Подписка на новости

Опрос

Нужны ли комментарии к статьям? Комментировали бы вы?

Реклама

 

2009 №2

Помехоподавляющие фильтры для поверхностного монтажа

Джуринский Кива


Ускоренное развитие систем мобильной, беспроводной связи и телекоммуникаций, компьютеров, периферийных устройств, аэрокосмических систем и других областей техники привело к микроминиатюризации, высокой плотности монтажа микроэлектронных устройств СВЧ и внедрению высокопроизводительной техники поверхностного монтажа. Такой монтаж предполагает групповые методы автоматизированной сборки и пайки компонентов устройств. Но для этого потребовалось создать соответствующие радиокомпоненты, в том числе и помехоподавляющие фильтры.

Введение

Фильтры для поверхностного монтажа выпускают в виде «чипов». Чипы имеют форму параллелепипеда длиной L, шириной W, высотой T, с шириной выводов на концах E и «земляного» вывода M. Чипы одинаковых размеров объединяют в группы. Номер группы образуется в результате сочетания длины и ширины чипов, измеренных в дюймах (табл. 1). Размеры чипов разных компаний могут отличаться друг от друга.

Таблица 1. Размеры чипов разных групп
Группа
чипов
Размеры, мм
L W T E M
0603 1,6 ±0,2 0,8 ±0,2 0,5 ±0,15 0,2–0,5 0,5
0805 2 ±0,2 1,25 ±0,2 0,8 ±0,1 0,3 ±0,2 0,6 ±0,2
1205 (1206) 3,2 ±0,2 1,6 ±0,2 0,7 ±0,2 0,4 ±0,3 1,1 ±0,3
1806 (1812) 4,5 ±0,3 1,6 ±0,3 1,0 ±0,3 0,5 ±0,3 1,4 ±0,3

Фильтры для поверхностного монтажа выпускаются с электрическими схемами C, L-C, Pi, реже — T [1]. Эффективность подавления электромагнитных помех в основном определяется электрической емкостью фильтра. Для изготовления емкостных элементов фильтров за рубежом применяют керамические материалы (на основе титаната бария) трех групп:

  • COG/NPO — сверхстабильные;
  • X7R — стабильные;
  • Z5U, Y5V, X7W — общего применения.

При использовании керамики COG/NPO с диэлектрической проницаемостью ε = (10–100) максимальное изменение электрической емкости не превышает 30 ppm/°С в диапазоне температур от –55 до +125 °С. Для материала X7R ( ε = (2000–4000)) изменение емкости составляет ±15%, а для материалов общего применения ( ε = (5000–25 000)) — соответственно +22…–56% (Z5U, Y5V) и +40…–90% (X7W) [2].

Простейший фильтр — 3-выводной конденсатор — не является идеальной емкостью. Его электрическую схему можно представить в виде последовательного соединения собственной емкости С, индуктивности выводов L и активного сопротивления r выводов, обкладок конденсатора и активных потерь в диэлектрике [3].

Фильтр имеет минимальное и чисто активное сопротивление на резонансной частоте:

На частотах ниже резонансной полное сопротивление фильтра носит емкостной, а на частотах выше резонансной — индуктивный характер. Таким образом, наличие паразитной индуктивности выводов приводит к появлению резонансов на тем меньших частотах, чем больше величина этой индуктивности. Именно поэтому фильтры для поверхностного монтажа, имеющие малую индуктивность выводов, предпочтительнее фильтров с проволочными выводами.

Существует 2 способа монтажа фильтров на печатные платы: непосредственно на контактные площадки платы (открытый монтаж) и дополнительно еще в стенку или перегородку корпуса изделия (экранированный монтаж). Способ монтажа существенно влияет на величину и частотную зависимость вносимого затухания фильтра. Так, по данным Syfer Technology, на частоте 100 МГц вносимое затухание фильтров с электрической схемой Pi, имеющих емкость 4,7 нФ, равно 32 дБ при открытом монтаже и 57 дБ — при экранированном монтаже.

Компании — производители фильтров для поверхностного монтажа

В таблице 2 приведены ведущие компании — производители фильтров для поверхностного монтажа.

