Keramkcnindensoror – ウィキペディアウィキペディア
a セラミックコンデンサ (技術用語で 検索 前述)は、セラミック誘電体を備えた電気コンデンサであり、その成分は以前に決定可能な電気特性を備えたコンデンサーをもたらします。
使用されるセラミックタイプは、2つの方法でほぼ区別できます。
セラミックコンデンサは、主に1 pfから100 µfの容量で作られています。セラミックマルチレイヤーチップコンデンサーの設計( 英語 マルチレイヤーセラミックコンデンサ、MLCC )年間額1兆(10 12番目 ) ピース [初め] エレクトロニクスで最も一般的に使用される離散コンデンサ。さらに、セラミックコンデンサは、誘電体がパイプ、ペイン、またはポットの形状を持つ他のデザインで生成されます。これらは、干渉、実装、またはパフォーマンスコンデンサとして使用されます。
電気現象に関する研究の開始以来、ガラス、磁器、紙、雲母などの断熱材が電気荷重を保存するために使用されてきました。ガラスは、最初の患者の絶縁体として機能しました。磁器は、20世紀初頭の最初のワイヤレス火災ステーションで、消火するスパークルートの絶縁体として使用されました。 [2] シリーズの酔ったルートの分離としてのマイカのように。 [3] ガラス誘電体を備えたライデンボトルはコンデンサのように比較的大きかったため、他の断熱材を使用してコンデンサを構築することは明らかでした。
コンデンサの誘電体としてのGlimmerは、1909年に米国のWilliam Dubilierによって最初に使用され、第二次世界大戦が発生するまで通信装置のコンデンサに最も使用される材料でした。 [初め] しかし、MICAは天然の材料であり、分解性のどこにでも入手できません。この欠陥は、1920年代半ばに磁器として磁器を使用するという考えにドイツの研究者をもたらしました。磁器は、すでに高い電圧ラインの絶縁材料として使用されています。これらの最初の「磁器化合物」の経験から、その後、ドイツでセラミックコンデンサが開発されました。このコンデンサは、二酸化材料チタン(rutil)から誘電体がありました。これらのコンデンサは、暗いコンデンサと同様に安定した特性を持ち、共鳴サークルで使用できました。 1926年、これらのコンデンサはすでに少量で生産されていました。天然産物からの独立性は、当時の新しいセラミックコンデンサの発達を加速したため、1940年代に比較的大量に生産されました。
1930年代と1940年代のラジオ市場の拡大は、容量の値が高いコンデンサの必要性も増加させました。 1921年に発見された強誘電性セラミック材料バリウムチタン酸は、1000の範囲で誘電率があり、これはミチガンまたは二酸化チタンの約10倍です。 [4] [初め] 二酸化チタンで作られたコンデンサの生産からの経験により、1942年からのバリウムまたはストロンチウムチタン酸塩のセラミックコンデンサにも強誘電性セラミックタイプが処理されました。これらのコンデンサは、同じ構造体積で著しく高い容量値を持ち、信号結合または干渉に使用されました。これらのアプリケーションでは、新しい材料の非線形特性には悪影響はありませんでした。
20世紀半ばの放送技術の開発により、セラミックコンデンサ向けの最初の「マスマーケット」が生まれました。この時期の典型的な設計は、接続ワイヤを備えた丸いセラミックディスク、およびセラミックパイプコンデンサであるディスクキャップセーターであり、これらは内側と外側に銀色で比較的長い接続が提供されていたセラミックチューブでした。これらの設計は、当時のチューブデバイスでは、オープン構造の「ワイヤー除去」にさまざまな方法で相互接続されていることがよくありました。
1950年代の半導体技術の開発により、強誘電性セラミックの努力によりブロッキングシフトコンデンサが開発されました。これらには、約15,000までの非常に高い加害者がいて、非常に大容量の価値を達成しました。しかし、それらは、温度と緊張と高頻度依存性の損失に対する容量の強く非線形依存性を示しました。
第二次世界大戦後のラジオおよびテレビ技術の急速に成長している産業は、セラミック結晶学の理解を加速しました。同時に、特定の電気特性を達成するためにセラミック混合物を最適化する知識が成長しました。回路技術では、異なるアプリケーション領域に対して異なる特性を持つコンデンサの必要性が増加しました。共鳴円には、電源以外の特性を持つコンデンサが必要です。
セラミックコンデンサで使用されるパラレクトリックおよび強誘電性セラミックタイプには、このような異なる特性があります。これにより、セラミックコンデンサがアプリケーションクラスに分類されました(#Applicationクラスを参照)。ドイツと米国のセラミックコンデンサの個別の開発が、アプリケーションクラスのさまざまな部門にもつながっていることは注目に値します。
セラミックマルチシフトコンデンサ(MLCCチップ)は、セラミックディスクキャップセーターを互いに積み重ねるという考えから生まれました。 1961年、アポロプログラムの真ん中で、このアイデアはアメリカの会社によって最初に実現されました。 [5] そのようなコンデンサの生産は、などの個々の製造プロセスを制御するための大きな挑戦となりましたB.ますます細かい顆粒、焼結または機械的精度。ノウハウの増加に伴い、1961年から2008年に同じ建設量でMLCCの容量を800倍にすることができました。この開発は、マルチシフト技術には適していないブロッキングシフトコンデンサに取って代わりました。 MLCCセラミックコンデンサのチップ設計は、過去数十年のエレクトロニクスの開発全体に決定的に影響を与えてきました。 MLCCチップなしでは、最新の電子回路の表面アセンブリ(SMD)の技術は不可能です。 MLCCチップは、今日の(2013)電子機器で最も頻繁に使用されるコンデンサです。
セラミックコンデンサの開発は、そのエンドポイントに到達することからはほど遠いものです。抗受精電気学に基づいた新しいセラミックでは、体積単位あたりの容量のさらなる増加を達成できる可能性があります。これらの誘電体には、非常に多くの電圧依存性容量コースがあります。容量は最大の特定の電圧に達し、それが土地容量の倍数になる可能性があります。それらの強く非線形電圧充電特性により、このようなセラミックコンデンサは、エネルギー貯蔵としての使用に本質的に適しています。 B.爆発用。 [6] [7] [8]
テクノロジーのあらゆる分野の開発に駆り立てられたセラミック材料は、幅広いソリューションを提供しました。セラミックの基本質量の容易な形成性により、MLCCチップまでの小さな設計を開発することが可能になりましたが、セラミック高電圧、高周波(HF)、および電力コンデンサの非常に大きなデザインにもつながりました。 [9] アクセス不能のため、セラミックコンデンサは、干渉コンデンサの領域の人々とシステムを保護するためにも使用されます。
セラミックコンデンサは、パラレクトリックまたは強誘電性原材料の細かく粉砕された顆粒から作られています。容量性細胞のセラミックは、高温でこれらの粉末混合物から焼結されています。コンデンサの誘電体を形成し、電極のキャリアとして機能します。下方には、今日で1 µmの範囲で移動する誘電体の層の厚さは、セラミックファブリックの粒サイズと後のコンデンサの目的の電圧強度によって決定されます。コンデンサの電極は、セラミックキャリアに金属化されます。層に関する洞察の場合、セラミックは両側に金属化されます。
セラミック多層コンデンサの場合、いくつかの金属化されたセラミックシステムが片側の互いの上に積み重ねられています。
電極に電気的に導電性の接続ワイヤまたは表面は、セラミックコンデンサを完成させます。
誘電率は、使用されるセラミック誘電体に大きく依存します。セラミックの基本的な物質は、コンデンサの目的の電気特性に合わせて調整されています。セラミックコンデンサの電気特性は、アプリケーションクラスに従って区別されます(以下を参照)。
-
-
セラミックディスクキャップ
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軸セラミック実装コンデンサ
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高電圧ディスクコンデンサー
MLCCチップコンデンサがサポートまたはデカップリングコンデンサとして達成した表面アセンブリの設計は、セラミックコンデンサのファミリー内で非常に重要です。
この構造は、多くの金属化されたセラミックキャリアが互いに重ねられているため、住宅内のいくつかのMLCCコンデンサとX2Y-MLCCダビングまたは実装コンデンサのMLCCアレイにも見られます。
主により高い電圧用に設計されたセラミックディスクコンデンサ、またはような特別なデザインB.セラミック実装コンデンサは、電子機器のアプリケーション領域を補完します。さらに、セラミック性能コンデンサは、最大100 kVの高電圧を備えたアプリケーションまたは市場での非常に高い電気サービスのために、ディスクまたはトンに記載されています。
電子デバイス用のセラミックコンデンサは、異なる特性に従ってアプリケーションクラスに分割されます。これは、サイドスタンダードにより誤解につながる可能性があります。ヨーロッパの分野では、ドイツの標準化(DIN)も含まれる欧州の標準化は、標準化のための欧州委員会によって世話されています。これらの基準は、IECの一部として国際的に調和しています。しかし、これまでのところ、電子産業同盟(EIA)の基準は、主に米国地域で行われてきました。協会は2010年末に解散したため、EIA規格が徐々に重要性を失うことが予想されます。
ただし、アプリケーションクラスに従ってセラミックコンデンサの分類では、2つの規範の共存により、誤解が生じる可能性があります。 IEC 60384-8/9/21/22によると、標準化によると、2つのクラスがあります( 英語 “クラス” ):
- 安定性に対する高い要求を伴うクラス1セラミックコンデンサ
- 大量の効率を備えたクラス2セラミックコンデンサ
「クラス3」は、1950年代から1980年代にバリアレイヤーコンデンサを擁護し、現在は時代遅れです。
EIA RS-198によると、次の分類は2010年まで存在していました。
- クラスIだけでなく、「クラス1」、安定性に関する高い要求を伴うセラミックコンデンサ
