Продукция Yageo: пассивные электронные компоненты обзор и особенности применения Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Компоненты и технологии, № 8'2002

Продукция Yageo:

обзор и особенности применения

Андрей Скрипников

[email protected]

Доля (%)

О фирме Yageo

Yageo Corporation со дня своего образования в 1977 году занимается производством резисторов поверхностного монтажа. В 1987 году компания разработала, запатентовала и внедрила собственное оборудование для производства резисторов поверхностного монтажа.

В 1994 году Yageo приобрел 40% акций компании ASJ — крупнейшего сингапурского производителя чип-резисторов.

В 1996 году Yageo стал владельцем 100% акций компании Vitrohm (Германия), занимающейся производством резисторов различного назначения и 34% акций завода Teapo Electronics по выпуску конденсаторов.

В 1997 году стал владельцем 40% акций Chilisin Electronics — крупнейшего в Гонконге производителя индуктивных элементов.

В 1999 году заключается соглашение, по которому Yageo переходит 100% акций компании Steller/Paccom — крупнейшего дистрибьютора пассивных компонентов в США. Доля Yageo на национальных рынках резисторов поверхностного монтажа достигает 75%.

Наконец, в 2000 году по соглашению с Philips Yageo получает 100% акций Philips Passive — подразделения по производству дискретных компонентов и изделий из ферро-керамики. В конце 2000 года Yageo вошел в тройку мировых лидеров по производству пассивных компонентов.

Yageo Corporation является мировым лидером в разработке и внедрении диэлектрических, ферро-

Годы (1981/2005)

Рис. 1. Изменение спроса на керамические конденсаторы поверхностного монтажа

и пьезо-керамических технологий. Центры разработки, находящиеся по всему миру, разрабатывают электронные компоненты для применения в сфере цифровой обработки сигналов и телекоммуникационного оборудования, где новые технологии наиболее востребованы.

Электронные компоненты Yageo удовлетворяют самым строгим требованиям производителей электронного оборудования, именно поэтому их продукция используется в изделиях таких фирм, как Siemens, Motorola, Goldstar, Acer, HP, Nokia, Apple, Canon, Sony, IBM и Ericsson.

Спектр электронных компонентов, производимых фирмой Yageo, очень широк и включает в себя:

• металлопленочные и углеродные выводные резисторы;

• резисторы и резисторные сборки поверхностного монтажа различного назначения;

• керамические конденсаторы поверхностного монтажа, в том числе емкостью до 10 мкФ;

• выводные индуктивности и индуктивности поверхностного монтажа;

• EMI-фильтры для работы в высокочастотных цепях;

• высоковольтные пленочные конденсаторы;

• электролитические конденсаторы.

Область применения компонентов Yageo не поддается охвату — это компьютерное, телекоммуникационное оборудование, бытовая и автомобильная техника, промышленное оборудование, средства мобильной связи, медицинская техника и многое-многое другое.

Цель этой статьи не только познакомить читателей с продукцией, но также раскрыть некоторые особенности применения высокотехнологичных компонентов в условиях российских предприятий.

Не секрет, что основной тенденцией развития мировой электронной промышленности является миниатюризация. Как следствие, требуется применение все более миниатюрных электронных компонентов. Не стала исключением и продукция Yageo. С течением времени падает спрос на элементы больших размеров и увеличивается на более миниатюрные. На рис. 1 представлено изменение мирового спроса на конденсаторы поверхностного монтажа различных размеров в период с 1980 по 2006 год (прогноз по данным ведущих мировых аналитиков).

Диаграмма говорит сама за себя. Очевидно, что с течением времени и развитием производственного оборудования увеличивается спрос на элементы меньших размеров. Одновременно с этим

Компоненты и технологии, № 8'2002

падает спрос на элементы больших размеров, что заставляет производителей сворачивать производство непопулярных размеров. Думаю, многие отечественные производители электронного оборудования уже успели испытать трудности с приобретением элементов размером 1206, заставившие их перейти на более миниатюрные элементы. Очевидно, что в ближайшее время им придется столкнуться с похожей проблемой по отношению к элементам, размером 0805, которые в настоящее время уже практически полностью вытеснены размерами 0603 и 0402. Не за горами время господства сверхминиатюрных элементов, размером 0201 и менее. Следовательно, необходимо задуматься о модернизации монтажного оборудования уже сейчас.

