多层片式陶瓷电容器选用得基本知识
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陶瓷电容器基础知识简介陶瓷电容器使用要点大全谈论起陶瓷电容器,我们会想到电子元件器工业。
电子元件器工业在在20世纪出现并得到飞速发展,使得整个世界和人们的工作、生活习惯发生了翻天覆地的变化。
继电器、二极管、电容器、传感器等产品的出现,给我们的生活带来了极大地便利。
而电容器,顾名思义,是‘装电的容器’,是一种容纳电荷的器件。
英文名称:capacitor。
电容是电子设备中大量使用的电子元件之一,广泛应用于隔直,耦合,旁路,滤波,调谐回路,能量转换,控制电路等方面。
文章开篇所提到的陶瓷电容器(ceramiccapacitor;ceramiccondenser)就是用陶瓷作为电介质,在陶瓷基体两面喷涂银层,然后经低温烧成银质薄膜作极板而制成。
它的外形以片式居多,也有管形、圆形等形状。
一、陶瓷电容器基础知识简介1、陶瓷电容器是用高介电常数的电容器陶瓷〈钛酸钡一氧化钛〉挤压成圆管、圆片或圆盘作为介质,并用烧渗法将银镀在陶瓷上作为电极制成。
它又分高频瓷介和低频瓷介两种。
具有小的正电容温度系数的电容器,用于高稳定振荡回路中,作为回路电容器及垫整电容器。
低频瓷介电容器限于在工作频率较低的回路中作旁路或隔直流用,或对稳定性和损耗要求不高的场合〈包括高频在内〉。
这种电容器不宜使用在脉冲电路中,因为它们易于被脉冲电压击穿。
高频瓷介电容器适用于高频电路。
2、陶瓷电容器又分为高频瓷介电容器和低频瓷介电容器两种。
具有小的正电容温度系数的电容器,用于高稳定振荡电路中,作为回路电容器。
低频瓷介电容器用在对稳定性和损耗要求不高的场合或工作频率较低的回路中起旁路或隔直流作用,它易被脉冲电压击穿,故不能使用在脉冲电路中。
高频瓷介电容器适用于高频电路。
3、陶瓷电容器有四种材质分类:这四种是:Y5V,X5R,X7R,NPO(COG)。
那么这些材质代表什么意思呢?第一位表示低温,第二位表示高温,第三位表示偏差。
Y5V表示工作在-30~+85度,整个温度范围内偏差-82%~+22%X5R表示工作在-55~+85度,整个温度范围内偏差正负15%X7R表示工作在-55~+125度,整个温度范围内偏差正负15%NPO(COG)是温度特性最稳定的电容器,电容温漂很小,整个温度范围容量很稳定,温度也是-55~125度,适用于振荡器,超高频滤波去耦,但容量一般做不大。
贴片电容英贴片电容全称:多层(积层,叠层)片式陶瓷电容器,也称为贴片电容,片容。
英文全称:Multi-layerceramiccapacitors。
英文缩写:MLCC。
目录一、基本概述二、尺寸三、命名四、分类五、MLCC电容品牌及选型六、作用七、内部结构八、封装一、基本概述贴片电容(多层片式陶瓷电容器)是目前用量比较大的常用元件,就AVX公司生产的贴片电容来讲有NPO、X7R、Z5U、Y5V等不同的规格,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。
二、尺寸贴片电容的尺寸表示法有两种,一种是英寸为单位来表示,一种是以毫米为单位来表示,贴片电容的系列型号有0402、0603、0805、1206、1210、1808、1812、2010、2225、2512,是英寸表示法,04 表示长度是0.04 英寸,02 表示宽度0.02英寸,其他类同型号尺寸(mm)三、命名1、贴片电容的命名所包含的参数有贴片电容的尺寸、做这种贴片电容用的材质、要求达到的精度、要求的电压、要求的容量、端头的要求以及包装的要求。
一般订购贴片电容需提供的参数要有尺寸的大小、要求的精度、电压的要求、容量值、以及要求的品牌即可。
