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1、 多层片式陶瓷电容器（MLCC） 技 术 交 流 多层片式陶瓷电容器（贴片电容）选用基本知识多层片式陶瓷电容器（贴片电容）选用基本知识 江门市新会三巨电子科技有限公司 JIANGMEN CITY XINHUI SANJV ELECTRONIC CO，LTD 地址：广东省江门市新会区中心南路 37 号广源大厦 B 座 联系电话：07508686169 手 机：13533734344（黄先生） 传 真：07506331711 邮政编码：529100 E-Mail: 9202070 公司网址： 公公 司司 简简 介介 江门市新会三巨电子科技有限公司公司座落在被联合国命名为 “全球最具可持续发展潜力
2、”的江门市新会区内，是一家集研发、生产、销售新型电子元件和相关电子材料于一体的高新科技实体。 本公司主产品片式多层陶瓷电容器，英文缩写 MLCC（Multilayer Ceramic Chip Capacitor） 。和片式多层压敏电阻器，英文缩写 MLCV（Multilayer Ceramic Chip Varistor） 。产 品 的 特 性 组 别 分 类 和 主 要 指 标 按 照 美 国 电 子 工 业 协 会 标 准 暨 美 国 国 家 标 准ANSI/EIA-198-E-1997 Ceramic Dielectric Capacitors/Class, , and （ 陶瓷介质电
3、容器 第、类 ） ，部分项目指标参照日本工业标准 JIS-C-6429，试验方法和相关技术要求符合中国国家标准 GB/T2693 总规范和 GB/T9324 分规范要求。该种 MLCC产品广泛用于模拟或数字调制解调器、局域网/广域网接口、日光灯启辉器、倍压电源、交直流变送器、背光源驱动器及高频大功率等电路中。 公司配备有先进的片式元件生产设施、精良的检测试验仪器；并拥有一支高素质、高水平且具备该行业多年工作经验的技术队伍; 全面贯彻执行 ISO9001：2000 质量管理标准体系,持续不断改进产品的品质; 公司是客户为本的电子产品和技术服务的提供商，秉承“A 级企业，A 级产品，A 级质量，A
4、 级服务”的“4A 级”宗旨，放眼未来,把以片式多层陶瓷电容器和片式多层压敏电阻器产品为主导的新型电子元器件做精，做强! 1MLCC 与其它种类电容器对比与其它种类电容器对比 电容的种类有很多，可以从原理上分为：无极性可变电容、无极性固定电容、有极性电容等，从材料上分主要有：CBB 电容（聚乙烯） ，涤纶电容、瓷片电容、云母电容、独石电容(即贴片电容或 MLCC)、电解电容、钽电容等。下表是各种电容的优缺点： 各各 种种 电电 容容 的的 优优 缺缺 点点 比比 较较 名称 极性 制作 优点 缺点 无感 CBB电容 无 聚丙乙烯塑料和金属箔交替夹杂捆绑而成。 无感，高频特性好。 不宜做大容量电
5、容；价格较高； 耐热性能较差。CBB 电容 无 聚乙烯塑料和金属箔交替夹杂捆绑而成。 有感，高频特性好，体积较小。 瓷片电容 无 薄瓷片两面银电极制成。 体积小，耐压高。 体积大；易碎；容量低独石电容 无 陶瓷介质膜片与印刷电极交替叠压，高温共烧制成 体 积 小 ， 适 用 于SMT；高频特性好。电解电容 有 铝带和绝缘膜相互层叠，转捆后浸渍电解液而成。 容量大。 高频特性不好， 耐压低。钽电容 有 用金属钽作为正极，在电解质外喷金属负极。 稳定性好，容量大，高频特性好。 造价高（一般用于关键地方） 。 2MLCC 与其它种类电容器对比与其它种类电容器对比 A. 结构示意图 B. 原理公式：