- クラスIIまたは「クラス2」、大量の効率を持つセラミックコンデンサ
- クラスIIIまたは「クラス3」、クラスIIとしてのボリューム効率が高く、10°Cから55°Cの温度範囲で-22%〜 +56%の容量の典型的な変化を伴うセラミックコンデンサ。 [十]
- クラスIVまたは「クラス4」は、ブロッキングシフトコンデンサについても説明しています
ただし、以下では、IEC 60384に従ってクラス部門が引き継がれています。
クラス1セラミックコンデンサー [ 編集 | ソーステキストを編集します ]
合計- 方式 |
相対的 加害 |
温度 係数α 10で -6 /k |
---|---|---|
MGNB 2 o 6 | 21 | -70 |
Znnb 2 o 6 | 25 | -56 |
MGTA 2 o 6 | 28 | +18 |
Znta 2 o 6 | 38 | + | 9
(Znmg)Tio 3 | 32 | + | 5
(zrsn)それ 4 | 37 | ± | 0
いいえ 2 の 9 o 20 | 40 | + | 2
クラス1セラミックコンデンサは、フィールド強度、再現性の低い低温係数、および低誘電損失とは無関係に比較的小さな加害者を持っています。これらは、パラメーターの安定性のために高い要件を持つ回路で使用されます。
クラス1コンデンサセラミックの出発材料は、二酸化チタンなどの細かく粉砕されたパラレクトリクスの混合物です(TIO 2 )ZN、ZR、NB、MG、TA、CO、およびSRからの添加物を使用して。 [11]
クラス1のセラミックの比較的小さい相対誘電率(6〜200)では、比較的少ない容量の容量が比較的少ないセラミック容量のみが生成できます。特定の温度係数を達成できるように、容量の温度挙動は、セラミックの追加チャージの組成により正確に再現可能です。容量の温度コースはほぼ線形です。クラス1のセラミックコンデンサはほとんど老化しておらず、容量は緊張とほぼ独立しています。クラス1セラミックコンデンサの誘電損失は0.5%未満です。高周波安定性と高品質の共鳴円ではB.フィルター、スイング円または発振器、電圧周波数コンバーター、および時間メンバーで使用されます。
-
さまざまなクラス1セラミックコンデンサの理想的な容量コース
-
クラス1-NP0コンデンサの実際の容量のコースは、指定された許容領域内にあります。
クラス1セラミックコンデンサは、従来、温度係数に応じてカテゴリに分割されています。 International(IEC)によると、その規範は欧州標準で採用されており、元米国標準協会のEIAは、コースと温度依存性の寛容に関する情報を提供するコードに置き換えられています。
分類は、IEC 60384-8/21に従って、2桁のコードとEIA RS-198に従って3桁のコードを介して行われます。
クラス1セラミックコンデンサは、さまざまな温度係数αで生成できます。 +100・10の陽性αから始めます -6 /K(PPM/K)は、特に技術的に材料NP0(「ネガティブ陽性ゼロ」、C0Gとも呼ばれる)に関心があります。これらのセラミックコンデンサには、容量の温度依存性がほとんどありません(α=±0.10 -6 /K、α-トレランス±30・10 -6 /k)。これは、容量値DC/Cの温度依存性が、-55…+125°Cの温度範囲で±0.54%未満であることを意味します。
一連の負の温度係数もあります。しばしば並行している導入者の通常の正の温度に対抗できます。
クラス1セラミックコンデンサの温度係数のコーディング
IEC/EN 60384-8/21および対応するEIA RS-198コードのリストによるαの値と耐性
指定 | 温度 係数α 10で -6 /k |
IEC/en- コード αの場合 |
α耐性 10で -6 /k |
IEC/en- のコード α耐性 |
下- クラス |
IEC/en- コード |
ここ- コード |
---|---|---|---|---|---|---|---|
P100 | 100 | a | ±30 | g *) | 1b | で | M7G |
NP0 | ± | 0c | ±30 | g *) | 1b | CG | C0G |
N33 | – | 33h | ±30 | g *) | 1b | HG | H2G |
N75 | – | 75l | ±30 | g *) | 1b | lg | L2G |
N150 | -150 | p | ±60 | h | 1b | ph | P2H |
N220 | -220 | r | ±60 | h | 1b | rh | R2H |
N330 | -330 | s | ±60 | h | 1b | sh | S2H |
N470 | -470 | t | ±60 | h | 1b | th | T2H |
N750 | -750 | の | ±120 | j | 1b | uj | U2J |
N1000 | -1000 | Q | ±250 | k | 1F | QK | Q3K |
N1500 | -1500 | の | ±250 | k | 1F | VK | p3k |
+140 … -1000 | – | Sl | – | – | 1c | Sl | – |
*) α-トレランス±15・10のキーレター -6 /k |
EIA-RS-198によるαの値
手紙 – αのコード [十 -6 /k] |
数値コード ために 乗数 |
手紙 – のコード 許容範囲 |
---|---|---|
C:0,0 | 0:-1 | G:±30 |
B:0,3 | 1:-10 | H:±60 |
L:0,8 | 2:-100 | J:±120 |
A:0,9 | 3:-1000 | K:±250 |
M:1,0 | 4:+1 | L:±500 |
P:1,5 | 6:+10 | M:±1000 |
R:2,2 | 7:+100 | n:±2500 |
S:3,3 | 8:+1000 | |
T:4,7 | ||
V:5.6 | ||
In:7.5 |
クラス2セラミックコンデンサー [ 編集 | ソーステキストを編集します ]
クラス2セラミックコンデンサには、フィールド強度依存性の高いMITがあり、容量値の非線形温度と電圧依存性につながります。これらは、良好な画面とデカップリングプロパティが必要な容量の高い値が必要な領域で使用されます。
クラス2セラミックコンデンサは、 B.バリウムティタネート(バティオ 3 )そして、アルミニウムやマグネシウムケイ酸塩や酸化アルミニウムなどの適切な添加剤を作った。これらのセラミックには、フィールドに依存しているが、非常に高い相対加害者(室温:200〜14,000)があります。これにより、大容量のセラミックコンデンサを非常に小さなサイズで生産することができます。容量の温度と電圧依存性が大きくなります。したがって、コンポーネントの動作は非線形であり、著しい老化があります。クラス2のセラミックコンデンサには、マイクロフォニーのある別の、時には望ましくない特性もあります。
クラス2コンデンサは、クラス1容量と比較して相対誘電定数が大きいため、容量の値が大幅に高く、容量の最小値のコンプライアンスにのみ重要なアプリケーションに適しています。例としては、電源の緩衝とふるい、および電気信号の結合とデカップリングです。それらは、1 nfから100 µfの容量値を持つMLCCコンデンサとして製造されています。
クラス2のセラミックコンデンサは、温度範囲と温度範囲を介した容量の変化に関する情報を提供するカテゴリに分けられます。最も広範な分類は、3桁のコードを介してEIA RS-198に従って行われます。 [12番目]
いくつかの一般的なクラス2セラミックがあります
- x7r (-55°C/+125°C、ΔC/C 0 =±15%)、
- x6r (-55°C/+105°C、ΔC/C 0 =±15%)、
- Z5U (+10°C/ +85°C、Δc/c 0 = -56/+22%)、
- Y5V (-30°C/ +85°C、Δc/c 0 = -82/+22%)、
- x7s (-55°C/+125°C、ΔC/C 0 =±22%)および
- x8r (-55°C/+150°C、ΔC/C 0 =±15%)。
Z5UおよびY5Vコンデンサは、主に通常の状態(23°C)の近くで動作することを保証できる領域で使用されます。
さらに、IEC 60384-9およびIEC 60384-22によると、国際および欧州地域ではコーディングがあります。これは、同様の特性を指定していますが、他の文字とコードの異なる構造にあります。
ほとんどの場合、小さな偏差が発生した場合でも、IECコードに従ってセラミック品種コーディングが可能です。
- x7r に相当します 2×1
- Z5U に相当します 2e6
- Y5V 似ている 2F4 、偏差:Δc/c 0 = +30/-80% +30/-82%
- x7s 似ている 2C1 、偏差:Δc/c 0 ±22%の代わりに±20%
- x8r IEC/ENコーディングはありません
すでに温度と隣接する電圧の容量に大きく依存しているクラス2のセラミックコンデンサは、名目容量に対して大きな送達許容範囲を持っています(容量の値と耐性を参照)。
クラス2セラミックコンデンサの温度係数αのコーディング
IEC 60384-9およびIEC 60384-22に従って、一部の温度範囲のコーディング
セラミックサブクラスのコード | 最大容量の変化C/C 0 | 指定された温度範囲 | ||
---|---|---|---|---|
U = 0で | bei u = u n | コード | エリア | |
2b | ±10% | +10/-15% | 初め | -55…+125°C |
2c | ±20% | +20/-30% | 2 | -55…+85°C |
2d | +20/-30% | +20/-40% | 3 | -40…+85°C |
2e | +22/-56% | +22/-70% | 4 | -25…+85°C |
2f | +30/-80% | +30/-90% | 5 | (-10…+70)°C |
2R | ±15% | – | 6 | +10…+85°C |
2x | ±15% | +15/-25% |
選択された温度のコーディングは、EIA RS-198コードに従って範囲があります