如下华新科(WALSIN)系列的贴片电容的命名:原厂命名料号:0805N102J500CT0805:是指该贴片电容的尺寸套小,是用英寸来表示的08 表示长度是0.08 英寸、05 表示宽度为 0.05 英寸;N:是表示做这种电容要求用的材质,这个材质一般适合于做小于10000PF以下的电容;102:是指电容容量,前面两位是有效数字、后面的2 表示有多少个零102=10×102也就是= 1000PF ;J:是要求电容的容量值达到的误差精度为5%,介质材料和误差精度是配对的;500:是要求电容承受的耐压为50V 同样500前面两位是有效数字,后面是指有多少个零;C:是指端头材料,现在一般的端头都是指三层电极(银/铜层)、镍、锡 T:是指包装方式;T:表示7"盘装编带包装;2、贴片电容的颜色,常规见得多的就是比纸板箱浅一点的黄和青灰色,这在具体的生产过程中会有产生不同差异,贴片电容上面没有印字,这是和他的制作工艺有关(贴片电容是经过高温烧结面成,所以没办法在它的表面印字),而贴片电阻是丝印而成(可以印刷标记)。
MLCC行业介绍多层陶瓷电容器的起源可追逆到二战期间玻璃釉电容器的诞生,由于性能优异的高频发射电容器对云母介质的需求巨大,而云母矿产资源缺以及战争的影响,美国陆军通信部门资助陶瓷实验开展了喷涂下班釉介质和丝网刷银电极经叠层层共烧,再烧附端电极的独石化工艺研究在战后得到进一步推广。
并逐渐变为今天的二种型湿法工艺,干法工艺要追到二战期间诞生的流延工艺技术,在1943---1945后美国开始流延工艺技术的研究并组装一台流延机为钢带流延机,并在1952年获得专利。
二战后苏联与美国电容器技术似入我国并形成一定的生产规模,为了改进性能,扩大生产规模,60年代我国产业界开始尝试用陶瓷介质进行轧膜成型,印刷叠层工艺制造独石结构的瓷介电容器。
在80年代随着SMT与MLC技术的发展,MLC的高比容介质薄层化趋势突破专统厚度范围,二种干法流延方式被世界大多类MLC生产厂家普通使用,80年代以来我国引进了干法流延和湿法印刷成膜及相关生产技术,有效地改善了MLC制造工艺水平。
随后92---96年日本引入了SLOT-DIE流延头的新技术实现厚度为2—25MM代表了流延技术的最高水平(先后有康井、平野、横山生产的流延机)。
独石电容器是由涂有电极的陶瓷膜素坯,以一定的方式叠全起来最后经过一次焙烧成一整体,故称为“独石”也称多层陶瓷电容器(MLCC)独石电容器的特点是具有体积小、比容大、内电感小、耐湿、寿命长、可靠性高的优点;独石电容器的发展取决于材料(包括介质材料、电极浆料、粘合剂)和工艺技术的发展,其中陶瓷介质有差决定性作用。
独石瓷介电容器有两种类型:一种为温度补偿型(是MGTTD3、CATIO3和TIO2或以这些为基础再加入稀土氧化物、氧化铋、粘土等配制成的瓷料;而加一种是高介电系数型,以BATTO3主要成分高温烧成。
料,电导率大、焊接方便、价格不高、工艺性好,但银电极在高温、高湿、强直流电场作用下银离子易迁移,造成电容器失效的主要原因,故目前沿用低温烧结用银钯结合(950---1100度)材料的用途是由其性能所决定的,而材料的性能异不是一成不变的,可以通过改变厚材料的纯度,粒度或各种添加剂和各工艺因素等进行改性。
众所周知,MLCC-英文全称multi-layer ceramic capacitor,就是我们常说的片式多层陶瓷电容器,其以工作温度范围宽,耐高压,微小型化,片式化适合自动化贴装等优点,广泛应用于工业,医疗,通信,航空航天,军工等领域,在电子产品日益小型化及多功能化的趋势下,MLCC成为电容器产业的主流产品。
目前全球主要MLCC厂家主要分布于日本,欧美,韩国和台湾,其中日本企业包括村田,TDK,太阳诱电和日本京瓷等。
欧美主要由Syfer Novacap johson等,韩国三星、台湾国巨及华新科技近年来不断扩大生产规模,也是全球主要的 MLCC 生产商。
而国内的厂家则主要有风华高科,深圳宇阳,潮州三环等。
日本,韩国等地的部分MLCC厂家也在国内成立了独资或合资企业如,厦门- TDK 、天津-三星、上海-京瓷、苏州-国巨、Syfer、无锡-村田等。
