[an error occurred while processing this directive]

:: Пассивные ВЧ/СВЧ компоненты American Technical Ceramics.
Обзор продукции. ::


Версия для печати

Автор: Станислав Дидилев
sd@may.ru

Многослойные керамические конденсаторы ATC
В настоящее время на рынке представлено большое количество различных пассивных ВЧ и СВЧ компонентов (конденсаторов, резисторов, индуктивностей и т.д.). Вместе с тем, не так много производителей могут предложить компоненты, которые характеризуются высокой надежностью, стабильностью параметров и широким диапазоном рабочих температур. Одним из таких производителей является компания American Technical Ceramics (ATC), продукцию которой мы рассмотрим в данной статье. Но сначала кратко расскажем о самой компании.

Компания American Technical Ceramics была образована в Нью-Йорке в 1966 году и вначале называлась Phase Industries Inc. Свое нынешнее название компания получила в июне 1984 года.

ATC разрабатывает и производит керамические и фарфоровые многослойные конденсаторы, однослойные керамические конденсаторы, индуктивности, резисторы и мощные нагрузки, а также заказные изделия на базе многослойной керамики для использования в ВЧ/СВЧ, медицинской аппаратуре, в системах ВОЛС, а также в широком спектре изделий специального назначения и аэрокосмической отрасли. Компания предлагает специализированную продукцию созданную по требованию данных отраслей, лидирующую по техническим показателям.

Моточные чип индуктивности АТС серии WL

Компания имеет собственный исследовательский центр в Джексонвилле, Флорида (Jacksonville, Florida), деятельность которого направлена на создание новых компонентов и улучшение параметров уже существующих. Основное производство ATC сосредоточено в Хантигтон Стэйшн, Нью-Йорк (Huntington Station, New York), однако часть производства находится там же, где и исследовательский центр - в Джексонвилле. Данная часть подверглась серьезной модернизации и в настоящее время позволяет производить высококачественные керамические структуры различных размеров, форм и внутренней конфигурации со строго заданными параметрами. Производство сертифицировано по стандарту ISO-9001, а вся продукция сертифицирована по жестким стандартам MIL-PRF55342, MIL-STD202 и ANSI/J-STD-002. Сбыт продукции осуществляется через широкую сеть представительств в США, Европе, Канаде и странах Азиатско-Тихоокеанского региона.

Как было отмечено выше, продукцию ATC составляют много- и однослойные керамические и фарфоровые конденсаторы, различные резистивные продукты, чип индуктивности, а также заказные специализированные тонкопленочные схемы. Рассмотрим каждый тип продукции более подробно.

Многослойные конденсаторы характеризуются:

  • фарфоровым и керамическим диэлектриком с температурным коэффициентом +90, 30 ppm/°C.
  • рабочий температурный диапазон до -55:175 °C; ультрастабильны, устойчивы к внешним воздействиям. Диапазоны допусков: 0,1 пФ, 0,25 пФ, 0,5 пФ, 1%, 2%, 5% и более)
  • самой высокой добротностью в промышленности (Q больше чем 10000, Tg угла диэлектрических потерь менее 0,0001)
  • Низким эквивалентным последовательным сопротивлением (ESR/ESL), минимальными потерями на выводах, высокой частотой саморезонанса.
  • высокой мощностью при работе в СВЧ диапазоне. Низкие значения ESR и напряжение пробоя диэлектрика допускают режим работы в 15 кВт в импульсе (900 Вт средняя мощн.) на 500 МГц (3000В 17 A СВЧ) в 50 Омных системах; другие примеры: 500 Вт непрерывно на 1 ГГц, 50 Ом.
  • разнообразным покрытием выводов, различной конфигураций исполнения: чип, выводные, сборки.

Многослойные конденсаторы АТС выпускаются в основном четырех типоразмеров:

  • "A" (размер 0,05 x 0,05 дюйма)
  • "B" (размер 0,11 x 0,11 дюйма)
  • "C" (размер 0,23 x 0,25 дюйма)
  • "Е" (размер 0,38 x 0,38 дюйма)
с тремя типами диэлектриков:
  • фарфоровым с низкими потерями (100-ая серия)
  • с нулевым температурным коэффициентом (700-ая серия)
  • с высокой диэлектрической проницаемостью (200-ая серия)

100-ая серия конденсаторов является основной в линейке продуктов компании и выпускается на протяжении 35 лет на основе запатентованного ATC фарфорового диэлектрика. Она широко используется в различных ВЧ и СВЧ устройствах. 700-ая серия чуть менее эффективна в энергетическом плане, но благодаря низкому температурному коэффициенту конденсаторы этой серии обладают высочайшей стабильностью параметров. Конденсаторы 200-ой серии используются в основном в компактных устройствах, где требуется высокая емкость в ограниченном объеме.

Все выпускаемые АТС конденсаторы можно разделить на две группы: для коммерческого применения и высоконадежные. Однако данное деление условно. Оно основывается на количестве стадий тестирования, которым подвергаются конденсаторы, и ширине допуска измеряемых параметров.

Применение коммерческих продуктов ATC весьма разнообразно: это системы сотовой связи, персональные коммуникационные системы (PCS), медицинское оборудование, оборудование для полупроводниковой промышленности и многое другое. Что касается высоконадежных компонентов, то они, как правило, применяются в спутниковых системах связи (включая коммерческие коммуникационные спутники), в различной военной авиационной и космической технике, высокоточном оружии и т.д.

