多層片式陶瓷電容器——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
MLCC—Multi-Layer Ceramic Capacitors Murata Agents
陶瓷電容的發(fā)源歷史:1960’s 由美國(guó)人發(fā)明,1980’s日本人發(fā)揚(yáng)光大并實(shí)現(xiàn)用低成本賤金屬量產(chǎn)。
制造流程
內(nèi)部結(jié)構(gòu)
尺寸系列
標(biāo)準(zhǔn)系列化的外形尺寸
常用英寸單位系統(tǒng)來(lái)表示:
0603—"06"表示:長(zhǎng)0.06inch=1.6mm,"03"表示:寬0.03inch=0.8mm
也有用國(guó)際單位系統(tǒng)表示:
1608—"16"表示:長(zhǎng)1.6mm,"08"表示:寬0.8mm
表一 貼片電容全系列尺寸表
小規(guī)格尺寸01005(長(zhǎng)0.25mm*寬0.125mm),目前只有少數(shù)幾家日本公司在批量生產(chǎn);
0201、0402、0603是目前用量的尺寸規(guī)格,大型的MLCC企業(yè)均可批量生產(chǎn)。
2220及以上尺寸規(guī)格產(chǎn)品,市場(chǎng)占有量很小,大型企業(yè)一般不生產(chǎn),主要是中小MLCC企業(yè)在生產(chǎn)供應(yīng)。
額定電壓系列
電壓系列有:
3.3V、6.3V、10V、16V、25V、50V ;
100V、200V、250V、500V、630V ;
1000V、2000V、3000V ;
4000V 、5000V、8000V
3.3V~16V,低壓,一般是高容品替代電解電容;
25V~50V,是常規(guī)的產(chǎn)品;
100V~630V,中壓,一般是0805及以上尺寸規(guī)格;
1000V~3000V,高壓,一般是1206及以上尺寸規(guī)格;
4000V以上屬超高壓產(chǎn)品,對(duì)應(yīng)的尺寸2220及以上尺寸規(guī)格。
日本品牌占據(jù)低壓高容產(chǎn)品大部份的市場(chǎng)份額;中高壓產(chǎn)品主要生產(chǎn)廠家有TDK、風(fēng)華高科及禾申堂。
材質(zhì)(陶瓷介質(zhì))
陶瓷貼片電容器(MLCC)使用的陶瓷介質(zhì)材料主要分為順電體(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)律類似,具體數(shù)值不同的具體介質(zhì)材料。這兩類介質(zhì)材料的介電常數(shù)會(huì)隨溫度的變化而變化,但變化幅度和規(guī)律完全不同,*代理商為此 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”兩套容量溫度特性標(biāo)準(zhǔn)。
表二 I 類瓷介容量溫度系數(shù)
例:COG表示溫度系數(shù)為(0±30)ppm/℃,也就是MIL標(biāo)準(zhǔn)中的NPO(Negative-Positive-"0",負(fù)—正—零)。COG與NPO是不同標(biāo)準(zhǔn)體系的表示方式,是等同的。
表三 II類瓷介容量溫度特性
例:X7R表示-55℃~125℃溫度區(qū)間內(nèi),以20℃為基準(zhǔn),容量允許變化范圍±15%
在實(shí)際應(yīng)用中,主要是以下三種材質(zhì)
。1)鋯酸鍶SrZrO3摻雜改性,主要制造NPO(COG)類MLCC
此種材質(zhì)MLCC電性能相當(dāng)穩(wěn)定,幾乎不隨溫度,電壓、頻率和時(shí)間的變化而變化:-55℃~ 125℃時(shí)容量變化率為0±30ppm/℃;電容量隨頻率的變化小于±0.3ΔC;電容量的漂移或滯后小于±0.05%;電容量相對(duì)使用壽命的變化小于±0.1%;NPO(COG)類MLCC適用于各種電路,包括穩(wěn)定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。通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)制成的射頻電容器,使用頻率可高至3GHZ,其中美國(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)品的制造主材料