境界温度 | 容量は温度範囲にわたって変化します | |
---|---|---|
低い | 少し | |
x = -55°C | 4 = | +65°Cp =±10% |
y = -30°C | 5 = | +85°CR =±15% |
z = +10°C | 6 = +105°C | S =±22% |
7 = +125°C | t = −33/+22% | |
8 = +150°C | U = -56/+22% | |
V = -82/+22% |
クラス-3セラミックスコンデンサー [ 編集 | ソーステキストを編集します ]
「クラス3コンデンサ」のグループ化は、1950年代にシフトコンデンサをロックするために作成されました。これらは、献血した強誘電性セラミック材料のセラミックコンデンサです。 B.最大50000の非常に高い相対加害者を備えたストロンチウム酸。 [13] したがって、同じ構造体積を持つクラス2コンデンサよりも高い容量値を持つことができます。ただし、ロックアップコンデンサは、温度と電圧に対する容量のより強い非線形依存性、クラス2コンデンサと比較してより高い周波数依存損失、強い老化があります。
ロッカー層のコンデンサは、単一層のディスクとして、またはパイプコンデンサとして丸い丸いものとしてのみ生産できました。 1990年代半ばまで、それらは、より小さな電解質コンデンサに代わるものとして、比較的大容量の値を持つ多くの回路で発見されていました。ただし、この技術はマルチシフトコンデンサの生産には適していないため、セラミックマルチレイヤーコンデンサは、ロッカー層コンデンサよりも同等の電気特性で生産できるようになりました。
1980年代以来、クラス3コンデンサの基準は存在していません。
セラミックマルチレイヤーチップコンデンサ( 英語 マルチレイヤーセラミックコンデンサ、MLCC )このデザインは、使用されているピースの数からセラミックコンデンサの最も広範なデザインになるため、特別な注意を払ってください。
製造プロセス [ 編集 | ソーステキストを編集します ]
セラミックマルチ層チップコンデンサーは、さまざまな個々のセラミックコンデンサで構成されており、他のセラミックコンデンサが他方より上に階層化され、接続面を介して平行回路で接触します。すべてのMLCCチップの出発材料は、二酸化チタンなどのパラレクトリック基本材料の細かく挽いた顆粒の混合物です。 2 )またはチタン酸バリウムなどの強誘電材料(Batio 3 )、ジルコニウム、ニオブ、マグネシウム、コバルト、ストロンチウムの混合物によって修正されました。これらの基本材料から粉末が作られています。今日、数10 nmのサイズ範囲にまで下がっている粉末粒子の組成とサイズは、セラミックコンデンサの製造業者の重要なノウハウを表しています。
これらの材料は、粉末状と均一です。薄いセラミックフィルムは、適切なバインダーを備えたセラミックパウダーのサスペンションから引き出されます。これは、最初にさらなる輸送のために展開されます。再びロールアップすると、金属ペースト、将来の電極を備えたスクリーン印刷プロセスで印刷された同じ大きなアーチに切り込みます。自動プロセスでは、これらのアーチはコンデンサに必要な層の数に積み重ねられ、押すことで固化します。セラミックの相対的なpercodityに加えて、互いの上にある層の数は、MLCCチップの後の容量値を決定します。敷設するときは、スタック内の電極が交互にわずかにオフセットされているため、後で片側の接続面と接触できるようにすることに注意する必要があります。
層状のスタックとプレススタックは、個々のコンデンサに分割されます。ここで後のサイズを既に入手できます。たとえば、最高の機械的精度は、寸法が0.5 mm×0.3 mmのサイズ「0201」に必要です。
切断後、バインダーは最初に孤立したコンデンサから焼き付けられます。その後、燃焼プロセスが行われます。セラミック粉末は、1200〜1450°Cの温度で焼結され、最終的な結晶構造を受け取ります。この燃焼プロセスを通してのみ、コンデンサは希望する誘電挙動を受けます。燃焼プロセスは、クリーニングに続き、次に2つの電極の外側の金属化に従います。セラミックブロックの額にこれらの金属化により、内側の電極は並行して切り替えられます。同時に、メタ化は外側の電気接続表面です。
この製造プロセスが完了した後、デバイスの生産で自動処理のための電気値と梱包の100%の最終テストが実行されます。
発達 [ 編集 | ソーステキストを編集します ]
過去数十年、特にデジタルエレクトロニクスでの進歩的な小型化により、統合された論理回路の周辺に必要なMLCCチップも小さくする必要がありました。これは、誘電体のますます薄くなる層の厚さによって達成されました。 2005年の最小層の厚さがまだ1 µmであれば、個々のメーカー(2010)は、わずか0.5 µmの層の厚さでMLCCチップを製造できるようになりました。誘電体の電界強度は、かなりの35 V/µmに上昇します。 [14] 製造業者は、セラミックパウダーをより細かく使用することにより、これらのコンデンサを減らすことに成功したため、それらから燃えたセラミック層は薄くなる可能性があります。さらに、製造プロセスはますます管理しやすく、これらの薄いセラミック層の多くを互いに積み重ねることができるようになりました。
ムラタのレポートで [15] 1995年から2005年までの期間に、サイズ1206のY5V-MLCCコンデンサの容量が、ますます薄いセラミック層とより多くの層によって4.7 µFから100 µf/4 Vに増加する方法について説明します。それまでの間(2010)、太陽ユデンは、サイズEIA 0805(2mm×1.25mm×1.25mm)に100 µf/4 V an X5Rチップコンデンサをすでに提示しています。 [16] 他の緊張には、16V、EIA 1210(3.2mm×2.5mm×2.5mm)および6.3V、EIA 1206(3.2mm×1.6mm×?、?、MM)の異なるサイズがあります。
それまでの間(2016)MLCCから1000 µFからサイズEIA 3225および470 µF/4 Vで4.5mm×3.2mm×2.5mm [17] 。
サイズ [ 編集 | ソーステキストを編集します ]
セラミックマルチレイヤーチップコンデンサは標準化されたサイズで生成され、その寸法はアメリカから来たため、「税関」ユニットで測定されました。ユニット「税関」の寸法(長さ “l”と幅 “w”)から、今日でも一般的な国際コードが出現しました。それでB.名前「0603」という名前は、長さ0.06インチ、幅0.03インチの寸法。
このコードとセラミックマルチレイヤーチップコンデンサの通常のサイズに相当するメトリックと、MMの寸法は次の表を示しています。 「H」の高さの尺度はテーブルにありません。 MLCCチップの高さはセラミック層の数、したがってコンデンサの容量に依存するため、これは一般にリストされていません。通常、範囲hがwを超えてはならないことを適用します。
測定図 | これがコードです (税関サービス) |
寸法 l×w 千×千 |
IEC/ENコード (メトリック) |
寸法 l×w mm×mm |
これがコードです (税関サービス) |
寸法 l×w 千×千 |
IEC/ENコード (メトリック) |
寸法 l×w mm×mm |
||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
01005 | 16×7.9 | 0402 | 0.4×0.2 | 1806 | 180×63 | 4516 | 4.5×1.6 | ||
015015 | 16×16 | 0404 | 0.4×0.4 | 1808 | 180×79 | 4520 | 4.5×2.0 | |||
0201 | 24×12 | 0603 | 0.6×0.3 | 1812年 | 180×130 | 4532 | 4.5×3.2 | |||
0202 | 20×20 | 0505 | 0.5×0.5 | 1825年 | 180×250 | 4564 | 4.5×6.4 | |||
0302 | 30×20 | 0805 | 0.8×0.5 | 2010年 | 200×98 | 5025 | 5.0×2.5 | |||
0303 | 30×30 | 0808 | 0.8×0.8 | 2020 | 200×200 | 5050 | 5.08×5.08 | |||
0504 | 50×40 | 1310 | 1.3×1.0 | 2220 | 225×197 | 5750 | 5.7×5.0 | |||
0402 | 39×20 | 1005 | 1.0×0.5 | 2225 | 225×250 | 5664/5764 | 5.7×6.4 | |||
0603 | 63×31 | 1608 | 1.6×0.8 | 2512 | 250×130 | 6432 | 6.4×3.2 | |||
0805 | 79×49 | 2012年 | 2.0×1.25 | 2520 | 250×197 | 6450 | 6.4×5.0 | |||
1008 | 98×79 | 2520 | 2.5×2.0 | 2920 | 290×197 | 7450 | 7.4×5.0 | |||
1111 | 110×110 | 2828 | 2.8×2.8 | 3333 | 330×330 | 8484 | 8.38×8.38 | |||
1206 | 126×63 | 3216 | 3.2×1.6 | 3640 | 360×400 | 9210 | 9.2×10.16 | |||
1210 | 126×100 | 3225 | 3.2×2.5 | 4040 | 400×400 | 100100 | 10.2×10.2 | |||
1410 | 140×100 | 3625 | 3.6×2.5 | 5550 | 550×500 | 140127 | 14.0×12.7 | |||
1515 | 150×150 | 3838 | 3.81×3.81 | 8060 | 800×600 | 203153 | 20.3×15.3 |
NMEおよびBME電極と接触材料 [ 編集 | ソーステキストを編集します ]
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MLCCコンデンサ:金属化の電極構造と接続表面
