我們日常所用的數碼設備,大多數都是使用通過AC適配器生成的直流電壓作為輸入電壓,然后通過電源IC來升降電壓。在使用耗電量較高的半導體時,會特別用到100μF以上的平滑用電容器。此外,隨著半導體的低電壓化和高速化,為了保持其工作穩定性,就需要用到低阻抗型的平滑電容器。因此,村田制作所(以下簡稱“村田”)又進一步擴充了100μF以上的大容量多層陶瓷電容器產品陣容。【圖1.100μF多層陶瓷電容器(例:3.2x2.5mm尺寸:330μF)】
電容器根據其基本結構、材料的不同,大致分為圖2中的幾種。從圖中我們可以看到多層陶瓷電容器雖然在靜電容量的溫度依賴性,施加電壓導致有效容量下降(DC偏壓特性)方面略有不足,但其小型化、高可靠性、高價格競爭力、低阻抗/低ESR*1/低ESL*2等優勢十分顯著。因此在如今小型、大容量的電容器領域,多層陶瓷電容器已經成為主流。但超過100μF的大容量平滑用電容器,必須具備低阻抗,這些產品目前的主流卻是導電性聚合物電解電容器。
*1.ESR(Equivalent Series Resistance 等效串聯電阻):電容器阻抗的實際成分。
*2.ESL(Equivalent Series Inductor 等效串聯電感):電容器帶有的微小電感成分,諧振頻率以上的頻率領域的阻抗由ESL支配。
圖2.多層陶瓷電容器的優勢/劣勢(出處:村田制作所)
如今,支持多層陶瓷電容器大容量化的技術正在不斷革新,村田電子已經能保證1μm以下介質層的高精度疊加1000層以上的穩定量產生產技術及薄層化技術,此外,100μF以上的多層陶瓷電容器也正在量產中。
圖3.100μF以上陶瓷電容器(3.2x2.5mm尺寸/330μF)的內部結構圖
由于近幾年數碼設備使用的半導體不斷低電壓化,由DC偏壓特性引起的容量下降的情況也在不斷減少,因此數碼設備也開始使用100μF以上的多層陶瓷電容器作為平滑用電容器。
目前,2.0x1.25mm/X5R/4V/100μF、3.2x1.6mm/X5R/6.3V/100μF、3.2x1.6mm/X5R/4V/220μF這三種規格的產品已經商品化。此外,多個項目的100μF以上的多層陶瓷電容器(最大容量:300μF)也已實現商品化。
圖4.100μF以上多層陶瓷電容器的產品陣容(2015年8月)
在村田最新的產品陣容中,既有用于一般消費類市場的X5R型(工作溫度范圍:-55~85℃)產品,又有面向耗電量大、設備內部溫度高的應用的X6*型(工作溫度范圍:-55~105℃),此外更大容量產品的開發也在計劃中。