Präzisions-Leiterplattenherstellung, Hochfrequenz-Leiterplatten, mehrschichtige Leiterplatten und Leiterplattenbestückung.
PCBA-Technologie

PCBA-Technologie - Probleme bei der Geräteverpackung beim PCB-Design

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PCBA-Technologie - Probleme bei der Geräteverpackung beim PCB-Design

Probleme bei der Geräteverpackung beim PCB-Design

2021-11-03
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Author:Frank

Die MLCC-Temperatureigenschaften werden durch UVP-Spezifikationen und JIS-Spezifikationen bestimmt. Die Klassifizierungstabelle, wie in der obigen Abbildung gezeigt, 5U/Y5V und Z5U/Z5V wurde auch in die zweite Kategorie geändert. In der Tat, viele Szenarien werden nicht mehr verwendet. Daher, general MLCC can be roughly divided into class I (low permittivity series, paramagnetic) and class II (high permittivity series, ferroelectric). Diese Art von Kondensator hat stabile elektrische Leistung und ändert sich im Grunde nicht mit der Temperatur, Spannung und Zeit. Es ist ein super stabiler und verlustarmer Kondensator Materialtyp. Es ist geeignet für Hochfrequenz, Ultra-Hochfrequenz-Leiterplatte und sehr hochfrequente Schaltungen, die hohe Stabilität und Zuverlässigkeit erfordern.

Leiterplatte

Die zweite Kategorie umfasst X5R, X8R, X6S, Y5V, etc. Das Hauptmaterial ist Bariumtitanat, aber die beigefügten Edelmetalle sind unterschiedlich. X7R Dielektrikum Weil X7R ein starkes Dielektrikum ist, Es kann Kondensatoren mit größerer Kapazität als NPO-Dielektrikum produzieren. Diese Art von Kondensator hat relativ stabile Leistung, und seine einzigartige Leistung ändert sich nicht signifikant mit der Änderung der Temperatur und der Spannungszeit. Es gehört zur Art des stabilen Kondensatormaterials, und wird in gerader Isolation verwendet, Kupplung, Bypass, Filterschaltung und hohe Zuverlässigkeitsanforderungen von Mittel- und Hochfrequenzschaltung. Y5V dielektrische Kondensatoren mit hoher Dielektrizitätskonstante werden häufig verwendet, um große Kondensatoren mit großem spezifischem Volumen und hoher Nennkapazität zu produzieren. Allerdings, seine Kapazitätsstabilität ist schlechter als X7R, und seine Kapazität und Verlust sind empfindlicher auf Temperatur, Spannung und andere Prüfbedingungen. Es wird hauptsächlich im Oszillieren verwendet, Kupplung, Filter- und Bypass-Schaltungen in elektronischen ganzen Maschinen.

MLCC häufig verwendete Spezifikationen sind C0G (NP0), X7R, Z5U, Y5V und so weiter, verschiedene Spezifikationen haben unterschiedliche Eigenschaften und Verwendungen.

C0G-Kondensatoren haben hohe Temperaturkompensationseigenschaften und eignen sich für Bypass-Kondensator und Kupplungskondensator

X7R Kondensatoren sind temperaturstabile Keramikkondensatoren, die für weniger anspruchsvolle industrielle Anwendungen geeignet sind

Z5U Kondensatoren zeichnen sich durch ihre geringe Größe und geringe Kosten aus, die besonders für die Entkopplung von Schaltkreisen geeignet sind

Y5V Kondensatoren haben schlechte Temperatureigenschaften, aber große Kapazität, die Aluminiumelektrolytkondensatoren mit geringem Volumen ersetzen kann

Der Hauptunterschied zwischen C0G, X7R, Z5U und Y5V ist ihre unterschiedlichen Füllmedien. Im gleichen Volumen aufgrund des unterschiedlichen Füllmediums, das aus Kondensatoren besteht, ist die Kapazität unterschiedlich, gefolgt von dem dielektrischen Verlust des Kondensators, die Kapazitätsstabilität ist auch unterschiedlich, so dass bei der Verwendung von Kondensatoren auf der Rolle von Kondensatoren in der Schaltung basieren sollte, um verschiedene Kondensatoren zu wählen.

C0G (NP0) Kondensator

C0G ist ein häufig verwendetes MLCC mit Temperaturkompensationseigenschaften. Sein Füllmedium ist Rubidium, Samarium und einige andere seltene Oxide. C0G ist stabil in der Kapazität und dem dielektrischen Verlust und hat einen breiten Bereich der Betriebstemperatur. Die Kapazitätsveränderung ist 0±30ppm/ Grad Celsius bei Temperatur von -55 Grad Celsius bis +125 Grad Celsius, und die Kapazitätsveränderung mit Frequenz ist kleiner als ±0.3 δ C. Die Drift oder Verzögerung der C0G-Kapazität ist kleiner als ±0.05%, was im Vergleich zur Filmkapazität größer als ±2%. Die typische Änderung der Kapazität im Verhältnis zur Lebensdauer beträgt weniger als ± 0,1%.

Die Kapazität und der dielektrische Verlust von C0G-Kondensatoren variieren mit dem Verpackungstyp, und die Frequenzcharakteristik der großen Packungsgröße ist besser als die der kleinen Packungsgröße. C0G-Kondensatoren eignen sich für Bypass-Kondensatoren in Oszillatoren, Resonatoren und Kupplungskondensatoren in Hochfrequenzschaltungen.

