Technologie-Trends: Kleiner und besser

Die Hersteller passiver Bauteile arbeiten permanent an der Verbesserung der elektrischen und mechanischen Eigenschaften sowie an der Reduzierung der Baugröße. Nahezu unbemerkt verbessern sich die Produkte fortlaufend.

Die Hersteller passiver Bauteile arbeiten permanent an der Verbesserung der elektrischen und mechanischen Eigenschaften sowie an der Reduzierung der Baugröße. Nahezu unbemerkt verbessern sich die Produkte fortlaufend. Das bedeutet für die folgenden Bauteilegruppen im Einzelnen:

MLCC Chip – Keramikkondensatoren

Durch verbesserte Herstellungsverfahren der Keramiklagen gelingt es einerseits sehr dünne Lagen und somit höhere Kapazitätswerte, andererseits bei gleicher Kapazität kleinere Bauformen zu produzieren. Die maximalen Kapazitätswerte und Spannungswerte pro Bauform werden sich also künftig erweitern. Bislang wurde ein X5R 100uF 6,3 V als Bauform 1210 geliefert. Dieses Teil wird im Jahr 2009 bereits in Bauform 0805 verfügbar sein.

Hieraus leiten sich zwei Entwicklungen ab.

1.) Große Bauformen mit extrem hohen Kapazitätswerten werden weiter in das Segment der Chiptantal- und Elektrolytkondensatoren eindringen und diese ersetzen.

2.) Derzeit verwendete CV-Produkte werden in kleinerer Bauform verfügbar und nach einiger Zeit zum Standard, z.B. früher 0805 100nF X7R 50V heute als 0603 100nF X7R 50V. Hierdurch entsteht ein nicht unwesentlicher Kostenvorteil, der bis zu 30 bis 40 Prozent je nach Bauformreduzierung betragen kann. Durch den Einsatz kleinerer Bauformen verbessert sich zudem die Verfügbarkeit auf Grund des größeren Produktionsvolumens bei den Produzenten.

Bedeutende Hersteller haben bereits heute einen Produktionsanteil von über 45 Prozent für die Bauform 0402. Die bislang meist produzierte Bauform 0603 wird ab diesem Jahr von der kleineren Bauform 0402 überholt. Die in Deutschland noch sehr gerne eingesetzten Baugrößen 0805 und 1206 werden bis auf die High Cap – Werte immer schwieriger zu erhalten sein, da die Produktionsmengen unter 5 Prozent für die folgenden Jahre fallen werden. Ein Umstieg auf kleinere Bauformen ist dringend zu raten, um in Zukunft kostengünstig und termingerecht produzieren zu können.

Elektrolytkondensatoren und Tantalkondensatoren

Die Lebensdauer kombiniert mit hohem Temperaturbereich, Zuverlässigkeit und niedrige ESR–Werte sind von höchster Priorität. Extrem niedrige ESR–Werte, im Bereich von 10 - 40 mOhm, werden durch die Polymertechnologie bei Elektrolytkondensatoren erreicht und bieten somit das Potential, in hochwertigen Anwendungen die herkömmlichen Elektrolytkondensatoren zu verdrängen. Vorzugsweise werden diese niederimpedanten Kondensatoren in digitalen Applikation zur Filterung und Stabilisierung eingesetzt.

Bei Chiptantalkondensatoren werden durch extrem feinkörnige Pulver sehr hohe CV-Werte erreicht. Hierdurch ist eine Verkleinerung der Bauform vergleichbar zum MLCC möglich. Für Anwendungen, die eine extrem niedrige Impedanz erfordern, stehen Multianodkondensatoren zur Verfügung.

Folienkondensatoren

Folienkondensatoren als XY-Kondensatoren finden heute fast ausschließlich ihren Einsatz im Leistungsbereich und bei Netzanwendungen zur Entstörung. Hohe Temperaturbelastbarkeiten bis 125°C und hohe Pulsströme sind die typischen Anforderungen, die in professionellen Elektronikschaltungen an die Folienkondensatoren gestellt werden.

Frequenzbestimmende Bauteile

Wie bei fast allen passiven Bauteilen spielt die Verkleinerung eine ausschlaggebende Rolle. Zusätzlich zum Platzbedarf sind heute hohe Arbeitsfrequenzen im GHz-Bereich notwendig. Hierfür zeigen sich gerade kleine Bauteile durch geringe Signalwege und geringen Dämpfungsverlust im Vorteil. Dies gilt gleichermaßen für Quarze, Oszillatoren, Induktivitäten und Filter. Die neuen  drahtlosen Technologien wie WLAN und Bluetooth bescheren diesem Produktsegment der passiven Bauteile derzeit einen wahren Boom.