Таблица 2. Компании — производители фильтров для поверхностного монтажа
Компания Страна Сайт
1 Spectrum Control, Inc. США, Германия www.spectrumcontrol.com
2 Murata Electronics Япония, США www.murata.сom
3 Syfer Technology, Ltd. Великобритания www.syfer.com
4 Corry Micronics, Inc. США www.cormic.сom
5 Tusonix, Inc. Франция www.tusonix.сom
6 РУП «Монолит» Белоруссия www.monolit.by
7 Advanced Monolythic Ceramics, Inc.
A Johanson Comp.
США www.johansondielectric.com

Spectrum Control

Для монтажа на поверхность печатных плат компания Spectrum Control разработала и выпускает неполярные трехвыводные монолитные керамические фильтры с С, L-C и Piэлектрическими схемами (рис. 1).

Рис. 1. СиL-C-фильтры компании Spectrum Control
Рис. 1. СиL-C-фильтры компании Spectrum Control

Выпускаются фильтры С-типа следующих групп: 0805, 1205 и 1806 и L-C-типа: группы 0805 и 1206. Основные параметры фильтров приведены в таблице 3. Фильтры применяют в сотовых телефонах, базовых станциях, компьютерах и периферийных устройствах, телекоммуникационных системах и различных цифровых устройствах.

Таблица 3. Параметры СиL-C-фильтров
Группа
фильтров
Количество
типоразмеров
Номинальная
емкость, пФ
Номинальный
ток, А
Номинальное
напряжение, В
С-фильтры
1 SF0805 8 22–22 000 0,4–1,0 50
2 SF1205 9 22–47 000 0,3–1,0 50
3 SF1806 10 22–220 000 0,3–2,0 100
L-C-фильтры
1 LC0805 5 0,1 25
2 LC1206 4 0,1 25

Электрическая емкость С-фильтров изменяется в пределах +50…–20%. Фильтры с емкостью до 220 пФ выполнены на керамическом материале COG/NPO, а с емкостью более 470 пФ — на материале X7R. Сопротивление изоляции фильтров — 10 000 МОм, рабочий диапазон температур: –55…+125 °C.

L-C-фильтры имеют монолитную конструкцию на основе керамики и феррита. Номинальная емкость L-C-фильтров в каталоге Spectrum Control не приведена, но указана их частота среза (частота, на которой вносимое затухание равно 3 дБ и с которой фильтр начинает подавлять электромагнитные помехи). Величину емкости можно оценить, если учесть, что частота среза равна 100 МГц при емкости 100 пФ [1]. L-C-фильтры в зависимости от емкости имеют частоту среза от 10 до 220 МГц с пределами ее изменения ±20%. Сопротивление изоляции фильтров — не менее 100 МОм, рабочий диапазон температур: –25…+85 °C. Уровень вносимого затухания всех фильтров возрастает с повышением их емкости. На частоте 1 ГГц для фильтров с емкостью более 220 пФ величина вносимого затухания приблизительно равна 40 дБ.

Кроме того, компания Spectrum Control одной из первых выпустила две серии сильноточных фильтров для поверхностного монтажа — PSM и SSM, они рассчитаны на рабочие токи 10 и 20 А (рис. 2).

Рис. 2. Фильтры серий PSM и SSM
Рис. 2. Фильтры серий PSM и SSM

Фильтры PSM и SSM применяют в усилителях мощности, источниках питания, устройствах управления электродвигателями. Фильтры серии PSM (Power Surface Mount) имеют C или Piэлектрическую схему. Номинальный рабочий ток емкостных фильтров 20 А, Pi фильтров — 10 А, номинальное напряжение постоянного тока соответственно 200 и 100 В. Емкость PSM-фильтров можно выбрать в следующем ряду: 68, 100, 130, 470, 820, 1000, 1500, 2500, 4000 и 10 000 пФ.

Фильтры серии SSM выполняют только с электрической схемой Pi, они рассчитаны на рабочий ток 10 А и напряжение постоянного тока 100 В. Их электрическая емкость 100, 500, 1500, 2000 и 4000 пФ.

Температура пайки фильтров на печатные платы — 220…240 °С. После пайки необходима ультразвуковая очистка от остатков флюса: частота колебаний не более 28 кГц, мощность 20 Вт на литр моющего раствора, время — не более 5 минут.