Как уже упоминалось ранее, Yageo является ведущим мировым производителем резисторов различного назначения как выводных, так и поверхностного монтажа. Нет необходимости говорить о том, что чип-резистор — наиболее востребованный элемент на рынке электронных компонентов. В настоящее время Yageo принадлежит 22% мирового рынка чип-резисторов и со временем эта доля будет только увеличиваться (рис. 2).

Таблица 1. Характеристики резисторов серии RC

Характеристика RC0201 RC0402 RC0603 RC0805 RC1206 RC1210 RC2010 RC2512

Рассеиваемая мощность, Вт 1/20 1/16 1/10 1/8 1/4 | 1/3 | 3/4 1

Температурный диапазон -55 °С ~ +125 °С

Рабочее напряжение, B 25 50 50 150 200 200 200 200

Диапазон сопротивления

E24, ±2%, ±5% 10 Ом...1 МОм 1 Ом.10 МОм 1 Ом...22 МОм

E96, ±0.5%; ±1% 10 Ом...4.7 МОм 10 Ом...2.2 МОм

| С нулевым сопротивлением

ТКС ±100 ppm - - 10 Ом.1 МОм

±200 ppm 10 Ом.1 МОм 10 Ом.10 МОм 1 Ом.1 МОм

±400 ppm - 1.10 Ом -

1 Характеристики резисторов с нулевым сопротивлением

Рабочий ток, А 0.5 1 1 2 2 2 2 2

Максимальный ток, А 1 2 2 5 10 10 10 10

Таблица 2. Характеристики резисторов серии RT

Характеристика RT0201 RT0402 RT0603 RT0805 RT1206 RT1210 RT2010 RT2512

Рассеиваемая мощность, Вт 1/20 1/16 1/10 | 1/8 | 1/8 | 1/4 | 1/2 | 3/4

Температурный диапазон -55 ° ’С ~ +125 ° С

Диапазон сопротивления 33 Ом. 10 Ом. 10 Ом. 10 Ом. 10 Ом. 10 Ом. 10 Ом. 10 Ом.

22 кОм 100 кОм 330 кОм 1 МОм 1 МОм 1 МОм 1 МОм 1 МОм

Рабочее напряжение, В 15 50 75 150 200 200 200 200

Точность

±0,1%; ±0.25%; ±0.5%; ±1% (±0.01%; ±0.05% - спецзаказ)

ТКС

±25 ppm; ±50 ppm; (±10 ppm; ±15 ppm - спецзаказ)

Таблица 3. Характеристики резисторов серии RL

Характеристика RL0603 RL0805 RL1206 RL1210 RL2010 RL2512

Рассеиваемая мощность, Вт 1/10 1/8 1/4 1/3 3/4 1

ТКС ±600 ppm | ±1500 ppm

Диапазон сопротивления (Е24/Е96) 0.1.0.99 Ом 0,02.0,99 Ом 0,01.0,99 Ом

Температурный диапазон -55 °С...+125 °С

Точность ±1%, ±2%, ±5%

В России широчайшее распространение получили резисторы Yageo серии RC. Характеристики этих резисторов приведены в табл. 1.

Однако больший интерес представляют тонкопленочные резисторы поверхностного монтажа. Технологии тонких пленок Yageo позволяют делать высокоточные резисторы с высокой температурной стабильностью. В настоящее время серийно выпускаются чип-резисторы с точностью 0,1% и температурной стабильностью 15 ppm/°C (серия RT, см. табл. 2).

Серия RL — низкоомные чип-резисторы. Эти резисторы предназначены для использования в схемах измерения токов различных устройств — DC/DC-преобразователей, зарядных устройств и др. Кроме того, эти резисторы имеют безиндуктивный характер сопротивления, что позволяет их применять в высокочастотных устройствах. Характеристики этих резисторов также приведены в табл. 3.

