Керамические фильтры для поверхностного монтажа

Керамические фильтры СВЧ

В диапазоне СВЧ широко применяются микрополосковые фильтры. Принцип работы этих фильтров заключается в том, что в качестве схемы второго порядка, формирующей полюс АЧХ, применяются четвертьволновые резонаторы. Эти резонаторы связаны между собой электромагнитным полем. На рисунке 1 приведены фотографии печатных плат основных типов микрополосковых полосовых фильтров. В качестве материала подложек используется поликор ВК-100 (ε = 9,8).

Рисунок 1. Топологии основных типов полосовых фильтров на керамической подложке

Основные электрические характеристики керамических фильтров СВЧ, производимых НПФ «Микран», (центральная частота настройки f₀, ширина полосы пропускания Δf, затухание на центральной частоте a₀ и коэффициент прямоугольности по уровню NдБ K_П(NдБ)), а также размеры подложек приведены в таблице 1.

Таблица 1. Основные электрические характеристики микрополосковых фильтров на керамической подложке

Тип фильтра	f0, ГГц	Δf, ГГц	a0, дБ	KП(NдБ)	Размер подложки, мм
MFPM-047050-01	4,85	0,3	1,5	3,5 (по уровню –20 дБ)	9×9
MFPM-047050-02	4,85	0,3	2,5	2,7 (по уровню –30 дБ)	13×9
MFPM-0812-01	10	4	1,5	2,0 (по уровню –40 дБ)	3,5×25
MFPM-362400-00	36,6	0,8	3,0	3,0 (по уровню –20 дБ)	2,5×13

В конструкции фильтра печатная плата, приведенная на рисунке 1, закрывается со всех сторон экраном. Это делается для борьбы с прямым прохождением сигнала на выход фильтра и для уменьшения влияния элементов конструкции на параметры фильтров. В качестве примера на рисунке 2 приведен внешний вид керамических полосовых фильтров, предлагаемых в [2].

Рисунок 2. Внешний вид керамических полосовых фильтров

Главный недостаток данного вида СВЧ фильтров — относительно низкая добротность резонаторных элементов (Q

200–250), вследствие чего узкополосные микрополосковые фильтры имеют достаточно большие потери в полосе пропускания.

Для снижения потерь и уменьшения габаритов используются керамические фильтры на диэлектрических резонаторах. В них вместо микрополосковых линий применяются резонаторы. Уменьшение размеров резонаторов достигается за счет уменьшения длины волны при ее распространении в среде с диэлектрической постоянной ε. Чем большим ε обладает диэлектрик, тем меньше будут размеры четвертьволнового резонатора.

По совокупности массо-габаритных параметров и электрических характеристик эти фильтры занимают промежуточное положение между устройствами на полых металлических волноводах и на микрополосковых линиях. При этом керамические фильтры СВЧ на диэлектрических резонаторах имеют наименьший габаритный индекс потерь [3].

Основными преимуществами этих фильтров являются: малые габариты (

10×15×5 мм); небольшой вес (менее 5 г); широкий диапазон частот (от 0,8 до 10 ГГц); малые потери в полосе пропускания (от 0,1 до 4 дБ); механическая прочность; широкий температурный диапазон (); высокая надежность; возможность поверхностного монтажа. Кроме перечисленного следует отметить способность этих фильтров пропускать значительные мощности, что позволяет применять их там, где амплитудно-частотные характеристики ПАВ-фильтров «разваливаются».

Полосовые керамические фильтры можно реализовать в виде комбинации отдельных одиночных резонаторов, которые связаны между собой магнитной связью витков проводников, присоединенных к соседним резонаторам. Общий вид одиночного керамического резонатора показан на рисунке 3.

Рисунок 3. Конструкция керамического резонатора

Резонатор представляет собой закороченную на конце экранированную симметричную линию, длина которой близка к λ/4 (λ — длина волны). Торец симметричной линии формирует емкость резонатора и является местом присоединения резонатора к фильтру. Керамический фильтр формируется из комбинации нескольких дискретных диэлектрических резонаторов с разной частотой, добротностью и, соответственно, с разной длиной. Эквивалентная схема двухрезонаторного керамического фильтра приведена на рисунке 4

Рисунок 4. Эквивалентная схема двухрезонаторного фильтра

Конструкция малогабаритных керамических многорезонаторных полосовых фильтров поверхностного монтажа приведена на рисунке 5.

