Uno: la definición de capacitancia
El llamado condensador es en realidad dos conductores que están cerca uno del otro, con un medio aislante no conductor intercalado entre ellos, formando un condensador. Un condensador almacena carga cuando se aplica un voltaje entre sus dos placas.
Dos: estructura física del condensador cerámico MLCC
MLCC (Multi-layer Ceramic Capacitors) es la abreviatura en inglés de Multi-layer Ceramic Capacitors. Se compone de diafragmas dieléctricos cerámicos con electrodos impresos (electrodos internos) apilados en forma de dislocación, y se forma un chip cerámico mediante sinterización a alta temperatura una sola vez, y luego se sellan capas metálicas (electrodos externos) en ambos extremos del chip para formar una estructura similar a la monolítica, también se llama condensador monolítico.
Puede verse que los electrodos internos están apilados en capas para aumentar el área de las dos placas de electrodos del capacitor, lo que aumenta la capacitancia. El dieléctrico cerámico es el medio de relleno interno. Las características de los capacitores hechos de diferentes medios son diferentes, como gran capacidad, buenas características de temperatura, buenas características de frecuencia, etc. Es por eso que hay tantos tipos de capacitores cerámicos.
Tres: características
Dado que los condensadores monolíticos son condensadores cerámicos, tienen las características básicas de los condensadores cerámicos. Los capacitores monolíticos tienen una gran capacitancia (el valor de la capacitancia puede ser de 1 uF), tamaño pequeño, capacitancia relativamente estable, coeficiente de deriva de temperatura pequeño, larga vida útil, resistencia de CC equivalente pequeña, corriente pulsante permisible grande, alta confiabilidad y baja impedancia de alta frecuencia Resistencia a alta temperatura, buen aislamiento, bajo costo, etc., pero la fabricación de condensadores monolíticos es complicada y más estricta que los requisitos de fabricación de los condensadores ordinarios.
Ventajas: no polar, económico, tamaño pequeño, se puede empaquetar en 01005. Gran relación de volumen, adecuado para usar en productos electrónicos miniaturizados. Los condensadores de clase 1 tienen buenas características de temperatura. La resistencia de aislamiento está por encima de varios GΩ y la corriente de fuga es muy pequeña.
Desventajas: pequeña relación de volumen, sin condensadores de tantalio en capacidad, condensadores electrolíticos de aluminio grandes y condensadores que no sean de Clase 1, y el valor de la capacitancia varía mucho con la temperatura. Poca dureza, fácil de romper cuando se aprieta.
4. Proceso de fabricación de condensadores
Dado que los condensadores monolíticos son condensadores de chip multicapa, tienen requisitos estrictos para entornos libres de polvo durante el proceso de fabricación. Los pasos principales son:
①Formación de película de porcelana: esta parte incluye el molido con bolas de los ingredientes y el borde de flujo, y la suspensión de pasta se recubre uniformemente sobre la película.
②Impresión: el material del electrodo se imprime en la suspensión de pasta después del borde de flujo de acuerdo con las reglas establecidas, el propósito es dislocar el electrodo.
③Apilamiento: el flujo de los electrodos impresos se superpone a lo largo de los bloques de suspensión de acuerdo con los diferentes valores de capacitancia para formar el prototipo del capacitor monolítico.
④ Ecualización de voltaje: combine estrechamente los prototipos de capacitores monolíticos apilados.
⑤Cortar: Cortar el prototipo del condensador en monómeros.
⑥Eliminación del pegamento: use un método de alta temperatura para eliminar el aglutinante contenido en la materia prima.
⑦ Sinterización: el polvo cerámico se sinteriza en material cerámico a alta temperatura y forma partículas cerámicas.
Cinco, Preguntas frecuentes sobre MLCC
MLCC: los condensadores cerámicos de chip multicapa, conocidos como condensadores SMD, pueden causar problemas de silbidos de ruido...
El dieléctrico de cerámica es el componente principal de MLCC, y la electroestricción es inevitable bajo la acción del voltaje. Si la electroestricción se expresa fuertemente como efecto piezoeléctrico, se producirá vibración.
Contramedidas contra los aullidos Hay muchas formas de reducir el ruido audible generado por los capacitores MLCC, pero todas las soluciones agregan costos.
①Cambiar el tipo de capacitor es el método más directo y reemplazarlo con capacitores que no tengan efecto piezoeléctrico, como capacitores cerámicos paraeléctricos, capacitores de tantalio y capacitores de película. Sin embargo, se deben considerar cuestiones como el espacio de volumen, la confiabilidad y el costo.
②Ajuste el circuito para eliminar el gran voltaje alterno aplicado al MLCC o mueva su frecuencia fuera de la banda de frecuencia auditiva del oído humano (la frecuencia de audio más sensible del oído humano es 1KHz--3KHz).
③ Preste atención al diseño de la placa de circuito impreso y a las especificaciones de la placa de circuito impreso para ayudar a reducir el nivel de gritos.
④Seleccione MLCC sin ruido o con poco ruido.
El diseño de MLCC silencioso/de bajo ruido está actualmente dirigido al fenómeno de silbido de ML CC, y soluciones de diseño
Hay tres tipos:
(1) Engrosamiento de la capa protectora inferior Dado que el grosor de la capa protectora no tiene electrodos internos, la cerámica de BaTiO3 en esta parte no se deformará. Cuando la altura de la soldadura en ambos extremos no supere el grosor de la capa protectora inferior, la deformación resultante afectará a la PCB.
(2) El diagrama de la estructura del soporte de metal adicional es el siguiente, que utiliza un soporte de metal para sobrecargar el chip MLCC.
El MLCC está separado de la placa de circuito impreso, y la deformación generada por el efecto piezoeléctrico inverso se amortigua elásticamente con el soporte de metal, lo que reduce el efecto en la placa de circuito impreso y reduce efectivamente el ruido.
(3) Diseño y fabricación de materiales dieléctricos con un efecto piezoeléctrico débil Dopando más con titanato de bario (BaTiO3) sacrificando una determinada constante dieléctrica y características de temperatura, se obtiene un material dieléctrico con un efecto piezoeléctrico muy debilitado. MLCC puede reducir eficazmente el ruido. Todos los principales fabricantes de MLCC tienen series de productos MLCC con materiales de bajo ruido correspondientes.