Большой интерес для конструкторов представляют мощные резисторы размером 1218 (серия PRC201), которые перешли Yageo в наследство от Philips Passive (Phycomp). При рассеиваемой мощности в 1 Вт (максимальное рабочее напряжение составляет 200 В) эти резисторы имеют размер на 28% меньше, чем резисторы,

имеющие ту же самую рассеиваемую мощность, но размером 2512. Кроме того, за счет особенностей конструкции эти резисторы более устойчивы к ударным воздействиям и резким перепадам температуры. А за счет меньшей результирующей длины резистивного элемента обладают меньшей собственной индуктивностью, что облегчает их применение в высокочастотных устройствах (рис. 3, табл. 4).

1.6 mm . 4.8 mm

Рис. 3. Сравнительные размеры резисторов 1206, 1218 и 2512

Таблица 4. Резисторы PRC201

Характеристика Значение

Размер 1218

Диапазон номинальных сопротивлений 0,02 Ом - 1 МОм

Рассеиваемая мощность 1 Вт

Точность 1%; 5%

В ассортимент продукции, выпускаемой Yageo, входят резисторные сборки поверхностного монтажа различного назначения и различных размеров. Однако из-за нежелания превращать целую журнальную полосу в справочник, остановимся на наиболее примечательных свойствах резисторных сборок поверхностного монтажа Yageo, за дополнительной информацией отправляя читателя на сайт Yageo в России: yageo.alkon.net.

Не секрет, что паяемость элементов поверхностного монтажа является очень важной, так как именно она в конечном счете определяет возможность применения компонента в условиях промышленного производства. Немаловажной составляющей паяемости является возможность центрирования элемента за счет сил поверхностного натяжения расплавленного припоя.

Корпорацией Yageo выпускаются резисторные сборки с двумя видами контактных площадок.

Первая из них — так называемый convex. Это классические площадки для многих элементов поверхностного монтажа. Одна из известных проблем, связанных с этим типом выводов, — плохая центрируемость элементов при пайке, особенно для многовыводных элементов при неточной установке этих элементов на плату. На рисунке (рис. 4-а) показан пример, когда элемент при установке на плату оказался смещенным. После пайки за счет сил поверхностного натяжения элемент может окончательно сместиться с отведенного для него места, что приведет к меж-контактным замыканиям и неработоспособности устройства (рис. 4-б).

Иную картину мы наблюдаем в случае использования элементов с другим типом контактных площадок — concave. В этом случае даже при значительном смещении элемента относительно контактных площадок его положение выравнивается за счет сил поверхностного натяжения припоя и специальной формы контактных площадок (рис. 4-в, г). Кон-

Компоненты и технологии, № 8'2OO2

До пайки

После пайки

Convex

fl “V

(а)

Concave

(б)

®ГЇ IjZ

5 te 5^

S ÍC-; c3

ТІ__Іл

Рис. 4. Резисторные сборки с контактными площадками convex и concave

До пайки

После пайки

Concave

(а)

Convex

5V-:

..Ç

(б)

(г)

Рис. 5. Резисторные сборки с контактными площадками convex и concave с угловым смещением при установке на плату

тактные площадки типа convace применяются для резисторных сборок поверхностного монтажа (серия ARC).

Преимущество контактных площадок типа concave становится еще более значительным при угловом смещении элемента относительно контактной площадки (рис. 5).

Помимо резисторов поверхностного монтажа Yageo производит широкий спектр выводных резисторов различного назначения. Самые распространенные среди них — металлопленочные резисторы общего назначения серий MFR и FMF. Рабочий слой этих резисторов наносится методом вакуумного напыления, за счет чего достигается прочное соединение металлической пленки и керамического основания резистора. Серия FMF предназначена для замены металлоксидных и проволочных резисторов небольшой мощности в тех областях, где требуется большая устойчивость резистивного слоя к перегруз-

кам при небольших размерах. Резисторы этой серии выпускаются с номинальными мощностями от 0,125 до 2 Вт и точностью от 1 до 0,1% (табл. 5).