Рисунок 5. Современная конструкция малогабаритного керамического фильтра на основе дискретных резонаторов

Основные характеристики малогабаритных керамических фильтров на диэлектрических резонаторах различных фирм-производителей приведены в таблице 2.

Таблица 2. Основные электрические характеристики керамических фильтров

Название фирмы производителя	Наименование фильтра	Средняя частота f0, МГц	Полоса пропускания Δf, МГц	Вносимые потери aвн, дБ	Габаритные размеры, мм
На основе дискретных резонаторов
Murata	DFCH22G45HDHAA	2450	100	1,0	14×10×4
Spectrum Control INC	BPC3-2442-084SB	2442	82	2,4	10×8×3
Моноблочная конструкция
Murata	DFCB32G45LBJAA	2450	100	3,2	3,6×3×1,6
Murata	DFCB35G77LAHAA	5775	100	3,0	4,1×4,1×1,6
Spectrum Control INC	IBB2-2442-084SA	2442	82	2	3,7×4,25×2
Spectrum Control INC	IDD2-5800-150SA	5800	150	2	4,2×3,4×2
Epcos	B69812N2337B313	2338	150	2	3,6×3×1,6
Epcos	B69842N5807A150	5800	150	1,3	3×2×1,6
RETEC-KORUS Ltd	VF2450B2	2450	100	2	6,5×4,3×3
RETEC-KORUS Ltd	VF5735B20M	5735	60	3	5×4×2,5
Ферит-Домен	M448.803	1601	45	1,2	10×9×5

Понравился материал? Поделись с друзьями!

Вместе со статьёй «Керамические фильтры» читают:

Источник

Помехоподавляющие фильтры для поверхностного монтажа

Введение

Фильтры для поверхностного монтажа выпускают в виде «чипов». Чипы имеют форму параллелепипеда длиной L, шириной W, высотой T, с шириной выводов на концах E и «земляного» вывода M. Чипы одинаковых размеров объединяют в группы. Номер группы образуется в результате сочетания длины и ширины чипов, измеренных в дюймах (табл. 1). Размеры чипов разных компаний могут отличаться друг от друга.

Группа чипов	Размеры, мм
	L	W	T	E	M
0603	1,6 ±0,2	0,8 ±0,2	0,5 ±0,15	0,2–0,5	0,5
0805	2 ±0,2	1,25 ±0,2	0,8 ±0,1	0,3 ±0,2	0,6 ±0,2
1205 (1206)	3,2 ±0,2	1,6 ±0,2	0,7 ±0,2	0,4 ±0,3	1,1 ±0,3
1806 (1812)	4,5 ±0,3	1,6 ±0,3	1,0 ±0,3	0,5 ±0,3	1,4 ±0,3

Фильтры для поверхностного монтажа выпускаются с электрическими схемами C, L-C, P_i, реже — T [1]. Эффективность подавления электромагнитных помех в основном определяется электрической емкостью фильтра. Для изготовления емкостных элементов фильтров за рубежом применяют керамические материалы (на основе титаната бария) трех групп:

• COG/NPO — сверхстабильные;
• X7R — стабильные;
• Z5U, Y5V, X7W — общего применения.

При использовании керамики COG/NPO с диэлектрической проницаемостью ε = (10–100) максимальное изменение электрической емкости не превышает 30 ppm/°С в диапазоне температур от –55 до +125 °С. Для материала X7R ( ε = (2000–4000)) изменение емкости составляет ±15%, а для материалов общего применения ( ε = (5000–25 000)) — соответственно +22…–56% (Z5U, Y5V) и +40…–90% (X7W) [2].

Простейший фильтр — 3-выводной конденсатор — не является идеальной емкостью. Его электрическую схему можно представить в виде последовательного соединения собственной емкости С, индуктивности выводов L и активного сопротивления r выводов, обкладок конденсатора и активных потерь в диэлектрике [3].