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クラス2-X7R MLCCコンデンサ:容量の電圧依存性に対するメタレーションの影響
セラミックマルチレイヤーチップコンデンサの製造における特別な問題は、電極と接続領域の金属化に使用される金属の大幅な価格上昇の大幅な価格上昇でした。それまでは、銀とパラジウムの非酸化できない貴金属は、1200〜1400°Cの高い焼結温度に関して使用されていました。シルバーも接続接点にありました。どちらの金属も高価であり、セラミックコンデンサの最終価格に大きな影響を与えます。
また、この材料組成は、クラス2コンデンサの非常に優れた電気特性をもたらし、NMEメタレーション(英語による)になりました。 高貴な金属電極 ‘dt。’貴金属電極 ‘)。
ただし、コンポーネントごとにコストを促進しました。コストの圧力により、BMEメタレーションの開発につながりました(Englから。 ベースメタル電極 、非シドルマルからのドイツ電極 ‘)。はるかに安価な材料のニッケルと銅が含まれていました。 [18]
より少ない反応ラッカーの使用 卑金属 電極の場合、使用されるセラミック材料の変化と製造プロセスにも必要です。焼結する場合、電極材料が一方で酸化しないように大気をチェックする必要がありますが、一方では、酸素の不足がセラミックの酸素空孔を防ぎ、したがって導電性にしないことが妨げられます。これは、従来のNMEプロセスで使用されるセラミック材料では不可能です。
それまでの間、内部電極と外部電極の両方に電極材料として安価な金属を使用することは、すべての主要なメーカーにとって標準です。コストの理由で、NMEはクラス2およびクラス1コンデンサの両方で、ほぼ完全にBMEに置き換えられました。
MLCC容量の範囲 [ 編集 | ソーステキストを編集します ]
MLCCチップの容量は、誘電体、サイズ、必要な電圧強度に依存します。容量値は約1 pfから始まります。最大容量値は、製造技術の現状によって決定されます。その結果、1990年頃から特定のサイズで最大容量値が絶えず増加しました。右側の画像は、一般的なクラス1およびクラス2セラミックマルチレイヤーチップコンデンサの最大容量を示しています。各サイズについて、3つのセラミックタイプNP0/C0GおよびX7Rの最大容量値と共通の公称電圧が次の表にリストされています(テーブルの画像のステータス:メーカーAVX、ケメット、ムラタ)。
名目 テンション |
大きなサイズ、EIAコード | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
01005 | 0201 | 0402 | 0603 | 0805 | 1206 | 1210 | 1812年 | 2220 | |
mmの寸法 | |||||||||
0.4×0.2 | 0.6×0.3 | 1.0×0.5 | 1.6×0.8 | 2.0×1.25 | 3.2×1.6 | 3.2×2.5 | 4.5×3.2 | 5.7×5.0 | |
それぞれのサイズの最大容量 | |||||||||
6.3 v | 220 pf | 33 pf | – | – | – | – | – | – | – |
10インチ | 220 pf | 100 pf | 2,2 nf | 10 nf | 47 nf | 100 nf | – | – | – |
16インチ | 220 pf | 100 pf | 2,2 nf | 15 nf | 47 nf | 68 nf | 100 nf | 180 nf | – |
25インチ | 220 pf | 1,0 nf | 10 nf | 15 nf | 47 nf | 470 nf | 220 nf | 150 nf | 180 nf |
50インチ | 100 pf | 1,0 nf | 8,2 nf | 10 nf | 33 nf | 220 nf | 220 nf | 220 nf | 470 nf |
100インチ | – | 100 pf | 1,0 nf | 10 nf | 33 nf | 100 nf | 100 nf | 150 nf | 330 nf |
250 V. | – | – | – | 680 pf | 10 nf | 33 nf | 33 nf | 47 nf | 100 nf |
630 v | – | – | – | 680 pf | 2,7 nf | 10 nf | 33 nf | 47 nf | 100 nf |
1000インチ | – | – | – | 220 pf | 820 pf | 2,7 nf | 22 nf | 33 nf | 54 nf |
2000インチ | – | – | – | – | – | 270 pf | 1,0 nf | 2,2 nf | 3,9 nf |
3000インチ | – | – | – | – | – | – | – | 470 pf | 1,0 nf |
名目 テンション |
大きなサイズ、EIAコード | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
01005 | 0201 | 0402 | 0603 | 0805 | 1206 | 1210 | 1812年 | 2220 | |
mmの寸法 | |||||||||
0.4×0.2 | 0.6×0.3 | 1.0×0.5 | 1.6×0.8 | 2.0×1.25 | 3.2×1.6 | 3.2×2.5 | 4.5×3.2 | 5.7×5.0 | |
それぞれのサイズの最大容量 | |||||||||
4インチ | 680 pf | 680 pf | 1,0 µf | 220 nf | 1,0 µf | – | – | – | – |
6.3 v | 680 pf | 100 nf | 1,0 µf | 10 µf | 10 µf | 22 µf | 47 µf | – | – |
10インチ | 1,5 nf | 100 nf | 2,2 µF | 10 µf | 10 µf | 22 µf | 47 µf | 4,7 µf | – |
16インチ | 2,2 nf | 100 nf | 220 nf | 4,7 µf | 10 µf | 10 µf | 22 µf | 33 µf | 47 µf |
25インチ | – | 10 nf | 220 nf | 2,2 µF | 4,7 µf | 10 µf | 22 µf | 22 µf | 22 µf |
50インチ | – | 1,5 nf | 100 nf | 1,0 µf | 4,7 µf | 10 µf | 10 µf | 6,8 µf | 15 µf |
100インチ | – | – | 10 nf | 100 nf | 1,0 µf | 2,2 µF | 4,7 µf | 3,3 µf | 6,8 µf |
200インチ | – | – | 1,5 nf | 10 nf | 56 nf | 150 nf | 470 nf | 1,0 µf | 1,0 µf |
250 V. | – | – | – | 10 nf | 68 nf | 220 nf | 470 nf | 470 nf | 1,0 µf |
500 V | – | – | – | 3,9 nf | 22 nf | 68 nf | 150 nf | 330 nf | 470 nf |
630 v | – | – | – | 1,5 nf | 12 nf | 33 nf | 100 nf | 150 nf | 470 nf |
1000インチ | – | – | – | 1,0 nf | 4,7 nf | 22 nf | 68 nf | 100 nf | 120 nf |
2000インチ | – | – | – | – | – | 2,2 nf | 6,8 nf | 10 nf | 22 nf |
3000インチ | – | – | – | – | – | – | – | 3,9 nf | 15 nf |
低エスルのbus騒 [ 編集 | ソーステキストを編集します ]
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MLCCチップの標準設計
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MLCCチップの低ESL設計
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MLCCチップアレイのバウフォーム
コンデンサの共振周波数は、コンポーネントのインダクタンスによって決定されます。これが小さいほど、共振周波数が高くなります。共鳴周波数の面積では、コンデンサには干渉信号と比較して最高のふるい特性があります。スイッチング周波数はますます高くなっているため、特にデジタル信号処理の領域では、非常に高い周波数のデカップリングまたはシーブコンデンサが必要です。
建設が単純に変化すると、MLCCチップで建設中に誘導部品を削減できるようになりました。この目的のために、標準のMLCCとは異なり、積み重ねられたブロックの電極は、接続表面と長い側で接触します。これにより、荷重キャリアが電極上で覆わなければならない経路が削減され、結果として生じる成分全体が減少します。 [19] コンデンサを実際に使用するために、これはzを意味します。 B.サイズ0805の0.1 µF-X7Rコンデンサの共振周波数は、MLCCチップが長い面に接続面を持つ0508構造変数として接触すると、約16 MHzから約22 MHzに増加します。
別のオプションは、MLCCアレイとしてコンデンサを実行することです。
いくつかの個別のコンデンサのインダクタは、インダクタを並列に切り替えます。さらに、個々のコンデンサの内部オーム損失も並行して切り替えられ、結果のESR値も減少します。
X2Y-MLCCエンターテイナー [ 編集 | ソーステキストを編集します ]
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さまざまなサイズのX2Y-MLCCセラミックコンデンサ
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X2Y MLCCコンデンサのセットアップ