Секрет популярности углеродных резисторов серий CFR и FCR — в уникальной технологии производства. Многолетний опыт в разработке исходных материалов и производственных технологий обеспечивает высокое качество и надежность этой продукции.

В ассортимент выводных резисторов, выпускаемых фирмой Yageo, входят также проволочные резисторы, ассортимент которых включает в себя резисторы с подавленной индуктивностью, большой мощности (от 2 до 20 Вт), предназначенные для использования в высоковольтных и мощных цепях, то есть там, где от резистора требуется устойчивость к перегрузкам. Серия SQP (NSP) — резисторы в прямоугольном корпусе с аксиальным расположением выводов, серия SQM (NSM)

Таблица 5. Выводные резисторы Yageo общего назначения

Серия Рассеиваемая Рабочее ТКС ввт/»С Размеры

резисторов мощность, Вт напряжение, В B D H d

CFR-12 0.12 150 3,3±0,4 1,8±0,3 28±2,0 0.5

CFR25S* 0.25 200 3,3±0,5 1,8±0,3 28±2,0 0.5

CFR-25 0.25 250 6,3±0,5 2,3±0,3 28±2,0 0.6

CFR50S* 0.5 300 6,3±0,5 2,3±0,3 28±2,0 0.6

CFR-50 0.5 350 +350...-1000 9,0±0,5 3,2±0,5 26±2,0 0.6

CFR1WS* 1 400 9,0±0,5 3,2±0,5 26±2,0 0.6

CFR-100 1 500 11,5±1,0 4,5±0,5 35±2,0 0.8

CFR2WS* 2 500 11,5±1,0 4,5±0,5 35±2,0 0.8

CFR-200 2 500 15,5±1,1 5,0±0,5 32±2,0 0.8

MFR-12 0.12 200 3,3±0,4 1,8±0,3 28±2,0 0.5

MFR25S* 0.25 200 3,3±0,5 1,8±0,3 28±2,0 0.5

MFR-25 0.25 250 6,3±0,5 2,3±0,3 28±2,0 0.6

MFR50S* 0.5 300 ±15 ppm/'X ±25 ppm/'С ±50 ppm/'С ±100 ppm/'С 6,3±0,5 2,3±0,3 28±2,0 0.6

MFR-50 0.5 350 9,0±0,5 3,2±0,5 26±2,0 0.6

MFR1WS* 1 400 9,0±0,5 3,2±0,5 26±2,0 0.6

MFR-100 1 500 11,5±1,0 4,5±0,5 35±2,0 0.8

MFR2WS* 2 500 11,5±1,0 4,5±0,5 35±2,0 0.8

MFR-200 2 500 15,5±1,1 5,0±0,5 32±2,0 0.8

*Миниатюрные резисторы

Ь"о

^=0d

и SQZ (№2) — аналогичные, но с радиальным расположением выводов.

Секрет надежности проволочных резисторов Yаgeo кроется в их устройстве. Проволока из материала с высоким удельным сопротивлением наматывается на основание из стеклянных стержней, которое затем помещается в керамический корпус. Пространство между резистивным элементом и корпусом заполняется специальным компаундом, который компенсирует увеличение размеров резистивного элемента при его нагреве и тем самым предохраняет керамический корпус резистора от растрескивания. Такая конструкция позволяет резистору переносить значительные долговременные перегрузки без повреждения корпуса и ухудшения технических характеристик (рис. 6).

Рис 6. Устройство проволочных резисторов Yageo

По производству керамических конденсаторов Yаgeo занимает 4-е место, уступая лишь таким монстрам керамических технологий, как Murata, ЛУХ и TDK. Суммарный объем производства керамических конденсаторов в 2001 году составил 80 млрд шт. (рис. 7).