Фильтр имеет минимальное и чисто активное сопротивление на резонансной частоте:

На частотах ниже резонансной полное сопротивление фильтра носит емкостной, а на частотах выше резонансной — индуктивный характер. Таким образом, наличие паразитной индуктивности выводов приводит к появлению резонансов на тем меньших частотах, чем больше величина этой индуктивности. Именно поэтому фильтры для поверхностного монтажа, имеющие малую индуктивность выводов, предпочтительнее фильтров с проволочными выводами.

Существует 2 способа монтажа фильтров на печатные платы: непосредственно на контактные площадки платы (открытый монтаж) и дополнительно еще в стенку или перегородку корпуса изделия (экранированный монтаж). Способ монтажа существенно влияет на величину и частотную зависимость вносимого затухания фильтра. Так, по данным Syfer Technology, на частоте 100 МГц вносимое затухание фильтров с электрической схемой P_i, имеющих емкость 4,7 нФ, равно 32 дБ при открытом монтаже и 57 дБ — при экранированном монтаже.

Компании — производители фильтров для поверхностного монтажа

В таблице 2 приведены ведущие компании — производители фильтров для поверхностного монтажа.

№	Компания	Страна	Сайт
1	Spectrum Control, Inc.	США, Германия	www.spectrumcontrol.com
2	Murata Electronics	Япония, США	www.murata.сom
3	Syfer Technology, Ltd.	Великобритания	www.syfer.com
4	Corry Micronics, Inc.	США	www.cormic.сom
5	Tusonix, Inc.	Франция	www.tusonix.сom
6	РУП «Монолит»	Белоруссия	www.monolit.by
7	Advanced Monolythic Ceramics, Inc. A Johanson Comp.	США	www.johansondielectric.com

Spectrum Control

Для монтажа на поверхность печатных плат компания Spectrum Control разработала и выпускает неполярные трехвыводные монолитные керамические фильтры с С, L-C и P_iэлектрическими схемами (рис. 1).

Выпускаются фильтры С-типа следующих групп: 0805, 1205 и 1806 и L-C-типа: группы 0805 и 1206. Основные параметры фильтров приведены в таблице 3. Фильтры применяют в сотовых телефонах, базовых станциях, компьютерах и периферийных устройствах, телекоммуникационных системах и различных цифровых устройствах.

№	Группа фильтров	Количество типоразмеров	Номинальная емкость, пФ	Номинальный ток, А	Номинальное напряжение, В
С-фильтры
1	SF0805	8	22–22 000	0,4–1,0	50
2	SF1205	9	22–47 000	0,3–1,0	50
3	SF1806	10	22–220 000	0,3–2,0	100
L-C-фильтры
1	LC0805	5	–	0,1	25
2	LC1206	4	–	0,1	25

Электрическая емкость С-фильтров изменяется в пределах +50…–20%. Фильтры с емкостью до 220 пФ выполнены на керамическом материале COG/NPO, а с емкостью более 470 пФ — на материале X7R. Сопротивление изоляции фильтров — 10 000 МОм, рабочий диапазон температур: –55…+125 °C.

L-C-фильтры имеют монолитную конструкцию на основе керамики и феррита. Номинальная емкость L-C-фильтров в каталоге Spectrum Control не приведена, но указана их частота среза (частота, на которой вносимое затухание равно 3 дБ и с которой фильтр начинает подавлять электромагнитные помехи). Величину емкости можно оценить, если учесть, что частота среза равна 100 МГц при емкости 100 пФ [1]. L-C-фильтры в зависимости от емкости имеют частоту среза от 10 до 220 МГц с пределами ее изменения ±20%. Сопротивление изоляции фильтров — не менее 100 МОм, рабочий диапазон температур: –25…+85 °C. Уровень вносимого затухания всех фильтров возрастает с повышением их емкости. На частоте 1 ГГц для фильтров с емкостью более 220 пФ величина вносимого затухания приблизительно равна 40 дБ.

Кроме того, компания Spectrum Control одной из первых выпустила две серии сильноточных фильтров для поверхностного монтажа — PSM и SSM, они рассчитаны на рабочие токи 10 и 20 А (рис. 2).