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X2Y MLCCコンデンサの回路図
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デカップリングコンデンサとしてのX2Y MLCCコンデンサの回路
上記のように、標準のMLCCチップコンデンサーは、前面の接続面と接触する階層化された金属化セラミックキャリアのスタックから作られています。最初のスタック全体にあるセラミックキャリアの間に他の金属化されたセラミックキャリアが挿入され、両側に接触し、反対側の接続表面で接触できる場合は、信号ライン上のフィルターとして使用できる特別なチップコンデンサ、および廃棄コンデンサーとして使用できます。
住宅ごとに4つの接続を備えたこの特別なMLCC設計は、業界のX2Yコンデンサと呼ばれます。高周波信号をフィルタリングし、供給電圧の干渉を抑制するために使用されます。 B.高速デジタル回路。 X2Yコンデンサは21世紀の初めから使用されてきました。 [20] [21]
この設計により、回路基板に適切な配置があるため、供給ラインの邪魔なインダクタンスが最小限に抑えられます。これは、数百MHzの数のクロックレートを上回る高速デジタルサーキットで使用するのに特に興味深いものです。そこでは、回路基板上の個々の供給電圧の分離は、供給ラインが従来のセラミックコンデンサとの寄生インダクタンスのために困難であり、異なる容量値を持つ多くの従来のSMDセラミックコンデンサの並行使用が必要です。ここでは、X2Yコンデンサは、回路基板上の最大5つの同等に大きなセラミックコンデンサを交換できます。 [22] ただし、セラミックコンデンサのこの特別な設計は特許取得済みです。つまり、これらのコンポーネント(2008)は依然として比較的高価です。
3つの接続を持つキャスターは、X2Yコンデンサに代わるものを提供します。 [23]
機械的特異性 [ 編集 | ソーステキストを編集します ]
セラミックは脆性材料であり、比較的低い機械的引張負荷で壊れます。サーキュアに取り付けられたコンポーネントとして回路基板のはんだ中間性の間にしっかりと座っているMLCCチップは、回路基板が機械的または隆起の場合にそのような力にさらされます。だからこそ、いわゆる「曲げ強度」である曲げスタッフと比較したMLCCチップの抵抗は、多くのアプリケーションに特別な意味を持っています
-
セラミックの破損を伴うMLCCチップコンデンサのグリファー画像。
-
MLCCコンデンサによる曲げテストの簡素化されたプレゼンテーション。
この曲げ強度は(Eng。 基板曲げテスト ) 決定。はんだ付けされたMLCCチップを備えたテストガイドプレートは、1〜3 mmのパス長でスタンプによって2つのサポートポイントの間に曲がっています。パスの長さは、アプリケーションからの要件に依存します。コンデンサの切断がない場合、コンデンサの曲げ強度が与えられます。分数は、曲がった状態の容量値を変更することにより、主に認識されます。
MLCCチップコンデンサの曲げ強度は、セラミックの特性、チップのサイズ、コンデンサの構造によって異なります。特別な建設機能がなければ、クラス1セラミック(NP0/C0G)を備えたMLCCチップは、2 mmの典型的な曲げ強度を実現しますが、クラス2セラミック(X7R、Y5V)のより大きな設計では約1 mmの柔軟性しか達成されません。サイズ0402などの小さなチップは、すべてのセラミックタイプでより大きな曲げ強度値を実現します。
特に電極と接続ロッジの表面の特別な構造により、特別な建設機能により、曲げ強度を改善できます。
標準のMLCCチップコンデンサーのセラミックの破損の危険性は、電極をシフトすることで短絡につながる可能性があることです。これは、接続表面接触の覆われた領域にある電極の部分が、反対電極の重複がない場合に防ぐことができます。これはzになります。 B.「オープンファッションデザイン」(OMD)を通じて達成。この構造により、カウンターポール電極は非常に削減されるため、セラミック(メーカー:AVX、ケメット)の休憩によって触れられません。
-
Standard-MLCC:
セラミックが壊れた場合、電極は短絡している可能性があります。 -
Open-Mode-Design-MLCC:
セラミックが壊れた場合、容量のみが減少します。 -
フローティングエレクトロードデザインMLCC:
セラミックが壊れた場合、容量のみが減少します。 -
Flex Termination-MLCC:
電極と接続表面の間の柔軟な接触層(P)により、セラミックの破壊が防止されます。
同様のものは、「」の構築によって達成されます。 浮動電極設計 「(FRB)、「マルチレイヤーシリアルコンデンサ」(MLSC)とも呼ばれます。この構造により、コンデンサ内の電極はそれぞれのセラミックキャリアで半分になります。カウンター – 電極は、上のセラミックキャリアに、接続表面への電気的に導電性接続なしで、SO -Calcaledの「フローティング電極」として配置されています。これにより、直列に接続されている2つの内部コンデンサが作成されます。両方のMLCC構造で、セラミックの接続エリアでの休憩は、反電極への電気接続を確立することはできません。その結果、ブレークはコンデンサの短絡につながるわけではありませんが、容量値を変更するだけです。ただし、両方の構造は、標準のMLCCバージョンと比較して、より大きなデザインにつながります。
標準のMLCCと同じ体積の使用は、電極と接続の間の導電性ポリマーで作られた柔軟な中間層を挿入することで達成されます。 柔軟な終端 「(ft-cap)または「ソフト終端」、 B. AVX、Murata、Kemet、Syfer、Holystoneから。この構造により、剛性のある金属接続の表彰台は柔軟なポリマー層に移動するため、セラミックを壊すことなく曲げたときに曲げスタッフを占領することができます。クラス2コンデンサでは、この構造は、自動車産業が必要とするテスト導体プレートの3 mmのたわみに曲げ強度を増加させることにつながります。 [24]
セラミックコンデンサは、Spark障害の領域でも特に重要です(英語EMI、電磁干渉またはRFI、無線周波数干渉)。ここでは、ワイヤレスセラミックの偶発的コンデンサーは、電圧強度の増加、高インパルス衝撃緩和、および免除のために大量に使用されます。
業界の小型化の一環として、表面に搭載されたチップ設計も、インターフェイスコンデンサの間でますます重要になっています。ただし、セラミックSMDの意図的なコンデンサー(MLCC)は、ENECおよびULの承認に従って、高衝動抵抗強度と非局所性のすべての条件も満たさなければなりません。これは、チップ無線の意図的なコンデンサを認めるための電気的および機械的パラメーターのテストと測定の条件が、DIN IEC 60384-14標準の欧州分野(ENEC)で定義されており、それらを満たす必要があることを意味します。それまでの間(2012年)、業界はこれまでのところ、MLCCの意図的なコンデンサーがいくつかのメーカーによって提供されているためです。 [25] [26] [27] [28]
-
高電圧ディスクコンデンサー
-
セラミックウルトランドコンデンサ
-
セラミックトンコンデンサ
セラミックの基本質量の光の形成性とセラミックの高電圧強度のため、セラミック性能コンデンサは、多くの異なるデザインで市場で見つけることができます。要件に応じて、2 kVから100 kVの範囲の高電圧用にクラス1およびクラス2セラミックから作られています。 [9]
高周波数、誘導ストーブ、高電圧インパルス吸収体、高電圧測定デバイスの張力ダブルで、電気高電圧システムまたはトランスミッターの位相スライドコンデンサとしてアプリケーションを見つけることができます。
このような性能コンデンサのサイズは、高い損失で非常に大きくなる可能性があります。 TON設計のセラミック高電圧コンデンサは、損失熱を溶解するための水冷却を備えた非常に高い出力損失のためにも生成されます。
セラミック性能コンデンサとa。デンバーから、モルゲンエレクトロセラミクス、ヴィトラモン/ヴィッシェイ、TDKから。
スペアサーキット [ 編集 | ソーステキストを編集します ]
コンデンサの電気特性は、2007年3月にDIN EN 60384-1(VDE 0565-1)としてドイツで公開されたIEC 60384-1フレームワーク仕様により、国際地域の技術アプリケーションで調和しています。電気パラメーターは、セラミックコンデンサのこの場合、コンデンサの理想化されたシリーズ置換画像によって説明されています。
隣接する図で:
- c 、コンデンサの容量、
- r 隔離 、誘電体の絶縁抵抗、
- r ESR 、同等の標準抵抗、コンポーネントのオーム損失を要約します。この効果抵抗は一般的にのみです ESR (同等のセール抵抗)と呼ばれる、
- l ESL 、同等のシリーズインダクタンス、コンポーネントのインダクタンスを要約し、通常のみです ESL (同等のシリーズ誘導性 l )呼び出されました。
耐火性ZおよびOhmscheの損失(ESR、Tanδ、Kindness Q) [ 編集 | ソーステキストを編集します ]
DC電圧からの商がオームの法則に似ています の DC および直接電流 私 DC 抵抗のように r は、商はAC電圧で作られています の と および交互の電流 私 と :
AC抵抗または偽耐性
呼び出されました。複雑なインピーダンスの量です
選択した測定周波数を持つコンデンサの。 (コンデンサのデータシートでは、偽抵抗のみ、つまりインピーダンスの量が指定されています)。
コンデンサのシリアル交換値がわかっている場合、これらの値を介して偽抵抗を計算することもできます。それは、活性抵抗と盲目的抵抗の幾何学的(複雑な)添加の合計、つまり交換シリーズ抵抗です ESR そして、帰納的盲目の抵抗 バツ l 容量性盲目の抵抗を引いた バツ c 。
2つの盲検抵抗は、円形の周波数を示しています おお 次の関係:
偽の抵抗は何ですか
次の方程式の結果:
(使用される記号規則の導出については、インピーダンスの下で参照)。
容量性と誘導性の盲目的抵抗が同じサイズである応答の特殊なケースでは( バツ c = バツ l )、偽抵抗になります
同じ ESR コンデンサの値、コンデンサのすべてのオーム損失が要約されている値。