6、C = KMN / T K：介电常数 C：容量 M：正对面积 T：介质厚度 N：叠层层数 C. 各组成部分功能解释 陶瓷介质：电场作用下，极化介电储能，电场变化时极化率随之发生变化，不同介质种类由于它的主要极化类型不一样，其对电场变化的响应速度和极化率亦不一样。 介质类型 TCC 特性 主要极化类型极化率对比（ 值） 电场响应速度 I 类介电陶瓷 COG 离子极化 较小10000 慢 贴片电容目前使用 NPO、X7R、Z5U、Y5V 等不同的材质规格，不同的规格有不同的用途。下面我们仅就常用的 NPO、X7R、Z5U 和 Y5V 来介绍一下它们的性能和应用以及采购中应注意的订货事项以引起大家的
7、注意。不同的公司对于上述不同性能的电容器可能有不同的命名方法，这里我们引用的是敝司三巨电子公司的命名方法，其他公司的产品请参照该公司的产品手册。 NPO、X7R、Z5U 和 Y5V 的主要区别是它们的填充介质不同。在相同的体积下由于填充介质不同所组成的电容器的容量就不同，随之带来的电容器的介质损耗、容量稳定性等也就不同。所以在使用电容器时应根据电容器在电路中作用不同来选用不同的电容器。 NPO 材质电容器材质电容器 NPO 是一种最常用的具有温度补偿特性的单片陶瓷电容器。 它的填充介质是由铷、钐和一些其它稀有氧化物组成的。 NPO 电容器是电容量和介质损耗最稳定的电容器之一。 在温度从-55到
8、+125时容量变化为 030ppm/，电容量随频率的变化小于0.3C。NPO 电容的漂移或滞后小于0.05%，相对大于2%的薄膜电容来说是可以忽略不计的。其典型的容量相对使用寿命的变化小于0.1%。NPO 电容器随封装形式不同其电容量和介质损耗随频率变化的特性也不同，大封装尺寸的要比小封装尺寸的频率特性好。NPO 电容器 适合用于振荡器、谐振器的槽路电容，以及高频电路中的耦合电容。 X7R 材质电容器材质电容器 X7R 电容器被称为温度稳定型的陶瓷电容器。当温度在-55到+125时其容量变化为 15%，需要注意的是此时电容器容量变化是非线性的。 X7R 电容器的容量在不同的电压和频率条件下是不
9、同的，它也随时间的变化而变化，大约每 10 年变化 1%C，表现为 10 年变化了约 5%。 X7R 电容器主要应用于要求不高的工业应用，而且当电压变化时其容量变化是可以接受的条件下。它的主要特点是在相同的体积下电容量可以做的比较大。 Z5U 材质电容器材质电容器 Z5U 电容器称为”通用”陶瓷单片电容器。这里首先需要考虑的是使用温度范围，对于 Z5U 电容器主要的是它的小尺寸和低成本。 对于上述三种陶瓷单片电容起来说在相同的体积下 Z5U 电容器有最大的电容量。但它的电容量受环境和工作条件影响较大，它的老化率最大可达每 10 年下降 5%。 尽管它的容量不稳定，由于它具有小体积、等效串联电感
10、（ESL）和等效串联电阻（ESR）低、良好的频率响应，使其具有广泛的应用范围。尤其是在退耦电路的应用中。 Z5U 电容器的其他技术指标如下: 工作温度范围 +10 - +85 温度特性 +22% - -56% 介质损耗 最大 4% Y5V 材质电容器材质电容器 Y5V 电容器是一种有一定温度限制的通用电容器， 在-30到 85范围内其容量变化可达+22%到-82%。 Y5V 的高介电常数允许在较小的物理尺寸下制造出高达 4.7F 电容器。 Y5V 电容器的其他技术指标如下: 工作温度范围 -30 - +85 温度特性 +22% - -82% 介质损耗 最大 5% NPO 电气性能稳定,基本上不
11、随温度、时间、电压的改变而改变,适用于对稳定性、 可靠性要求较严格的场合,由于电气性能稳定,可很好的工作在高频、 特高频、 甚高频频段;X7R 电气性能较稳定,随温度、时间、电压的变化,其特性变化并不明显,适用于要求较高的耦合、旁路、滤波电路及 10 兆周以下的中频场合;Y5V 具有很高的介电系数,常用于生产小体积,大容量的电容器,其容量随温度改变比较明显,但成本较低,仍广泛用于对容量,损耗要求不高的耦合、滤波、旁路等电路场合. 内电极：它与陶瓷介质交替叠层，提供电极板正对面积； PME-Ag/Pd ：主要在 X7R 和 Y5V 中高压 MLCC 产品系列中，材料成本高。 BME-Ni：目前大