Фильтры PSM и SSM применяют в усилителях мощности, источниках питания, устройствах управления электродвигателями. Фильтры серии PSM (Power Surface Mount) имеют C или P_iэлектрическую схему. Номинальный рабочий ток емкостных фильтров 20 А, P_i фильтров — 10 А, номинальное напряжение постоянного тока соответственно 200 и 100 В. Емкость PSM-фильтров можно выбрать в следующем ряду: 68, 100, 130, 470, 820, 1000, 1500, 2500, 4000 и 10 000 пФ.

Фильтры серии SSM выполняют только с электрической схемой P_i, они рассчитаны на рабочий ток 10 А и напряжение постоянного тока 100 В. Их электрическая емкость 100, 500, 1500, 2000 и 4000 пФ.

Температура пайки фильтров на печатные платы — 220…240 °С. После пайки необходима ультразвуковая очистка от остатков флюса: частота колебаний не более 28 кГц, мощность 20 Вт на литр моющего раствора, время — не более 5 минут.

Чип-фильтры всех типов поставляют, как правило, большими партиями, упакованными в пластиковую ленту для удобства автоматизированного монтажа. Обозначение фильтров Spectrum Control достаточно сложное. Например, в обозначении фильтра LC1206М223МАNAT: L-C — электрическая схема фильтра, 1206 — группа (размеры чипа), М223 — частота среза (22 МГц), М — пределы изменения частоты среза (±20%), А — номинальное напряжение постоянного тока (25 В), N — покрытие выводов под пайку, включающее барьерный слой никеля, A — номинальный ток (0,1 А) и Т — способ упаковки.

Murata Electronics

Эта компания — признанный мировой лидер в производстве конденсаторов, индуктивностей и фильтров для поверхностного монтажа. Компания выпускает серии разных типов фильтров (более 150 типов) с электрическими схемами C, L-C, T и P_i. Рассмотрим некоторые из них.

Серии NFM39/3212/4516 R

Фильтры этих серий — миниатюрные 3-выводные чип-конденсаторы. Размеры чипов NFM39R — 2,0×1,25×0,5 (группа 0805), чипов NFM3212R — 3,2×1,25×0,7 (группа 1205), NFM4516R — 4,5×1,6×1,0 (группа 1806). Параметры этих фильтров приведены в таблице 4. Номинальный ток фильтров 0,3 А, рабочий диапазон температур: –55…+125 °С.

Серия фильтров	Емкость, пФ	Пределы изменения емкости, %	Номиналь- ное напря- жение, В	Сопротивле- ние изоля- ции, МОм
NFM39R	22–22 000	±20	50	1000
NFM3212R	22–22 200	+50…–20	50	10 000
NFM4516R	22–220 470–22 000	+ 50…–20	100	10 000

Величина вносимого затухания фильтров возрастает с увеличением их емкости, достигая максимума 60 дБ в диапазоне частот 100–1000 МГц. С увеличением емкости максимум сдвигается в область более низких частот.

Фильтры применяют в персональных компьютерах, периферийных устройствах и системах телекоммуникации.

Серии NFM2012R/40P/4516R/46R

Эти фильтры также имеют электрическую схему С и выпускаются в виде чипов групп 0805,1205,1806 и 2220. Размеры чипов последней группы — 5,7×5,0×2,2 мм. Фильтры рассчитаны на достаточно большие токи и эффективно подавляют электромагнитные помехи в диапазоне частот от 500 КГц до 1 ГГц (величина вносимого затухания — до 30 дБ). Параметры фильтров приведены в таблице 5.

