Multilayer-Keramik-Chipkondensatoren Biegekräfte auf der bestückten Leiterplatte machen keinen Stress

Multilayer-Keramik-Chipkondensatoren mit hoher Biegefestigkeit
Multilayer-Keramik-Chipkondensatoren mit hoher Biegefestigkeit

Murata hat mit der KRM-Serie Multilayer-Keramik-Chipkondensatoren (MLCCs) entwickelt, deren Metallanschlüsse jene Probleme mindern, welche bei der Befestigung größerer MLCCs auftreten. Dazu zählt die Geräuschentwicklung ebenso wie die Rissbildung beim Biegen der Leiterplatte.

Bei einem auf traditionelle Weise befestigten MLCC hat jegliches Durchbiegen der Leiterplatte mechanische Spannungen im Kondensator und in den Lötverbindungen zur Folge, wodurch es zu Rissen kommen kann. Zu Verformungen bei Keramikkondensatoren kann es allein schon durch das Anlegen von Wechselspannungen kommen, die wiederum ein zyklisches Verbiegen der Leiterplatte bewirken und nebenbei Geräusche erzeugen.

Die unter anderem beim Distributor Gudeco-Elektronik lieferbare KRM-Serie ist mit Anschlüssen aus einer Eisenlegierung ausgestattet, die den Kondensatorkörper im montierten Zustand bis 1 mm über die Leiterplattenoberfläche anheben. Sie sorgen damit dafür, dass keine Biegekräfte zwischen Leiterplatte und Kondensator übertragen werden. In Tests wurde ein Kondensator der KRM-Serie auf einer Leiterplatte montiert und einer Gleichspannung von 20 V und einer Wechselspannung von 1 Vpp ausgesetzt. Er erzeugte dabei ein akustisches Geräusch von 20 dB, verglichen mit 55 dB bei einem identischen MLCC ohne Metallanschlüsse, der direkt auf der Leiterplatte befestigt war.

Der Kondensator wurde außerdem einer Leiterplattenbiegung bis 6 mm ausgesetzt, ohne dass sich Risse bildeten. Im Gegensatz dazu kam es bei dem traditionellen MLCC bereits zu einer Rissbildung, noch bevor eine Durchbiegung um 3 mm erreicht war. Auch in den zyklischen Temperaturschockprüfungen war die KRM-Serie traditionellen MLCCs überlegen. Nach 2000 Zyklen mit -55/+125 °C (5 Minuten) waren weder am Kondensator selbst noch an den Lötverbindungen irgendwelche Verformungen oder Risse zu beobachten.
Die Bandbreite der Baureihe reicht vom KRM55WR71E476MH01K mit 47 μF (Abmessungen: 6,1 x 5,3 x 6,4 mm3; 25 V Nennspannung) bis zum KRM55TR72A106MH01K mit einer Kapazität von 10 μF (100 V Nennspannung, Maße: 6,1 x 5,3 x 4,8 mm3).