因NPO(COG)類MLCC能實(shí)現(xiàn)的容量不能滿足電路對(duì)更大電容量的要求,人們開發(fā)了此種鈦酸鋇基的X7R、X5R類MLCC。它在相同的體積下電容量可以做的比較大,X7R、X5R類MLCC電容量可以做到很高,高至100uF。此種材質(zhì)比NPO(COG)MLCC 穩(wěn)定性差,X7R、X5R類MLCC的容量隨電壓、頻率條件和時(shí)間的變化而變化:存在直流偏壓特性,即是說(shuō)當(dāng)電容器兩端加載較高直流電壓時(shí),其有效容量會(huì)降低;-55℃~125℃時(shí)容量變化率為+15%,變化曲線是非線性的;大約每10年變化1%ΔC,表現(xiàn)為10年變化了約5%;X7R、X5R類MLCC廣泛應(yīng)用非高頻電路,是用量的一類電容器,占MLCC市場(chǎng)總量的60%以上。
。3)鈦酸鍶鋇BaSrTiO3摻雜改性,是Z5U、Y5V類MLCC產(chǎn)品的制造主材料
該類材質(zhì)是為獲得比X7R、X5R類MLCC更大容量而開發(fā)應(yīng)用的,這種材質(zhì)能做到很高的容量,而且每單位容量成本較低。Z5U、Y5V類MLCC其穩(wěn)定性較差,對(duì)溫度電壓較敏感,使用溫度范圍較窄:-30℃~85℃容量變化+ 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;
盡管它的容量不穩(wěn)定,但能實(shí)現(xiàn)可替代電解電容的容量級(jí)別,有一定的應(yīng)用范圍,主要在退耦電路的應(yīng)用中。
近年來(lái)由于X7R/X5R類產(chǎn)品制造技術(shù)的發(fā)展,通過(guò)不斷降低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類材質(zhì)因晶粒較大的特點(diǎn),其介質(zhì)厚度不能更進(jìn)一步的降低,不能有效發(fā)展更高容量的產(chǎn)品。另外Y5V/Z5U類材質(zhì)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)。
容量及其誤差級(jí)別
NPO(COG)電容器
容量精度在5%左右,選用這種材質(zhì)一般是做容量較小的,常規(guī)100PF 以下,10nF以上的產(chǎn)品也能批量生產(chǎn),但成本會(huì)較高。下表列出該類產(chǎn)品常用規(guī)格電壓下的電容量。
表四 NPO(COG)MLCC 量產(chǎn)容量極大值量
X7R 電容器
容量精度在10%左右,容量范圍較寬,常規(guī)100PF~47uF能生產(chǎn)。
下表給出了X7R電容器可選取的容量范圍值.
表五 X7R MLCC量產(chǎn)容量極大值
命名規(guī)則
貼片電容的命名一般含有以下參數(shù):尺寸、溫度特性、標(biāo)稱容量、容量誤差級(jí)別、額定電壓、端電極類型和包裝方式等。
典型命名規(guī)則如下:
0805X7R104K500NT
0805:尺寸大小,“08”長(zhǎng)度0.08 英寸、05 表示寬度為 0.05 英寸;
X7R :容量溫度特性;
104 :靜電容量,前兩位是有效數(shù)字、后面的4 表示有多少個(gè)零104=10×10000 也就是= 1000PF;
K:容量值達(dá)到的誤差精度為10%,誤差精度與介質(zhì)類型相關(guān);
500:是要求電容承受的耐壓為50V ,500 前兩位是有效數(shù)字,后面是"0"的數(shù)量。
N:端頭材料,一般的端頭是三層電極(銀/銅層)、鎳、錫 ;
T:包裝方式,T 表示編帶包裝。
MLCC主要品牌及其命名規(guī)則:
國(guó)際上主要的貼片電容(MLCC)制造商分布在亞太地區(qū),以日本技術(shù)為先進(jìn),臺(tái)灣、韓國(guó)次之,主要MLCC主要生產(chǎn)廠家:
日本*、TDK、京瓷、太陽(yáng)誘電;韓國(guó)三星;臺(tái)灣國(guó)巨、華新科;大陸有名的則是風(fēng)華高科、宇陽(yáng)。
各制造商的產(chǎn)品規(guī)格命名規(guī)則形式上不盡相同,但規(guī)格代號(hào)中基本上都包括:尺寸、溫度特性、標(biāo)稱容量、容量誤差級(jí)別、額定電壓和包裝方式等信息
主要品牌制造商MLCC命名規(guī)則:
貼片電容的選購(gòu)
選用貼片電容般需提供的參數(shù)要有尺寸的大小、要求的精度、電壓的要求、容量值,更進(jìn)一步的可要求損耗大小、瓷體強(qiáng)度、直流偏壓特性等。所以在選擇電容器的時(shí)候首先要認(rèn)準(zhǔn)它的品質(zhì)。如果您需要選型或測(cè)試請(qǐng)與*代理商聯(lián)系。Linda QQ2074885433 lht@sanmega.com.cn
關(guān)于價(jià)格
價(jià)格由成本決定,MLCC的成本與生產(chǎn)批量大小有很大的關(guān)系,尺寸、容量和電壓均是標(biāo)準(zhǔn)系列化且連續(xù)大批量生產(chǎn)的規(guī)格,其成本一定低,價(jià)格自然會(huì)低。