Танталовые полимерные конденсаторы Vishay для поверхностного монтажа
07 декабря 2018
Танталовые электролитические конденсаторы являются предпочтительным выбором в приложениях, где требуются конденсаторы с отличными электрическими характеристиками, высокой механической стабильностью, надежностью и долгим сроком службы. Стабильность и устойчивость к повышенным температурам делают твердотельные танталовые конденсаторы подходящим выбором для современных технологий SMD монтажа. Подразделение Vishay Sprague было пионером и лидером в области танталовых конденсаторов, создавая большое разнообразие типов конденсаторов для потребительской, промышленной, автомобильной, военной и аэрокосмической области. Тантал не добывают чистом виде. Он встречается в ряде минералов танталов, там он всегда содержится в сочетание с ниобием. Эта комбинация называется «танталит», когда содержание в ней тантала больше 50%. Самые крупные месторождения танталовых руд находятся в: Австралии, Бразилии, Канаде, Китае и нескольких африканских странах. Сектор микроэлектроники и, в частности, конденсаторы, потребляют наибольшую долю мирового производства тантала.
ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ТАНТАЛОВЫХ КОНДЕНСАТОРОВ
Большинство металлов при окислении не образуют оксидной пленки (например, ржавчина на железе). Существует всего несколько металлов, которые при окислении создают плотные и непроводящие оксидные пленки: титан, цирконий, ниобий, тантал, алюминий и некоторые другие. Самыми ценными для микроэлектронной промышленности являются алюминий и тантал, только при использовании этих металлов удается технологически контролировать толщину оксидной пленки.
Твердотельные танталовые конденсаторы, как правило, имеют в три раза выше удельную емкость, чем алюминиевые электролитические конденсаторы. Значение эквивалентного последовательного сопротивления таких конденсаторов остается неизменным с ростом частоты или даже уменьшается. Высокая удельная емкость объясняется достаточно просто, ведь емкость конденсатора определяется по формуле:
C = eS/d; e – диэлектрическая постоянная, S – площадь электродов, d – толщина диэлектрика.
Таблица 1 - Сравнение диэлектрических постоянных
В твердотельных танталовых конденсаторах анод представляет собой пористую гранулированную структуру, похожую на губку, изготовленную из прессованного танталового порошка высокой степени очистки. Диэлектрик представляет собой пленку пентаоксида тантала (Ta2O5), сформированную на поверхности анода при помощи электрохимического окисления. В качестве электролита используют диоксид марганца (MnO2), который представляет собой твердотельный полупроводниковый материал. Диоксид марганца формируется в ходе окислительно-восстановительной реакции при термической обработке солей марганца. Для улучшения контакта поверхность диоксида марганца покрывают слоем графита, а на графит наносят проводящее металлическое покрытие.
ТАНТАЛОВЫЕ ПОЛИМЕРНЫЕ КОНДЕНСАТОРЫ
В полимерных танталовых конденсаторах в качестве анода тоже используются танталовые гранулы. Диэлектрик представляет собой полимерный проводящий материал, сформированный на поверхности анода. При замене MnO2 на более эластичный проводящий полимерный материал ученые обнаружили, что уменьшается риск пробоя конденсатора. Проводящий полимерный слой покрывают графитом, а затем слоем металлического серебра, который обеспечивает проводящую поверхность между электродом и выводом. В полимерных танталовых конденсаторах материал корпуса выполнен из современного эпоксидного компаунда. Использование конструкции с проводящим полимерным материалом обеспечивает очень низкое эквивалентное последовательное сопротивление (ESR), что делает такие конденсаторы особенно подходящими для высокочастотных применений. После сборки конденсаторы тестируются и проверяются, это обеспечивает отличную надежность и высокую стабильность для различных приложений в электронных устройствах.
На рисунках ниже показаны примеры конструкций некоторых типов SMD танталовых полимерных конденсаторов.
Рис. 1 - Танталовые полимерные конденсаторы Vishay серии T55
• Используются в фильтрах на выходе малошумящих источников питания, особенно при высоких токах пульсаций; • Шунтирование и развязка сигналов, особенно в высокопроизводительных серверах и сетевом оборудовании; • Накопители энергии, сглаживающие конденсаторы для резервного электропитания.
ВЫВОДЫ
Преимущества танталовых полимерных конденсаторов, включая высокую стабильность и высокую надежность, открывают огромные возможности в широких областях приложений разработчикам для совершенствования своей продукции, достижения новой функциональности при уменьшении габаритов готовых изделий.
Производители: