方法将导线互不交叉的平面电路中的每个网孔电流设为未知量，并根据基尔霍夫电压定律(KVL)建立联立方程组，从而求解电压和电流。它是与节点分析法并列的代表性电路分析方法，尤其能够高效地求解具有多个电压源的电路。若能灵活运用这两种方法，就可以应对更广泛的电气网络。接下来我们将详细介绍网孔分析法的原理、基本步骤以及如何将其拓展应用于包含多个电源和受控源的复杂电路。　　网孔分析法概述　　网孔分析法的前提是目标电路为平面电路。该方法为每个闭合回路(即网孔)分配一个网孔电流作为未知量，并根据电路元件、电源和KVL建立联立方程组。由于大多数示例电路都是平面电路，因此该方法具有适用性强的特点。　　与基尔霍夫定律的关系　　基本步骤和示例　　在网孔分析法中，需要定义围绕闭合回路流动的网孔电流，并对每个回路应用KVL。以下Step将采用仅包含电阻和电压源的简单案例来说明标准分析步骤。　　Step 1：分配网孔电流　　首先确认电路是平面电路，然后为每个基本网孔(不包含其他回路的最小闭合路径)设置任意方向的网孔电流。按照惯例，若将所有网孔均设为顺时针方向，会更易于进行符号管理。　　Step 2：对每个网孔应用KVL　　对每个网孔应用KVL，并用网孔电流表示每个元件的电压降或电压升。当网孔间共有元件时，该元件的电压用网孔电流的差值来表示。　　针对每个网孔，沿着回路应用KVL。需注意电流是如何流过每个电路元件的，回路内有电压源时需注意其极性。当两个网孔共有一个电路元件时，需要用两个网孔电流在该元件内流动方向相反时的差值来表示该元件的电压降。　　基于矩阵形式的网孔分析法　　当含有多个电压源或三个以上的回路时，手动求解所有的联立方程组将变得十分困难。在这种情况下，将方程组转换为矩阵形式，并应用标准的线性代数步骤(或电路仿真和软件)，能够使分析更加系统化。下面将介绍网孔分析法中矩阵表达式的建立方法和求解步骤。
2026-01-16 10:36 reading：410
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