Группа	Обозначение фильтра	Емкость	Номинальные		Сопротивление изоляции, МОм	Рабочий диапазон температур, °С
			напряжение, В	ток, А
0805	NFM2012P13C104R	0,1 мкф (±20%)	16	2	1000	–55…+125
	NFM2012P13C474F	0,47 мкф (+80…–20%)	16	2	1000	–40…+85
	NFM2012P13C105B	1,0 мкф (±20%)	10	4	500	–40…+85
	NFM2012P13C105F	1,0 мкф (+80…–20%)	16	2		–40…+85
1205	NFM40P12C223	22 нФ (±20%)	50	2	1000	–55…+85
1806	NFM4516P13C204F	0,2 мкф (+80…–20%)		2
2220	NFM46P11C155	1,5 мкф (+80…–20%)		6

Серия NFM839R

Фильтры этой серии имеют небольшую емкость (10–100 пФ) и высокое сопротивление выводов (22–100 Ом) и поэтому предназначены для подавления помех в цепях импульсных сигналов без искажения формы импульсов. Их применяют в линиях как с низким, так и с высоким импедансом. Фильтры имеют L-C электрическую схему и выпускаются в виде чипов с размерами 2,0×1,25×0,5 мм. Основные параметры фильтров приведены в таблице 6.

Обозначение фильтра	Емкость, пФ, ±20%	Сопротивление выводов, Ом, ±30%	Номи- нальный ток, мА
NFM839R02C100R220	10	22	50
NFM839R02C100R470		47	35
NFM839R02C470R220	47	22	50
NFM839R02C470R470		47	35
NFM839R02C470R680		68	30
NFM839R02C470R101		100	25
NFM839R02C101R220	100	22	50
NFM839R02C101R470		47	35
NFM839R02C101R680		68	30
NFM839R02C101R101		100	25

Номинальное напряжение всех фильтров 50 В, сопротивление изоляции — более 1000 МОм, рабочий диапазон температур: –40…+85 °С. Величина вносимого затухания максимальна на частоте приблизительно 500 МГц и равна 30–35 дБ (в зависимости от емкости фильтра).

Серия NFA

Фильтры этой серии предназначены для подавления помех одновременно в 4, 6 или 8 цепях. Такие сборки фильтров с электрической схемой С, соединенных в одном чипе, целесообразны для устройств с плотной компоновкой компонентов, так как шаг между выводами фильтров равен 1,27 или даже 0,8 мм. Неполярные фильтры серии NFA применяют в различных цифровых устройствах, например в ноутбуках и периферийных устройствах. Murata Electronics выпускает 3 типа чип-фильтров: NFA81R, NFA62R и NFA3216D. Размеры чипов соответственно 12,5×4,5×1,2; 6,3×3,2×1,0 и 3,2×1,6×0,8 мм. В фильтрах первого типа количество выводов — 8, шаг между ними — 1,27 мм, емкость — от 22 до 10 000 пФ. В фильтрах второго типа количество выводов — 6, шаг между ними — 0,8 мм, емкость — от 22 до 22 000 пФ. В фильтрах третьего типа количество выводов — 4, шаг между ними — 0,8 мм, емкость — от 22 до 10 000 пФ. Рабочее напряжение фильтров — 50 В (25 В для фильтров третьего типа), номинальный ток 200 мА, сопротивление изоляции — более 1000 МОм, рабочий диапазон температур: –55…+85 °С. Величина вносимого затухания зависит от электрической емкости фильтра. Она максимальна (более 70 дБ) для фильтров с емкостью 10 000 пФ на частоте 50 МГц. Для фильтров с емкостью 100 пФ максимальное вносимое затухание равно 60 дБ на частоте 1,5 ГГц.

Серия NFA3216G

Эта серия состоит из фильтров 9 типов. В одном чипе с размерами 3,2×1,6×0,8 мм объединены 4 фильтра с L-C электрической схемой. В фильтрах всего 2 «земляных» вывода, а шаг между токоведущими выводами равен 0,8 мм. Фильтры имеют небольшую электрическую емкость (10, 22 или 100 пФ с пределами изменения ±20%) и значительное сопротивление выводов (от 6,8 до 100 Ом). Такие сборки эффективно применяют в цифровых устройствах, в которых недопустимо искажение формы сигналов. Номинальный ток фильтров — 15–50 мА, напряжение — 6 В, минимальное сопротивление изоляции — 1000 МОм, рабочий диапазон температур: –40…+85°С. Величина вносимого затухания фильтров зависит от их емкости и сопротивления выводов. Она максимальна для фильтра с емкостью 100 пФ и сопротивлением 100 Ом и равна 32 дБ на частоте около 450 МГц.

