0402尺寸高Q值/超小型獨石陶瓷電容器
發布時間:2012-11-14 責任編輯:Lynnjiao
【導讀】以手機/智能電話等小型移動設備的高功能化為背景,隨著電路板上搭載元器件數量的增加,對於電容器則要求小型化、低背化。高Q值電容器由於其自身損耗小,就能降低對組合電路整體的損耗,主要用於手機/智能電話的天線周圍及功率放大器(以下稱為PA)的匹配及耦合。
手機/智能電話隨著多波段化的趨勢,每台的頻帶(頻帶數)增加了,功率放大器等的高頻模塊數量也增加了,對高Q值電容器要求更小型化。 以前, 0603尺寸(0.6x0.3mm)是高Q值產品中尺寸最小的,但本次是將世界首創的0402尺寸(0.4x0.2mm)GJM02係列商品化。本篇文章將會介紹“具有高Q值的GJM02係列”。

圖1:高Q值GJM02係列
高Q值片狀獨石陶瓷電容器
電容器是高頻電路運作的重要元器件之一。主要用作阻擋直流分量的耦合、阻斷交流分量的旁路,與線圈組合用於濾波電路、共振電路、匹配電路等各種電路中,根據不同的目的進行了使用分類。
高Q值片狀獨石陶瓷電容器的Q値*1非常高,在1000 以上(1MHz),比一般用電容器的損耗更低。特別適用與共振電路、調諧電路、阻抗匹配電路這類電容器的損耗對套裝的電力消耗、信號幹擾、發熱特性等有巨大影響的高頻電路。
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高Q值/GJM02係列的特征
高Q值電容器的特征:
1.高頻中Q值高
2.電極的電感值成分小,ESR值低
有以上2種。
為了實現以上性能,除了采用電介質損耗小的材料外,使用的電極材料及結構也都是損耗較小的設計。
電介質材料所使用的是高頻損耗非常小的鋯酸鈣(CaZrO3)係列陶瓷材料。另外,由於是高頻,就無法無視內部電極的電阻損耗,因此內部電極采用銅電極。銅的電阻率是1.67µΩ・cm,與一般用作陶瓷電容器內部電極的鈀的電阻率10.7µΩ・cm相比,小了約1/6,適於用作高頻電容器的電極。

圖2:截麵圖
圖3是對采用了銅內部電極的GJM02係列的Q及ESR的頻率數特性與一般用GRM02係列的比較圖。使用了銅電極後,與一般用GRM02係列相比, Q值接近1.5倍,ESR值也小了近2/3,是更適用與高頻的電容器。此外,靜電容量的溫度特性CH(0±60ppm/℃ -55℃~125℃)也顯示了靜電容量值不受溫度影響而變化,體現出一定的安定性。

圖3:Q值比較

圖4:ESR值比較
在高Q值產品中,世界最小尺寸L0.4 x W0.2 x T0.2mm的GJM02係列的商品化,使我們能期待其對縮小封裝麵積及套裝機器小型化/低背化的貢獻。
此(ci)外(wai)在(zai)元(yuan)器(qi)件(jian)封(feng)裝(zhuang)過(guo)程(cheng)中(zhong),由(you)於(yu)以(yi)前(qian)采(cai)用(yong)了(le)紙(zhi)類(lei)包(bao)裝(zhuang),該(gai)包(bao)裝(zhuang)紙(zhi)出(chu)現(xian)的(de)掉(diao)毛(mao)掉(diao)粉(fen)等(deng)現(xian)象(xiang)會(hui)影(ying)響(xiang)封(feng)裝(zhuang)過(guo)程(cheng)的(de)產(chan)品(pin)清(qing)潔(jie)度(du),以(yi)及(ji)由(you)靜(jing)電(dian)導(dao)致(zhi)對(dui)產(chan)品(pin)的(de)誤(wu)吸(xi)料(liao)和(he)存(cun)儲(chu)模(mo)塊(kuai)等(deng)ESD(靜電放電)破壞的問題,因此對超小型產品用的包裝方法有了新的要求。對GJM02係列導入了寬4mm、元器件間隔距離為1mm的Emboss編帶包裝 (使用塑料載帶)的新包裝方法,稱為W4P1。
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產品一覽/高Q值電容器的市場需求
高Q值/超小型0402獨石陶瓷電容器的產品一覽如下所示。
外形尺寸

0402尺寸:L=0.4±0.02、W=0.2±0.02、T=0.2±0.02 (單位: mm)
代表產品 CH特性、10pF、J偏差(±5%) 的時候: GJM0222C1C100JB01
電氣特性

高Q值電容器的市場需求
對高Q值電容器需求大的是移動設備及W-LAN等低輸出(5W以下)產品的市場。
對於手機、智能電話等移動通信設備,尤其以高通話質量、低耗電為目標的PA等高頻電路,高頻段損耗小、Q值高的電容器尤為必要。最近在尺寸加速減小的移動通信設備用PA市場,0402尺寸的電容器需求在不斷增加。麵向這一市場的電容器必須小型化、低成本及高Q值。

圖5:PA模塊結構事例
隨著手機/智能電話將各種頻帶覆蓋於一台機器上的趨勢,我們可以想到,PA模(mo)塊(kuai)等(deng)高(gao)頻(pin)元(yuan)器(qi)件(jian)的(de)安(an)裝(zhuang)數(shu)量(liang)也(ye)會(hui)不(bu)斷(duan)增(zeng)加(jia)。此(ci)外(wai),通(tong)過(guo)降(jiang)低(di)電(dian)路(lu)損(sun)耗(hao)來(lai)延(yan)長(chang)電(dian)池(chi)壽(shou)命(ming)也(ye)十(shi)分(fen)重(zhong)要(yao),因(yin)此(ci)能(neng)推(tui)斷(duan)所(suo)使(shi)用(yong)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)低(di)損(sun)耗(hao)要(yao)求(qiu)也(ye)越(yue)來(lai)越(yue)高(gao)。今(jin)後(hou),我(wo)們(men)會(hui)不(bu)斷(duan)擴(kuo)充(chong)能(neng)滿(man)足(zu)這(zhe)類(lei)需(xu)求(qiu)的(de)超(chao)小(xiao)型(xing)高(gao)Q值產品陣容。
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