KEMET(T597系列小型化车规级聚合物钽电容)

1999年,KEMET向市场推出了第一批聚合物钽电容器。此后,KEMET在尺寸、电容、电压和最高工作温度等各种温度下不断扩大产品阵容。在这种膨胀的趋势下,2020年T597系列(125,车型分类)应运而生。该系列主要是为了应对汽车产品尤其是ADAS应用的小型化趋势,降低整体解决方案成本而开发的。尤其是近几年MLCC(尤其是车码0805及以上的尺寸)货源紧张,交货不稳定,无法支撑汽车电子的小型化需求。本文介绍用T597系列替代大尺寸MLCC,既解决了交付问题,又降低了方案的整体成本。

自2018年以来,为了应对MLCC供应链的不稳定和大规模短缺的现象,许多公司要求R&D团队采取行动,寻找替代品。这些替代方案是什么?

从图1a中可以看出,聚合物钽电容器和MLCC的重叠电容和电压范围分别为1uf~1000uf和2.5V~75V,刚好是一些大尺寸MLCC所覆盖的范围。然而,用聚合物逐一代替MLCC是不够的,至少需要考虑图1b中列出的几个重要因素。

图1a。电容分布图

图1b。用聚合物钽电容器代替MLCC时应考虑的因素。

几何尺寸是第一个要匹配的参数。表1给出了MLCC和聚合物钽电容器的尺寸比较。MLCC常用的EIA代码0805和1206与聚合物中使用的公制尺寸P-2012和A-3216完全匹配。虽然较大的MLCC EIA code 1210和polymer 3528在电容器本身的尺寸方面不是100%匹配,但在实际焊盘面积方面,它们可以相互替换。至于更大尺寸的MLCC 1808~2225,就要考虑修改PCB设计了。

MLCC和聚合物之间的电特性差异也需要特别注意。二级MLCC(X7R、X6S、X8L等。)具有DC偏置效应、温度效应和老化效应。表2生动地显示了混凝土和聚合物之间的比较。另一方面,MLCC的漏电流极低,绝缘电阻在100-1000m欧姆之间,聚合物钽电容器的DCL规格定义为0.1*C*V uA(电容C单位:uF,额定电压单位:V)。

表1。MLCC和钽聚合物的尺寸比较

表二。MLCC和钽聚合物的比较

过去几年,KEMET能提供的聚合物钽电容最小尺寸是3528-21。2020年初,KEMET成功推出了更小的产品,分别是2012-10 (2.0*1.2*1.0mm,EIA 0805)和3216-12(3.2*1.6*1.2mm,EIA1206),这些产品都在T597(125C)系列之下。

图3。KEMET产品代码

T597系列除了符合AEC-Q200的要求外,还通过了弯曲试验(5mm,60s),试验结果显示各项电气特性均在规范范围内,无裂纹,如图4所示。这个特点远远优于MLCC的柔性端子(一般3mm,60s)。

图4。t 597 EIA 3216-12电路板挠性(5毫米/60秒)

ADAS在汽车领域的主要趋势之一是小型化,当空间成为一个关键问题时,这种新型小尺寸聚合物钽电容可能是一个很好的解决方案。

下面是一个客户的实际应用案例:

在某客户的前视摄像头和后视镜摄像头中,通常使用0805/1206_10uF和22uF MLCC4~8并联,最高工作温度限制在105。在他们的新平台上,由于输出功率的增加,无法放置更多的MLCC。这时,KEMET推荐将T597系列中P2012-10(同0805)和S3216-10(同1206)的最大电容换成一对多,在不增加电容数量的情况下解决了空间问题。图5显示了当时的具体容量对比。

图5。电容比较图-小尺寸解决方案

结论:

随着市场上MLCC(尤其是0805及以上)交付的不稳定,聚合物钽电容器为车载电子产品的硬件R&D工程师提供了新的潜在解决方案。

T597系列在那些板卡空间有限,高度小于4.5mm,没有噪声要求的场景下,是解决问题的好办法。在唯一的样品商场寻找库存的组件。本文描述了用聚合物代替MLCC时必须考虑的一些参数。在实际应用中,用相同尺寸的元件替换后直接使用的非常少见,大部分都需要重新测试和设计。从业务板块来看,MLCC的聚合物替代侧重于整体方案的成本下降(即以多代一、节省板面积、节省零件成本等。),而不是单个成本的比较。回顾黄浩宇