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CAPACITOR
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- ELETTRONICA OGGI 446 - GIUGNO 2015
rabili alle incrinature se esposti a elevati livelli di vibrazioni
e scosse.
Si è dimostrato che ospitando i condensatori ceramici multi-
strato in package di dimensioni inferiori (fino 0603) è possi-
bile di ridurre la vulnerabilità ai danni causati da vibrazioni
meccaniche. Inoltre sono stati sviluppati dei materiali C0G
ad alta resistenza alla rottura che sono in grado di soppor-
tare urti fino a molti g. I dielettrici C0G per alte temperature
di KEMET sono caratterizzati da un elevato punto di rottura,
con un modulo di rottura doppio rispetto al migliore materia-
le X7R sul mercato.
I test di caduta sono stati eseguiti applicando una forza di
500 g a entrambi i tipi di condensatori, in due package di-
versi, al fine di illustrare la migliore resistenza alle fratture
offerta dal nuovo dielettrico C0G. I condensatori sono stati
saldati su di una scheda di test e soggetti ad un totale di 120
test di caduta nelle tre direzioni spaziali. Per il dielettrico X7R
si sono rotti 4 dispostivi (su 40 cadute), mentre nessun gua-
sto è stato rilevato per il dielettrico avanzato C0G.
I condensatori con reofori radiali e un incapsulamento a
stampo resistenti ad alte temperature (Fig. 3) hanno dimo-
strato una ancora maggiore resistenza agli urti. Attaccare i
terminali al condensatore riduce lo sforzo, migliorando l’af-
fidabilità meccanica. Tuttavia è necessario porre attenzione
per garantire che i giunti saldati siano in grado di soppor-
tare elevate temperature operative. I condensatori stampati
C052H e C062H sono realizzati impiegando una pasta sal-
dante ad alto punto di fusione per garantire l’integrità di tutti
i collegamenti. Test di adesione eseguiti a 200 °C con un si-
stema di collaudo dinamometrico hanno dimostrato una re-
sistenza alla rottura superiore a una forza di 3 kg. Tale valore
supera largamente la minima forza richiesta a temperatura
ambiente pari a 1,8 kg. Infine, la doratura dei terminali ga-
rantisce ottime prestazioni anche ad alte temperature.
Test di affidabilità
I condensatori ceramici multistrato con dielettrico C0G per
alte temperature che offrono queste prestazioni avanzate
sono disponibili sia in package a montaggio superficiale sia
nei package stampati con reofori radiali per garantire una
distribuzione ottimale delle sforzo. La stabilità di questi die-
lettrici speciali assicura una variazione nulla della capacità
rispetto al tempo e alla tensione, e un coefficiente termico
inferiore a ±30 ppm/°C da -55 °C a 200 °C. Inoltre, questi
condensatori sono caratterizzati da un fattore di dissipazio-
ne molto basso fino a temperature di 200 °C e da una bassa
resistenza serie equivalente ad alta frequenza.
Test di invecchiamento fortemente accelerati sono stati ese-
guiti su condensatori a reofori radiali, a diverse tensioni
operative e alla temperatura di 200 °C. L’analisi di Weibull
dei risultati e la predizione ottenibile secondo l’equazione di
Prokopowicz e Vaskas stimano un tempo medio di guasto
(MTTF) pari a 8,64 x 107 anni.
Inoltre, sono state completate 1000 ore di test a 200 °C e alla
massima tensione operativa. Misurando la resistenza di iso-
lamento al tempo iniziale e poi dopo 250, 500 e 1000 ore, al
fine di valutare l’affidabilità, non sono stati registrati guasti o
modifiche dei valori misurati. Altri test di lunga durata tra cui
test di umidità, tempo di immagazzinamento, salti termici -55
°C/+220 °C e test meccanici di vibrazioni e urti non hanno
evidenziato alcun guasto, confermando l’ottima affidabilità
di questi componenti.
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Fig. 3 – Condensatore con reofori radiali realizzato a stampo per alte temperature che offremigliore resistenza agli urti e alle vibrazioni meccaniche