Il design del condensatore TACmicrochip ha dato origine a un prodotto che offre maggiore capacità adattandosi alle dimensioni specifiche del package. I prodotti tradizionali prevedono un packaging in plastica stampata e sono risultati inadatti a fornire un livello di capacità utile nei piccoli componenti stampati, proprio per via del package. Ad esempio, l'efficienza volumetrica dei componenti al tantalio standard è inferiore al 15%, e questa percentuale peggiora se si riduce il volume della custodia. Sviluppando una tecnica proprietaria, Avx è riuscita a fornire un'efficienza volumetrica più che raddoppiata, oggi vicina al 50%. L'assenza di un telaio al piombo all'interno del condensatore riduce inoltre di molto l'Esr, rendendo questi nuovi piccoli componenti davvero molto utili.
Sfide di progettazione
La possibilità di produrre condensatori al tantalio di piccolissime dimensioni richiesti in particolare dai progettisti di apparecchiature medicali e di aumentare potenzialmente di molto l'efficienza volumetrica fu entusiasmante. Avx dovette fare piazza pulita di tutte le tecniche di produzione utilizzate in precedenza, adottando quindi un approccio estremamente radicale: niente del genere era stato mai tentato prima. Una volta dimostrata la fattibilità della tecnologia, furono sviluppate molte nuove tecniche, quali il rivestimento a polverizzazione ionica (sputtering), il taglio con lama di diamante e la lavorazione elettro-chimica, alcune mutuate dal settore dei semiconduttori. Realizzare una superficie al tantalio saldabile fu una sfida, così come fabbricare un sistema di terminazioni sufficientemente flessibile da non subire le fratture tensionali dovute alla curvatura della scheda. Questo è un difetto comune dei condensatori ceramici multistrato; quindi, la progettazione di un sistema di contatti elettrici flessibili, saldabili ed efficiente richiedeva lo sviluppo di sistemi con nuovi materiali. Avx intendeva anche personalizzare formati di custodie non standard, cosa che implicava lo sviluppo di una nuova serie di ruote di diamante ad alta velocità di taglio in grado di fare a pezzi la polvere e la fetta di tantalio, una sfida non da poco.
Aree di applicazione
I condensatori TACmicrochip sono adatti alle applicazioni in cui lo spazio è ridotto e i limiti di peso si associano alle imprescindibili esigenze di stabilità, affidabilità e lunga durata operativa. Oltre alle apparecchiature medicali, altre applicazioni idonee sono quelle della strumentazione per i settori spaziale e avionico, dei dispositivi medici impiantabili, degli apparecchi acustici digitali.
• Applicazioni spaziali e avioniche - Il peso ridotto e l'elevata qualità sono fattori determinanti nella progettazione dei sistemi spaziali e avionici. I condensatori serie TBC sono progettati per soddisfare le richieste più complesse in questi segmenti di mercato speciali. I condensatori TBC sono disponibili in varie specifiche. La prima è lo standard militare conservativo CWR15, con tre diverse dimensioni della custodia: 0603, 0805 e 1206 nel range tra 0,47 µF e 68 µF e con tensioni nominali comprese tra 4 V e 20 V. La seconda è il Cots-Plus, che offre ai clienti la possibilità di definire una serie personalizzata di test, parametri, livelli di affidabilità, ecc. La terza opzione è l'SRC9000, un condensatore dedicato per sistemi satellitari e spaziali che prevede il numero massimo di test speciali post-assemblaggio per garantire una qualità assoluta. Le linee di prodotto Cots-Plus e SRC9000 includono i formati custodia 0603, 0805, 1206, 1210 e anche lo 0402, il più piccolo condensatore al tantalio presente sul mercato. Tutti i componenti della serie TBC sono di grado Weibull con tre livelli di percentuale di errore massimo garantiti: 0,1%/1000 ore, 0,01%/1000 ore e 0,001%/1000 ore, tutti con sicurezza pari al 90%.
• Dispositivi medici impiantabili - Avx ha definito lo standard tecnico HR5000 applicabile ai condensatori al tantalio utilizzati nei dispositivi medici di supporto alla vita e impiantabili, accettato dai più importanti clienti del settore medico. I condensatori della serie TBC sono conformi ai requisiti HR5000 e sono altamente consigliati per i dispositivi medici impiantabili. Pacemaker, neurostimolatori e pompe per infusione di farmaci e insulina richiedono tutti condensatori miniaturizzati con una capacità per tensione nominale massima per garantire un funzionamento impeccabile; ed è qui che la serie rappresenta la soluzione ideale.
• Apparecchi acustici - Gli apparecchi acustici esterni richiedono componenti molto piccoli e leggeri per assicurare al paziente livelli di comfort accettabili. Oltre alle considerazioni in ordine a dimensioni e peso, anche il valore di capacità per tensione nominale è un fattore importante. La serie TLC di prodotti Hi-CV Avx soddisfa entrambi questi criteri. I condensatori TLC sono disponibili nelle versioni da 0,47 µF a 220 µF con una tensione nominale compresa tra 2 V e 35 V. Il prodotto allo stato dell'arte oggi sul mercato è la serie TLC con custodia formato 0402, 15 µF/4 V, espressamente progettata per gli apparecchi acustici esterni.
• Sensori per i sistemi industriali e automotive - Le difficili condizioni ambientali ed elettriche delle applicazioni industriali e automotive hanno portato alla definizione dello standard Aec-Q200, la cui conformità viene concessa solo ai componenti che superano una serie di test rigorosi. Nel caso dei sensori integrati nei sistemi meccanici di automobili, treni, trattori, ecc. le dimensioni di ciascun sotto-componente sono importanti. I condensatori della serie TAC soddisfano la maggior parte dei requisiti Aec-Q200 e sono sufficientemente piccoli da consentire progetti che ottimizzano l'uso dello spazio. Questi componenti sono disponibili nelle versioni da 0,47 µF a 150 µF con una tensione nominale compresa tra 2 e 25 V. Il condensatore TAC più piccolo disponibile è il formato custodia 0402, con specifiche di 2,2 µF e 6,3 V.
