片式多层陶瓷电容器MLCC
片式多层陶瓷电容器使用规范
此规格书适用于下列规格的片式多层陶瓷电容器（英文缩写 MLCC）：
C0603NPO301J500NT
2. 产品的型号规格：
C 0603 ┬┬ ①①
NPO ┬ ③
301 J ┬┬ ④④
500 N T ┬ ┬┬ ⑥⑦⑧
① C:
表示片式多层陶瓷电容器；
① 0603: 表示产品的尺寸规格；
③ NPO: 表示介质的温度特性；
1
3. 技术规格和试验方法：
3.1 外观：
3.1.1 要求: 瓷体和端电极无明显伤痕。 3.1.2 试验方法: 在 10 倍显微镜下目测。
3.2 尺寸规格：
3.2.1 要求: 产品的外形和尺寸应符合图 1 及表 1 的要求。 3.2.2 试验方法：使用精度不低于 0.01 mm 的量具测量。
3.3 工作环境：
外观: 无可见损伤。 容量变化:
NP0(C0G、C0H)： ∆C/C≤±5%
损耗角正切 (tgδ):
NP0(C0G、C0H)： tgδ≤20×10-4
绝缘电阻 (Ri):
NP0(C0G、C0H)： Ri≥2500MΩ
外观: 无可见损伤。 容量变化:
NP0(C0G、C0H)： ∆C/C≤±7.5%
损耗角正切(tgδ):
4. 包装、运输、贮存： 4.1 包装：
4.1.1 包装类型： 带式包装（标准载带圆盘包装）。
标准编带包装每盘： 0603 产品为 4,000 粒。 第一次包装：每 5 盘装入 1 纸盒（0603 产品共计 20,000 粒） 第二次包装：将第一次包装好的包装盒装入纸质包装箱，每个纸箱最多装 12 盒（0603 产品总计 240,000 粒），箱内剩余空隙部位用轻质辅材填满。 以上包装形式亦可根据用户需要包装。
片式叠层陶瓷电容器(MLCC)
片式电容器(MLCC)
16
MLCC的制造工艺
17
陶瓷介质薄膜制作-配料
陶瓷介质薄膜制备方法应用最多的是流延 法。在流延前，需将陶瓷材料与黏合剂、 有机溶剂、分散剂等按一定比例混合在一 起，通过球磨等方式使之混合均匀，形成 具有一定流动性的陶瓷浆料，这个过程叫 配料。这是制造MLCC的第一步，也是极 为关键的一步。
38
内电极剖面SEM
39
内电极制作-叠层
将印刷好内电极图形的陶瓷介质膜片按产品设计 要求，借助于膜片本身的黏性和叠层机的压力将 膜片叠在一起形成一个整体，简称电极巴块。
40
电容芯片制作-层压
目的：提高烧结后瓷体的致密性
41
电容芯片制作-切割
切割是将产品切割成设计尺寸大小的一粒粒 芯片的过程。切割方式有直刀式和圆刀式
MLCC的结构
Cu/Ag引出层，Ni热阻挡层，Sn可焊层
7
MLCC剖面的SEM
8
MLCC的分类-按温度特性分类
第Ⅰ类: 温度补偿型固定电容器，包括通 用型高频CG、CH电容器和温度补偿型 高频HG、LG、PH、RH、SH、TH、 UJ、SL电容器; 第Ⅱ类 :固定电容器，一般有X7R、X5R 以及Y5V、Z5U温度特性系列。
12
13
MLCC不同尺寸规格
尺寸规格
长×宽 (英寸) 长×宽 (毫米)
0402 0603 0805
0.08× 0.05
1206
0.12× 0.06 3.20× 1.60
1808
0.18× 0.08 4.50× 2.00
2225
0.22× 0.25 5.70× 6.30
0.04× 0.06× 0.02 0.03
片式多层陶瓷电容器简介介绍
应用领域
通信设备
用于信号处理、滤波、去耦等电路中，提高 信号质量。
汽车电子
用于汽车发动机控制、安全气囊等汽车电子 系统中。
消费电子
广泛用于智能手机、平板电脑、数码相机等 电子产品中。
工业控制
用于工业自动化设备、电机驱动控制等电路 中。
02
片式多层陶瓷电容器的制造工 艺
片式多层陶瓷电容器的制造工艺
智能化与自动化