12、部分产品均为 Ni 内电极，材料成本低，但需要还原气氛烧结。 端电极： 基 层：铜金属电极或银金属电极，与内电极相连接，引出容量。 阻挡层：镍镀层，热阻挡作用，可焊的镍阻挡层能避免焊接时 Sn 层熔落。 焊接层：Sn 镀层，提供焊接金属层。 3MLCC 的设计制造的设计制造 A. 材料选用 瓷粉： 它是产品质量水平高低的决定性因素， 采用技术不成熟的瓷粉材料会存在重大的质量事故隐患。 进口：北美中温烧结瓷粉、日本高温烧结瓷粉均较成熟。 国产材料：I 类低 K 值瓷粉较成熟。 三巨电子科技公司均采用美国进口瓷粉设计制造三巨电子科技公司均采用美国进口瓷粉设计制造 COG、X7R 类中高压类中高压
13、MLCC产品，低压产品选用日本进口瓷粉设计制造。产品，低压产品选用日本进口瓷粉设计制造。 内浆：它是产品质量水平关键因素，基本要求是与瓷粉材料的匹配性好，如采用 与瓷粉材料匹配性不良的内浆制作 MLCC，其可靠性会大大下降。 端浆：它是产品性能高低的重要因素，如端浆选用不当，则所制作的端电极电气及机械性能低。 三巨电子科技公司技术团队有多年三巨电子科技公司技术团队有多年 MLCC 设计制造技术经验，有一套科学的技术方面选用瓷体匹配性良好的内浆与端浆。设计制造技术经验，有一套科学的技术方面选用瓷体匹配性良好的内浆与端浆。 B. 工艺流程 工艺流程图 球磨配料球磨配料 流延膜片 印刷内电极印刷内电
14、极 成型制胚 排胶 高温烧结高温烧结 编带包装 测试分选测试分选 清洗 电镀制作阻挡层、焊接层 制作底层电极 倒角 三巨电子科技公司对关键工艺的控制：三巨电子科技公司对关键工艺的控制： 球磨配料：分散、混合二步法保证浆料的分散性。球磨配料：分散、混合二步法保证浆料的分散性。 印刷图形：独特的图形设计，严格的银重控制保证产品性能良好一致性。印刷图形：独特的图形设计，严格的银重控制保证产品性能良好一致性。 高温烧结：成熟的烧成工艺，保证瓷体与内电极良好共烧。高温烧结：成熟的烧成工艺，保证瓷体与内电极良好共烧。 测试分选：测试分选：100%的耐压分选，保证不良品不流到客户。的耐压分选，保证不良品不流
15、到客户。 4MLCC 的性能的性能 A. 常规电性能 （1） 容量与误差：实际电容量和标称电容量允许的最大偏差范围。一般使用的容量误差有：J 级5%，K 级10%，M 级20%。 精密电容器的允许误差较小，而电解电容器的误差较大，它们采用不同的误差等级。 常用的电容器其精度等级和电阻器的表示方法相同。用字母表示：D 级0.5%；F 级1%；G 级2%；J级5%；K 级10%；M 级20%。 （2） 额定工作电压：电容器在电路中能够长期稳定、可靠工作，所承受的最大直流电压，又称耐压。对于结构、介质、容量相同的器件，耐压越高，体积越大。 （3） 温度系数：在一定温度范围内，温度每变化 1，电容量的
16、相对变化值。温度系数越小越好。 （4） 绝缘电阻(IR)：用来表明漏电大小的。一般小容量的电容，绝缘电阻很大，在几百兆欧姆或几千兆欧姆。电解电容的绝缘电阻一般较小。相对而言，绝缘电阻越大越好，漏电也小。一般 C0G 类1000F, X7R 和 Y5V 类 500F （5） 损耗(DF)：在电场的作用下，电容器在单位时间内发热而消耗的能量。这些损耗主要来自介质损耗和金属损耗。 通常用损耗角正切值来表示。 损耗最为标准的写法：使用百分率写法 例如： COG 要求 0.015%； X7R 2.5%； Y5V 3.5% 一般地 COG类 500 欧*法，BDV2.5Ur.其次是贴片电容的加速寿命性能，在 125deg.c 环境温度和 2.5Ur 直流负载条件下，芯片应能耐 100 小时不击穿
