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钽电解电容器的型号介绍 贴片钽电容耐压值怎么看

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●更小的尺寸 – 结合高CV钽粉的使用和高效率封装,这些器件以紧凑尺寸提供高容值,适用空间紧张的应用,如智能手机、平板电脑和其他手持式消费电子设备。

减小ESR一直是钽电容设计的重要研究领域之一。钽粉的选择和生产期间涂敷阴极材料时所用的工艺对ESR有显著影响。但是,对于给定的额定值(容值、电压、尺寸),这些因素主要为设计约束并在目前的最先进器件上得到基本解决。使ESR减小的两个最主要因素是:阴极材料用导电聚合物替代MnO2,引线框架材料从铁镍合金改为铜(Cu)。

传统钽电容的ESR主要源于阴极材料MnO2。如图1所示,MnO2的导电率约为0.1S/cm。相比之下,导电聚合物(如聚3,4-乙烯二氧噻吩)的导电率在100S/cm范围内。导电率的这一增加直接转换为ESR的显著减小。

在图2中,不同额定值下的ESR-频率曲线显示了钽电容器采用聚合物阴极系统的优势。通过直接比较MnO2和聚合物设计在A外壳 6.3 V / 47 μF额定值条件下的ESR-频率曲线,可以看出在100 kHz频率下聚合物设计使ESR的减小幅度多达一个数量级。

引线框架材料是改用导电率更高的材料后可改善ESR的另一个领域。如图3中的电容横截面所示,引线框架提供从内部电容器元件到封装外部的电连接。

铁镍合金(如Alloy 42)一直是引线框架材料传统选择。这些合金的优点包括低热膨胀系数(CTE)、低成本和制造中的易用性。铜引线框架材料加工方面的改进使其能够用于钽电容设计。由于导电率是Alloy 42的100倍,铜的使用对ESR有重要影响。例如,采用A外壳(EIA 3216)和传统引线框架的Vishay 100μF/6.3V T55聚合物钽电容在100kHz和25°C条件下提供70mΩ的最大ESR。通过改为铜引线框架,最大ESR可减小到40mΩ。

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改善钽电容设计体积效率(容值密度)的两个主要因素是钽粉的演变和封装的改进。

电容设计中使用的钽粉的质量因数是:(容值◊电压)/质量,简写为CV/g。大规模生产中使用的钽粉的演变如图4所示。CV/g的这些增加与更小的颗粒尺寸和粉末纯度改善有关。在电容设计中使用这些材料本身就是一个复杂的研究领域,需要大量研发投资。

使钽电容设计尺寸减小的另一个重要因素是超高效封装技术的发展。业内使用的最常见封装技术是引线框架设计。这种结构具有非常高的制造效率,从而可以降低成本和提高产能。对于不受制于空间的应用,这些器件仍然是可行的解决方案。

但是,在主要设计标准是增加密度的许多电子系统中,能够减小元件尺寸是一个重要优势。在此方面,制造商在封装技术上已经取得了若干进展。如图5所示,与标准引线框架结构相比,无引线框架设计可改善体积效率。通过减小提供外部连接所需的机械结构的尺寸,这些器件可利用该额外可用空间来增加电容元件的尺寸,从而增加容值和/或电压。

在最新一代封装技术中,Vishay拥有专利的多阵列封装(MAP)结构通过使用位于封装末端的金属化层来提供外部连接使体积效率进一步改善。该结构通过完全消除内部阳极连接使电容元件尺寸在可用体积范围内实现最大化。为进一步说明体积效率的改善,请看图6。从图中可以明显看出电容元件的体积增加了60%以上。这一增加可用于优化器件,以增加容值和/或电压、减小DCL以及提高可靠性。

图6:Vishay拥有专利的多阵列封装结构。

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