贴片电容选用一般规则有哪些?
MLCC(片状多层陶瓷电容)现在已经成为了电子电路最常用的元件之一MLCC表面看来,非常简单,可是,很多情况下,设计工程师或生产、工艺人员对MLCC的认识却有不足的地方以下谈谈MLCC选择及应用上的一些问题和注意事项
1、MLCC虽然是比较简单的,但是,也是失效率相对较高的一种器件失效率高,一方面是MLCC结构固有的可靠性问题,另外还有选型问题以及应用问题
由于电容算是“简单”的器件,所以有的设计工程师由于不够重视,从而对MLCC的独有特性不了解在理想化的情况下,电容选型时,主要考虑容量及耐压两个参数就够了但是对于MLCC,仅仅考虑这两个参数是远远不够的
2、对于入门不久的设计工程师,对元件规格的数序(E12、E24等)没概念,会给出05uF之类的不存在的规格出来即使是有经验的工程师,对于规格的压缩也没概念比如说,在滤波电路上,原来有人用到了33uF的电容,他的电路也能用33uF的电容,但他有可能偏偏选了一个没人用过的47uF或22uF的电容规格不看厂家选型手册选型的人,还会犯下面这种错误,比如选了一个0603/X7R/470pF/16V的电容,而事实上一般厂家0603/X7R/470pF的电容只生产50V及其以上的电压而不生产16V之类的电压了
3、另外注意片状电容的封装有两种表示方法,一种是英制表示法,一种是公制表示法美国的厂家用英制的,日本厂家基本上都用公制的,而国产的厂家有用英制的也有用公制的一个公司所用到的电容封装,只能统一用一种制式来表示,不能这个工程师用英制那个工程师用公制否则会搞混乱
4、另外,设计工程师除了要了解MLCC的温度性能外,还应该了解更多的性能比如Y5V介质的电容,虽然容量很大,但是,这种铁电陶瓷有一个缺点,在就是其静态容量随其直流偏置工作电压的增大而减少,最大甚至会下降70%比如一个Y5V/50V/10uF的电容,在50V的直流电压下,其容量可能只有3uF!
5、不同的材质的频率特性也不同设计师必须了解不同材质的不同频率特性比如C0G(又称高频热补偿型介质)的高频特性好,X7R的次之,Y5V的差在做平滑(电源滤波)用途时,要求容量尽量大,所以可用Y5V电容,也就是说,Y5V电容可以取代电解电容
6、一般说MLCC的ESL(等效串联电感)、ESR(等效串联电阻)小,是相对于电解电容(包括钽电解电容)而言的事实上,高频时,MLCC的ESL、ESR不可以忽略一般C0G电容的谐振点能达上百MHz,一般X7R电容的谐振点能达几十MHz,而Y5V电容的谐振点仅仅是数MHz甚至不到1MHz谐振点意味着,超过了这个频率,电容已经不是电容特性了,而是电感特性了如果想使MLCC用于更高频率,比如微波,那么,就必须用专门的微波材料和工艺制造的MLCC微波电容要求ESL、ESR必须更小
可考虑C0G特性的陶瓷电容,温度特性很稳定,在-55℃~125℃下容量变化率在30ppm以内,不过可选容值均不高,100pf应该是01nf,这个容量很低,C0G材质的MLCC可以满足要求
目前市场上贴片类NTC热敏电阻主流的结构有三种,如按出现的时间排列,也可以表述为三代产品,其中第三代陶瓷厚膜型NTC热敏电阻性能最为优异。
第一代产品称为块状陶瓷NTC热敏电阻
第一代产品为块状陶瓷结构,采用古老的陶瓷制造工艺先制成砖块大小的NTC陶瓷,然后再采用精密线切割工艺把陶瓷砖块切割成所需要的封装尺寸。 第一代产品比较适合用于制造带引脚和有组装结构的NTC产品,不太适合用于做贴片类NTC产品。
第二代产品称为多层陶瓷积层型NTC热敏电阻
第二代产品结构基于MLCC的制造工艺,这种产品为多层陶瓷结构,有内电极,与MLCC的结构非常类似,也是采用先制备陶瓷薄片,然后将它们堆叠起来压制成板胚再进行烧结,最后将烧结好的NTC陶瓷板进行精密切割。
第三代产品陶瓷厚膜型NTC热敏电阻
第三代NTC热敏电阻产品在结构和制造工艺上做了大幅改变,这种产品为厚膜结构,它采用了成熟的厚膜制造工艺,在陶瓷基板上印刷一层较厚(30uM)的NTC陶瓷材料,再配以特殊的电极结构,然后进行烧结而成。
第三代产品陶瓷厚膜型NTC热敏电阻的特点如下:
1、产品整体厚度只有第一代、第二代产品的一半,对温度的反应时间极快。
2、由于是厚膜结构,焊接造成的热冲击十分小,适合用于对稳定性和可靠性要求高的应用。
3、可以进行阻值修正,全温度范围温度检测精度可以做到±01℃。
4、产品的阻值和B值调整受尺寸影响小,比较灵活。
5、特殊的端部电极结构,可以很好的释放热冲击和电路板弯曲造成的机械应力,弯曲测试对产品的性能影响很小。
6、安全工作模式,当热崩溃发生时,会安全断开,产品不会有过热情况发生。
7、产品在双85、高温、低温以及热冲击等恶劣环境的可靠性测试下,表现出非常好的稳定性和可靠性。
8、厚膜NTC产品的性价比很高,很可能成为未来主流的NTC贴片热敏电阻产品。