Чип-фильтры всех типов поставляют, как правило, большими партиями, упакованными в пластиковую ленту для удобства автоматизированного монтажа. Обозначение фильтров Spectrum Control достаточно сложное. Например, в обозначении фильтра LC1206М223МАNAT: L-C — электрическая схема фильтра, 1206 — группа (размеры чипа), М223 — частота среза (22 МГц), М — пределы изменения частоты среза (±20%), А — номинальное напряжение постоянного тока (25 В), N — покрытие выводов под пайку, включающее барьерный слой никеля, A — номинальный ток (0,1 А) и Т — способ упаковки.

Murata Electronics

Эта компания — признанный мировой лидер в производстве конденсаторов, индуктивностей и фильтров для поверхностного монтажа. Компания выпускает серии разных типов фильтров (более 150 типов) с электрическими схемами C, L-C, T и Pi. Рассмотрим некоторые из них.

Серии NFM39/3212/4516 R

Фильтры этих серий — миниатюрные 3-выводные чип-конденсаторы. Размеры чипов NFM39R — 2,0×1,25×0,5 (группа 0805), чипов NFM3212R — 3,2×1,25×0,7 (группа 1205), NFM4516R — 4,5×1,6×1,0 (группа 1806). Параметры этих фильтров приведены в таблице 4. Номинальный ток фильтров 0,3 А, рабочий диапазон температур: –55…+125 °С.

Таблица 4. Параметры фильтров
серий NFM39/3212/4516 R
Серия
фильтров
Емкость,
пФ
Пределы
изменения
емкости, %
Номиналь-
ное напря-
жение, В
Сопротивле-
ние изоля-
ции, МОм
NFM39R 22–22 000 ±20 50 1000
NFM3212R 22–22 200 +50…–20 50 10 000
NFM4516R 22–220
470–22 000
+ 50…–20 100 10 000

Величина вносимого затухания фильтров возрастает с увеличением их емкости, достигая максимума 60 дБ в диапазоне частот 100–1000 МГц. С увеличением емкости максимум сдвигается в область более низких частот.

Фильтры применяют в персональных компьютерах, периферийных устройствах и системах телекоммуникации.

Серии NFM2012R/40P/4516R/46R

Эти фильтры также имеют электрическую схему С и выпускаются в виде чипов групп 0805,1205,1806 и 2220. Размеры чипов последней группы — 5,7×5,0×2,2 мм. Фильтры рассчитаны на достаточно большие токи и эффективно подавляют электромагнитные помехи в диапазоне частот от 500 КГц до 1 ГГц (величина вносимого затухания — до 30 дБ). Параметры фильтров приведены в таблице 5.

Таблица 5. Параметры фильтров серий NFM2012R/40P/4516R/46R
Группа Обозначение
фильтра
Емкость Номинальные Сопротивление
изоляции, МОм
Рабочий диапазон
температур, °С
напряжение, В ток, А
0805 NFM2012P13C104R 0,1 мкф (±20%) 16 2 1000 –55…+125
NFM2012P13C474F 0,47 мкф (+80…–20%) 16 2 1000 –40…+85
NFM2012P13C105B 1,0 мкф (±20%) 10 4 500 –40…+85
NFM2012P13C105F 1,0 мкф (+80…–20%) 16 2 –40…+85
1205 NFM40P12C223 22 нФ (±20%) 50 2 1000 –55…+85
1806 NFM4516P13C204F 0,2 мкф (+80…–20%) 2
2220 NFM46P11C155 1,5 мкф (+80…–20%) 6

Серия NFM839R

Фильтры этой серии имеют небольшую емкость (10–100 пФ) и высокое сопротивление выводов (22–100 Ом) и поэтому предназначены для подавления помех в цепях импульсных сигналов без искажения формы импульсов. Их применяют в линиях как с низким, так и с высоким импедансом. Фильтры имеют L-C электрическую схему и выпускаются в виде чипов с размерами 2,0×1,25×0,5 мм. Основные параметры фильтров приведены в таблице 6.