Серии NFМ616R/RH

В фильтрах этих серий с электрической схемой T емкостной и два ферритовых индуктивных элемента объединены в одном 3-выводном неполярном чипе с размерами 6,8×1,6×1,6 мм. Фильтры серии NFМ616R имеют емкость от 33 до 4700 пФ, номинальное напряжение 50 В, ток 2 А, рабочий диапазон температур: –25…+85 °С.

Электрическую емкость фильтров серии NFМ616RH можно выбрать в пределах от 33 до 3300 пФ, их номинальное напряжение — 100 В, ток — 2 А, рабочий диапазон температур: –55…+125 °С.

Syfer Technology

Эта компания выпускает большую серию фильтров с электрическими схемами C и P_i. Параметры фильтров приведены в таблицах 7, 8.

Тип		E01			E07			SBSGC	SBSMC
Размеры чипа		0805	1206	1806	0805	1206	1806	1812	2220
Максимальный ток, А		0,3	0,3	0,3	1	2	2	10	20
Напряжение, В	Диэлектрик	Электрическая емкость, нФ
50	COG/NPO	0,68–0,82	–	–	–	–	–	–	–
	X7R	22–47	22–100	100–200	4,7–47	33–100	47–200	220	470
100	COG/NPO	0,022–0,56	0,022–1	0,022–2,2	–	–	–	–	–
	X7R	1–15	1,5–15	3,3–68	1–3,3	10–22	22–33	100–150	220–330
200	X7R	–	–	–	–	–	–	68	100–150
500	X7R	–	–	–	–	–	–	1–47	1–68

Тип		SBSPP	SBSGP	SBSMP
Размеры чипа		1206	0812	2220
Максимальный ток, А		1	5	10
Напряжение, В	Диэлектрик	Электрическая емкость, нФ
25	X7R	100–150	–	–
50	X7R	22–68	220	470
100	COG/NPO	22–470	–	–
	X7R	1–15	100–150	220–330
200	X7R	–	68	100–150
500	X7R	–	1–47	1–68

Частотная зависимость вносимого затухания фильтров (для случая их экранированного монтажа) приведена в таблице 9.

Величина емкости, пФ	Вносимое затухание, дБ, на частотах, МГц
	10	100	1000
С-фильтры
47	–	–	10
470	1	16	35
1000	4	23	41
4700	16	36	55
10 000	22	41	60
22 000	29	46	60
Pi-фильтры
47	–	3	21
470	2	22	58
1000	5	33	60
4700	19	57	60
10 000	29	60	60
22 000	36	60	60

Обозначение фильтров компании Syfer Technology содержит сведения об их конструкции и параметрах. Например, 1206J100 0222 MXTE01 — это С-фильтр группы 1206, выводы которого покрыты оловом поверх барьерного подслоя никеля, для напряжения постоянного тока 100 В, с емкостью 2200 пФ ±20%, диэлектрик — X7R, упаковка в ленту, тип фильтра — E01. Фильтры типов SBSPP, SBSGP, SBSMP предназначены для экранированного монтажа.

Расположение и размеры контактных площадок на печатной плате под установку фильтров приведены в технической документации для каждого конкретного типа фильтров.

Во избежание растрескивания фильтров при пайке на печатную плату необходимо не допускать резких перепадов температуры при нагреве и охлаждении. Скорость предварительного нагрева должна быть в среднем 2 °С/с, максимальная температура пайки — 260 °С. При ручной пайке температура жала паяльника должна быть не более 300 °С, а время пайки — 3–5 с. По возможности, при пайке следует применять теплоотвод от корпуса фильтра.

Corry Micronics

Компания Corry Micronics выпускает фильтры для поверхностного монтажа серий SMP с электрической схемой P_i и SMС с электрической схемой С. Фильтры выполнены в виде чипов длиной 8 и 10 мм. Чипы длиной 8 мм имеют электрическую емкость до 4000 пФ, длиной 10 мм — до 8200 пФ. Все выпускаемые фильтры имеют рабочее напряжение 100 В, напряжение пробоя 300 В и сопротивление изоляции — более 10 ГОм. Индуктивность P_i фильтров — 0,1 мГн. Основные параметры фильтров представлены в таблице 10. Величина вносимого затухания приведена для случая экранированного монтажа фильтров.

