村田首款1608M尺寸/100V、静电容量1µF的MLCC实现商品化

发布时间：2023-11-22 13:12
作者：AMEYA360
来源：村田
阅读量：3308

　　株式会社村田制作所成功开发了用于基站、服务器和数据中心48V线路的多层陶瓷电容器“GRM188D72A105KE01”并已量产。该产品在1608M(1.6×0.8mm)尺寸、100V的额定电压下可实现1μF的超大静电容量(村田调查数据，截至2023年11月20日)。目前可向村田申请免费样品。

村田首款1608M尺寸/100V、静电容量1µF的MLCC实现商品化

　　随着5G技术的发展，预计对移动流量的需求将急剧增加，基站的基础设施需满足小型化、轻量化、低功耗化的需求，以扩大5G网络覆盖范围。此外，虽然Multiple-Output化导致安装部件数量增加，但对机械的尺寸却要求维持乃至缩小，因此电路板的高密度化变得更加重要。

　　本产品应用村田自主研发的薄层化技术，相较2012M尺寸(GRM21BC72A105KE01)的多层陶瓷电容器，实现了体积缩小约67%、面积缩小约49%。由此帮助减小电路板空间。

　　主要规格

村田首款1608M尺寸/100V、静电容量1µF的MLCC实现商品化

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　　株式会社村田制作所开发并量产汽车动力总成/安全设备用树脂外部电极片状多层陶瓷电容器(MLCC)"GCJ21BD72A225KE02"，在0805英寸(2.0×1.25mm)尺寸、额定电压100Vdc条件下，村田初次(村田调查结果。截至2026年6月3日)实现了2.2μF特大静电容量。本产品在汽车电源系统中实现了小型化、大容量与高耐压，同时通过降低基板弯曲引起的裂纹(龟裂)发生风险，有助于增强贴装可靠性。　　近年来，随着自动驾驶(AD)和高阶驾驶辅助系统(ADAS)的功能不断增强以及车辆电气化的持续推进，搭载部件数量增加，基板空间的限制愈发严格。此外，受车辆电气化带来的电力需求增加影响，48V电源系统的应用日趋普遍，用于此类电路的汽车用MLCC需要同时兼顾小型化、大容量与高耐压。汽车动力总成/安全设备与汽车行驶、控制及安全装置等相关，受车辆行驶时振动及发热引起的温度变化影响，贴装基板可能产生弯曲，存在部件发生裂纹的隐患，增强贴装可靠性更加重要。　　为此，村田采用专有陶瓷材料及微粒化、均匀化技术进行陶瓷材料设计，开发了本产品，在0805英寸(2.0×1.25mm)尺寸、额定电压100Vdc条件下，实现了汽车用树脂外部电极片状MLCC的2.2μF特大静电容量。　　此前，村田额定电压100Vdc、静电容量2.2μF的产品中，1206英寸(3.2×1.6mm)尺寸为微小尺寸，而本产品成功将尺寸缩小至0805英寸。由此，与额定电压100Vdc、静电容量2.2μF的村田过往产品相比，贴装面积减少约51%。此外，与村田0805英寸尺寸的过往产品(额定电压100Vdc、静电容量1.0μF)相比，静电容量扩大到约2.2倍。　　主要特点　　作为汽车用树脂外部电极片状MLCC，在0805英寸(2.0×1.25mm)尺寸、额定电压100Vdc条件下，村田初次实现了2.2μF的特大静电容量。　　与同额定电压、同静电容量的村田过往产品相比，其贴装面积缩减约51%。　　与同尺寸、同额定电压的村田过往产品相比，静电容量扩大约2.2倍。　　外部电极采用树脂材料，可缓解基板弯曲产生的应力，降低贴装后发生裂纹的风险。　　主要规格　　今后，村田将继续推进兼具小型化、大容量、高耐压、高可靠性的汽车用多层陶瓷电容器的开发，通过扩充产品阵容，助力汽车的高性能化与多功能化发展。
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量身定制、技术突破、场景落地，村田三招打造医疗级MLCC