Kemet

4%

Samsung

4%

Mu rata 27%

Рис. 7. Ведущие производители конденсаторов поверхностного монтажа

(г)

Компоненты и технологии, № 8'2002

Характеристики керамических конденсаторов поверхностного монтажа Yageo (серия СС) покрывают весь диапазон потребностей современной электронной промышленности. Их размеры — от 0201 до 2220, рабочее напряжение — от 6,3 В до 4 кВ, емкость — от 0,47 пФ до 100 мкФ. Конденсаторы производятся с использованием преимущественно никелевых электродов с диэлектриками ЫР0, Х7И, Х5И, Y5V и Z5U. Кроме того, конденсаторы Yageo имеют значительно меньшие значения Е8И (эквивалентного внутреннего сопротивления) и Е8Ь (эквивалентной собственной индуктивности), чем большинство их выводных собратьев. Основные характеристики конденсаторов Yageo приведены в табл. 4.

Конденсаторные сборки Yageo имеют небольшие размеры (0508 и 0612) и включают в себя четыре раздельных конденсатора. Рабочее напряжение — 16, 25 и 50 В. Диэлектрик — ЫР0, Х7И и Y5V. Применение сборок данного типа позволяет значительно сэкономить место на плате устройства и снизить затраты на монтаж элементов (табл. 5).

Серии конденсаторов СЬ и СМ предназначены для использования в СВЧ-цепях и имеют минимальную собственную индуктивность (ЕБЬ).

Одна из самых распространенных проблем, возникающих при использовании конденсаторов в промышленном производстве — нарушение температурного режима при пайке. Напоминаем вам, что, несмотря на внешнюю простоту, конденсатор является сложным «бутербродом», который состоит из множества чередующихся слоев металлических обкладок и керамического диэлектрика. Любое нарушение температурного режима может привести к внутренним напряжениям в толще конденсатора и иногда приводит к его растрескиванию. Поэтому необходимо строго соблюдать температурный профиль, предписываемый производителем при пайке электронных компонентов. Рекомендуемый температурный профиль для элементов Yageo приведен на рис. 8.

В следующих номерах журнала мы продолжим обзор продукции Yageo.

Таблица 6. Характеристики конденсаторов поверхностного монтажа

Диэлектрик

NP0 X7R Y5V

Температура окружающей среды -55.125 °С -55.125 °С -25.+85°С

Точность ±5% ±10%, ±20% -20/80%

Тангенс угла потерь Tan£ < 10-3 ираб = 10в, Tan£ < 5%; ираб = 16в, Tan§ < 3.5%; ираб > 25в, Tan£ < 2.5% ираб = 10в, Tan 5 < 12.5%; ираб = 16в, Tan£ < 9% или 12.5% в зависомости от емкости конденсатора; ираб > 25в, Tan£ < 5% или 9% в зависомости от емкости конденсатора

Максимальное напряжение на обкладках конденсатора Для ираб < 100в - 2.5ираб Для ираб > 100в - 1.5ираб+100в Для ираб = 1000в - 1.5ираб Для ираб > 1000в - 1.2ираб в течение 5 с

Таблица 7. Конденсаторные сборки Yageo

Размер 4x0603 (0612) 4x0402 (0508)

Диэлектрик NP0 X7R Y5V NP0 X7R Y5V

Точность 5%, 10% 10%, 20% -20/80% 5%, 10% 10%, 20% -20/80%

Рабочее напряжение 50 В 16 В 25 В 50 В 25 В 50 В 16 В 25 В 50 В 25 В

Тап£ < 0,1% < 3,5% < 2,5% < 7% < 0,1% < 3,5% < 2,5% < 7%

Максимальное напряжение между обкладками 2,5*U раб

Тепмература пайки 260 °С, 10 с

Внешний вид &Г--

300 250 200 150 100 50 0

0 50 100 150

Рис. 8. Рекомендуемый температурный профиль для элементов Yageo

: 9 -niosh-- І 260 °С y\J

£ 245-е / \

= ! 215 °с

& 180 °С 14— 40 8 - ► ^

: / 2 к 1зо °с ЛГУ *****•. ТИПОВОЙ ВИД ПРОФИЛЯ ДОПУСТИМОЕ ОТКЛОНЕНИЕ Время, с

200

250