Oprócz dużej liczby kondensatorów ceramicznych stosowanych w telefonach komórkowych i samochodowych najnowszej generacji, istnieje też szerokie spektrum innych ich zastosowań, np. w IoT, technologiach sieciowych, technologii cyfrowej, z których wszystkie coraz bardziej zyskują na znaczeniu. Luka pomiędzy globalnymi możliwościami produkcyjnymi i zapotrzebowaniem na rynku elektroniki sięga już ok. 20-30%. Silna presja cenowa, która decydowała o niewielkich marżach na przestrzeni ostatnich kilku lat, odsuwała w czasie inwestycje i opóźniła reakcje producentów. Rozszerzanie produkcji jest procesem długofalowym i postępuje w zbyt wolnym tempie, co oznacza że na krótką metę nie ma perspektyw na zmniejszenie presji rynkowej. Nawet patrząc długofalowo, będzie się raczej zwiększać dostępność bardzo małych elementów, takich jak 0201 albo 01005, kosztem większych typów. Oznacza to, że zakłady produkcyjne, które produkują głównie rozmiary 0402, 0603 i większe, zostaną odpowiednio przekonfigurowane. Z jednej strony, oznacza to większą produkcje komponentów potrzebnych w sektorze urządzeń mobilnych, ale zarazem przedłużenie problemów rynku europejskiego. Prawdą jest, że są producenci, którzy skupiają się na większych modelach, ale jeśli spojrzeć na skalę ich produkcji, to daleko im do zasypania luki stworzonej przez większych graczy.

Radzimy naszym klientom aby dokładnie sprawdzili które produkty będą dostępne przez dłuższy czas. W większości przypadków zmiana na mniejszy typ oznacza niedogodności techniczne, takie jak silniejsze niezrównoważenie napięcia stałego, co prowadzi do zmniejszenia efektywnej pojemności. Miniaturyzacja oznacza też często dostępność jedynie niższych napięć, co tylko pogłębia ten efekt. Zwiększona wrażliwość na uszkodzenia mechaniczne oznacza także trudności przy projektowaniu.

Lepszym rozwiązaniem dylematu MLCC w dłuższej perspektywie czasu jest rozważenie, czy można osiągnąć podobne wyniki przy zastosowaniu innych technologii.

Najrozsądniejszym ekonomicznie i najprostszym rozwiązaniem byłoby przełączenie się na konwencjonalne aluminiowe kondensatory elektrolityczne o niskiej impedancji, ale w zakresie wysokich częstotliwości posiadają one gorsze właściwości. Aby osiągnąć podobne wartości ESR, konieczne jest zastosowanie znacząco większych elementów, co utrudnia także wykonanie projektu w formacie SMD.

Dzięki zastosowaniu polimerów można znacząco zmniejszyć ESR, wymagany rozmiar, a także osiągnąć dobrą stabilność ESR w funkcji temperatury (rysunek 1).

Rysunek 1

Istnieją cztery podstawowe technologie:

• kondensatory tantalowo-polimerowe
• wielowarstwowe kondensatory aluminiowo-polimerowe
• nawijane kondensatory aluminiowo-polimerowe
• kondensatory aluminiowo-polimerowo-hybrydowe

Poniżej zestawiono właściwości i zalety poszczególnych typów.

Tabela 1

Które kondensatory MLCC można zastąpić i w jaki sposób?

Zasadniczo należy rozróżnić zastąpienie komponentu innym komponentem 1:1 oraz alternatywne rozwiązanie, polegające na równoległym połączeniu kilku kondensatorów MLCC. Pojemność faktycznie wymagana w danym zastosowaniu powinna być rzędu μF.

W tabeli 1 przedstawiamy kondensatory w obudowach 0805 i większych, które stanowią najlepsze możliwe kompatybilne pinowo zamienniki:

Tabela 2

Ponieważ możliwość zastąpienia 1:1 jest dość ograniczona, dobrym pomysłem przy nowych projektach albo podczas przeprojektowywania, jest zastąpienie kilku połączonych szeregowo kondensatorów MLCC jednym lub dwoma kondensatorami polimerowymi. Jest to możliwe dzięki właściwości kondensatorów polimerowych, które nie wykazują żadnych efektów zmiany pojemności w funkcji napięcia polaryzacji. Nie tylko oszczędza to miejsce, ale także zmniejsza koszty.

Na rysunku 2 przedstawiamy porównanie dla identycznych wartości znamionowych.

Rysunek 2

Jeśli ze względu na efekt zmiany pojemności w funkcji napięcia polaryzacji wykorzystywany jest kondensator MLCC o wyższej wartości znamionowej napięcia niż wymagana, można wybrać kondensator polimerowy o niższej specyfikacji.

Mają też one zalety względem kondensatorów tantalowych: trzeba brać pod uwagę nie podstawową, ale obniżoną wartość znamionową napięcia (zależnie od elementu i producenta). Ponadto, polimery wykazują efekt samo-naprawiania, co oznacza, że w przypadku ekstremalnego przeciążenia kondensatora nie następuje jego spalenie (rysunek 3).

Rysunek 3

Niezależnie od projektu i technologii w naszym portfolio znajdują się produkty o następujących właściwościach:

Tabela 3

Przy niższych zakresach pojemności, rozwiązaniem mogą być kondensatory cienkowarstwowe SMD, znane także jako PMLCAP, firmy Rubycon.

Dzięki produktom firm takich jak Kemet, Panasonic, Rubycon i Sun, CODICO może zaoferować szeroki wybór alternatyw dla kondensatorów MLCC, w różnych zakresach parametrów i sektorach rynkowych.

Prosimy dać nam znać jakie są warunki pracy i wymagania dla takich kondensatorów w Państwa aplikacjach. Znajdziemy dla Państwa najlepsze rozwiązanie.

Aby uzyskać bardziej szczegółowe informacje, prosimy kontaktować się z przedstawicielem handlowym Codico w Polsce, Robertem Staniszewskim, Robert.Staniszewski@codico.com. tel. +48 124171083.