多くのセラミックコンデンサでは、ESRの代わりにデータシートのオーム損失を指定するために、損失係数tanδが与えられます。容量性盲検抵抗の間の位相角の接線に起因する バツ c 帰納的盲目の抵抗を差し引いた バツ l とESR。インダクタンスESLを怠ると、損失係数を次のように計算できます。
損失因子の代わりに、その抜本的な値は、クラス1コンデンサ、「品質Q」または「品質係数」での特別な損失の損失でしばしば指定されます。この値は、共鳴周波数fの帯域幅Bを指します 0 方程式に従って計算します。
- 、
周波数範囲として定義された帯域幅は、平均値と比較して電圧レベルが3 dB変化した制限で、
- 。
と f 2 アッパーとして f 初め カットの周波数が低い。
容量と容量の許容範囲 [ 編集 | ソーステキストを編集します ]
前- 下書き ランク |
許容範囲 | |||
---|---|---|---|---|
c r > 10 pf | ケン – 一冊の本- スタッフ |
c r <10 pf | ケン – 一冊の本- スタッフ |
|
クラス1セラミックコンデンサー | ||||
E24 | ±1% | f | ±0,1 pf | b |
±2% | g | ±0,25 pf | c | |
±5% | j | ±0,5 pf | d | |
E12 | ±10% | k | ±1 pf | f |
E6 | ±20% | m | ±2 pf | g |
クラス2セラミックコンデンサー | ||||
E6 | ±20% | m | – | – |
E3 | -20/+50% | s | – | – |
-20/+80% | と | – | – |
セラミックコンデンサは、0.1 pfから100 µf以上の非常に広範囲の容量値をカバーしています。指定された容量値は、「公称容量Cr」と呼ばれます。この容量値によれば、容量は「名前が付けられています」。実際の測定容量値は、指定された許容領域内のこの公称容量値を中心にしている必要があります。
必要な容量は、アプリケーションの領域によって決定されます。クラス1コンデンサの周波数決定アプリケーションの場合。 B.スイングサークルでは、非常に正確な容量値が必要であり、緊密な許容値で指定されています。一方、クラス2では、次のような一般的なアプリケーション用のコンデンサでB.より大きな許容領域からのふるいまたは結合回路の場合。
セラミックコンデンサの容量は周波数依存性であり、クラス2タイプでも張力依存性であるため、正確な容量値を決定するために測定条件は決定的です。該当する基準に従って、次の測定条件を観察する必要があります。
- クラス1セラミックコンデンサー
- c r 1 MHzの100 pf以下、測定電圧5 V
- c r 1 kHzの> 100 pf、測定電圧5 V
- クラス2セラミックコンデンサー
- c r 1 MHzの100 pf以下、測定電圧1 V
- 100 pf < c r 1 kHzで10 µf、測定電圧1 Vおよび
- c r 100/120 Hzの10 µf、測定電圧0.5 V
より小さい容量の値とより大きな容量の値の異なる測定周波数は、主要な使用条件への適応です。容量の値は通常、高い周波数または非常に高い周波数で動作します。より小さな周波数の領域では、より大きな容量値が見られる可能性が高くなります。
利用可能な容量値は、標準化された「電気列」ではずらしています。 DINによると、次の電気シリーズが推奨されます。
さらに、E96、(96-C値/10年)またはE48、(48-C値/10年)に従って、個々のメーカーによって公称容量値が提供されます。
容量の電圧依存性 [ 編集 | ソーステキストを編集します ]
パラレクリックセラミック材料で構成されるクラス1セラミックコンデンサは、容量値が張力に依存していないことを示しています。
対照的に、クラス2のセラミックコンデンサには、電界強い誘電数があります。その結果、容量は隣接する電圧のサイズに依存します。
クラス2セラミックコンデンサには、強誘電性材料からの誘電体があり、主に適切な追加料金を備えたチタン酸バリウムがあります。これらは、隣接する電圧のサイズで誘電率を変更します。公称電圧の電圧が近づくほど、容量の容量が低くなります。容量の変化は、一部の材料または公称電圧値で最大80%になります。誘電体が厚いため、この電圧依存性は特定の制限内で低下する可能性がありますが、これはサイズを犠牲にします。
容量の電圧依存性は、電極メタレーションの種類によっても影響されます。 BMEメタレーションは、NMEメタレーションと比較して容量への電圧依存性が大きくなります。 2つの隣接する画像は、コンデンサのNMEメタレーションの電圧依存性を示しています。
BMEメタレーションを備えたセラミックコンデンサは、容量の電圧依存性を大幅に高くすることができます。 [29] [30] [最初に30]
容量の温度依存性 [ 編集 | ソーステキストを編集します ]
容量は温度依存です。温度係数は特徴的です。温度が1ケルビン増加した場合、その公称値に関連するコンデンサの容量の変化を表します。アプリケーションクラスも参照してください。
容量の周波数依存性 [ 編集 | ソーステキストを編集します ]
クラス1セラミックコンデンサは、容量の容量の依存性が低いだけでなく(アプリケーションクラスを参照)、コンデンサが動作する頻度の容量に非常に低い依存性を持っています。対照的に、クラス2のセラミックコンデンサは、動作周波数の周波数に容量を非常に強い依存しています。反対側の写真では、X7RおよびY5Vコンデンサの容量の典型的な周波数挙動が、クラス1-NP0コンデンサと比較して記録されています。
エージング [ 編集 | ソーステキストを編集します ]
セラミックコンデンサの電気値の時間的変化は、老化と呼ばれます。ほとんどの場合、老化は容量値に関連しています。
クラス1セラミックコンデンサの老化は非常に低いです。 P 100からN 470の温度依存性の場合、容量の時間的矛盾は1%以下であり、材料N 750〜N1500≤2%です。
クラス2セラミックコンデンサが生成されるチタン酸バリウムなどの強誘電性材料で作られた誘電体は、強誘電性のcur骨温度を示しています。約120°Cを超えると、バリウムチタン酸キュリーの温度であるセラミックは、もはや強誘電性ではありません。この温度は、製造プロセスにおけるセラミックの焼結で明らかに超えられているため、平行な誘電双極子の誘電ドメインであるセラミック誘電体の強誘電性特性は、材料が冷却されたときにのみ形成されます。ただし、ドメインの安定性の欠如により、これらの領域は時間とともに減衰し、誘電性の数が減少するため、コンデンサの容量であるコンデンサが減少しています。
セラミックがキュリエット温度の下で冷却されてから最初の1時間で、容量の減少は明確に定義できず、その後に対数法則が続きます。これは、老化定数を、10年間のパーセントの容量受け入れとして定義します。 B. 1時間から10時間。 [32] [33]
クラス2のセラミックコンデンサの老化により、容量値が参照する参照測定の年齢を指定する必要があります。この「年齢」は、該当する基準に従って1000時間に設定されます。以前に行われた容量測定は、セラミックに対して決定された老化定数で修正する必要があります。
クラス2のセラミックコンデンサの老化は、基本的に使用される材料に依存します。セラミックの温度依存性が高いほど、時間の経過とともに老化率が高くなります。 X7Rセラミックコンデンサの典型的な老化率は、10年あたり1.2〜1.65%の間であり、これにより、最大老化率は10年あたり最大約2.5%になります。 [34] Z5Uセラミックコンデンサの老化率は大幅に高くなっています。 10年あたり最大7%になることがあります。
老化は可逆的です。 [4] キュリポイントを越えて加熱し、その後の遅い冷却により、元の容量値を復元できます(エンタール化)。ユーザーの場合、エンティティは、特にSMDコンデンサのはんだ付けプロセスと、特に宝くじのあるロデンではんだ付けの場合、宝くじの温度が従来のロデンよりも高いことを意味し、クラス2セラミックコンデンサを新しい状態にリセットします。回路で調整プロセスが必要な場合は、はんだ付け後にここで待つ時間を観察する必要があります。
時制 [ 編集 | ソーステキストを編集します ]
タイプ | 公称電圧 | テスト電圧 |
---|---|---|
セラミックマルチレイヤー Chipkondensatoren (MLCC) |
の r ≤100インチ | 2.5 の r |
100 in < の r ≤2インチ | 1.5 の r + 100 V | |
200 in < の r ≤500V | 1.3 の r + 100 V | |
500 in < の r | 1.3 の r | |
層 セラミックコンデンサ |
の r ≤500V | 2.5 の r |
の r > 500 in | 1.5 の r + 500 V |
通常、それぞれの誘電体材料のコンデンサに対して常に、物理関連の定義可能な電圧抵抗、材料の厚さあたりの浸透電圧が与えられます。
これは、セラミックコンデンサでは不可能です。セラミック層の浸透電圧は、電極材料の組成と焼結条件によって10倍まで異なります。今日では一般的なセラミックの非常に薄いセラミックの層を使用して、コンクリートの制限で電気特性の散乱を維持するために、個々のプロセスパラメーターの優れた精度と習得が必要です。
セラミックコンデンサの電圧強度は、「公称電圧」という用語で指定されています の r 「。これは、DC電圧を意味します。DC電圧は、カテゴリ上部の温度までの公称温度範囲に永久にある可能性があります。このプロパティは、電圧強度がチェックされる「テスト電圧」を処方することによりチェックされます。
さらに、テスト電圧が増加して、長期間(1000〜2000時間)にわたって電気特性がチェックされる永久電圧テスト(1.5〜1.2 の r )「公称電圧」を確保するために実行されます。
ScheinWiderstand(Z) [ 編集 | ソーステキストを編集します ]
セラミックコンデンサの偽抵抗は、交互の電流を転送または導出する能力の尺度です。偽の抵抗が小さいほど、より良い交互の流れ。容量性と誘導性の盲目的抵抗が同じである応答の特殊なケースでは、偽抵抗はその最小値に達します。次に、コンデンサのESRに対応します。
