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多層片式陶瓷電容器(MLCC)基礎知識

作者:佚名    文章來源:網絡    點擊數:    更新時間:2023/7/2

1.MLCC與其它種類電容器對比

  電容的種類有很多,可以從原理上分為:無極性可變電容、無極性固定電容、有極性電容等,從材料上分主要有:CBB 電容(聚乙烯) ,滌綸電容、瓷片電容、云母電容、獨石電容(即貼片電容或MLCC)、電解電容、鉭電容等。下表是各種電容的優缺點: 

各 種 電 容 的 優 缺 點 比 較
名稱 極性 制作 優點 缺點
無感 CBB電容 聚丙乙烯塑料和金屬箔交 替夾雜捆綁而成。 無感,高頻特性好。 不宜做大容量電容;價 格較高; 耐熱性能較差。
CBB電容 聚乙烯塑料和金屬箔交替 夾雜捆綁而成。 有感,高頻特性好, 體積較小。  
瓷片電容 薄瓷片兩面銀電極制成。 體積小,耐壓高。 體積大;易碎;容量低
獨石電容 陶瓷介質膜片與印刷電極 交替疊壓,高溫共燒制成 體積小,適用于 SMT;高頻特性好。  
電解電容 鋁帶和絕緣膜相互層疊, 轉捆后浸漬電解液而成。 容量大。 高頻特性不好, 耐壓低。
鉭電容 用金屬鉭作為正極,在電 解質外噴金屬負極。 穩定性好,容量大, 高頻特性好。 高頻特性不好, 耐壓低。

2.MLCC與其它種類電容器對比

  A. 結構示意圖

MLCC結構示意圖 

  B. 原理公式:              C = K×M×N / T

  K:介電常數  
C:容量 M:正對面積 T:介質厚度
  N:疊層層數  

  C. 各組成部分功能解釋

   陶瓷介質:電場作用下,極化介電儲能,電場變化時極化率隨之發生變化,不同介質種類由于它的主要極化類型不一樣,其對電場變化的響應速度和極化率亦不一樣。

介質類型 TCC特性 主要極化類型 極化率對比(?值) 電場響應速度
I 類介電陶瓷 COG 離子極化 較小<100 很快
II 類介電陶瓷 X7R 鐵電疇 較大1000~5000 較慢
Y5V(Z5U) 鐵電疇 很大>10000

  內電極:它與陶瓷介質交替疊層,提供電極板正對面積;

PME-Ag/Pd :主要在X7R和 Y5V中高壓MLCC產品系列中,材料成本高。 
BME-Ni:目前大部分產品均為Ni內電極,材料成本低,但需要還原氣氛燒結。

  端電極

基  層:銅金屬電極或銀金屬電極,與內電極相連接,引出容量。 
阻擋層:鎳鍍層,熱阻擋作用,可焊的鎳阻擋層能避免焊接時Sn層熔落。 
焊接層:Sn鍍層,提供焊接金屬層。  

3.MLCC的設計制造  

  A. 材料選用

  瓷粉:它是產品質量水平高低的決定性因素,采用技術不成熟的瓷粉材料會存在重大的
質量事故隱患。
  進口:北美中溫燒結瓷粉、日本高溫燒結瓷粉均較成熟。
  國產材料:I 類低 K值瓷粉較成熟。

  內漿:它是產品質量水平關鍵因素,基本要求是與瓷粉材料的匹配性好,如采用     與瓷粉材料匹配性不良的內漿制作MLCC,其可靠性會大大下降。

  端漿:它是產品性能高低的重要因素,如端漿選用不當,則所制作的端電極電氣及機械性能低。

  B.  工藝流程

MLCC制作工藝流程圖 

4.MLCC的性能

  A. 常規電性能

C :容量范圍  0.5~10000000pf

DF:損耗最為標準的寫法:使用百分率寫法 例如:COG 要求〈0.015%;X7R<2.5%
Y5V<3.5%     一般地 COG 類<10*10-4 ; X7R類<250*10-4;Y5V類<500*10-4

BV:一般為直流擊穿電壓(BDV)

IR:絕緣電阻,一般地COG 類>1000?F,  X7R和Y5V類 >500?F

B. 幾個值得關注的參數

TCC:溫度容量特性,注意同為 X7R產品其常溫附近的容量穩定性不一樣。
ESR:等效串聯電阻
ESL:等效串聯電感
Q 值:是DF、ESR、ESL的綜合,在高頻電路中加倍關注。

 C. 可靠性

高壓壽命試驗
抗彎曲試驗
耐焊接熱試驗

5.MLCC的選用

  A. 標稱容量:

 

  B. 額定電壓:

mlcc電容耐壓等級 

  C. 容量誤差級別:

mlcc容量誤差級別 

  D. 尺寸規格要求

MLCC尺寸規格要求 

  E. 其它要求

   材料特性(TCC) :COG   X7R    Y5V
   ESR、ESL、Q 值:采用 COG 用于高頻諧振電路時。
   交流擊穿壓:交流電路,電壓變化較大時。

6.MLCC使用注意事項

檢測:檢測方法要正確,容量會因檢測設備的不同而有偏差;

搬運與儲存:注意防潮,Y5V與X7R產品存放時間太長,容量變化較大。

焊接:片式瓷介電容器的端頭可適用于多種焊接方法。通常推薦具有抗侵蝕的三層鍍鎳阻擋層端電級;對環氧粘接,建議使用鈀-銀端電極。無論哪一種焊接方法均需注意預熱,尤其是對大規格產品。

清洗:焊料會一定情度影響絕緣電阻,保證清洗。

7.MLCC技術發展簡介

綠色環保:無鎘、無鉛要求
小型化:移動通訊
薄介質大容量化:替代鋁、鉭電容
殘金屬化:降成本

Tags:MLCC,陶瓷電容,電容  
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