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KEMET T597系列小型化車規(guī)級聚合物鉭電容

Young1225 ? 來源:Young1225 ? 作者:Young1225 ? 2022-11-07 16:14 ? 次閱讀
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1999年,基美(KEMET)面向市場推出了第一批聚合物鉭電容,自那時起,基美(KEMET)在尺寸,容值,電壓和最高工作溫度等各個溫度不斷的擴充該產(chǎn)品的陣容。 在這個不斷擴充的趨勢中,T597 系列 (125℃, 車規(guī)級)在2020年應(yīng)運而生。該系列主要是因應(yīng)車載汽車產(chǎn)品,特別是ADAS 應(yīng)用,小型化趨勢和降低整體解決方案成本而開發(fā)的,特別是近年來MLCC(尤其是車規(guī)0805尺寸及以上)供應(yīng)緊張,交貨不穩(wěn)定的問題不能支持車載電子小型化的需求。本文就T597系列替換大尺寸MLCC,不僅解決交付問題,還可以降低方案整體成本做些介紹。


從2018年開始,為應(yīng)對MLCC 供應(yīng)鏈不穩(wěn)定性,大尺寸缺貨的現(xiàn)象,不少公司已經(jīng)要求研發(fā)團(tuán)隊采取行動尋找替代方案,這些替代方案有哪些呢?


從圖1a可以看出,聚合物鉭電容和MLCC 重合的容值和電壓范圍是 1uf~1000uf 和2.5V~75V, 正好是部分大尺寸MLCC 所覆蓋的范圍。但是聚合物替換MLCC不是一對一的換上去就行,至少還需要考慮圖1b里面所羅列的幾個重要因素。

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圖1a.電容容值分布圖

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圖1b.用聚合物鉭電容替換MLCC時需考慮的因素


幾何尺寸是第一個需要匹配的參數(shù)。表1給出了MLCC和聚合物鉭電容之間的尺寸比較。MLCC 常用的EIA代碼0805和1206和聚合物使用的Metric 尺寸P-2012和A-3216尺寸是100%匹配的,盡管從電容本身尺寸上看,更大的MLCC EIA代碼1210和聚合物3528就不是100%的匹配,但是從實際的焊盤面積看,也是可以相互替換的。至于更大尺寸的MLCC 1808~2225, 就需要考慮修改PCB 設(shè)計了。


MLCC 和聚合物電氣特性上的不同也是需要特別注意的。II 類MLCC(X7R, X6S, X8L等)有DC-Bias(直流偏壓)效應(yīng),溫度效應(yīng)以及容值持續(xù)老化效應(yīng)(Aging)。具體的和聚合物的對比在表2中有比較形象的展示。另一方面,MLCC的漏電流極低,絕緣電阻范圍為100至1000M Ohms,聚合物鉭電容器的DCL規(guī)格定義為0.1*C*V uA(電容C單位:uF,額定電壓單位:V)。

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表1. MLCC 和 Ta聚合物的尺寸比較

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表2. MLCC 和 Ta聚合物的比較


在過去的幾年中,KEMET可以提供的車規(guī)級聚合物鉭電容的最小尺寸是3528-21。2020年年初,KEMET 成功推出了更小尺寸的產(chǎn)品,它們是2012-10 (2.0*1.2*1.0mm, EIA 0805) 和3216-12(3.2*1.6*1.2mm, EIA1206), 這些產(chǎn)品就是在T597(125oC)系列下,并且完全通過了AEC-Q200認(rèn)證


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圖3.KEMET 產(chǎn)品編碼


除了AEC-Q200的要求外,T597系列也在通過了板彎測試(5毫米,60秒),測試結(jié)果顯示所有電氣特性參數(shù)都在規(guī)格內(nèi)且無裂紋,如圖4所示。這個特性是遠(yuǎn)優(yōu)于有柔性端子的MLCC 的(一般滿足3mm, 60s)

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圖4. T597 EIA 3216-12 – Board flex (5 mm/60 seconds)

ADAS中的汽車領(lǐng)域大趨勢之一是小型化,而當(dāng)空間成為關(guān)鍵問題時,這種新的小尺寸的聚合物鉭電容可以成為不錯的解決方案。


下面是一個客戶的實際應(yīng)用案例:


在某客戶的前視和后視鏡攝像頭中,5V Bulk 電容他們通常使用0805/1206_10uF和22uF的MLCC4~8顆并聯(lián)來實現(xiàn),最高工作溫度限制在105℃。在他們新的平臺上,由于輸出功率的增大, 更多的MLCC 無法擺放,這時候KEMET 就推薦了T597 系列中的P2012-10(與0805相同)和S3216-10(與1206相同)中的最大容值通過一換多的方式來替換,從而在不增加電容數(shù)量的前提下,解決了空間問題。圖5為當(dāng)時具體的容值比對。

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圖5.容值對比圖-小尺寸解決方案

結(jié)論:

伴隨著市場上MLCC(特別是0805及以上)交付的不穩(wěn)定性,聚合物鉭電容為車載電子產(chǎn)品硬件研發(fā)工程師提供了新的潛在解決方案。

在那些板子空間有限,高度現(xiàn)在4.5mm以內(nèi)、有無噪聲要求的場景中,T597 系列是一個不錯的解決問題的思路。找元件現(xiàn)貨上唯樣商城。本文描述了聚合物替換MLCC的一些必須要考慮的參數(shù),在實際的應(yīng)用中,用同尺寸元件替換后就可以直接使用的情況是非常罕見的,大多數(shù)都需要重新測試和重新設(shè)計。從商務(wù)段考量,聚合物替換MLCC比較著重的是整體方案的cost-down(即以一換多,節(jié)省板子面積,節(jié)省打件成本等), 而不是單顆成本上的比較。

審核編輯 黃昊宇

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