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　　当前，全球植入式医疗设备市场正驶入增长快车道，人口老龄化与慢性病高发构成了双重引擎。从实现意念与外部世界无缝交互，探索大脑奥秘的脑机接口，到为心脏提供持续节律支持，微小如胶囊却准确律动的无导线起搏器，植入式医疗设备已从单纯的生命支持工具，升级为人体功能延伸的“兼容伙伴”。　　贝哲斯咨询统计数据显示，2024年全球有源植入式医疗器械市场规模为310.2亿美元，预计到2029年其规模将增至453.8亿美元，其中中国市场在“健康中国”等战略指引与企业创新驱动下快步向前，成为全球增长的重要力量。　　作为与人体深度绑定的功能延伸伙伴，植入式医疗设备需在人体内长期“服役”，其设计需实现：　　高度可靠性，以保障长期安全运行;　　以微型化适配微创手术;　　以长期稳定性耐受复杂体内环境。　　在此需求下，多层陶瓷电容器(MLCC)作为核心无源器件，虽毫厘大小，却直接影响了设备的性能与可靠性。医疗级MLCC可以说是植入式医疗设备的 “生命基石”。　　村田制作所凭借深厚技术积淀，推出专为植入式医疗设备设计的GCH/GCR*系列MLCC，为医疗设备制造商提供高可靠性电子元件解决方案——毫厘之间，守护植入式医疗生命线。(*注：咨询GCR系列产品，建议联系村田销售担当。)　　那么，村田GCH/GCR系列医疗级MLCC究竟有哪些产品特点和技术优势呢?　　01　　量身定制：打造场景化可靠性方案　　村田制作所深耕医疗级MLCC领域多年，其推出的医疗级MLCC产品GCH/GCR系列，与其它MLCC系列比较，有如下几个特点：　　首先，品质标准远高于消费电子级MLCC和以高可靠性著称的车规级MLCC;　　而且，GCH/GCR系列可适配GHTF C/D级设备 —— 这类设备故障可能直接危及生命;　　另外，GCH/GCR系列能够满足非生命支持与生命支持两类应用场景的差异化需求;　　最后，GCH/GCR系列实现器件层面的 “小型化 + 高容量 + 高可靠” 的兼顾，已成为村田MLCC产品研发的核心。　　GCH与GCR系列的主要区别在于其适用的应用场景安全等级，具体划分如下：　　GCH系列：　　适用场景为”非生命支持“，典型应用如脊髓神经刺激、人工耳蜗、脑机接口、人工视网膜;　　GCR系列：　　适用场景为”生命支持“，典型应用如心脏起搏器、植入式心脏除颤器(ICD)、人工心脏。(咨询GCR系列产品，建议联系村田销售担当。)　　02　　技术突破：在方寸之间实现长久可靠　　打造拥有这些诸多优势的医疗用MLCC，需要在产品技术方面进行突破。　　可靠性基因：从材料到筛选的全程把控　　植入式医疗设备通常需具备十年以上的设计寿命。村田基于其深厚的材料与工艺积累，为GCH/GCR系列构建了统一的材料体系与制程。两个系列产品均通过高温高湿、温度循环及热冲击等多项可靠性测试，而且GCR系列还额外添加了老化筛选流程，为降低植入式设备的长期故障风险提供可靠保证。　　空间魔术：薄层化技术与小型大容量　　设备越小，植入创伤越轻，患者感受越好。村田的突破在于其前沿的陶瓷电介质薄层化技术，通过高精度控制陶瓷粉末并实现纤薄介质层的均匀堆叠，在规格为0201-1210这类微型封装内，实现了高至1pF-47μF的静电容量，从而为新型无导线起搏器等微型植入式设备的设计提供了关键的元件级支持。　　村田追求的小型大容量化重点开发能力在于电介质层的薄层化技术　　03　　场景落地：从概念到临床的准确赋能　　针对医疗行业应用具有非生命支持与生命支持两类应用场景的差异化需求，村田在产品开发过程中特别考虑了场景落地——从概念到临床的准确赋能。　　在要求严格的起搏器设计中，村田GCR系列MLCC凭借高可靠性与微型化优势，准确赋能关键回路(下图)：确保供电电源的纯净和为刺激脉冲电路提供瞬时储能。其微小型封装(0402/0603)与出众电气性能，直面医疗设备对长效寿命与特高稳定性的核心诉求。　　GCR系列-心脏起搏器应用框图　　在神经刺激器有限的植入空间中，村田GCH系列MLCC不仅提供0402、0603等常见封装，更涵盖0201型封装，为设备在极限空间内的集成提供可能，助力神经刺激器实现更小巧、更稳定的长期植入表现。　　GCH系列-神经刺激器(如DBS)应用框图　　结 语　　随着老龄化加剧与准确医疗深化，植入式医疗设备市场正迈入结构升级关键期。MLCC作为 “电子工业大米” ，已成为医疗领域守护生命的重要基石。　　村田GCH/GCR系列以场景深度适配、上佳可靠性与深厚技术积淀，准确响应设备核心需求，为医疗设备制造商筑牢创新安全防线，助力全球医疗科技向更准确、更安全的方向稳步前行。　　注意：村田的MLCC产品仅可作为组成部分应用于部分健康与医疗产品，其本身不具有任何疾病治疗功能，也不属于医疗器械。
2026-06-24 09:37 阅读量：196
村田丨应对基站3大设计新课题，电容器该怎么选？
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村田丨应对基站3大设计新课题，电容器该怎么选？