In der Abbildung unten variiert der Kapazitätswert des 1206-Gehäuses, C0G-Temperaturcharakteristik, 25V-Widerstandsspannung, 0.22μF-Kondensator mit der Temperatur. Die Kapazitätswerte sind 0.21996μF und 0.22016μF im Temperaturbereich, der von allen Spezifikationen gefordert wird. Der Fehler ist sehr klein.

X7R Kondensator

X7R Kondensator wird temperaturstabiler keramischer Kondensator genannt. Die Temperaturcharakteristik des X7R Kondensators ist niedriger als die des C0G. Wenn die Temperatur von -55 Grad Celsius zu +125 Grad Celsius ist, ist seine Kapazitätsänderung 15%. Es ist zu beachten, dass die Änderung der Kapazität des Kondensators zu diesem Zeitpunkt nichtlinear ist.

Die Kapazität der X7R-Kondensatoren ist auch bei verschiedenen Spannungen und Frequenzen unterschiedlich und variiert mit der Zeit um etwa 1% δ C pro 10 Jahre, was eine Änderung von etwa 5% pro 10 Jahre darstellt.

X7R-Kondensatoren werden hauptsächlich in industriellen Anwendungen mit geringer Anforderung verwendet, und die Kapazitätsveränderung liegt in einem akzeptablen Bereich, wenn sich die Spannung ändert. Das Hauptmerkmal von X7R ist, dass die Kapazität bei gleichem Volumen relativ groß sein kann.

X5R und X7R sind hauptsächlich obere Temperatur ist nicht so hoch, aber auch viel Gebrauch.

Ist der Kapazitätswert des 1206-Gehäuses, X7R-Temperaturcharakteristik, 25V-Widerstandsspannung, 0.22μF-Kondensator als Funktion der Temperatur. Im Temperaturbereich, der von allen Spezifikationen benötigt wird, ist der Kapazitätswert 0.204μF, 0.224μF, der Fehler ist eine Größenordnung größer als C0G, aber die Temperaturleistung ist sehr gut.

Z5U Kondensatoren

Z5U Kondensatoren werden als "universelle" keramische monolithische Kondensatoren bezeichnet. Es ist hier zu beachten, dass der Temperaturbereich von Z5U von +10 Grad Celsius bis +85 Grad Celsius ist, die Kapazitätsänderung von +22% bis -56%, und der dielektrische Verlust ist 4%. Z5U Kondensatoren zeichnen sich vor allem durch ihre geringe Größe und geringe Kosten aus. Für die beiden oben genannten MLCC haben Z5U Kondensatoren Kapazität bei gleicher Lautstärke, aber ihre Kapazität wird stark von der Umgebung und Arbeitsbedingungen beeinflusst, und ihre Alterungsrate kann um 5% alle zehn Jahre abnehmen.

Obwohl seine Kapazität nicht stabil ist, haben seine geringe Größe, niedrige äquivalente Serieninduktivität (ESL) und äquivalenter Serienwiderstand (ESR) und sein guter Frequenzgang eine breite Palette von Anwendungen, insbesondere in Entkopplungsschaltungen.

Bei einigen Herstellern haben die entsprechenden Auswahlspezifikationen nicht gefunden. Die folgende Abbildung zeigt die Vergleichskurven der Temperatureigenschaften von NP0, X7R, Y5V und Z5U.

Y5V Kondensator

Y5V Kondensator ist ein Universalkondensator mit einer bestimmten Temperaturgrenze, und der dielektrische Verlust von Y5V beträgt 5%. Kapazität des Y5V-Materials, Temperaturstabilität ist nicht gut, Temperaturänderung verursacht eine große Änderung in der Kapazität, Design muss berücksichtigt werden, im Bereich von -30 Grad Celsius bis 85 Grad Celsius, kann seine Kapazitätsänderung +22% bis -82%, Y5V wird allmählich durch X7R, X5R gute Temperatureigenschaften ersetzt werden. Bei einigen Herstellern haben die entsprechenden Auswahlspezifikationen nicht gefunden. Die folgende Abbildung zeigt die gemessenen Daten der Netznutzer.

Die Temperatureigenschaften und Zuverlässigkeit von C0G, X7R, Z5U und Y5V nehmen wiederum ab, und die Kosten sinken wiederum. Bei der Auswahl, wenn die Anforderungen an Betriebstemperatur und Temperaturkoeffizient sehr niedrig sind, können Sie Y5V in Betracht ziehen, aber im Allgemeinen, um X7R zu verwenden, müssen höhere Anforderungen C0G wählen. Unter normalen Umständen ist MLCC entworfen, um die Kapazität von X7R und Y5V Material in der Nähe der Raumtemperatur zu machen. Die Wechselbahn der Kapazität relativ zur Temperatur ist eine nach unten öffnende Parabel. Wenn die Temperatur steigt oder fällt, nimmt die Kapazität ab.

Und die dielektrische Konstante des Mediums C0G, X7R, Z5U, Y5V wird wiederum auch reduziert, so dass die gleiche Größe und der gleiche Druck, die Kapazität gemacht werden kann, wiederum reduziert wird. In der praktischen Anwendung berechnen die Entwicklungs- und Konstruktionsingenieure vieler Unternehmen nach der Theorie, kennen aber nicht den tatsächlichen Produktionsstatus von MLCC-Herstellern und führen oft einige Spezifikationen auf, die selten produzieren oder gar nicht existieren, was nicht nur dazu führt, dass die Anschaffungskosten steigen, sondern auch die Lieferzeit beeinflusst. Zum Beispiel möchten Sie einen 0603/C0G/25V/3300pF Kondensator verwenden, aber der 0603/C0G/25V MLCC beträgt im Allgemeinen nur 1000pF.