Таблица 6. Параметры фильтров серии NFM839R
Обозначение
фильтра
Емкость,
пФ,
±20%
Сопротивление
выводов, Ом,
±30%
Номи-
нальный
ток, мА
NFM839R02C100R220 10 22 50
NFM839R02C100R470 47 35
NFM839R02C470R220 47 22 50
NFM839R02C470R470 47 35
NFM839R02C470R680 68 30
NFM839R02C470R101 100 25
NFM839R02C101R220 100 22 50
NFM839R02C101R470 47 35
NFM839R02C101R680 68 30
NFM839R02C101R101 100 25

Номинальное напряжение всех фильтров 50 В, сопротивление изоляции — более 1000 МОм, рабочий диапазон температур: –40…+85 °С. Величина вносимого затухания максимальна на частоте приблизительно 500 МГц и равна 30–35 дБ (в зависимости от емкости фильтра).

Серия NFA

Фильтры этой серии предназначены для подавления помех одновременно в 4, 6 или 8 цепях. Такие сборки фильтров с электрической схемой С, соединенных в одном чипе, целесообразны для устройств с плотной компоновкой компонентов, так как шаг между выводами фильтров равен 1,27 или даже 0,8 мм. Неполярные фильтры серии NFA применяют в различных цифровых устройствах, например в ноутбуках и периферийных устройствах. Murata Electronics выпускает 3 типа чип-фильтров: NFA81R, NFA62R и NFA3216D. Размеры чипов соответственно 12,5×4,5×1,2; 6,3×3,2×1,0 и 3,2×1,6×0,8 мм. В фильтрах первого типа количество выводов — 8, шаг между ними — 1,27 мм, емкость — от 22 до 10 000 пФ. В фильтрах второго типа количество выводов — 6, шаг между ними — 0,8 мм, емкость — от 22 до 22 000 пФ. В фильтрах третьего типа количество выводов — 4, шаг между ними — 0,8 мм, емкость — от 22 до 10 000 пФ. Рабочее напряжение фильтров — 50 В (25 В для фильтров третьего типа), номинальный ток 200 мА, сопротивление изоляции — более 1000 МОм, рабочий диапазон температур: –55…+85 °С. Величина вносимого затухания зависит от электрической емкости фильтра. Она максимальна (более 70 дБ) для фильтров с емкостью 10 000 пФ на частоте 50 МГц. Для фильтров с емкостью 100 пФ максимальное вносимое затухание равно 60 дБ на частоте 1,5 ГГц.

Серия NFA3216G

Эта серия состоит из фильтров 9 типов. В одном чипе с размерами 3,2×1,6×0,8 мм объединены 4 фильтра с L-C электрической схемой. В фильтрах всего 2 «земляных» вывода, а шаг между токоведущими выводами равен 0,8 мм. Фильтры имеют небольшую электрическую емкость (10, 22 или 100 пФ с пределами изменения ±20%) и значительное сопротивление выводов (от 6,8 до 100 Ом). Такие сборки эффективно применяют в цифровых устройствах, в которых недопустимо искажение формы сигналов. Номинальный ток фильтров — 15–50 мА, напряжение — 6 В, минимальное сопротивление изоляции — 1000 МОм, рабочий диапазон температур: –40…+85°С. Величина вносимого затухания фильтров зависит от их емкости и сопротивления выводов. Она максимальна для фильтра с емкостью 100 пФ и сопротивлением 100 Ом и равна 32 дБ на частоте около 450 МГц.

Серии NFМ616R/RH

В фильтрах этих серий с электрической схемой T емкостной и два ферритовых индуктивных элемента объединены в одном 3-выводном неполярном чипе с размерами 6,8×1,6×1,6 мм. Фильтры серии NFМ616R имеют емкость от 33 до 4700 пФ, номинальное напряжение 50 В, ток 2 А, рабочий диапазон температур: –25…+85 °С.

Электрическую емкость фильтров серии NFМ616RH можно выбрать в пределах от 33 до 3300 пФ, их номинальное напряжение — 100 В, ток — 2 А, рабочий диапазон температур: –55…+125 °С.

Syfer Technology

Эта компания выпускает большую серию фильтров с электрическими схемами C и Pi. Параметры фильтров приведены в таблицах 7, 8.

