Lorsque la vie ne vous offre aucun MLCC, utilisez des condensateurs polymères

Mar 29, 2024

À moins que vous n'ayez vécu sous un rocher au cours des 12 derniers mois, la nouvelle suivante ne sera pas nouvelle pour vous - mais elle affectera énormément votre vie, surtout si vous travaillez comme ingénieur ou responsable de la chaîne d'approvisionnement : Retour début 2017 , les principaux fabricants de condensateurs à puces en céramique ont commencé à se rendre compte que la demande de MLCC était plus forte que prévu. Cette demande a été particulièrement exprimée par les fabricants de téléphones portables et les marchés finaux de l'automobile, et a conduit en novembre 2017 à des délais de livraison moyens de min. 20 semaines. Les fabricants MLCC abandonnent leur segment de consommation à faible marge et à volume élevé pour se concentrer sur la fourniture de pièces à plus forte valeur ajoutée. Selon le MLCC : FY 2018 Global market Outlook, cette situation s'est même intensifiée en raison d'une demande croissante de MLCC à haute capacité, car les produits de nouvelle génération dans plusieurs segments considéraient les MLCC des gammes 100, 220 et 330 comme des pièces standard. Et maintenant la partie juteuse : la pénurie ne s'améliorera qu'en 2020 et au-delà (ou en d'autres termes : il est temps de chercher une alternative).

Les MLCC sont fiables et utilisés dans de nombreux secteurs. La solution la plus rentable a été et restera probablement la solution au cours des dix prochaines années ; l'empilement de céramiques, mais partout où d'autres diélectriques peuvent être utilisés, la demande augmentera car les fabricants n'auront d'autre choix que de se distancier d'une telle dépendance à l'égard de la céramique. Le tableau 1 présente différents types de condensateurs, notamment les condensateurs électrolytiques, OSCON, SP-Cap, POS-Cap, les condensateurs à film et les MLCC. L'application dicte généralement le meilleur choix de type de condensateur à utiliser dans la conception. Mais avant d'en arriver là, d'une manière générale, la différenciation suivante peut être faite : alors que les condensateurs électrolytiques fournissent l'ESR le plus élevé, ces condensateurs subissent une dégradation significative de la capacité et du courant de fuite à des températures et des fréquences plus élevées. Les condensateurs céramiques ont un ESR et un ESL très faibles, ce qui les rend parfaits pour les performances transitoires, mais ils ont des limites en matière de déclassement de capacité. Bien que les condensateurs céramiques puissent fonctionner avec des courants d'ondulation très élevés, ils subissent une défaillance due au vieillissement non gracieux et nécessitent des champs électriques de fonctionnement plus faibles. Les condensateurs électrolytiques polymères sont principalement utilisés dans les alimentations des circuits électroniques intégrés comme condensateurs tampon, de dérivation et de découplage, en particulier dans les dispositifs de conception plate ou compacte. Ils concurrencent ainsi les condensateurs MLCC, mais offrent des valeurs de capacité plus élevées et n'affichent aucun effet microphonique.

Panasonic est l'un des principaux fabricants de condensateurs polymères solides en aluminium : SP-Caps et OS-CON, de condensateurs polymères au tantale - POS-CAP ainsi que de technologies de condensateurs électrolytiques polymères hybrides en aluminium et possède la plus longue expertise et expérience en matière de conception du marché. Les condensateurs solides conducteurs en aluminium polymère, abrégés ci-après en « condensateurs polymères », ont étendu leurs applications. Le condensateur polymère (ainsi que les condensateurs électrolytiques en aluminium conventionnels) se caractérise par une grande capacité et d'excellentes caractéristiques de polarisation avec lesquelles les condensateurs céramiques multicouches ne pourront jamais rivaliser. En plus de ces avantages, les condensateurs polymères ont des caractéristiques ESR extrêmement faibles. Concernant l'ESL, qui est déterminé par la structure interne et la configuration des bornes des condensateurs, grâce à des améliorations structurelles, les condensateurs polymères ont un faible ESL. Concernant également le dessèchement de l'électrolyte au cours de la durée de vie et les changements de caractéristiques dans une plage de basses températures, les condensateurs polymères ont atteint une très haute fiabilité et des caractéristiques supérieures à basse température en utilisant des matériaux polymères solides comme électrolyte.

Les SP-CAP et POS-CAP, en particulier, avec leur petite taille et leur forme cubique, sont les produits incontournables lorsqu'il s'agit de remplacer les MLCC. En examinant de plus près les caractéristiques de ces différentes technologies, on peut constater des différences majeures entre elles.