鉴于MLCC应用领域越来越广泛,生产厂家及产品系列的越发多样性.其可靠性,选型及应用的问题受到设计工程师及生产工艺人员的重视,因此对MLCC电气特性和生产工艺的深刻认识,是正确选用MLCC的必要条件.多层陶瓷电容器的基本结构如图所示,电容量由公式C=NKA/T计算出(N为层数,K为介电常数,A为正对面积,T是两极板间距),从理论上来讲电极层数越多,介质常数和相对电极覆盖面积越大,电极间距越小,所制作出的电容容量则越大,然而, MLCC的工艺限制及介质的非理想特性决定了电容在容量,体积,耐压强度间的相互制约关系.这里稍微简单介绍下电容量的国际标称法,尽管各个厂家所生产的电容型号不一,但是在容量的表示方法上越来越多厂商使用国际标称法,即用三位数来表示电容量,前两位前二位数为有效值,第三位数为“0”的个数单位为pF,如1μF=1000nF=1000000pF 简化表示为105而小于10pF容值表示在在整数后加“R或P”如:4.7pF=4R7或4p7.陶瓷介质作为MLCC组成部分之一,对电容的相关参数有着重要影响,国际上一般以陶瓷介质的温度系数作为主要分类依据.1类陶瓷,EIA称之为C0G或NP0. 工作温度范围-55~+125℃,容量变化不超过±30ppm/ ℃.电容温度变化时,容值很稳定. 二类陶瓷则包括了我们常见的X7R,Z5U,Y5V,这些标称的依据是根据右图的表格所制定的,如X7R表示温度下限为-55℃;上限温度为+125℃,在工作温度范围内,容量最大变化为+-15%.右下图显示了不同介质的温度特性曲线。
最全面陶瓷贴片电容终极学习篇(干货值得收藏)
最全面陶瓷贴片电容(MLCC)知识篇章,值得电子工程师们珍藏。
多层片式陶瓷电容器
——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
MLCC—Multi-Layer Ceramic Capacitors
1960’s 由美国人发明,1980’s日本人发扬光大并实现用低成本贱金属量产。
制造流程
内部结构
尺寸系列
标准系列化的外形尺寸
最常用英寸单位系统来表示:
0603—"06"表示:长0.06inch=1.6mm,
"03"表示:宽0.03inch=0.8mm
也有用国际单位系统表示:
1608—"16"表示:长1.6mm
"08"表示:宽0.8mm
表一贴片电容全系列尺寸表
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。
多层片式陶瓷电容器执行标准总规范:GB/T2693-2001《电子设备用固定电容器第1部分:总规范》分规范:GB/T9324-1996《电子设备用固定电容器第10部分:分规范》GB/T9325-1996《电子设备用固定电容器第10部分:空白详细规范》分类介绍a、电解质种类容量温度特性是选用电介质种类的一个重要依据。
NPO(CG):I类电介质,电气性能最稳定,基本上不随温度、电压、时间的改变;属超稳定型、低损耗电容材料类型,适用于对稳定性、可靠性要求较高的高频、特高频、甚高频的电路。
产品应用:振荡器、混频器、中频/高频/甚高频/超高频放大器、低噪声放大器、时间电路、高频滤波电路、高频耦合。
X7R(2X1):II类电介质,电气性能较稳定,随温度、电压、时间的改变,其特有性能变化并不显著,属稳定型电容材料类型,适用于隔离、耦合、旁路、滤波电路及可靠性要求较高的中高频电路。
产品应用:电源(滤波、旁路)电路、时间电路、储能电路、中频/低频放大器(隔直、耦合、阻抗匹配),高频开关电源(S.P.S)、DC/DC变换器、滤波、旁路电路、隔直、阻抗匹配电路。
Y5V(2F4):III类电介质,具有较高的介电常数,常用于生产比容比较大的、标称容量较高的大容量电容产品;由于其特有的电介质性能,因而能造出容量比NPO更大的电容器。
属低频通用型电容材料类型,由于成本较低,广泛用于对容量、损耗要求偏低的电路。
产品应用:电源滤波电路、隔直、阻抗匹配电路。
b、电容量与偏差电容量与偏差的选择取决于电路的要求,特别提示,在相同尺寸和容量规格下,偏差较大的电容器的价格相对便宜。
c、电压额定电压的选择也取决于电路本身的要求,电容的耐压虽然在设计时已有一定的安全系数,但电容器额定电压的选择仍须高于实际工作电压。
d、片状电容器的端头电极:片状电容器端头电极的选择至关重要!全银端头:生产工艺简单、成本较低,耐焊性较差、端头物理强度也低,焊接时温度要适当,焊接速度要快,否则会出现银锡熔融现象而损坏端头。