选用这种材质一般是做容量较小的
发布时间:2019-01-10 05:37

  多层片式陶瓷电容器(Multi-LayerCeramicCapacitors,MLCC)简称贴片电容、片容,日本及台湾地区常称为积层电容或叠层电容,1960年代由美国人发明,1980年代被日本人发扬光大并实现用低成本贱金属量产。

  作为电子整机中主要的被动贴片元件,MLCC的制作工艺复杂,应用范围十分广泛,通常被应用于各类电子产品和各种高、低频电容中,它具有高可靠性、高精度、高集成、低功耗、大容量、小体积和低成本等特点,起到退耦、耦合、滤波、旁路和谐振等作用。

  端电极一般包括基层、阻挡层、焊接层三部分。其中基层常为铜金属电极或银金属电极,主要作用是与内电极连接,引出容量;阻挡层属于镍镀层,其主要实现热阻挡作用;焊接层属于Sn层,其主要作用是提供焊接金属层。

  而陶瓷介质的的作用在于在极化介电储能,至于陶瓷介质的材料就很多了,比如贴片电容材质NPO、X7R.....等。

  贴片电容结构:将一次性高温烧结而成,印有内电极的陶瓷介质膜片以一定的错位方式叠合而成。下面是贴片电容的制造流程图:

  注意:最小规格尺寸01005(长0.25mm*宽0.125mm),目前只有少数几家日本公司在批量生产;

  0201、0402、0603是目前用量最大的尺寸规格,大型的MLCC企业均可批量生产。国内,深圳宇阳是专做小尺寸MLCC的厂家;

  2220及以上尺寸规格产品,市场占有量很小,大型企业一般不生产,主要是中小MLCC企业在生产供应。

  日本品牌占据低压高容产品大部份的市场份额,中高压产品主要生产厂家有TDK、风华高科及禾申堂。

  陶瓷贴片电容器(MLCC)使用的陶瓷介质材料主要分为顺电体(I类)和铁电体(II类)两大类,它们下面均有很多种容量温度特性规律类似,具体数值不同的具体介质材料。这两类介质材料的介电常数会随温度的变化而变化,但变化幅度和规律完全不同,为此 EIA 制定了“I类瓷介容量温度系数”和“II类瓷介容量温度特性”两套容量温度特性标准。

  例:X7R表示-55℃~125℃温度区间内,以20℃为基准,容量允许变化范围15%

  此种材质MLCC电性能相当稳定,几乎不随温度,电压、频率和时间的变化而变化:

  NPO(COG)类MLCC适用于各种电路,包括稳定性要求要的高频电路,常用于振荡器、谐振器的槽路电容,以及高频电路中的耦合电容。

  通过优化设计制成的射频电容器,使用频率可高至3GHZ,其中美国ATC公司是RF-MLCC的标杠企业。

  2)钛酸钡BaTiO3掺杂改性,是X7R、X5R类MLCC产品的制造主材料。

  因NPO(COG)类MLCC能实现的容量不能满足电路对更大电容量的要求,人们开发了此种钛酸钡基的X7R、X5R类MLCC。它在相同的体积下电容量可以做的比较大,X7R、X5R类MLCC电容量可以做到很高,高至100uF。

  此种材质比NPO(COG)MLCC 稳定性差,X7R、X5R类MLCC的容量随电压、频率条件和时间的变化而变化:

  存在直流偏压特性,即是说当电容器两端加载较高直流电压时,其有效容量会降低;

  -55℃~125℃时容量变化率为+15%,变化曲线%C,表现为10年变化了约5%;

  X7R、X5R类MLCC广泛应用非高频电路,是用量最大的一类电容器,占MLCC市场总量的60%以上。

  3)钛酸锶钡BaSrTiO3掺杂改性,是Z5U、Y5V类MLCC产品的制造主材料。

  该类材质是为获得比X7R、X5R类MLCC更大容量而开发应用的,这种材质能做到很高的容量,而且每单位容量成本较低。

  Z5U、Y5V类MLCC其稳定性较差,对温度电压较敏感,使用温度范围较窄:

  尽管它的容量不稳定,但能实现可替代电解电容的容量级别,有一定的应用范围,主要在退耦电路的应用中。

  近年来由于X7R/X5R类产品制造技术的发展,通过不断降低X7R/X5R类MLCC介质膜厚获得的电容量已接近Y5V/Z5U MLCC的电容量水平。而Y5V/Z5U类材质因晶粒较大的特点,其介质厚度不能更进一步的降低,不能有效发展更高容量的产品。另外Y5V/Z5U类材质存在着损耗较大和可靠性较差的问题,所以Y5V/Z5U有逐步被淘汰之势。

  容量精度在5%左右,选用这种材质一般是做容量较小的,常规100PF 以下,10nF以上的产品也能批量生产,但成本会较高。下表列出该类产品常用规格电压下的最大电容量。

  容量精度在10%左右,容量范围较宽,常规100PF~47uF能生产。下表给出了X7R电容器可选取的容量范围最大值。

  贴片电容的命名一般含有以下参数:尺寸、温度特性、标称容量、容量误差级别、额定电压、端电极类型和包装方式等。

  0805:尺寸大小,“08”长度0.08 英寸、05 表示宽度为 0.05 英寸;

  104 :静电容量,前两位是有效数字、后面的4 表示有多少个零104=10×10000 也就是= 1000PF;

  500:是要求电容承受的耐压为50V ,500 前两位是有效数字,后面是0的数量;

  国际上主要的贴片电容(MLCC)制造商分布在亚太地区,以日本技术最为先进,韩国及中国台湾次之。此外,美国也有很多知名的电容厂商。

  MLCC主要生产厂家:日本村田、TDK、京瓷、太阳诱电;韩国三星;巨、华新科;美国有威世、基美、ATCeramics等;大陆有名的则是风华高科、宇阳、火炬电子、三环集团等。

  各制造商的产品规格命名规则形式上不尽相同,但规格代号中基本上都包括:尺寸、温度特性、标称容量、容量误差级别、额定电压和包装方式等信息。

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