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COMPONENTS
CAPACITOR
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- ELETTRONICA OGGI 464 - SETTEMBRE 2017
Condensatori polimerici e al tantalio
I condensatori polimerici e al tantalio sono anche
estremamente importanti per i mercati della difesa e
delle applicazioni ad alta affidabilità. La loro elevata
efficienza volumetrica li rende ideali per applicazioni
in cui è necessaria una grande capacità in un package
compatto. I costruttori di dispositivi devono seguire gli
standard di affidabilità più severi, come quelli defini-
ti nelle specifiche MIL-PRF-55365 per i dispositivi al
tantalio con catodo sia in MnO
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, sia
di tipo polimerico, destinati alle ap-
plicazioni nei comparti della difesa e
delle applicazioni ad alta affidabilità.
Ciò garantisce i massimi livelli di affi-
dabilità in tutti quegli impieghi dove
i guasti sono un’eventualità che non
è contemplata. Oltre a seguire gli
standard militari che sono stati de-
finiti per garantire la realizzazione di
componenti estremamente affidabili,
sono stati sviluppati ulteriori metodi
per valutare l’affidabilità dei dispo-
sitivi elettrolitici polimerici per uso
commerciale. A titolo di esempio,
le serie T540 e T541 di Kemet sono
state sottoposte ad una procedura
estesa di valutazione dell’affidabili-
tà. Il processo è tale da assicurare
livelli di affidabilità corrispondenti
allo 0,1% per 1000 ore, allo 0,01%
per 1000 ore e allo 0,001% per 1000 ore. I dispositi-
vi delle Serie T540 e T541 sono i primi condensatori
elettrolitici polimerici con opzioni sul tasso di guasto
definite in base al metodo di valutazione KO-CAP.
Il principio base consiste nel collaudare un campione
rappresentativo significativo di ciascun lotto di fab-
bricazione ordinato in base a questa caratteristica, in
condizioni di invecchiamento accelerato con tensione
e/o temperatura di prova per ottenere le ore di fun-
zionamento necessarie con un valore di accettazione/
rifiuto (A/R) di 1/2, per dimostrare il livello di affida-
bilità dichiarato. Ad esempio, per ottenere un livello di
affidabilità dello 0,001% per 1000 ore, è ammesso un
guasto in 108 ore per componente. Per livelli inferiori,
è richiesto un numero inferiore di ore per componente.
I fattori di invecchiamento accelerato sono predeter-
minati per ciascun progetto, in base
alle prove che vengono condotte in
molteplici condizioni di temperatu-
ra e di tensione. L’affidabilità valu-
tata è equivalente al funzionamento
in condizioni stazionarie a +85°C e
alla tensione nominale, come indi-
cato nelle stime del tasso di guasto
secondo il criterio Weibull previsto
dallo standard MIL-PRF-55365.
In definitiva, le regole che riguarda-
no gli apparecchi elettronici ad alta
affidabilità coprono ogni aspetto
della selezione del componente, per
assicurare i più elevati livelli possi-
bili di affidabilità e di sicurezza sul
lungo termine. La comprensione
dei vari requisiti cui sono soggetti
i condensatori richiede familiari-
tà con un’ampia gamma di speci-
fiche di test che sono applicabili
a varie tecnologie di dispositivi, tipologia costruttiva
e ai diversi compiti che i dispositivi devono svolgere
all’interno degli apparecchi dell’utente finale. Questo
articolo fornisce un’introduzione ai requisiti che si ap-
plicano alle più note tecnologie di condensatori usate
negli apparecchi ad elevate prestazioni e ad alta affi-
dabilità attualmente in uso.
Tabella 1 – I requisiti relativi ai controlli sui condensatori sono definiti per applicazioni che vanno dalla classe commerciale a quella
spaziale fino ad arrivare ai prodotti dedicati
Classe
Opzioni disponibili di Controllo e di Verifica *
Commerciale
Verifiche di livello base; qualifiche definite da KEMET; nessuna PCN
Automotive
Qualifiche definite secondo lo standard AEC-Q200; verifica della capacità; DF, DWV, IR; PCN
COTS
Verifica della capacità, DF, DWV, IR; PCN; tensione Condizionata; DWV e 8%massimo di PDA; Certificato di Conformità; Test
Dedicati, Controlli & Dati; Ispezione Visiva
MIL-PRF
Verifica della capacità, DF, DWV, IR; Ispezione Visiva; Costruiti e Controllati in base alle Specifiche MIL; Certificato di Conformità; Dati di Grup-
po disponibili; Affidabilità Consolidata; SBDS; F-Tech; Classificazione di Weibull; Perdite in DC; Tensione/Corrente di Impulso
Spaziale
Verifica della capacità, DF, DWV, IR; Ispezione Visiva; MIL-PRF-123 & GR-900; MIL-PRF-49470; Conforme alle specifiche NASA ed ESA S-311;
Dati di Gruppo e Sintesi dei Test; Certificato di Conformità; SBDS; F-Tech; Classificazione di Weibull; Perdite in DC; Tensione/Corrente di
Impulso; Raggi X; DPA;
Prodotti dedicati
Controllo Dedicato durante il Processo; Test di Gruppo Dedicato; SCD Specifico per l'Applicazione; Dati di Gruppo e Sintesi
dei Test; Analisi dei Materiali e Rapporti di Test; SBDS; F-Tech; Classificazione di Weibull; Perdite in DC; Tensione/Corrente di
Impulso
*la combinazione dei tipi di test effettuati dipende dal tipo di famiglia del componente, per maggiori informazioni fate riferimento al catalogo Kemet
(DF: Fattore di Dissipazione, DWV: Rigidità Dielettrica, IR: resistenza di Isolamento, PDA: Percentuale di Difetti Ammessi, PCN: Notifica di Modifica al Processo, SBDS: Rottura Simulata e Controllo,
F-Tech: metodologie di processo avanzate di KEMET, DPA: Analisi Fisica Distruttiva)
Fig. 4 – I condensatori MLCC di ultima gene-
razione possono essere impiegati in applica-
zioni nei settori della difesa e aero/spaziale