Каждый из высоконадежных компонентов проходит серию тестов, включающих в себя климатические испытания, а также инструментальные измерения, проверяющие соответствие заявленным параметрам. Причем условия и тип испытаний определяются не только требованиями стандартов, но и пожеланиями заказчиков.

Исторически сложилось так, что рынок высококачественных многослойных ВЧ/СВЧ конденсаторов ориентирован в основном на дорогостоящее мелко- и среднесерийное оборудование, требующее значительных капиталовложений. И поскольку стоимость отказа подобного оборудования весьма велика, заказчики готовы платить большие суммы за данную продукцию. Однако в последнее время активное развитие различных телекоммуникационных систем обусловило спрос на высококачественные компоненты среднего ценового диапазона, предназначенные для массового производства. Следуя данной тенденции рынка, АТС выпустила новую линейку продукции, ориентированную в основном на массовое производство. Речь идет о линейке конденсаторов 600S. Приборы этой линейки меньше (посадочный размер всего 0,06 x 0,03 дюйма) и дешевле (две трети цены) стандартного многослойного конденсатора ATC. Помимо этого, конденсаторы данной серии используют специально разработанный диэлектрик, что позволяет им достигать большей эффективности по сравнению с аналогами в различных телекоммуникационных приложениях.

Кроме выпуска стандартизованной продукции, компания АТС (одна из немногих на рынке) изготавливает специализированные тонкопленочные схемы, выполненные по спецификации заказчика. С помощью тонкопленочной структуры, размещенной на требуемой подложке, можно легко формировать проводящие, резистивные, емкостные и прочие элементы схемы. Заказчику достаточно затем лишь установить оставшиеся дискретные элементы. Подобные решения используются там, где необходимо обеспечить высокую надежность устройства при минимальных размерах. Например, в СВЧ аппаратуре, оптических репитерах и т.д. Компания ATC ориентирована не только на массовое но и на мелкосерийное производство, что делает доступным данные технологии большинству предприятий в России.

Тонкопленочная продукция АТС

Также American Technical Ceramics предлагает специализированные конденсаторы, работающие на частотах больших, чем стандартные многослойные ВЧ/СВЧ конденсаторы. Серия подобных приборов MicrocapR включает в себя однослойные керамические конденсаторы, специально разработанные для работы в таких условиях. Приборы этой серии выпускаются как в коммерческом, так и в высоконадежном исполнении и активно используются в различных широкополосных системах связи, спутниковых системах, а также в системах миллиметрового диапазона. Другим продуктом, ориентированным на тот же рынок, является серия 500S широкополосных СВЧ конденсаторов (Broadband Microwave Capacitor - BMC), оптимизированная для крупносерийного производства, использующего технологию поверхностного монтажа.

Расширяя спектр своей продукции, в июне 2000 года АТС анонсировала линейку мощных резистивных компонентов. Данные компоненты выполнены по тонкопленочной технологии с применением подложки из нетоксичного нитрида алюминия (материала с высокой теплопроводностью), на которую нанесены проводящие и резистивные слои. Как показывает практика, тонкопленочные резисторы гораздо надежней и способны выдержать большую мощность, чем их толстопленочные аналоги. Ассортимент резистивной продукции American Technical Ceramics достаточно разнообразен: это резисторы, терминаторы, аттенюаторы, а также сходные продукты, которые, как правило, используются в тех же областях, что и выпускаемые данным производителем конденсаторы. В настоящее время резистивные продукты ATC активно применяются в широком спектре различных устройств: сумматорах, делителях мощности, преобразователях частоты и т.д.

В 2002 году ATC представила несколько новых продуктов, основанных на перспективной технологии LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramic). Данная технология позволяет размещать элементы схемы не на плоскости, как раньше, а в объеме. Используя различные типы керамических материалов, можно интегрировать в схему не только стандартные пассивные компоненты, но и такие устройства, как ответвители, сумматоры, делители сигнала, фильтры, а также трансформаторы импедансов. Подобная компоновка элементов позволяет достичь значительной функциональности в сравнительно небольшом объеме. Технологии LTCC требуют рассмотрения в отдельной публикации.

Резистивная продукция ATC

Однослойные конденсаторы АТС

Компания ATC выпускает 40 различных наборов разработчика, содержащих полный ряд образцов конденсаторов, индуктивностей, резисторов и нагрузок.

Высокое качество компонентов ATC во многом определяется хорошим техническим уровнем разработки и тщательно налаженным процессом производства продукции. Прежде чем новый продукт появится на рынке, он подвергается самому тщательному тестированию для выявления существующих недостатков. Кроме того, продукция ATC проходила проверку у сторонних организаций и получила самые хорошие оценки. В качестве примера можно привести исследование, проведенное инженерами Motorola, заключавшееся в сравнении температурных параметров конденсаторов, использующихся в выходных цепях усилителя мощности диапазона 2 ГГц.

Далее:
=>Таблица продукции ATC (краткое описание, применение)
=>Cравнение температурных параметров конденсаторов, использующихся в выходных цепях усилителя мощности диапазона 2 ГГц.

Всю необходимую информацию по продукции American Technical Ceramics можно получить на сайтах www.atceramics.com и www.semiconductor.ru, а также в компании "МЭЙ" - официального дистрибьютора АТС на территории России, Беларусии и Украины.

При написании этого материала использовалась статья Ричарда Фиоре (Richard Fiore) "RF Power Amplifiers Operate Cooler with Improved Reliability Using ATC's EIA 600 Series Ultra-Low ESR Ceramic Capacitors". Microwave Product Digest. ATC#001-985 Rev. A 5/03.