コンデンサの共振周波数は、その容量値とその直列インダクタンスによって決定されます。容量値が小さいほど、共振周波数が高くなります。さまざまなコンデンサと同じ容量で、ESRはコンデンサの構造の影響を受けます。たとえば、MLCCチップコンデンサが容量値を達成するために必要な層が多いほど、ESRは小さくなります。したがって、クラス1-NP0-MLCCチップは、誘電体の誘電体図形が小さく、同じ容量値を達成するためにより多くの層が必要なため、クラス2-X7RチップよりもESR値が小さくなります。
コンデンサの建設的な構造は、構造が誘導シェア(ESL)を減らすと、その共鳴領域をより高い周波数にシフトします。
Ohmscheの損失、品質Q、損失係数TanδおよびESR [ 編集 | ソーステキストを編集します ]
セラミックコンデンサのオーム損失は、供給と導出抵抗、電極接触の遷移抵抗、電極のケーブル抵抗、誘電体の誘電損失で構成されています。
温度係数 コンデンサの |
最大 損失係数 |
---|---|
100≥a> -750 | tanΔ≤15・10 -4 |
-750≥α> -1500 | tanΔ≤20・10 -4 |
-1500≥α> -3300 | tanδ≤30・10 -4 |
-3300≥α> -5600 | tanΔ≤40・10 -4 |
≤ -5600 | tanΔ≤50・10 -4 |
容量値<50 pf より大きな値が損失係数に適用されます。 |
公称電圧 コンデンサの |
最大 損失係数 |
---|---|
≥10インチ | tanΔ≤350・10 -4 |
容量値<50 pf より大きな値が損失係数に適用されます。 |
一般に、コンデンサのオーム損失は、損失係数tanδで与えられます。該当する標準EN 60384-21/-9/-22によれば、セラミックコンデンサは次の損失係数を超えてはなりません(表を参照)。
周波数安定円を対象としたクラス1コンデンサでは、損失係数の代わりに、その戻り値、「親切」はしばしば Q または指定された「品質要因」。品質の大きな価値は、共鳴周波数の小さな範囲Bに対応しています f 0 コンデンサの。
共鳴領域のインピーダンス曲線の過程は、ESRが小さいほど急勾配であるため、品質または品質係数の仕様も、オーム損失について声明を出すことができます。
主に電源で使用されるクラス2コンデンサのより大きな容量値の場合、メーカーのデータシートは通常、損失係数の代わりにデータシートで指定されます。これは、セラミックコンデンサが、電解コンデンサと比較してオーム損失を比較する場合、値が大幅に低いことを強調しています。
セラミックコンデンサのオーム損失は、老化による周波数、温度、電圧、およびクラス2コンデンサであり、温度範囲の損失の異なる強い変化の異なるセラミック材料と動作周波数を介してです。クラス1コンデンサの変化は、クラス2コンデンサ中の1桁の割合範囲の大幅に高い変化です。
オーム損失の依存性は、次のように説明できます。なぜなら、電気双極子の極性がますます速いため、より速く頻度の高いセラミックコンデンサの誘電損失は、周波数の増加とともに増加し、セラミックタイプに応じてコンデンサーの損失が増加し、周波数が増加するためです。 Ohmicの損失は、誘電率が高い誘電体の強度、誘電体が厚いため、同じ周波数でより高い損失を抱えています。温度は、コンデンサのオームの損失にも影響します。高温での双極子の可動性が向上したため、温度が上昇すると損失は低下します。 [35]
オーム損失の周波数依存性のため、仲裁測定の測定パラメーターを明確に決定することが重要です。
- 容量値が1000 pF以下のクラス1セラミックコンデンサの場合、測定周波数1 MHzに品質Qまたは損失係数TANδが指定されています。
- 容量値が1000 pfを超えて≤10µfのクラス1およびクラス2のセラミックコンデンサの場合、損失係数は1 kHzで指定されています
- 10 µFを超えるコンデンサの場合、損失係数またはESRは100/120 Hzで指定されています。
測定値は、室温で0.5 v/1 Vの測定変化電圧で行われます。
ACレジリエンス [ 編集 | ソーステキストを編集します ]
DC電圧でオーバーレイされた交互の電圧または交互の電圧は、セラミックコンデンサの充電と排出プロセスを引き起こします。口語的にはリップル電流とも呼ばれる交互の電流流。これにより、コンデンサのESRによる周波数依存性の損失が発生し、コンポーネントが内部から成分を加熱します。得られた熱は、対流と熱伝導により環境に放出されます。環境に放出できる熱の量は、コンデンサの寸法と、回路基板と周辺エリアの条件に依存します。
セラミックコンデンサの許容されるAC負荷または関連する周波数依存性の有効なAC電圧は、メーカーのそれぞれのデータシートではめったに指定されません。セラミックコンデンサの電気値は一般にリップル電流の影響を受けないため、コンデンサで生成される熱は信頼できる動作に重要です。したがって、セラミックコンデンサを介して流れる交互の電流は非常に大きいため、指定された最高温度は内部生成された熱によって超えられません。したがって、周囲温度と上部カテゴリの温度の温度差は、許容される交互の電流負荷のサイズを決定します。この許可された温度差は、コンデンサのそれぞれのサイズに依存します。
もちろん、交互の電流に属する電圧は、コンデンサの最大公称電圧を超えてはなりません。指定された公称電圧の交差は、コンデンサの破壊につながる可能性があります。
分離抵抗、自己暴露時定数 [ 編集 | ソーステキストを編集します ]
隔離抵抗を介して、時間の経過とともに負荷のあるコンデンサが排出する r 隔離 彼の誘電体。容量に対する断熱抵抗の乗算から c コンデンサーは、自己露出時定数になります t 隔離 。
自己暴露時定数は、その絶縁能力に関する誘電体の品質の尺度であり、「S」(=秒)で与えられます。 100〜1,000,000秒の値が一般的です。
該当するEN標準は、断熱抵抗の最小値とセラミックコンデンサの自己露出時定数を指定します。
- SMDおよびでこぼこのセラミックコンデンサクラス1
- c r ≤10nf、r 私 ≥10000MΩ
- c r > 10 nf、r 私 ・CN≥100秒
- SMDおよび境界セラミックコンデンサクラス2
- c r 25 nf以下、r 私 ≥4000MΩ
- c r > 25 nf、r 私 ・CN≥100秒
断熱抵抗と、それに基づく自己暴露時定数は温度依存性です。
時間を決定するリンクとしてコンデンサが(例えばリレーなど)、または電圧値を保存する場合、常に関連します。 B.はアナログメモリで使用されます。
断熱抵抗は、環境への成分の断熱と混同してはなりません。
誘電体吸収、アンロード効果 [ 編集 | ソーステキストを編集します ]
コンデンサが一度招待され、完全にアンロードされた場合、外部の影響なしに接続で測定できる電圧を構築できます。この負荷効果は、誘電体吸収または誘電性弛緩として知られています。
コンデンサの容量は本質的に部屋の充電によって定義されますが、セラミック誘電体の分子の核再構築は、支配フィールドの方向に電気小学生の双極子の幾何学的整列が発生します。この方向は、コンデンサの部屋充電プロセスよりもはるかに遅い時定数で動作し、供給されたエネルギーを消費します。逆に、この方向はコンデンサの排出をゆっくりと失い、部屋の荷重とコンデンサの緊張の形で自由になっているエネルギーを返します。このリロードされた電圧は、荷重効果が低い場合でも、測定値を偽造する可能性があります。
誘電体吸収の誘電効果は、常に電圧の変化を打ち消すため、最近充電されたコンデンサの部分的な排出を引き起こします。部屋の充電プロセスの時定数とディピストのアライメントの違いは、誘電体吸収のサイズを作り、互いに比例します。
セラミックコンデンサには、小さな荷重効果が小さいが無視できるものではありません。クラス1コンデンサでは約0.3〜0.6%、クラス2-X7Rコンデンサで0.6〜1%、クラス2-Z5Uコンデンサで2.0〜2.5%です。
Piezoeffekt [ 編集 | ソーステキストを編集します ]
すべての強誘電性材料には、圧電、ピエゾ効果(マイクロフォニー)があります。特定の材料の機械的変形の表面に電気荷重が発生するという現象に基づいていますが、特に適切な材料であっても非常に小さいです。
クラス2のセラミックコンデンサは強誘電性塩基性物質で構成されているため、コンデンサに機械的圧力が発生した場合や、非常に低いが、非常に低いですが、たとえば敏感な電子回路で誤った測定結果につながる可能性がある場合、電極上の望ましくない電圧が発生する可能性があります。このため、パラレクリック原材料で構成され、ビープ効果またはホイルコンデンサがないクラス1セラミックコンデンサ(高品質のオーディオアンプで使用されています)が使用されています。
ピエゾ効果(逆ピエゾ効果)の可逆性により、セラミックコンデンサは、セラミックコンデンサの高電流負荷(パルス回路)を備えたコンデンサと回路基板を介して部分的に可聴音放射を引き起こす可能性があります。 [36]
セラミックコンデンサのラベル付けは、もはやカラーコーディングを知りません。スペースが十分である場合、コンデンサは、公称容量、耐性、公称電圧、公称温度範囲(気候カテゴリ)、温度係数と安定性クラス、製造業者、製造業者、建設タイプの指定を含むインプリントによって特徴付けられる必要があります。
また、スペースが利用可能であれば、ラジオデリゲートには、対応する承認をマークする必要があります。
容量、耐性、製造日は、EN 60062に従って短いナンバープレートでマークできます。公称容量の短いマーキングの例(Picofarad):p47 = 0.47 pf、4p7 = 4.7 pf、47p = 47 pf
顕著なセラミックマルチレイヤーチップコンデンサがマークされていない。
コンデンサ、テスト、テスト方法に関連する電気値の一般的な定義、および試験の測定規制は、基本仕様で指定されています
- IEC 60384-1エレクトロニクスパートのデバイスで使用するIEC 60384-1フェスティバルコンデンサ1:基本的な主題仕様
クラスと設計に応じて、いくつかのフレーム仕様がセラミックコンデンサに適用されます。それぞれのセラミックコンデンサがライセンスのために満たさなければならない試験と要件は、次のように設定されています。
