電容指南

適用於汽車應用的 RH 系列鉛型多層陶瓷電容，相容溫度可達 150°C

08/28/2013

簡介

由於對全球環境的日益關注，混合動力電動車 (HEV)、電動車 (EV) 及其他可減少排放並提高汽油引擎車輛燃油效率的新技術正陸續推出。這些技術的進步也催生了對更緊密、可相容於更高溫度且具有高可靠性的電子元件的需求。
在這些趨勢下，村田製作所已將鉛型多層陶瓷電容 RH 系列商品化，可相容於最高 150°C 的工作溫度。

商品化背後的背景

ECU（發動機控制單元）被越來越多地應用於汽車上安裝的各種傳感器，作為排放對策和提高燃油效率。因此，可用的 ECU 安裝空間變得越來越狹窄，而且各種感測器以及用於降低這些感測器上的雜訊的電容使用鉛型元件焊接連接在引擎附近的位置。這意味著在引擎關閉的瞬間，這些電容周圍的溫度可能會超過 125°C。
此外，HEV 和 EV 使用越來越大的電池電流，而電流偵測電路有時會直接將元件焊接到金屬條，而非傳統的電路板。在這種情況下，電流檢測電路中用於消除雜訊的電容不是 SMD 產品，而是鉛型元件，並採用直接焊接的方式安裝，因此隨著電流的增加，要求相容於更高的溫度。
Murata 已開發出相容於 150°C 的引線型產品，以滿足這些市場需求。

產品系列

圖 1 顯示溫度特性圖。電容量在 150°C 左右會下降約 30%，但只有在引擎關閉的瞬間溫度才會超過 125°C，此時電路並未運作，因此電容量在 150°C 時的下降對電路運作完全沒有影響。此外，在 5 VDC（各種感測器的電壓）或 13 VDC 的電池電壓下，電容幾乎沒有下降，展現出良好的特性。

圖 2 顯示詳細的陣容。

產品特色

改良的溫度循環特性 (改良的塗層樹脂適用於大尺寸)

汽車零件的溫度循環測試要求是在最低和最高操作溫度之間進行 1,000 次循環測試。因此，相容於 150°C 的產品必須滿足 -55°C 至 +150°C 之間 1,000 次循環的溫度循環測試。

一般用於塗層鉛型多層陶瓷電容的環氧樹脂，會在玻璃化轉換溫度 (Tg) 附近大幅膨脹和收縮，而且隨著封裝尺寸的增加，這種膨脹和收縮所產生的應力也會增加。因此，在 -55°C 至 +150°C 之間進行 1,000 次循環測試的過程中，塗層樹脂可能會出現裂縫，如果這些裂縫較大，樹脂應力可能會施加到內部陶瓷元件上，導致它們開裂。

RH 系列使用伸縮性極小的矽樹脂，為封裝尺寸中較大的 L 尺寸（5.7 mm 和 6.0 mm）的產品進行塗層。這實現了即使在 -55°C 和 +150°C 之間循環 1,000 次也不會出現任何裂縫的產品，改善了溫度循環特性。