TDK实现了具有独特结构的低电阻树脂电极型MLCC

TDK于2021年9月14日宣布,开发了多层陶瓷电容器(MLCC)“CN系列”的新产品,该产品是树脂电极产品,但将终端电阻抑制到与普通电极产品相同的水平,新加入的两款产品分别是电容值为10μF的3216尺寸和电容值为22μF的3225尺寸,并于同月开始量产。预计对工业机器人的电源线和各种车载电子控制单元(ECU)的电源线进行平滑和去耦,减少MLCC零件的数量并减小装置的尺寸。

低电阻树脂电极类型MLCC"CN系列"来源:TDK

TDK专有电极结构

在普通的MLCC中,具有铜(Cu)、镍(Ni)和锡(Sn)三层结构的电极形成在陶瓷体的两个端面上。但是,抑制高压电源线会有短路的发生,作为对策,采用Cu/树脂层/Ni/Sn的四层结构,在Cu上加入导电树脂层。树脂的MLCC电极类型有效。这种传统的树脂电极型MLCC具有抵抗由于基板挠曲引起的应力和由于热冲击引起的焊点膨胀和收缩引起的应力,并且实现了高可靠性。但是,由于整个Cu层都被树脂层覆盖,因此端子电极的电阻比普通MLCC略高,这一直是更换普通产品的障碍。该公司的CN系列采用了独特的结构,其中树脂层仅施加在基板挠曲应力集中的基板安装表面侧。在缓和机械应力、保护陶瓷体不产生裂纹的同时,电流不通过具有高电阻的树脂层,因此可以将终端电阻抑制在与普通产品相同的水平。该公司于2018年发布了CN系列。基于受弯曲应力影响大的“3216尺寸以上”、短路发生风险大的“耐压16V以上”、“2.2μF以上的大容量”三个概念开发,常用于平滑和去耦。多款产品已经量产(见下图中的表格)。新公布的3216尺寸(3.2x1.6x1.6mm)为10μF,3225尺寸(3.2x2.5x2.5mm)是22μF.产品。该公司负责人表示,“在3225尺寸中,我们实现了传统产品(传统树脂电极型)的两倍容量。在传统产品中,通过并联安装两个MLCC获得的电容值可以是一件就可以实现,并且可以减少零件数量。”CN系列有3216尺寸、10μF的产品,耐压16V,但“我觉得25V是可以支持的,客户会有更多的选择。”

即使底座弯曲10毫米也没有裂缝

该公司在挠曲量为10mm的严格条件下进行了基板弯曲试验,在一般产品中100%出现裂纹,但在CN系列中没有像传统树脂电极类型那样出现裂纹。关于热冲击,他说“我们不推荐它”,并解释说“我们建议在充分检查客户的预期用途和环境条件后,将其与传统树脂电极产品正确使用。”ESR(等效串联电阻)也与传统树脂电极型处于同一水平,与一般产品相比,ESR和发热量可降低约60%。用树脂电极型替换一般产品时,考虑到产生的热量,可能需要改变电路板设计,但该公司负责人表示,“CN系列具有几乎相同的ESR,减少了这样的风险和树脂。它可以促进电极产品的替代。”CN系列产品有车载级“CNA系列”和通用级“CNC系列”两种。此次发布的产品用作车载和工业机器人电源线(12至14V)输入的平滑和去耦电容器,以及xEVDC-DC转换器(12至14V)输出的去耦电容器。用于。车载等级符合AEC-Q200。据该公司解释人员介绍,“在车载应用方面,随着ADAS(高级驾驶辅助系统)和自动驾驶的发展,高可靠性树脂电极产品的采用越来越多,汽车制造商正在使用树脂电极产品。在此外,随着汽车电气化进程和电力消耗的增加,通过电容器抑制ESR也有助于减少产生的总热量。实现了高可靠性和低电阻。该产品符合行业需求。”

作者 ab