Таблица 7. Параметры С-фильтров компании Syfer Technology
Тип E01 E07 SBSGC SBSMC
Размеры чипа 0805 1206 1806 0805 1206 1806 1812 2220
Максимальный ток, А 0,3 0,3 0,3 1 2 2 10 20
Напряжение, В Диэлектрик Электрическая емкость, нФ
50 COG/NPO 0,68–0,82
X7R 22–47 22–100 100–200 4,7–47 33–100 47–200 220 470
100 COG/NPO 0,022–0,56 0,022–1 0,022–2,2
X7R 1–15 1,5–15 3,3–68 1–3,3 10–22 22–33 100–150 220–330
200 X7R 68 100–150
500 X7R 1–47 1–68
Таблица 8. Параметры Pi-фильтров
компании Syfer Technology
Тип SBSPP SBSGP SBSMP
Размеры чипа 1206 0812 2220
Максимальный ток, А 1 5 10
Напряжение, В Диэлектрик Электрическая емкость, нФ
25 X7R 100–150
50 X7R 22–68 220 470
100 COG/NPO 22–470
X7R 1–15 100–150 220–330
200 X7R 68 100–150
500 X7R 1–47 1–68

Частотная зависимость вносимого затухания фильтров (для случая их экранированного монтажа) приведена в таблице 9.

Таблица 9. Вносимое затухание фильтров
Величина
емкости, пФ
Вносимое затухание, дБ, на частотах, МГц
10 100 1000
С-фильтры
47 10
470 1 16 35
1000 4 23 41
4700 16 36 55
10 000 22 41 60
22 000 29 46 60
Pi-фильтры
47 3 21
470 2 22 58
1000 5 33 60
4700 19 57 60
10 000 29 60 60
22 000 36 60 60

Обозначение фильтров компании Syfer Technology содержит сведения об их конструкции и параметрах. Например, 1206J100 0222 MXTE01 — это С-фильтр группы 1206, выводы которого покрыты оловом поверх барьерного подслоя никеля, для напряжения постоянного тока 100 В, с емкостью 2200 пФ ±20%, диэлектрик — X7R, упаковка в ленту, тип фильтра — E01. Фильтры типов SBSPP, SBSGP, SBSMP предназначены для экранированного монтажа.

Расположение и размеры контактных площадок на печатной плате под установку фильтров приведены в технической документации для каждого конкретного типа фильтров.

Во избежание растрескивания фильтров при пайке на печатную плату необходимо не допускать резких перепадов температуры при нагреве и охлаждении. Скорость предварительного нагрева должна быть в среднем 2 °С/с, максимальная температура пайки — 260 °С. При ручной пайке температура жала паяльника должна быть не более 300 °С, а время пайки — 3–5 с. По возможности, при пайке следует применять теплоотвод от корпуса фильтра.

Corry Micronics

Компания Corry Micronics выпускает фильтры для поверхностного монтажа серий SMP с электрической схемой Pi и SMС с электрической схемой С. Фильтры выполнены в виде чипов длиной 8 и 10 мм. Чипы длиной 8 мм имеют электрическую емкость до 4000 пФ, длиной 10 мм — до 8200 пФ. Все выпускаемые фильтры имеют рабочее напряжение 100 В, напряжение пробоя 300 В и сопротивление изоляции — более 10 ГОм. Индуктивность Pi фильтров — 0,1 мГн. Основные параметры фильтров представлены в таблице 10. Величина вносимого затухания приведена для случая экранированного монтажа фильтров.

Таблица 10. Основные параметры фильтров
компании Corry Micronics
Обозначение
фильтра
Электричес-
кая емкость,
пФ
Пределы
изменения
емкости, %
Вносимое затухание, дБ,
на частотах, ГГц
0,01 0,1 1,0
SMP серия фильтров с электрической схемой Pi.
Допустимый ток 10 А
SMP1-01-101Z 100 +80…–20 3 16
SMP1-01-471Z 470 +80…–20 1 16 40
SMP1-01-102P 1000 +100…0 7 40 65
SMP1-01-202P 2000 +100…0 10 45 70
SMP1-01-402Z 4000 +80…–20 13 52 70
SMP2-01-682Z 6800 +80…–20 16 60 70
SMP2-01-822Z 8200 +80…–20 20 65 70
SMС серия фильтров с электрической схемой С.
Допустимый ток 20 А
SMC1-01-101Z 100 +80…–20 1 16
SMC1-01-471Z 470 +80…–20 12 27
SMC1-01-102Z 1000 +80…–20 3 20 35
SMC1-01-152Z 1500 +80…–20 5 22 37