Обозначение фильтра	Электричес- кая емкость, пФ	Пределы изменения емкости, %	Вносимое затухание, дБ, на частотах, ГГц
			0,01	0,1	1,0
SMP серия фильтров с электрической схемой Pi. Допустимый ток 10 А
SMP1-01-101Z	100	+80…–20	–	3	16
SMP1-01-471Z	470	+80…–20	1	16	40
SMP1-01-102P	1000	+100…0	7	40	65
SMP1-01-202P	2000	+100…0	10	45	70
SMP1-01-402Z	4000	+80…–20	13	52	70
SMP2-01-682Z	6800	+80…–20	16	60	70
SMP2-01-822Z	8200	+80…–20	20	65	70
SMС серия фильтров с электрической схемой С. Допустимый ток 20 А
SMC1-01-101Z	100	+80…–20	–	1	16
SMC1-01-471Z	470	+80…–20	–	12	27
SMC1-01-102Z	1000	+80…–20	3	20	35
SMC1-01-152Z	1500	+80…–20	5	22	37

Покрытие выводов фильтров включает барьерный подслой никеля и наружный слой олова, что обеспечивает хорошую паяемость. Пайку фильтров на поверхность печатной платы производят одним из известных способов: в парогазовой фазе, волной припоя, инфракрасным нагревом, нагревом горячим газом или паяльником. Фильтры удовлетворяют требованиям директивы RoHS [1], и их пайку можно производить бессвинцовыми припоями SAC305 (олово 96,5%, серебро 3,0%, медь 0,5%) или SAC387 (олово 95,5%, серебро 3,8%, медь 0,7%). Для применений, не требующих соблюдения директивы RoHS, пайку производят припоями SN60, SN62 или SN63, аналогичными отечественному припою ПОС-61. При ручной пайке температура жала паяльника должна быть не более 260 °С. Компания выпускает также фильтры, допускающие пайку более высокотемпературным припоем SN10 (свинец 88%, олово 10%, серебро 2%).

Tusonix, Inc.

Среди огромной номенклатуры продукции для подавления электромагнитных помех этой компании важное место занимают фильтры для поверхностного монтажа серий 4700, 4701 и 4702. Фильтры серий 4700 и 4701 имеют электрическую схему P_i, серии 4702 — схему С. Фильтры выполнены в виде чипов прямоугольного сечения с размерами 2,29×2,29×8 мм и круглого сечения диаметром 2,2 мм и длиной 8 мм. Параметры фильтров представлены в таблице 11.

Обозначение фильтра	Электрическая емкость, пФ (пределы изменения емкости +80…–20%)	Вносимое затухание, дБ, на частотах, ГГц
		0,01	0,1	1,0
Фильтры квадратного сечения. Электрическая схема Pi
4700–006	100	–	3	16
4700–009	470	1	16	40
4700–005	1000	7	40	65
4700–003	2000	10	45	70
4700–008	4000	13	52	70
4701–002	6800	16	60	70
4701–001	8200	20	65	70
Фильтры квадратного сечения. Электрическая схема С
4702–000	100	–	1	19
4702–001	470	–	12	27
4702–002	1000	3	20	35
4702–003	1500	5	22	37
4702–004	2500	10	25	40
4702–005	4000	15	30	45
Фильтры круглого сечения. Электрическая схема С
4700–059	100	–	3	16
4700–058	1000	7	40	65
4700–053	2000	10	45	70
4700–056	5000	15	55	70

Фильтры имеют номинальный ток 10 А, номинальное напряжение 100 В, напряжение пробоя 300 В, собственную индуктивность 100 нГн, сопротивление изоляции — не менее 10 000 МОм. Пайку фильтров на поверхность печатной платы производят различными способами: нагревом в печи, в парогазовой фазе, волной припоя, инфракрасным нагревом, нагревом горячим газом или паяльником. При пайке необходимо выполнять рекомендации Tusonix, которые аналогичны рассмотренным ранее рекомендациям других компаний.

