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多層片式陶瓷電容器(Multi-Layer Ceramic Capacitors,MLCC)——簡(jiǎn)稱貼片電容、片容,日本及臺(tái)灣地區(qū)常稱為積層電容或疊層電容,1960年代由美國(guó)人創(chuàng)造,1980年代被日本人發(fā)揚(yáng)光大并完成用低本錢賤金屬量產(chǎn)。
貼片電容開(kāi)展簡(jiǎn)史
作為電子整機(jī)中首要的被動(dòng)貼片元件,MLCC的制作工藝復(fù)雜,應(yīng)用規(guī)模非常廣泛,通常被應(yīng)用于各類電子產(chǎn)品和各種高、低頻電容中,它具有高可靠性、高精度、高集成、低功耗、大容量、小體積和低本錢等特點(diǎn),起到退耦、耦合、濾波、旁路和諧振等效果。
很多人不了解貼片電容的制作工藝和流程,下面小編為我們簡(jiǎn)單解說(shuō)一下!
制作流程
貼片電容首要構(gòu)造包含端電極、內(nèi)電極和陶瓷介質(zhì)三部分。
端電極一般包含底層、阻擋層、焊接層三部分。其間底層常為銅金屬電極或銀金屬電極,首要效果是與內(nèi)電極銜接,引出容量;阻擋層屬于鎳鍍層,其首要完成熱阻擋效果;焊接層屬于Sn層,其首要效果是提供焊接金屬層。
內(nèi)電極位于貼片電容內(nèi)部,首要提供電極板正對(duì)面積,它與陶瓷介質(zhì)一般是交
而陶瓷介質(zhì)的的效果在于在極化介電儲(chǔ)能,至于陶瓷介質(zhì)的資料就很多了,比方貼片電容原料NPO、X7R.....等。
貼片電容結(jié)構(gòu):將一次性高溫?zé)Y(jié)而成,印有內(nèi)電極的陶瓷介質(zhì)膜片以一定的錯(cuò)位方法疊合而成。下面是貼片電容的制作流程圖:
尺度系列
規(guī)范系列化的外形尺度,最常用英寸單位體系來(lái)表明:
如,0603—"06"表明:長(zhǎng)0.06 inch=1.6mm;
"03"表明:寬0.03 inch=0.8mm;
也有用國(guó)際單位體系表明:
如,1608—"16"表明:長(zhǎng)1.6mm;
"08"表明:寬0.8mm
貼片電容全系列尺度表
注意:最小規(guī)范尺度01005(長(zhǎng)0.25mm*寬0.125mm),目前只有少量幾家日本公司在批量出產(chǎn);
0201、0402、0603是目前用量最大的尺度規(guī)范,大型的MLCC企業(yè)均可批量出產(chǎn)。國(guó)內(nèi),深圳宇陽(yáng)是專做小尺度MLCC的廠家;
2220及以上尺度規(guī)范產(chǎn)品,商場(chǎng)占有量很小,大型企業(yè)一般不出產(chǎn),首要是中小MLCC企業(yè)在出產(chǎn)供應(yīng)。
額外電壓系列
電壓系列有:
1、3.3V、6.3V、10V、16V、25V、50V ;
2、100V、200V、250V、500V、630V ;
3、1000V、2000V、3000V ;
4、4000V 、5000V、8000V
3.3V~16V,低壓,一般是高容品代替電解電容;
25V~50V,是最慣例的產(chǎn)品;
100V~630V,中壓,一般是0805及以上尺度規(guī)范;
1000V~3000V,高壓,一般是1206及以上尺度規(guī)范;
4000V以上屬超高壓產(chǎn)品,對(duì)應(yīng)的尺度2220及以上尺度規(guī)范。
日本品牌占據(jù)低壓高容產(chǎn)品大部份的商場(chǎng)份額,中高壓產(chǎn)品首要出產(chǎn)廠家有TDK、風(fēng)華高科及禾申堂。
原料(陶瓷介質(zhì))
陶瓷貼片電容器(MLCC)運(yùn)用的陶瓷介質(zhì)資料首要分為順電體(I類)和鐵電體(II類)兩大類,它們下面均有很多種容量溫度特性規(guī)矩相似,詳細(xì)數(shù)值不同的詳細(xì)介質(zhì)資料。這兩類介質(zhì)資料的介電常數(shù)會(huì)隨溫度的改變而改變,但改變起伏和規(guī)矩完全不同,為此 EIA 制定了“I類瓷介容量溫度系數(shù)”和“II類瓷介容量溫度特性”兩套容量溫度特性規(guī)范。
I 類瓷介容量溫度系數(shù)
例:COG表明溫度系數(shù)為(0±30)ppm/℃,也就是MIL規(guī)范中的NPO(Negative-Positive-"0",負(fù)—正—零)。COG與NPO是不同規(guī)范體系的表明方法,是等同的。
II類瓷介容量溫度特性
例:X7R表明-55℃~125℃溫度區(qū)間內(nèi),以20℃為基準(zhǔn),容量答應(yīng)改變規(guī)?!?5%
在實(shí)踐應(yīng)用中,首要是以下三種原料:
1)鋯酸鍶SrZrO3摻雜改性,首要制作NPO(COG)類MLCC。
此種原料MLCC電性能相當(dāng)安穩(wěn),幾乎不隨溫度,電壓、頻率和時(shí)刻的改變而改變:
-55℃~ 125℃時(shí)容量改變率為0±30ppm/℃;
電容量隨頻率的改變小于±0.3ΔC;
電容量的漂移或滯后小于±0.05%;
