软端子陶瓷电容

一、软端子陶瓷电容的定义与基本概念
软端子陶瓷电容(Soft Terminal MLCC)是一种特殊设计的多层陶瓷电容器,其核心特点是在端电极中加入了导电性树脂层,形成了四层端电极结构(铜、树脂层、镍、锡),而非传统MLCC的三层结构(铜、镍、锡)。这种设计使电容器具有优异的机械应力和热冲击承受能力,特别适用于需要高可靠性的应用场景。
二、软端子陶瓷电容的技术参数
封装尺寸
3225:3.2×2.5×2.5mm(TDK CN系列主流尺寸)
1812:4.5×3.2×2.8mm(信昌FP43N122J302EHG)
1206:3.2×1.6mm(TDK C3216X7R1V106KT000S)
0603:1.6×0.8mm(京瓷10μF MLCC)
温度特性
C0G/NP0:电容值随温度、电压变化极小,损耗低
温度范围:-55℃至125℃(C0G特性),部分产品可达-55℃至150℃
应用优势:适用于汽车引擎舱等严苛环境
电气特性
容差:±2%或±5%(C0G电容通常容差较小)
ESR(等效串联电阻):通过优化树脂电极结构,实现与常规产品相当的低电阻
ESL(等效串联电感):低,适合高频应用
通过认证
AEC-Q200:汽车电子行业标准认证,确保高可靠性
符合汽车级标准:CNA系列专为汽车应用设计,CNC系列用于商用
三、软端子陶瓷电容的结构特点
1. 端电极结构对比
项目 | 普通MLCC | 软端子MLCC |
端电极结构 | 铜、镍、锡(三层) | 铜、树脂层、镍、锡(四层) |
机械特性 | 硬而脆,易受弯曲应力影响 | 柔性,可吸收外部应力 |
热冲击承受能力 | 较差 | 优异 |
电阻特性 | 低 | 通过优化可保持低电阻 |
2. 制造工艺
软端子MLCC的制造工艺流程如下:
1.封端铜/银端浆 → 烧端铜/银端浆
2.封端柔性端电极浆料 → 固化柔性端电极浆料
3.对树脂层表面处理 → 镀镍 → 镀锡 → 测试
关键工艺难点:
柔性端的固化和固化后树脂层的表面处理
保证树脂层完全包裹铜层,防止氧化
优化固化温度,避免树脂层疏松或电解液残留
四、软端子陶瓷电容的应用领域
1. 汽车电子(核心应用领域)
电池线路:软端子MLCC能承受电池系统的振动和温度变化
汽车ECU:发动机控制单元,需高可靠性
先进驾驶辅助系统(ADAS):安全关键系统,需高可靠性
车载充电器(OBC):低ESR特性可减少自热,提升充电效率
2. 电源应用
谐振电路:如LLC谐振电路,TDK CN系列特别优化用于此应用
缓冲电路:用于吸收电压尖峰,保护电路元件
开关电源:在高频应用中,软端子MLCC能有效减少安装裂纹
3. 工业应用
工业控制板:需承受机械振动和温度变化
变频器:在电机控制中,需高可靠性电容器
LED照明:高可靠性要求,减少故障率
4. 通信应用
通信基站:需高可靠性,承受振动和温度变化
TFT-LED逆变器:对电容器的抗应力能力要求高
五、软端子陶瓷电容的优势对比
1. 与传统MLCC的对比优势
特性 | 传统MLCC | 软端子MLCC |
机械应力承受能力 | 差(易弯曲开裂) | 优异(树脂层吸收应力) |
热冲击承受能力 | 较差 | 优异 |
电阻特性 | 低 | 通过优化保持低电阻 |
适用场景 | 一般环境 | 高应力、高可靠性要求环境 |
焊接可靠性 | 低(尤其无铅焊料) | 高(减少焊点裂纹) |
2. 与其它电容器的对比
与电解电容:软端子MLCC体积更小,寿命更长,无极性,适用于高频应用
与钽电容:软端子MLCC可靠性更高,成本更低,适用于高压应用
与普通MLCC:软端子MLCC解决了机械应力问题,特别适合汽车等严苛环境
六、典型案例分析
1. TDK CN系列低电阻软端子C0G MLCC
规格:3225尺寸(3.2×2.5×2.5mm),1000V,22nF,C0G特性
特点:低电阻软端子设计,C0G特性,AEC-Q200认证
应用:
汽车电驱系统:高频滤波消除电磁干扰
车载充电器(OBC):低ESR减少自热,提升充电效率
电池管理系统:稳定电容特性精准监测电压波动
通用电子:3225小型封装节省PCB空间,22nF大容量减少元件串并联数量
2. 信昌FP43N122J302EHG
规格:1812尺寸(4.5×3.2×2.8mm),3KV,1.2nF,C0G±5%
特点:软性电极端电容,通过添加聚合物-银提高柔韧性
应用:主要作为电容弯裂解决方案,适用于易弯曲应力场景
软端子陶瓷电容通过在端电极中加入导电性树脂层,解决了传统MLCC在机械应力和热冲击下易产生裂纹的问题,特别适用于汽车电子等高可靠性要求的场景。TDK最新推出的CN系列产品在3225尺寸下实现了1000V/22nF的规格,通过优化树脂电极结构,使端子电阻与常规产品相当,同时保留了C0G特性,成为高压应用中的理想选择。
随着汽车电子、工业自动化和通信技术的不断发展,软端子陶瓷电容的应用范围将进一步扩大,其技术参数也将持续提升,为电子设备提供更可靠、更高效的电容解决方案
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