　　随着使用频带的高频化、尺寸的小型化，基站设计越发受到有限的基板空间上可搭载的元件数量及尺寸的制约、元件使用温度的制约等方面的影响。　　该如何妥善处理这些设计课题呢?为解决此类问题，村田制作所将小型且具有优良高频特性的电容器、减少搭载元件数量的电容器以及可保障高温的电容器新增到产品阵容。　　本文为你介绍三大类基站实际应用中的村田新增电容器产品阵容及相应的特点，包括：　　150°C保障的High-Q电容器和额定电压100V电容器;　　0201尺寸及以下High-Q电容器;　　节省空间的小尺寸大容量100uF超电容器。　　01高温环境下使用的电容器　　基站用PA会因电路板和组件产生的热量而变热，周边超过125°C。尤其是放大晶体管会产生大量热量，放置在其周围的用于DC截止、匹配电容器也会经受高温。不仅如此，接收到放大电力的电容器本身也会产生更多的热量。　　另外，近年来，在Multiple-Output化(Tx的增加)趋势下，组件数量有所增加，基站尺寸变小，使得散热器等散热对策的可用空间变少。随着使用频带的进一度高频化，元件所产生的热量在增加，因此将电容器周边温度和自身发热控制在125°C，成为了在电路设计上的制约案例中的一个明显的制约因素。　　在这种背景下，除了用于DC截止和匹配电容器的高Q值电容器外，用于PA Vdrain电源的去耦电容器也出现了温度超过125°C的情况。　　村田的GJM/GQM系列是适合DC截止用、匹配用的150°C保障High-Q电容器;而GRM系列则是用于Vdrain去耦的150°C保障额定电压100V的电容器。　　即使是在高温环境下也能使用的村田电容器：　　(1)GJM系列型号列表：150°C保障，High-Q，≤100Vdc　　(2)GQM系列型号列表：150°C保障，High-Q，>100Vdc　　(3)GRM系列型号列表：150°C保障，额定电压100V　　除了以往保障150°C高Q值电容器产品系列外，村田制作所还拥有保障150°C的通用去耦电容器产品。其通过减少PA周围使用的电容器对环境温度的限制，可以实现更灵活的设计。　　此外，为了满足传统的温度要求，村田制作所还提供了保障125°C的产品系列，因此您可以根据零件周围的环境选择所需的最高温度的产品。　　02适用于模块化、小型化的高Q电容器　　在基站用PA的Multiple-Output化(Tx的增加)趋势下，安装在基站PA中的组件数量在不断增加，与此同时设备尺寸则要求和原先一样或者更加小型化，因此增加电路板的密度就变得非常重要。　　此外，在传统上以离散形式设计的PA外围电路中，为了提高伴随Tx增加的尺寸限制和制造效率，以模块形式设计的情况也在增加。因此，匹配用电容器也需要变小。　　基站用PA对0201尺寸及以下的高Q电容器的需求增加　　村田制作所的High-Q电容器除了以往的0402尺寸外，还增加了0201尺寸以下的小型High-Q电容器系列。0201尺寸及以下High-Q电容器GJM/GQM系列，适用于DC切割和匹配。　　通过专有的构造和材料，即使在静电容量值很低的情况下，与标准规格产品(GRM系列)相比，也可实现更高的Q值。因兼具匹配用电容器的小型化和高Q值，有助于实现高频PA电路设计的高密度化。　　村田0.5pF适合模块化、小型化的高Q电容器：　　(1)GJM系列型号列表：≤100Vdc，0201尺寸以下，High-Q　　(2)GQM系列型号列表：>100Vdc 0201尺寸，High-Q　　03小尺寸、大容量，充分利用基板面积　　由于通信性能的提高，使得基站的IC性能不断提高，所需的总电容器容量也在不断增加;另一方面，为了维持或缩小设备的尺寸，提高电路板的密度变得越来越重要。　　随着电子设备的功能愈加复杂，需要更严格的电源线电压控制(如更严格的CPU)和更大的电容来保持电源线稳定性。这种趋势在基站中也很明显，随着信息处理量的增加，IC性能也在不断提高。因此，在并联时会选择使用大容量的电容器。一方面，由于Multiple-Output化导致安装元件数量增加，去耦用电容器的占用面积反而需要减少。　　此外，虽然电解电容器的优点是每单位可以获得较大的电容，但在高温下长期连续使用的环境(如基站)存在可靠性风险。　　村田提供了超100uF的电容器系列，可以在占用更小面积的情况下实现高电容。去耦用的GRM系列100uF超电容器，小尺寸大容量，节省空间。由于基站需要在恶劣的环境下使用，因此安装的部件也有严格的使用条件。所以村田也在扩充125°C保障的产品系列，可供在恶劣的温度环境下使用。　　除了超过100uF的电容器外，即使是在48V电源线路上普遍使用的额定电压为100V的电容器，村田也扩充了小尺寸且可应对高温的GRM系列MLCC阵容，通过同时实现省空间、大容量和应对高温，增强了设计灵活性。　　相应可选的小尺寸大容量的村田电容器：　　(1)GRM系列型号列表：100uF以上　　(2)GRM系列型号列表：额定电压100Vdc　　总结 ：村田MLCC的优势　　村田电容器的优势在于持续的开发能力。　　村田追求的小型大容量化重点在于电介质层的薄层化技术。确立了可高精度控制陶瓷粉体颗粒大小和形状及高密度且均匀分布的加工技术。更轻薄、更小巧、更准确。村田将继续开发高精尖电容器产品。
2026-06-11 10:05 阅读量：404
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