Покрытие выводов фильтров включает барьерный подслой никеля и наружный слой олова, что обеспечивает хорошую паяемость. Пайку фильтров на поверхность печатной платы производят одним из известных способов: в парогазовой фазе, волной припоя, инфракрасным нагревом, нагревом горячим газом или паяльником. Фильтры удовлетворяют требованиям директивы RoHS [1], и их пайку можно производить бессвинцовыми припоями SAC305 (олово 96,5%, серебро 3,0%, медь 0,5%) или SAC387 (олово 95,5%, серебро 3,8%, медь 0,7%). Для применений, не требующих соблюдения директивы RoHS, пайку производят припоями SN60, SN62 или SN63, аналогичными отечественному припою ПОС-61. При ручной пайке температура жала паяльника должна быть не более 260 °С. Компания выпускает также фильтры, допускающие пайку более высокотемпературным припоем SN10 (свинец 88%, олово 10%, серебро 2%).

Tusonix, Inc.

Среди огромной номенклатуры продукции для подавления электромагнитных помех этой компании важное место занимают фильтры для поверхностного монтажа серий 4700, 4701 и 4702. Фильтры серий 4700 и 4701 имеют электрическую схему Pi, серии 4702 — схему С. Фильтры выполнены в виде чипов прямоугольного сечения с размерами 2,29×2,29×8 мм и круглого сечения диаметром 2,2 мм и длиной 8 мм. Параметры фильтров представлены в таблице 11.

Таблица 11. Параметры фильтров компании Tusonix
Обозначение
фильтра
Электрическая
емкость, пФ
(пределы изменения
емкости +80…–20%)
Вносимое затухание, дБ,
на частотах, ГГц
0,01 0,1 1,0
Фильтры квадратного сечения. Электрическая схема Pi
4700–006 100 3 16
4700–009 470 1 16 40
4700–005 1000 7 40 65
4700–003 2000 10 45 70
4700–008 4000 13 52 70
4701–002 6800 16 60 70
4701–001 8200 20 65 70
Фильтры квадратного сечения. Электрическая схема С
4702–000 100 1 19
4702–001 470 12 27
4702–002 1000 3 20 35
4702–003 1500 5 22 37
4702–004 2500 10 25 40
4702–005 4000 15 30 45
Фильтры круглого сечения. Электрическая схема С
4700–059 100 3 16
4700–058 1000 7 40 65
4700–053 2000 10 45 70
4700–056 5000 15 55 70

Фильтры имеют номинальный ток 10 А, номинальное напряжение 100 В, напряжение пробоя 300 В, собственную индуктивность 100 нГн, сопротивление изоляции — не менее 10 000 МОм. Пайку фильтров на поверхность печатной платы производят различными способами: нагревом в печи, в парогазовой фазе, волной припоя, инфракрасным нагревом, нагревом горячим газом или паяльником. При пайке необходимо выполнять рекомендации Tusonix, которые аналогичны рассмотренным ранее рекомендациям других компаний.

РУП «Монолит»

Республиканское унитарное предприятие «Монолит» является крупнейшим в СНГ производителем многослойных керамических конденсаторов, терморезисторов и изделий из пьезокерамики. Оно выпускает также серию фильтров для поверхностного монтажа — МЧП (ТУРБ 300050407.010-2003). Фильтры МЧП представляют собой проходной 3-выводной конденсатор в виде чипа с размерами 4,5×1,6×1,1 мм. Электрическая емкость конденсаторов — 22, 47, 100, 220, 470, 1000, 2000, 4700 пФ, а также 0,01 и 0,022 мкФ с допустимым отклонением +50…–20%. Номинальный ток фильтров 0,3 А, напряжение 100 В. Контактные площадки выводов фильтров состоят из серебряно-никелевого барьерного слоя и оловянного покрытия под пайку.

Фильтры серии МЧП находят применение в компьютерах, цифровых устройствах, а также в различных цепях постоянного и переменного токов.

