【經(jīng)驗分享】工程師把0603電容換0402的電容會怎么樣？資料下載

作者：蔣修國，來源： 問題的背景：今天在PCB制造工藝群里面看到在討論一個關(guān)于0402封裝電容與0603封裝電容的問題。這個問題討論的焦點是A工程師希望把電路上的部分0603封裝電容修改為0402封裝的電容，這樣可以更好的采購、檢驗、加工和管理等；B工程師不同意，說此電路已經(jīng)調(diào)好了，改動器件會導(dǎo)致電路工作有問題。 這種討論情形我相信在很多公司都有出現(xiàn)過。對于兩位工程師的觀點，本人都是認同的。對于A工程師而言，他的出發(fā)點是供應(yīng)鏈和加工工藝等，這樣做確實有很多的好處，如果是大器件換成小器件，還可以節(jié)省空間。何樂而不為呢？而對于B工程師而言，他的出發(fā)點是從模塊化電路設(shè)計，對于做好了的電路，再換器件就相當于要重新再調(diào)試，做各種老化測試等等。 其實這個問題可以從兩個角度來討論，一個是研發(fā)流程的問題，如果在產(chǎn)品研發(fā)一開始A就把這個問題提出來，就不會出現(xiàn)A工程師和B工程師這種討論了，大家和諧的把項目就完成了。另一個是電路方面的問題。下面我們主要從電路方面展開來討論。 大家都知道，在電子產(chǎn)品中，電容是不可或缺的。在低速電路中，我姑且把電容稱之為電容，這時候我們在選擇電容時，（以貼片電容為例）主要關(guān)注其容值、耐壓值、封裝大小、工作溫度范圍、溫漂等參數(shù)即可。在這種情況下，工程師把0603的電容修改為等容值的0402的電容不會出現(xiàn)什么問題。 但是在高速電路上或者電源系統(tǒng)中，電容已經(jīng)不僅僅是電容，是一個由等效電容、等效電阻和等效電感組成的一個電路，簡單的結(jié)構(gòu)如下圖所示： 既然這是一個電路，那么就不再是一顆獨立電容那么簡單了。這個等效電路性能受很多因素的影響，在選擇這類電容時，不僅僅要關(guān)注前面提到的那些參數(shù)，還要關(guān)注在特定頻率下的等效參數(shù)，以Murata的1uF的電容為例,在諧振頻率點時，對應(yīng)的等效電容為602.625nf，等效電阻為11.5356mohm，等效電感為471.621pH（下圖紅色框中，在ADS SIPro中可以直接查看）。 這時我們看到的電容器已經(jīng)與原本標稱為1uf容值相去甚遠。它們的特性也會相差很大，如下圖所示為1uf理想電容與其等效電路的阻抗曲線（注：阻抗曲線不同，其濾波的效果不同）： 阻抗曲線差異很明顯，這樣就很容易理解它們表現(xiàn)出來的性能有很大不一樣了。下面是在ADSSIPro元件庫中把所有1uf電容都選上，查看其阻抗曲線： 這樣也可以看出來，它們即使容值相同，其阻抗曲線都可能不一樣。當然，哪怕不僅僅是容值相同，其它參數(shù)都相同，如果電容材質(zhì)（或者配方）不一樣，其阻抗曲線都是有可能不一樣的。 還是以Murata1uf 0603和0402的電容為例，在Murata官網(wǎng)查看它們的阻抗曲線對比如下，藍色曲線為0603封裝的阻抗曲線，綠色的為0402封裝的阻抗曲線： 到這里，相信大家也能理解B工程師的觀點了，換電容很有可能會導(dǎo)致他的設(shè)計需要另外調(diào)試或者做其它更多的測試。 當然，所有的事情都不能一概而論，也有可能不同的封裝只要各個參數(shù)比較均衡（比例一致），也有可能會有一樣的阻抗曲線。 所以，那到底是能不能把0603的電容換成0402的電容呢？我認為是可以更換的，但是更換之后要再進一步的調(diào)試和測試。當然，最好的方式就是在研發(fā)之初就考慮好各類問題，免得在研發(fā)過程中經(jīng)常做一些重復(fù)的工作，比較人力都是有限的嘛（屁股決定腦袋）。 (mbbeetchina)