MLCCs: Vielschicht-Keramik-Chip-Kondensatoren

Würth Elektronik bietet ein großes Portfolio an MLCC-Größen bis 2220. Während das Downsizing für einige Applikationen die richtige Wahl sein kann, erfordern andere Anwendungen größere MLCCs, um die Anforderungen an die elektrische Performance, verfügbare Kapazität bzw. das DC-Bias Verhalten zu erfüllen. Hohe Verfügbarkeit, technischer Support und kostenlose Muster machen Würth Elektronik zu einem zuverlässigen Langzeitpartner für Ihre MLCC-Anforderungen.

#askLorandt erklärt: Was bedeutet Miniaturisierung für MLCCs und welche Alternativen sind möglich?

Produktportfolio

  • Großes Portfolio von 0402 bis 2220
  • Langfristige Verfügbarkeit
  • Detaillierte applikationsrelevante Messdaten verfügbar
  • Präzise Messdaten für Ihre Simulation auf der Online-Plattform REDEXPERT verfügbar

Das MLCC Portfolio

Series C Ur Ceramic
WCAP-CSGP
General Purpose
0.5 pF - 100 µF 6.3 - 100 V (DC) NP0, X7R, X5R
WCAP-CSMH
Mid and High Voltage
10 pF - 470 µF 200 - 3000 V (DC) NP0, X7R
WCAP-CSRF
High Frequency
0.2 pF - 33 pF 25- 50 V (DC) NP0
WCAP-CSST
Soft Termination
220 pF - 2.2 µF 16 - 2000 V (DC) X7R
WCAP-CSSA
Safety Capacitors
Safety class X1/Y2, X2
33 pF - 4.7 nF 250 V (AC) NP0, X7R

Herausforderungen des Downsizing

Schlechtere elektrische Stabilität/Leistung

Bei Klasse 2 Keramiken wie z.B.: X7R / X5R: höherer Kapazitätsverlust bei gleicher anliegender DC-Spannung.

Steigende Montagezeiten

  • Bei kleineren Größen dauert die Positionierung länger.
  • Als Ersatz müssen z.T. mehrere MLCC statt ursprünglich einem Bauteil platziert werden, um ähnliche Performance zu erreichen.

Für Bauformen <0201 muss z.T. in neue Produktionsanlagen investiert werden

Möglicherweise sind neue Feeder-Bänke, Düsen Nozzlen und Pick & Place-Maschinen erforderlich.

Redisign erforderlich

  • Blockiert technische Ressourcen für neue Projekte.
  • Freigaben (wie z.B. UL) müssen wiederholt werden.
  • Änderungen im Herstellungsprozess sind erforderlich.

Online-Plattform REDEXPERT

Nutzen sie den REDEXPERT, um die für Ihre Applikation technisch am besten passendsten MLCC auswählen und nutzen zu können.

Die Grundlagen von MLCCs

Was ist bei der Auswahl der MLCCs zu beachten?

Klasse 1 (z.B.: NP0 = C0G)

Dabei ist vor allem die C-Toleranz zu berücksichtigen.

  • Abhängig vom MLCC Typ gibt es keine / lineare Temperaurabhängigkeit (z.B. C0G / NP0).
  • Keine weiteren Abhängigkeiten.

Diese Typen liefern stabile und präzise C-Werte. Für alle Anwendungen, bei denen ein fester und stabiler C-Wert benötigt wird (z.B. Echtzeituhr RTC), ist dies die richtige Wahl.

Klasse 2 (z.B.: X7R, X5R, Y5V)

Es gibt mehrere Effekte, die sich auf den gegebenen Kapazitätswert auswirken.

  • C-Toleranz (gemäß Datenblatt)
  • Nichtlineare Temperaturabhängigkeit (herstellerspezifisch, bezogen auf Materialmix / Konstruktion)
  • DC-Bias (herstellerspezifisch, bezogen auf Materialmix / Konstruktion)
  • Alterungsverhalten

Der Kapazitätswert ändert sich in einer aktiven Anwendung. Überprüfen Sie die Herstellerangaben um die auftretenden Effekte und die resultierende Kapazität zu evaluieren.

Beispiel 1: Wie viel Kapazität bekommen Sie wirklich?

885012108011: 22µF / X5R / 1206 / 20% @ 6V DC

Beispiel 2: Wie viel Kapazität bekommen Sie wirklich?

885012109006: 22µF / X7R / 1210 / 10% @ 6V DC

Warum ist die Kapazitätstoleranz von MLCCs der Klasse 2 so stark?

  • Die Klasse 2 verwendet Bariumtitanat als Basismaterial
  • Dieses Material ist ferroelektrisch und diese Eigenschaft ist der Grund für eine starke Kapazitätsabhängigkeit.
    • Kapazität vs. Temperatur
    • DC Bias - Abhängigkeit der Kapazität von der angelegten Gleichspannung
    • Alterungsverhalten
  • Darüber hinaus besitzt diese Materialstruktur eine Piezoelektrizität, was auch zu Mikrophonie führen kann.