Hi-Q Low ESR 積層陶瓷電容器的新要求
近年來(lái),隨著無(wú)線(xiàn)通訊市場(chǎng)的快速普及及大量數(shù)位資料的傳輸需求,相關(guān)通訊設(shè)備的傳輸頻率迅速往上提升,從早期900/1,800MHz GSM系統(tǒng)快速發(fā)展至今日3G手機(jī)與無(wú)線(xiàn)網(wǎng)路通訊( Wi-Fi),所使用的傳輸頻率都在2GHz以上,甚至將來(lái)的60GHz應(yīng)用也有越來(lái)越多的討論,如下表所示。
本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/156224.htm
由于高頻訊號(hào)傳輸上,對(duì)于訊號(hào)的品質(zhì)要求相當(dāng)高,具備「低等效串聯(lián)電阻(low ESR;即低耗能)及優(yōu)越的高頻率特性(high Q;即高訊號(hào)品質(zhì))」之高頻通訊用積層陶瓷電容器(RF-application MLCC),成為近期在積層陶瓷電容器技術(shù)發(fā)展上的重要研發(fā)項(xiàng)目。MLCC的等效電路如下圖說(shuō)明,當(dāng)頻率升高時(shí),實(shí)體元件中的ESR與ESL寄生效應(yīng)都一一浮現(xiàn),造成元件阻抗隨頻率升高而降低,直到自我諧振頻率 (Self-resonant frequency; SRF)后阻抗才又升高,但此時(shí)元件特性已經(jīng)從電容性轉(zhuǎn)變?yōu)殡姼行浴?/p>
也就是說(shuō),當(dāng)MLCC的ESR與ESL越低,將會(huì)越接近純電容,其自我諧振頻率會(huì)往越高頻率移動(dòng),更適合在高頻方面應(yīng)用。以下列公式說(shuō)明訊號(hào)通過(guò)電容器所耗用的功率與比較圖,可以明顯發(fā)現(xiàn)Hi-Q MLCC在高頻率應(yīng)用的優(yōu)越之處:
Power Dissipation (Pd) on Capacitor = i2 * (XC/Q) or i2 * (ESR)
然而,純度接近100%的銀內(nèi)電極導(dǎo)電性雖然極為優(yōu)越,卻會(huì)有銀離子遷移(migration)的問(wèn)題。由于一旦銀遷移的現(xiàn)象產(chǎn)生,將導(dǎo)致產(chǎn)品可靠度與品質(zhì)的問(wèn)題(例如內(nèi)電極短路、耐電壓能力下降),于是諸多國(guó)際大廠(chǎng)紛紛宣告禁用純銀電極的產(chǎn)品。
純銅的材料特性有著與純銀極為接近的導(dǎo)電性與頻率特性,卻無(wú)離子遷移、導(dǎo)致可靠度不佳的問(wèn)題。但礙于純銅內(nèi)電極制程的困難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于純銀內(nèi)電極系統(tǒng),如下圖所示,包含內(nèi)電極材料、介電陶瓷材料、端電極材料、內(nèi)電極電路設(shè)計(jì)與介電陶瓷共燒技術(shù)都必須有所突破,導(dǎo)致市場(chǎng)上可提供純銅內(nèi)電極高頻用的MLCC目前僅有日系廠(chǎng)商獨(dú)占一方。
評(píng)論