Advanced Monolythic Ceramics

Advanced Monolythic Ceramics — один из мировых лидеров в производстве дисковых конденсаторов, керамических конденсаторных сборок, а также ферритовых чип-индуктивностей и конденсаторов для поверхностного монтажа. Компания разработала серию оригинальных фильтрующих конденсаторов X2Y с низкой собственной индуктивностью (рис. 3).

Рис. 3. а) Внешний вид фильтрующего конденсатора X2Y; б) электрическая схема; в) конструкция конденсатора X2Y
Рис. 3. а) Внешний вид фильтрующего конденсатора X2Y; б) электрическая схема; в) конструкция конденсатора X2Y

Конденсаторы X2Y содержат в одном чипе две симметричные емкости и выполняют две функции: фильтруют электромагнитные помехи и служат разделительным конденсатором. В одном чипе может быть размещено до 7 емкостных элементов. Параметры конденсаторов X2Y приведены в таблице 12.

Таблица 12. Параметры конденсаторов X2Y
Группа Диэлектрик Электрическая
емкость
Номинальное
напряжение, В
0402 NPO/COG 1,8–100 пФ 50
X7R 100 пФ…10 нФ
0603 NPO/COG 1,8–47 пФ 100
X7R 100–220 пФ 50
47 пФ…4,7 нФ 100
10 нФ 50
15–22 нФ 25
47 нФ 16
100 нФ 10
220 нФ 6,3
0805 NPO/COG 10–100 пФ 100
220–470 пФ 50
X7R 47 пФ…10 нФ 100
15–47 нФ 50
100 нФ 25
180 нФ 10
1206 NPO/COG 1 нФ 100
X7R 10–100 нФ
100–330 нФ 16
470 нФ 10
1210 X7R 100–330 нФ 100
1000 нФ 16
1410 X7R 400 нФ 100
1812 X7R 330 нФ…470 нФ 100
Примечание. Чипы группы 0402 имеют размеры 1,1 × 0,6 × 0,5 мм;
группы 1210 — 3,2 × 2,5 × 1,7 мм;
группы 1410 — 3,5 × 2,5 × 1,7 мм;
и группы 1812 — 4,4 × 3,1 × 2,2 мм.

Конденсаторы X2Y обеспечивают подавление помех в диапазоне частот от 1 до 1000 МГц в зависимости от величины их емкости. Так, для емкости 400 нФ максимальное вносимое затухание 70 дБ приходится на частоту 12 МГц. При емкости 100 пФ величина вносимого затухания максимальна (35 дБ) на частоте 800 МГц. Конденсаторы X2Y сохраняют свои характеристики при изменении температуры и напряжения и не подвержены старению.

Advanced Monolythic Ceramics дает подробные рекомендации по конструкции контактных площадок на печатной плате (layout), на которые устанавливают конденсаторы X2Y. Приведены примеры неправильной установки, в результате которой ухудшаются параметры фильтров.

Конденсаторы X2Y применяют в усилителях, цифровых устройствах и устройствах мобильной связи.

Заключение

Внедрение высокопроизводительной автоматизированной технологии поверхностного монтажа в современные устройства с высокой плотностью компоновки невозможно без применения чип-фильтров для подавления электромагнитных помех. К сожалению, в нашей стране разработке и выпуску таких фильтров до настоящего времени не уделялось должного внимания. Поэтому разработчикам приходится применять в отечественной аппаратуре зарубежные фильтры. Иностранные компании, прежде всего Murata и Spectrum Control, выпускают чипфильтры, удовлетворяющие всем требованиям современной радиоэлектроннй аппаратуры.

Литература

  1. Джуринский К. Миниатюрные коаксиальные радиокомпоненты для микроэлектроники СВЧ. М.: Техносфера, 2006.
  2. Джуринский К. Зарубежные миниатюрные фильтры нижних частот. Ключ к информации о фильтрах // Компоненты и технологии. 2009. №1.
  3. Чанов Л. Конденсаторы. Так ли все просто? // Электронные компоненты. 2005. №4

Скачать статью в формате PDF  Скачать статью Компоненты и технологии PDF

 


Другие статьи по данной теме:

Сообщить об ошибке