電容量相對(duì)運(yùn)用壽命的改變小于±0.1%;
NPO(COG)類MLCC適用于各種電路,包含安穩(wěn)性要求要的高頻電路,常用于振蕩器、諧振器的槽路電容,以及高頻電路中的耦合電容。
經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)制成的射頻電容器,運(yùn)用頻率可高至3GHZ,其間美國(guó)ATC公司是RF-MLCC的標(biāo)杠企業(yè)。
2)鈦酸鋇BaTiO3摻雜改性,是X7R、X5R類MLCC產(chǎn)品的制作主資料。
因NPO(COG)類MLCC能完成的容量不能滿意電路對(duì)更大電容量的要求,人們開(kāi)發(fā)了此種鈦酸鋇基的X7R、X5R類MLCC。它在相同的體積下電容量能夠做的比較大,X7R、X5R類MLCC電容量能夠做到很高,高至100uF。
此種原料比NPO(COG)MLCC 安穩(wěn)性差,X7R、X5R類MLCC的容量隨電壓、頻率條件和時(shí)刻的改變而改變:
存在直流偏壓特性,即是說(shuō)當(dāng)電容器兩頭加載較高直流電壓時(shí),其有用容量會(huì)下降;
-55℃~125℃時(shí)容量改變率為+15%,改變曲線對(duì)錯(cuò)線性的;
大約每10年改變1%ΔC,表現(xiàn)為10年改變了約5%;
X7R、X5R類MLCC廣泛應(yīng)用非高頻電路,是用量最大的一類電容器,占MLCC商場(chǎng)總量的60%以上。
3)鈦酸鍶鋇BaSrTiO3摻雜改性,是Z5U、Y5V類MLCC產(chǎn)品的制作主資料。
該類原料是為獲得比X7R、X5R類MLCC更大容量而開(kāi)發(fā)應(yīng)用的,這種原料能做到很高的容量,并且每單位容量本錢較低。
Z5U、Y5V類MLCC其安穩(wěn)性較差,對(duì)溫度電壓較敏感,運(yùn)用溫度規(guī)模較窄:
-30℃~85℃容量改變+ 22%~-82%;
存在很強(qiáng)烈的直流偏壓特性;
損耗大,達(dá)5%甚至更大;
盡管它的容量不安穩(wěn),但能完成可代替電解電容的容量等級(jí),有一定的應(yīng)用規(guī)模,首要在退耦電路的應(yīng)用中。
近年來(lái)因?yàn)閄7R/X5R類產(chǎn)品制作技能的開(kāi)展,經(jīng)過(guò)不斷下降X7R/X5R類MLCC介質(zhì)膜厚獲得的電容量已接近Y5V/Z5U MLCC的電容量水平。而Y5V/Z5U類原料因晶粒較大的特點(diǎn),其介質(zhì)厚度不能更進(jìn)一步的下降,不能有用開(kāi)展更高容量的產(chǎn)品。別的Y5V/Z5U類原料存在著損耗較大和可靠性較差的問(wèn)題,所以Y5V/Z5U有逐步被淘汰之勢(shì)。
容量及其差錯(cuò)等級(jí)
NPO(COG)電容器
容量精度在5%左右,選用這種原料一般是做容量較小的,慣例100PF 以下,10nF以上的產(chǎn)品也能批量出產(chǎn),但本錢會(huì)較高。下表列出該類產(chǎn)品常用規(guī)范電壓下的最大電容量。
NPO(COG)MLCC 量產(chǎn)容量極大值量
X7R 電容器
容量精度在10%左右,容量規(guī)模較寬,慣例100PF~47uF能出產(chǎn)。下表給出了X7R電容器可選取的容量規(guī)模最大值。
X7R MLCC量產(chǎn)容量極大值
命名規(guī)矩
貼片電容的命名一般含有以下參數(shù):尺度、溫度特性、標(biāo)稱容量、容量差錯(cuò)等級(jí)、額外電壓、端電極類型和包裝方法等。
典型命名規(guī)矩如下:
以【0805X7R104K500NT】為例:
0805:尺度大小,“08”長(zhǎng)度0.08 英寸、05 表明寬度為 0.05 英寸;
X7R :容量溫度特性;
104 :靜電容量,前兩位是有用數(shù)字、后邊的4 表明有多少個(gè)零104=10×10000 也就是= 1000PF;
K:容量值到達(dá)的差錯(cuò)精度為10%,差錯(cuò)精度與介質(zhì)類型相關(guān);
500:是要求電容承受的耐壓為50V ,500 前兩位是有用數(shù)字,后邊是"0"的數(shù)量;
N:端頭資料,一般的端頭是三層電極(銀/銅層)、鎳、錫 ;
T:包裝方法,T 表明編帶包裝。
MLCC首要品牌及其命名規(guī)矩:
國(guó)際上首要的貼片電容(MLCC)制作商散布在亞太地區(qū),以日本技能最為先進(jìn),韓國(guó)及中國(guó)臺(tái)灣次之。此外,美國(guó)也有很多知名的電容廠商。
MLCC首要出產(chǎn)廠家:日本村田、TDK、京瓷、太陽(yáng)誘電;韓國(guó)三星;臺(tái)灣國(guó)巨、華新科;美國(guó)有威世、基美、ATCeramics等;大陸有名的則是風(fēng)華高科、宇陽(yáng)、火炬電子、三環(huán)集團(tuán)等。
各制作商的產(chǎn)品規(guī)范命名規(guī)矩形式上不盡相同,但規(guī)范代號(hào)中基本上都包含:尺度、溫度特性、標(biāo)稱容量、容量差錯(cuò)等級(jí)、額外電壓和包裝方法等信息。
MLCC命名規(guī)矩: