电容器指南

车载用150℃对应引线型多层陶瓷电容器 RH系列

前言

随着人们对地球环境的关注不断提高,汽油车的尾气对策、提高燃烧效率以及混合动力汽车(HEV)、电动车(EV)等新技术依次被引进。随着这种技术的进步,电子设备的小型化、耐高温化、高信赖性成为时代所需。
在这一背景下,本公司推出对应最高使用温度150℃的引线型多层陶瓷电容器RH系列。

商品化的背景

为了找到尾气解决方案以及提高燃油效率,搭载于汽车的各类传感器用ECU在不断增加。正因为如此,ECU的设置空间也逐渐减少,各类传感器及堆叠在传感器上用来除去噪声的电容器则通过引线型的方式熔接在引擎附近的部位。于是,在切断引擎的瞬间,电容器周围温度有时会超过125℃。
此外,HEV、EV化使得电池电流增加,电流检测电路不像以往的电路板贴装,有时也会通过直接贴装于金属杆上的方式构造而成。此时,电流检测电路的消除噪声用电容器也不是SMD元器件,而要求引线元器件通过焊接来安装,可随着电流的增加对应高温。
为满足市场需求,本公司推出了引线型的对应150℃高温的产品。

产品阵容

图1为温度特性表示图。当温度在150℃左右时静电容量会下降30%,而当温度超过125℃时,由于瞬间切断引擎则导致了电气线路停止工作,当温度在150℃时静电容量低下对电路动作完全没有影响。此外,各类电容器电压在5Vdc或电磁电压在13Vdc时的静电容量几乎不会下降,体现其良好的性能。

图1:温度特性图

详细产品阵容如图2所示。 

图2:详细阵容

产品优势

温度周期性的提高(大型尺寸用外装树脂的改进)

车载元器件要求进行1000个周期的最低使用温度⇔最高使用温度的温度周期测试。因此,对应150℃高温的产品必须满足1000个周期的-55℃⇔+150℃的温度周期测试。

通常,引线型多层陶瓷电容器中使用的外装环氧树脂以玻璃化转变温度(Tg)为领界,发生剧烈的膨胀和收缩、而当外形尺寸变大时,其应力也会增大。因此,在1000个周期的-55℃⇔+150℃温度测试中,外装树脂有可能会产生裂缝。当裂缝较大时,树脂的应力也会同时施加在内部的陶瓷元器件中,就会产生陶瓷元器件出现龟裂的危险。

RH系列中,外形尺寸为大型L寸(5.7mm、6.0mm)的产品,其外装树脂采用的是膨胀和收缩较小的硅树脂,即使在1000个周期的-55℃⇔+150℃温度测试中,此产品也能实现无龟裂,从而提高了温度的周期性。

高温信赖性的实现

随着开发出了用于车载、使用高温信赖性优良的多层陶瓷电容器,满足了"150℃、长达1000小时施加电压为额定电压1.5倍的电压"的高温负荷测试。

焊接安装对应

使用引线型电容器的部位大多并非通过回路电路板的焊板安装而是进行熔接安装。我们结合了被焊接金属的种类以及焊接方法,我们将铁线跟铜线这两类引线材料进行了商品化。

浪涌电压对应

各类线圈的浪涌电压可电源、信号线重叠。
RH系列满足车载浪涌电压测试"ISO7637-2"的要求(图3)。
满足额定电压50V产品:12V系统规格
满足额定电压100V产品:24V系统规格

ISO7637-2脉冲1的测试波形
测试波形参数及测试次数
参数 UA Us td tr 施加电压次数
12V系统 12V -100V 2ms 1us 5000 脉冲
24V系统 24V -600V 1ms 3us 5000 脉冲
其他的脉冲波形名称、超大施加电压、施加电压的时间(或脉冲施加次数)
脉冲波形 2a 2b 3a 3b 4 5e
12V系统 +50V +10V -150V +100V -7V +87V
24V系统 +50V +20V -200V +200V -16V +173V
施加时间或次数 5000脉冲 10脉冲 1小时 1小时 1脉冲 1脉冲

2a~5e的测试波形请参照ISO7637-2的规格。

图3:ISO7637-2脉冲1测试波形及要求规格

AEC-Q200对应

符合一般车载用所要求的AEC-Q200规格。

AEC-Q200的ESD测试通过将充电电容设定在150pF进行静态测试,由公式"Q=CV=一定",根据测试对象静电容量的不同,导致施加静电的电压有所不同。因此,由于静电容量不同,ESD的作用也会不同。
表1为典型的静电容量的ESD作用。

表1:典型的静电容量的ESD耐力
额定电压 温度特性 静电容量值
- - 1,000pF 4,700pF 10nF  47nF 0.1μF 0.47μF 1μF
100V X8L 2kV 8kV 16kV 25kV 25kV 25kV 25kV
50V X8L 2kV 8kV 16kV 25kV 25kV 25kV 25kV

小结

由此可见今后的市场对高温・小型化的要求更高。通过扩大额定电压以及已经进入人们视野的薄膜电容器的静电容量值的扩大,将进一步满足车载市场的需求。

※本报道是在无线电波新闻第2部门于2009年10月1号发表的《高科技》稿件的基础上再次编辑而成的内容。

※RH系列详情如下。
RH系列网页
RH系列型号列表

※本次对引线型产品进行了介绍,SMD的150℃对应产品也一应俱全。
SMD的150℃应对产品详情如下。
汽车用多层陶瓷电容器GCM系列
汽车用AgPd外部电极导电性粘合剂专用片状多层陶瓷电容器 GCG系列

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