¿Cuál es el impacto del paquete en el condensador SMD?

Tiene razón en que la potencia nominal de las resistencias es uno de los grandes factores que afectan el tamaño, pero no es el único. También es importante tener en cuenta la clasificación de voltaje.

Si está ejecutando un circuito a 100 V, por ejemplo, no usaría una resistencia 0402 porque el voltaje de ruptura de las resistencias 0402 es generalmente mucho más bajo que esto (es decir, se producirá un cortocircuito si le aplica un voltaje demasiado alto). Cuanto más grande sea el paquete, generalmente mayor será la clasificación de voltaje.

En el caso de la capacitancia, hay varias razones para elegir un paquete más grande en lugar de uno más pequeño. Para uno, los paquetes más grandes generalmente permiten una mayor capacitancia porque hay más espacio físico; por ejemplo, no podría obtener un límite decente de 10uF en un paquete 0402.

Si asumimos que compara dos condensadores del mismo valor (por ejemplo, dos condensadores de 100 nF), los más grandes volverán a tener un voltaje de trabajo nominal más alto. Esto es beneficioso por dos razones. El primero es obvio, y es que si necesita un voltaje de trabajo más alto para su circuito, no elegiría un 0402 clasificado a 10 V si necesita ejecutar un circuito a 25 V. El segundo es más sutil y llegaré a él en un momento.

Una tercera razón es que existen diferentes dieléctricos. X7R suele tener el mejor rendimiento en términos de estabilidad y tiene un mejor rendimiento de CC. X5R es menos bueno en ese sentido. Generalmente, los capacitores X7R son físicamente más grandes para las mismas clasificaciones de voltaje/capacitancia que los capacitores X5R.

Además, si coloca un MLCC en un circuito cargado a un nivel de CC, como con una tapa de desacoplamiento, en realidad desea elegir un voltaje nominal mucho más alto que su voltaje de trabajo. La razón de esto es que la capacitancia nominal de un MLCC depende en gran medida del voltaje de CC.

Un MLCC de 10 V puede tener una capacitancia un 50 % inferior a la nominal cuando se ejecuta a 5 V CC, mientras que un MLCC de 25 V puede ser solo un 10 % inferior a la nominal para el mismo voltaje de funcionamiento. Por ejemplo, puede obtener un MLCC de 100nF 0201 6.3V, pero si intenta usarlo para desacoplar una línea de alimentación de 5V, ¡podría encontrar que la capacitancia real es solo de 10nF o menos! Como tal, si tiene el espacio, normalmente querrá ir con un paquete más grande con un voltaje nominal más alto si tiene el espacio.

Algunos puntos:

• Tom Carpenter menciona las curvas en algunas hojas de datos que muestran la caída de capacitancia a medida que se aplica CC. Primero, estas curvas no son garantías. En segundo lugar, los fabricantes cambiarán las recetas de cerámica periódicamente, por numerosas razones, lo que cambiará esa curva. Entonces, por ejemplo, lo que una vez fue un convertidor DC-DC estable, ahora es un oscilador. La única forma de evitar esto es usar una pieza con clasificación AEC Q200. Luego, los fabricantes deben notificarle si cambian algo sobre esa parte. Otra opción es usar una parte de 50 V en lugar de una parte de 10 V, y esperar y orar.
• Otro componente importante, mal especificado y a menudo ignorado de un MLCC es ESL. Dejaré la investigación de la inductancia planar como un ejercicio para el lector, pero la versión corta es que cuanto más amplio es el paquete, menor es su ESL. Por ejemplo, si tiene un límite de 10uF en 1206 y 1210, el 1210 tendrá un ESL más bajo, por lo tanto, un SRF más alto.
• Las piezas más pequeñas que 0603 son significativamente más propensas a desmoronarse durante el reflujo.
• Las piezas más grandes que aproximadamente 1812 son propensas a agrietarse, debido a la flexión en la PCBA, ya sea debido a la despanelización oa las tensiones de la aplicación.

Los comentarios de Tom Carpenter sobre la reducción del sesgo de DC demuestran un concepto erróneo muy común. Si bien es cierto que un límite de mayor voltaje puede tener una pérdida de capacitancia ligeramente menor con polarización de CC que otro del mismo valor en el mismo paquete, es el tamaño del paquete lo que determina predominantemente la degradación de la capacitancia con polarización de CC. Un 1206 verá muchas menos pérdidas que un 0603, en igualdad de condiciones. Solo pasa un tiempo con el sitio web de simsurfing de Murata para verlo por ti mismo.

Según Murata, el paquete también afecta el desacoplamiento. Es una práctica común agregar varios límites en paralelo para filtrar varias frecuencias. Su estudio demuestra que en realidad no es así, ya que la gorra más grande hace más menos el mismo trabajo que todos los demás combinados. Excepto si usa paquetes de tamaño decreciente con la capacitancia: Por ejemplo: 1uF en 0804, 0.1uF en 0603 y 0.01uF en 0402. descargar pdf aquí

También debe PLANIFICAR la eliminación del calor. Cada cuadrado de lámina de cobre es de 70 grados centígrados por vatio que fluye a través de la lámina. Por lo tanto, una trayectoria de cobre de 100 mil por 1000 mil tiene 70*10 = 700 grados centígrados por vatio de calor que fluye. En algún momento (hice algunas simulaciones de elementos finitos usando una cuadrícula de resistencias SPICE, y 2 cm fue la respuesta), la mayoría de las salidas de calor se trazan y fluyen A TRAVÉS de la fibra de vidrio epoxi hacia los planos subyacentes.

Vaya a un programa SPICE y coloque algunas resistencias de 1 ohmio horizontalmente y algunas resistencias de 200 ohmio verticalmente, en una cuadrícula. Como esto

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}