РУП «Монолит»

Республиканское унитарное предприятие «Монолит» является крупнейшим в СНГ производителем многослойных керамических конденсаторов, терморезисторов и изделий из пьезокерамики. Оно выпускает также серию фильтров для поверхностного монтажа — МЧП (ТУРБ 300050407.010-2003). Фильтры МЧП представляют собой проходной 3-выводной конденсатор в виде чипа с размерами 4,5×1,6×1,1 мм. Электрическая емкость конденсаторов — 22, 47, 100, 220, 470, 1000, 2000, 4700 пФ, а также 0,01 и 0,022 мкФ с допустимым отклонением +50…–20%. Номинальный ток фильтров 0,3 А, напряжение 100 В. Контактные площадки выводов фильтров состоят из серебряно-никелевого барьерного слоя и оловянного покрытия под пайку.

Фильтры серии МЧП находят применение в компьютерах, цифровых устройствах, а также в различных цепях постоянного и переменного токов.

Advanced Monolythic Ceramics

Advanced Monolythic Ceramics — один из мировых лидеров в производстве дисковых конденсаторов, керамических конденсаторных сборок, а также ферритовых чип-индуктивностей и конденсаторов для поверхностного монтажа. Компания разработала серию оригинальных фильтрующих конденсаторов X2Y с низкой собственной индуктивностью (рис. 3).

Конденсаторы X2Y содержат в одном чипе две симметричные емкости и выполняют две функции: фильтруют электромагнитные помехи и служат разделительным конденсатором. В одном чипе может быть размещено до 7 емкостных элементов. Параметры конденсаторов X2Y приведены в таблице 12.

Группа	Диэлектрик	Электрическая емкость	Номинальное напряжение, В
0402	NPO/COG	1,8–100 пФ	50
	X7R	100 пФ…10 нФ
0603	NPO/COG	1,8–47 пФ	100
	X7R	100–220 пФ	50
		47 пФ…4,7 нФ	100
		10 нФ	50
		15–22 нФ	25
		47 нФ	16
		100 нФ	10
		220 нФ	6,3
0805	NPO/COG	10–100 пФ	100
		220–470 пФ	50
	X7R	47 пФ…10 нФ	100
		15–47 нФ	50
		100 нФ	25
		180 нФ	10
1206	NPO/COG	1 нФ	100
	X7R	10–100 нФ
		100–330 нФ	16
		470 нФ	10
1210	X7R	100–330 нФ	100
		1000 нФ	16
1410	X7R	400 нФ	100
1812	X7R	330 нФ…470 нФ	100

Конденсаторы X2Y обеспечивают подавление помех в диапазоне частот от 1 до 1000 МГц в зависимости от величины их емкости. Так, для емкости 400 нФ максимальное вносимое затухание 70 дБ приходится на частоту 12 МГц. При емкости 100 пФ величина вносимого затухания максимальна (35 дБ) на частоте 800 МГц. Конденсаторы X2Y сохраняют свои характеристики при изменении температуры и напряжения и не подвержены старению.

Advanced Monolythic Ceramics дает подробные рекомендации по конструкции контактных площадок на печатной плате (layout), на которые устанавливают конденсаторы X2Y. Приведены примеры неправильной установки, в результате которой ухудшаются параметры фильтров.

Конденсаторы X2Y применяют в усилителях, цифровых устройствах и устройствах мобильной связи.

Заключение

Внедрение высокопроизводительной автоматизированной технологии поверхностного монтажа в современные устройства с высокой плотностью компоновки невозможно без применения чип-фильтров для подавления электромагнитных помех. К сожалению, в нашей стране разработке и выпуску таких фильтров до настоящего времени не уделялось должного внимания. Поэтому разработчикам приходится применять в отечественной аппаратуре зарубежные фильтры. Иностранные компании, прежде всего Murata и Spectrum Control, выпускают чипфильтры, удовлетворяющие всем требованиям современной радиоэлектроннй аппаратуры.

Источник