ПОЗВОНИТЬ НАМ
АО «Элеконд» - Ведущий российский
производитель конденсаторов
+7 (34147) 4-32-48
+7 (34147) 4-27-53

Рекомендации

по применению и эксплуатации оксидно-полупроводниковых танталовых конденсаторов чип-конструкции

Танталовые оксидно-полупроводниковые конденсаторы чип-конструкции, изготавливаемые АО «Элеконд», разработаны и выпускаются в соответствии с требованиями действующей НТД, что подтверждается тестовыми испытаниями на соответствие действующей НТД. Настоящие рекомендации составлены с учетом требований ТУ, передового мирового опыта, справочных данных и позволяют подобрать режим работы конденсатора в зависимости от коэффициентов, влияющих на интенсивность отказов.

Основные внешние факторы, влияющие на интенсивность отказов:

  • температура
  • напряжение

1. температура

Температура, при которой работает конденсатор, может в несколько раз снизить интенсивность отказа чип-конденсаторов в процессе наработки. В таблице 1 приведена справочная зависимость температурного коэффициента интенсивности отказов конденсаторов.

Таблица 1
T, °C 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150
KT 0.91 1.1 1.3 1.6 1.8 2.2 2.5 2.8 3.2 3.7 4.1 4.6 5.1 5.6

Также рекомендуется обращать внимание на термический удар при монтаже оксидно-полупроводниковых танталовых чип-конденсаторов, который создает временные механические напряжения в диэлектрике конденсатора, которые могут вызвать его повреждения, это способствует росту в объеме аморфного оксида (диэлектрика), кристаллического оксида, являющегося проводником.

При монтаже чип-конденсаторов рекомендуется:

  • 1.1. Ручной монтаж производить соединением пайкой с температурой жала паяльника от 235°C до 265°C, время пайки не более 4 секунд для каждой контактной площадки. Пайку производить прикладывая первоначально нагрев к контактной площадке, к которой припаивается чип-конденсатор, а не к контактной площадке чип-конденсатора.

    Двукратная пайка недопустима (частные случаи: подлуживание выводов, применение выпаянных чип-конденсаторов).

  • 1.2. При пайке (оплавлении паяльной пасты) в конвейерных конвекционных печах, парафазных печах, в печах с инфракрасным нагревом не превышать температуру и время ее воздействия, приведенные в профиле пайки на рис. 1.

Рисунок 1. Профиль пайки в конвейерных печах
T, °C
t, sec
Условные обозначения:
  • 1 - Температура пайки 205-225 °C
  • 2 - Температура плавления 179-183 °C
  • 3 - Активация флюса 150 °C
  • 1.3. При монтаже плат (изделия) не допускать превышение температуры конденсатора выше рабочей температуры, за исключением режима пайки, описанного в п.1.1 и 1.2 данных рекомендаций.

  • 1.4. При проектировании, монтаже не рекомендуется размещать конденсаторы непосредственно у тепловыделяющих элементов, не допуская возможный нагрев конденсаторов.


2. напряжение

Больший вклад в интенсивность количества отказов вносит напряжение, подаваемое на чип-конденсатор. В таблице 2 приведены справочные значения коэффициента от приложенного напряжения, используемого для расчетного значения интенсивности отказов чип-конденсаторов.

Таблица 2
Uном/Uраб 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
Kv 1 1 1 1 1 2 15 130 990 5900
  • 2.1. С учетом таблицы 2 график зависимости рекомендуемого, допустимого напряжения, подаваемого на конденсатор, от температуры, будет выглядеть в соответствии с рисунком 2.