- IEC 60384-8:エレクトロニクスパート8のデバイスで使用するフェスティバルコンデンサ8:フレームワーク仕様セラミックフェスティバルコンデンサ、クラス1
- IEC 60384-21:エレクトロニクスパート21のデバイスで使用するフェスティバルコンデンサ21:フレームワーク仕様:表面に取り付けられる多層セラミックフェスティバルコンデンサ、クラス1
- IEC 60384-9:エレクトロニクスパート9のデバイスで使用するフェスティバルコンデンサ:フレームワーク仕様セラミックフェスティバルコンデンサ、クラス2
- IEC 60384-22:エレクトロニクスパート22のデバイスで使用するフェスティバルコンデンサ22:フレームワーク仕様:表面に取り付けられる多層セラミックフェスティバルコンデンサ、クラス2
言及された規範は、ドイツの標準としてドイツにあります あなたのEN 60384-8/21/9/22 公開。対応するDIN標準は、クラス3セラミックコンデンサ(バリア層コンデンサ)のために撤回されました。
クラス1および2のセラミックコンデンサの最も重要な特性と用途を次の表に示します。
クラス | 特性 | アプリケーションの領域 |
---|---|---|
クラス1: 定義された温度係数を持つ凝縮器 |
|
シュウィングサークル、フィルター回路、温度補償、カップリング、HFサークルのふるい。 |
2年生: 多数の誘電性を持つ凝縮器 |
|
カップリング、デカップリング、スパーク障害、緩衝とふるい、スナバーサーキット、実装コンデンサ、パフォーマンスコンデンサ |
セラミックコンデンサの利点 [ 編集 | ソーステキストを編集します ]
コンデンサの電気特性は、セラミックコンデンサを含むさまざまなセラミック基本材料を選択することにより、電子回路と電気回路の多様な要件に適合させることができます。温度と周波数安定の電気パラメーターのいずれかを選択できます。これにより、比較的少量の容量値を受け入れる必要があり、温度と電圧依存のパラメーターを備えた大容量の値を選択できます。
セラミックの基本質量の光の形成性のため、セラミックコンデンサは、ほぼすべての望ましい設計とサイズに簡単に持ち込むことができます。その結果、コンデンサは、100 kV以上の範囲までの電圧強度で製造できます。
セラミックコンデンサは炎症が非常に困難であるため、干渉コンデンサとして安全性に関連するアプリケーションで使用するための重要な前提条件を提供します。より大きなでこぼこのデザインは、過電圧や過電圧の衝動にも比較的鈍感です。
SMDセラミック多様なコンデンサの形式では、セラミックコンデンサは、表面に取り付けられた成分として技術的かつ安価に製造できます。
クラス1セラミックコンデンサは、周波数安定回路のアプリケーションで好まれます。 B.シュウィングサークル、フィルター回路、温度補償、カップリング、HFサークルのふるい。それらは、小さな損失因子、高品質、容量への依存度が低く、温度と頻度の損失係数、ならびに老化はほとんどありません。
クラス2のセラミックコンデンサは、電源の分野での用途に高電流回復力を備えた、電気的に安定した低下容量コンデンサを電気的に提供します。ここでは、特に、「MLCC」が言及した表面に取り付けられたセラミックコンデンサは、プラスチックフィルムまたはより小さな電解コンデンサを置き換えることができます。セラミックコンデンサは、特に液体電解質を持つアルミニウム電解コンデンサと比較して、はるかに低い老化の影響を受けます。
セラミックコンデンサの短所 [ 編集 | ソーステキストを編集します ]
小さなサイズの表面 – 組み立てられたセラミックコンデンサ(MLCC)は、成分の短絡につながる可能性のある過電圧とエネルギーの豊富な過電圧インパルスにより敏感です。また、振動と衝撃負荷の結果として、アセンブリの機械的応力と回路基板の機械的な偏向に非常に敏感です。セラミックの中断と、必要に応じて、短絡が結果になる可能性があります。特に鉛フリーのロデンではんだ付けする場合のはんだ付けに対する熱応力は、SMDセラミックコンデンサの破損や短絡にもつながる可能性があります。
クラス2セラミックコンデンサでは、特定の状況下でマイクが発生する可能性があります。電磁結合で発生し、セラミックの機械的振動をもたらす可能性があります。特定のセラミックのピエゾ効果は、コンデンサの「マイク」として知られる誘導されたインターチェンジにつながる可能性があります。
クラス2セラミックコンデンサの容量値は緊張依存です。より高い動作電圧では、容量値が低下します。
SMDセラミックコンデンサの場合、回路基板上のアセンブリ中の内部オーム損失が非常に低いため、非常に高い干渉周波数を持つ遵守されていない共鳴サークルを供給ガイド鉄道で作成できます。
2桁のパーセンテージ範囲の市場シェアを持つセラミックコンデンサの分野のマーケットリーダー:村田、サムスン電気機械(SEMCO)、太極島。これに続いて、シングルディギットパーセンテージ範囲の市場シェアを備えた世界中の大規模なオペレーティングメーカーが続きます:TDK/EPCOS、KYOCERA/AVX、Phycomp/Yageo、Kemet、Walsin、Vishay/Vitramon、Rohm、Epcos、Dover Technologies(Novacap、Syfer)。 (2012年現在のデータ)
次の表は、2008年3月の世界的な世界的なメーカーを運営する製品スペクトルの概要を示しています。
メーカー | 利用可能なデザイン | |||||
---|---|---|---|---|---|---|
テンション | 凝縮タイプ | |||||
<1 kv | = 1 kv | なれ- ワイヤー |
ent– 乱す |
終えた- ガイド |
に 投げる |
|
Avx/Kyocera Ltd.、 [37] ATC、アメリカのテクニカルセラミック [38] | バツ | バツ | バツ | バツ | – | – |
Cosonic Enterprise [39] | バツ | バツ | バツ | バツ | – | – |
親愛なるボーン [40] | – | – | – | – | – | バツ |
デュビリエ [41] | バツ | バツ | バツ | バツ | バツ | – |
ホーリーストーン [42] | バツ | バツ | バツ | バツ | バツ | – |
Hua Feng Electronics(Cinetech) [43] | バツ | バツ | – | – | – | – |
Johanson Dielectrics Inc. [44] | バツ | バツ | バツ | バツ | – | – |
KEKON [45] | – | バツ | バツ | – | – | – |
Kemet、Arcotronics、Evox Rifa [46] | バツ | バツ | バツ | バツ | – | バツ |
Koa Speer Electronics、Inc。 [47] | バツ | – | バツ | – | バツ | – |
モーガンエレクトロセラミック [48] | – | – | バツ | – | – | バツ |
Murata Manufacturing Co. Ltd. [49] | バツ | バツ | バツ | – | バツ | – |
なし [50] | バツ | バツ | バツ | バツ | – | – |
NCC、ヨーロッパケミコン [51] | バツ | バツ | バツ | – | – | – |
ノバカップ、 [52] サイファー [53] | バツ | バツ | バツ | バツ | バツ | – |
Prosperity Dielectrics Co.(PDC) [54] | バツ | バツ | – | バツ | – | – |
Samsung Electro-Mechanics Co. Ltd. [55] | バツ | バツ | – | – | バツ | – |
Samwhaコンデンサグループ [56] | バツ | バツ | バツ | – | バツ | – |
Taiyo Yuden [57] | バツ | – | – | – | – | – |
TDK-EPCOS(TDK-EPC Corporation) [58] | バツ | バツ | バツ | バツ | – | バツ |
Tecateグループ [59] | バツ | バツ | バツ | バツ | – | – |
Tusonix [60] | – | バツ | バツ | バツ | バツ | – |
ユニオンテクノロジーコーポレーション(UTC) [六十一] | バツ | バツ | バツ | バツ | バツ | – |
Vishay Intertechnology Inc.、Vitramon、Ceramite [62] | バツ | バツ | バツ | バツ | バツ | バツ |
ウォルシンテクノロジー [63] | バツ | バツ | バツ | バツ | – | – |
Yageo、Phycomp [六十四] | バツ | – | – | – | – | – |
Yuetone [65] | バツ | – | バツ | バツ | – | – |
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- ↑ メーカーのWebプレゼンス ユニオンテクノロジーコーポレーション
- ↑ メーカーのWebプレゼンス Vishay Intertechnology Inc.
- ↑ メーカーのWebプレゼンス PassiveComponent.com ( 記念 の オリジナル 2015年4月12日から インターネットアーカイブ )) 情報: アーカイブリンクは自動的に使用されており、まだチェックされていません。指示に従ってオリジナルとアーカイブのリンクを確認してから、このメモを削除してください。 (PDF)
- ↑ メーカーのWebプレゼンス Yageo
- ↑ メーカーのWebプレゼンス Yuetone ( 記念 の オリジナル 2016年3月4日から インターネットアーカイブ )) 情報: アーカイブリンクは自動的に使用されており、まだチェックされていません。指示に従ってオリジナルとアーカイブのリンクを確認してから、このメモを削除してください。
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