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LGA低自感电容器在军事和航空航天应用中的优势(下)
作者:Lon Hint…    文章来源:Agilent Technologies    点击数:    更新时间:2007-10-3    

本文介绍了应用岸面栅格列阵(LGA)电容器的各种益处,以及其在现代军事和航空航天设计中的优越低自感性能及其应用。

随着组件尺寸的不断缩小,终端的几种传统方法变得问题多多。新的了引脚网格阵列系统是一种功能强大的技术,它允许在相反极性的终端之间存在一个可以被精确控制的间隙,这些具有相反极性的终端一般位于引脚网格阵列电容器的底部。由于能够把有效的电流回路“宽度”降低到最小,这一系统在设计元件中变得非常关键。新的精确细铜终端技术通过一个获得专利的过程得到,这个获得专利的过程可以对终端沉积进行紧密的控制,因此,即使是更为小巧的装置也能被生产出来。

使用细铜终端过程还可以允许I/O终端的电极配置安装在电容器的底部,这样一来,信号可以被直接地通过处理器运往或者运出PCB。与垂直电极配置(允许回路区域被极大地缩小)以及电容器内部的电流抵消(由新的终端结构达到)一道,一个相对简单的双终端引脚网格阵列可以拥有一个自感,其自感值只有35pH。

使用引脚网格阵列电容器的益处

这一新的引脚网格阵列技术为航空航天以及军事应用提供了非常大的帮助。设计工程师可以利用减轻的重量,生产的便利,制造出更多具有很强鲁棒性的终端产品。

一个双终端引脚网格阵列装置拥有一个八终端叉指电容器装置的等价ESL。从可生产性的角度来看,对于所有的终端客户来说,这都是一个很大的进展,特别是对于军事或高可靠性的应用。有了生产上的简便性在心中,这就等于少了几分检查的功夫,而多了几分强健的连接。

引脚网格阵列的另外一个益处就是套装尺寸大小的范围很大。这一技术在0805、0508、0306,现在甚至在0204上都是可行的。在这一对装置的分类范围内,首要的一个变量就是抵消“区间”,或者线性距离的最小化,这里的线性距离指的是为了使ESL最小而在底部终端间腾出的间隙。与传统的电容器(比如:MLCC、LICC以及IDC)不同,对于在引脚网格阵列中较大的套装尺寸来说,自感相对较低,这是因为电流回路区域是根据内部电极的设计确定的,而不是根据组件的外部规格确定的(如图3所示)。这意味着:为了使自感现象达到最低的程度,并不一定需要牺牲最大的电容值。在军事应用或者需要高可靠性的应用中,一个很重要的益处在于它减少了使系统性能得到优化而必须需要的组件的数量。

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关于PCB组件的密度,还有另外一个使用引脚网格阵列系统的突出益处。与传统的MLCC组件不同,引脚网格阵列的推荐布局只是略微的高与实际的装置本身,这就使得PCB上的打包密度变得非常的紧密,这一点在尺寸/重量限制系统中是非常重要的。这允许更多有效电容被放置在电路板上的某个指定区域。另外一个优势来自于为引脚网格阵列电容器提供了一个更大的终端区域,使得电路板装配变得更加的具有鲁棒性。这一点使得器件间的联系更为坚固,减少安装压力。在AVX公司和其他现场,电路板安装试验已经证明了:部件很容易就被回流了,并且引脚网格阵列焊接点的机械完整性与那些用传统方法制造的相比没有什么区别,甚至更好。很高的连接强度,再加上很小的组件尺寸,意味着这些装置在高振荡或者高冲击应用领域是非常理想的。一个更大的终端区域还会减少 “墓碑现象”以及 误差产生的可能。AVX可提供符合RoHS准则或者锡/铅终端的引脚网格阵列电容器。

引脚网格阵列技术带来的应用收益

 

很多军事、国防、航空航天以及其他需要高可靠性的系统都从使用引脚网格阵列电容器上获得很好的效益。  类似“未来战斗系统(FCS)”这样的理念,使用一系列装置,比如:GPSJTRS、以及FLIR,将会使用到DSPASICCPU、以及GPU半导体技术。应用者将会看到在系统性能上发生的巨大改进,尤其是在与可靠性、鲁棒性设计以及更低的等价串联自感(来自引脚网格阵列)相关的性能。事实上,对于任何的应用来说,只要此项应用涉及实时的数据收集、操作、储存以及(或者)报告,都会从这些装置的高级解耦性能中获得收益。

 

总结

细铜终端 (FCT) 技术以及垂直摆放的电极是开发具有革命性意义的、拥有超低自感的引脚网格阵列(LGA)电容器的基础。引脚网格阵列对于军事、国防、航空航天以及其他一些需要高可靠性的应用(对于这些应用来说,尺寸、重量以及很高的设计可靠性是非常关键的)来说都是非常理想的。卓越的性能还不会以牺牲电容性或者终端连接强度为代价,最为重要的则是它使设计师们有能力创造出满足未来发展要求的快速发展感应、显示以及导航系统,这三种应用正在被整合到从航天仪器到掌上装置的各种各样的设备之中。

作者:Sonja Brown,产品市场经理,AVX / Koycera公司


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