Рисунок 2. Зависимость номинального Uном и допустимого Ut напряжения от температуры
% номинального напряжения
температура ,°C
Условные обозначения:
  • 1 - Рекомендуемое прикладываемое напряжение
  • 2 - Кратковременное пиковое напряжение

Для защиты диэлектрика конденсатора от скачков напряжения всем полупроводниковым танталовым конденсаторам необходимо активное сопротивление, включенное последовательно к конденсатору, ограничивающее ток. Следует обращать внимание на то, что снижение импеданса схемы, в которую включен конденсатор (конденсаторы), приводит к увеличению вероятности возникновения их повреждений, особенно с повышением температуры. В соответствии со справочными данными, изменение омического коэффициента, применяемого для расчета интенсивности отказов конденсаторов, от сопротивления электрической цепи, включенного последовательно к конденсатору, составляет от KR= 0.07 при 3.0 Ом/Вольт до KR= 1.0 при 0.1 Ом/Вольт.

Если чип-конденсатор применяется с ограничительным резистором 3 Ом на 1 Вольт рабочего напряжения, то рекомендуемое допустимое напряжение Ut соответствует номинальному Uном, смотри область окрашенную в синий цвет на рисунке 2. Если применение ограничительного резистора невыполнимо, то рекомендуемое допустимое напряжение на конденсаторе Ut, обеспечивающее минимальное значение интенсивности отказов чип-конденсаторов, не должно превышать 0.5 Uном, смотри область окрашенную в голубой цвет на рисунке 2. При этом может допускаться кратковременное пиковое напряжение до Uном длительностью 1*10-6 - 1*10-3 секунды.

  • 2.2. Рекомендуемое допустимое напряжение, обеспечивающее наименьшую интенсивность отказов чип-конденсаторов, включает в себя наличие импульсной/переменой синусоидальной составляющей, численное значение которой не должно превышать 20%. При подаче импульсной/переменой синусоидальной составляющей, необходимо учитывать как частотные, так и температурные зависимости. Характер зависимости рекомендуемой допустимой импульсной/переменой синусоидальной составляющей в диапазоне от 5Гц до 100kГц приведен на рисунке 3.

Рисунок 3. Рекомендуемая допускаемая амплитуда переменной синусоидальной составляющей пульсирующего напряжения Uf в зависимости от допускаемого напряжения Ut обеспечивающая наименьшую интенсивность отказов чип-конденсаторов
Uf/Ut, %
f, Гц
Для конденсаторов на Uном:
  • 1 - 2.5 … 10 В
  • 2 - 16 … 32 В
  • 3 - 40 … 50 В


Снижение рекомендуемого допустимого переменного напряжения Uf / допустимого тока пульсаций Iп и в зависимости от температуры Т приведено на рисунке 4.

Рисунок 4. Типовая зависимость допустимого тока пульсаций Iп и допустимое переменного напряжение Uf от температуры Т
     Uf, Iп     
Uf, Iп (20°C)
T, °C
  • 2.3. Подача напряжения обратной полярности на чип-конденсатор недопустима, включая измерение характеристик конденсатора на LCR-метре. Положительный вывод со стороны маркировки выделен цветной полосой.

Параллельное / последовательное включение

При применении параллельного / последовательного включения конденсаторов, в связи с присутствием разброса электрических параметров конденсаторов, может возникнуть неравномерное распределение электрической нагрузки по конденсаторам, что приведет к увеличению вероятности отказа перегруженных элементов, необходимо вводить подбор конденсаторов по электрическому сопротивлению (желательно на рабочей частоте).

Входной контроль

При входном контроле электропараметров (С (электрической емкости), D (тангенса угла диэлектрических потерь), R (активной части сопротивления), Z (полного сопротивления)) чип-конденсаторов рекомендуется применение LCR-метров, обеспечивающих подачу на конденсаторы постоянного напряжение смещения 2В. Частота измерительного сигнала при измерении должна соответствовать ТУ на конденсаторы и требованиям производственной ТД. Для измерения тока утечки может быть применен прибор типа источника-измерителя или специализированный прибор, например, типа "Измеритель токов утечки Chroma 11200". При проведении измерений необходимо применение специализированных контактных приспособлений, обеспечивающих необходимую точность измерения. После измерения необходимо снимать заряд с конденсаторов.