Quando la vita non ti offre MLCC, utilizza i condensatori polimerici

May 03, 2024

A meno che tu non abbia vissuto sotto una roccia negli ultimi 12 mesi, le seguenti notizie non ti saranno nuove, ma influenzeranno enormemente la tua vita, soprattutto se lavori come ingegnere o responsabile della catena di fornitura: All'inizio del 2017 , i principali produttori di condensatori a chip ceramico hanno iniziato a rendersi conto che la domanda di MLCC era più forte del previsto. Questa domanda è stata articolata in particolare dai produttori di cellulari e dai mercati finali automobilistici e ha portato nel novembre 2017 a tempi di consegna medi di min. 20 settimane. I produttori di MLCC stanno abbandonando il segmento di consumo a basso margine e ad alto volume e concentrandosi sulla fornitura di componenti a più alto valore aggiunto. Secondo MLCC: FY 2018 Global market Outlook, questa situazione si è addirittura intensificata a causa della crescente domanda di MLCC ad alta capacità, poiché i prodotti di prossima generazione in più segmenti consideravano gli MLCC nella gamma 100, 220 e 330 come parti standard. E ora la parte succosa: la carenza non migliorerà fino al 2020 e oltre (o in altre parole: è giunto il momento di cercare un'alternativa).

Gli MLCC sono stati invocati e utilizzati in diversi settori come un cavallo di battaglia affidabile. La soluzione più economicamente vantaggiosa era stata e probabilmente avrebbe continuato ad essere per i prossimi dieci anni; l’impilamento della ceramica, ma ovunque possano essere impiegati altri dielettrici, la domanda aumenterà poiché i produttori non avranno altra scelta se non quella di prendere le distanze da una dipendenza così enorme dalla ceramica. La tabella 1 mostra vari tipi di condensatori tra cui condensatori elettrolitici, OSCON, SP-Cap, POS-Cap, condensatori a film e MLCC. L'applicazione in genere determina la scelta migliore del tipo di condensatore da utilizzare nella progettazione. Ma prima di arrivare a questo, in generale, si può fare la seguente differenziazione: mentre i condensatori elettrolitici forniscono la maggiore ESR, questi condensatori subiscono un significativo degrado della capacità e della corrente di dispersione a temperature e frequenze più elevate. I condensatori ceramici hanno ESR ed ESL molto bassi che li rendono ottimi per le prestazioni transitorie ma presentano limitazioni sul declassamento della capacità. Sebbene i condensatori ceramici possano funzionare con correnti di ripple molto elevate, subiscono guasti dovuti all'invecchiamento non graduale e richiedono campi elettrici operativi inferiori. I condensatori elettrolitici polimerici vengono utilizzati principalmente negli alimentatori di circuiti elettronici integrati come condensatori buffer, bypass e di disaccoppiamento, soprattutto nei dispositivi dal design piatto o compatto. Pertanto competono con i condensatori MLCC, ma offrono valori di capacità più elevati e non mostrano alcun effetto microfonico.

Panasonic è un produttore leader di condensatori in alluminio polimerici solidi: SP-Cap e OS-CON, condensatori polimerici al tantalio – POS-CAP e tecnologie di condensatori elettrolitici in alluminio ibridi polimerici e vanta la più lunga competenza ed esperienza di progettazione sul mercato. I condensatori solidi polimerici conduttivi in ​​alluminio, di seguito abbreviati in "condensatori polimerici", hanno ampliato la loro applicazione. I condensatori polimerici (così come i convenzionali condensatori elettrolitici in alluminio) sono caratterizzati da una grande capacità e da eccellenti caratteristiche di polarizzazione con cui i condensatori ceramici multistrato non potranno mai competere. Oltre a questi vantaggi, i condensatori polimerici hanno caratteristiche ESR estremamente basse. Per quanto riguarda l'ESL, che è determinata dalla struttura interna e dalla configurazione terminale dei condensatori, apportando miglioramenti strutturali, i condensatori polimerici hanno un ESL basso. Anche per quanto riguarda l'essiccazione dell'elettrolita durante la vita utile e i cambiamenti delle caratteristiche in un intervallo di basse temperature, i condensatori polimerici hanno realizzato un'affidabilità molto elevata e caratteristiche superiori a bassa temperatura utilizzando materiali polimerici solidi come elettrolita.

Soprattutto gli SP-CAP e i POS-CAP, con il loro fattore di dimensioni ridotte e la forma cubica, sono i prodotti ideali quando si tratta di sostituire gli MLCC. Osservando più da vicino le caratteristiche di queste diverse tecnologie si possono notare alcune importanti differenze tra loro.