随着智能化和自动化技术的不断 发展，片式多层陶瓷电容器的生 产工艺也在不断改进，提高生产 效率和产品质量。
技术挑战与解决方案
技术挑战
片式多层陶瓷电容器的技术挑战主要 包括提高性能、减小体积、降低成本 等方面。
解决方案
针对这些挑战，企业可以通过研发新 材料、优化生产工艺、提高生产效率 等方式来应对。同时，加强与高校、 科研机构的合作也是解决技术难题的 重要途径。
它利用陶瓷介质的高介电常数特性，实现小型化、高容量的电容器。
特性
高容值
由于采用多层叠加结构，片式 多层陶瓷电容器的容值较高。
小型化
体积小巧，有利于电子设备的 小型化和集成化。
高频特性好
具有较低的等效串联电阻（ESR ）和等效串联电感（ESL），适 用于高频电路。
可靠性高
经过严格的质量控制和可靠性 测试，具有较长的使用寿命。
• 片式多层陶瓷电容器（MLCC）是一种电子元件，广泛应用于各类电子设备中，具有小型化、高性能、高可靠性的特点。 MLCC由多层陶瓷介质和金属电极叠合而成，具有高介电常数、低损耗、温度稳定性好等优点。
03
片式多层陶瓷电容器的性能参 数
片式多层陶瓷电容器的性能参数
• 片式多层陶瓷电容器（MLCC）是一种电子元件，广泛应 用于各类电子设备中，作为微型、高精度、高可靠性的电 容元件。它由多层陶瓷介质和金属电极叠加而成，具有体 积小、容量大、成本低、一致性好等优点。
mlcc(片层陶瓷电容)
mlcc(片层陶瓷电容)下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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MLCC—搜狗百科
MLCC—搜狗百科 MLCC是⽚式多层陶瓷电容器英⽂缩写.(Multi-layer ceramic capacitors)⼀、瓷介的分类 陶瓷电容⼀般是以其温度系数作为主要分类。
Class I - ⼀类陶瓷（超稳定）EIA称之为COG 或NPO。
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，被称作具有温度补偿功能，适⽤于要求容值在温度变化范围内稳定和⾼Q值的线路以及各种谐振线路。
Class II/III - ⼆/三类陶瓷（稳定）EIA标称的X7R表⽰温度下限为-55℃；上限温度为+125℃的⼯作温度范围内，容量最⼤的变化为 ±15%，Z5U、Y5V分别表⽰⼯作温度10~+85℃和-30~+85℃；容量最⼤变化为+22~-56%和30~82%，同属于⼆类陶瓷。
优点是体积利⽤率⾼，即在外型尺⼨相同时能提供更⾼的容值，适⽤于⾼容值和稳定性能要求不太⾼的线路。
⼆、瓷介代号陶瓷介质的代号是按其陶瓷材料的温度特性来命名的。
⽬前国际上通⽤美国EIA标准的叫法，⽤字母来表⽰。
常⽤的⼏种陶瓷材料的含义如下：Y5V：温度特性Y代表－25℃； 5代表＋85℃；温度系数V代表－80％～＋30％Z5U：温度特性Z代表＋10℃； 5代表＋85℃；温度系数U代表－56％～＋22％X7R：温度特性X代表－55℃； 7代表＋125℃温度系数R代表 ± 15％NP0：温度系数是30ppm/℃（-55℃～＋125℃）三、⼀般电性能1、介电常数不同介质的类别有不同的表现效果。
环境因素，包括温度、电压、频率和时间（⽼化），对不同介质的电容有不同的影响。
介质常数（K值）越⾼，稳定性能、可靠性能和耐⽤性能便越差。
现代多层陶瓷电容器介质最常⽤有以下三类。
· COG或NPO（超稳定） K值10~100· X7R（稳定）K值2000~4000· Y5V或Z5U（⼀般⽤途）K值5000~250002、绝缘电阻（IR）即介质直流电阻，通常测量⽅法是以额定电压将电容充电⼀分钟，电容充电以后测量其漏电电流。
中国MLCC (片式多层陶瓷电容器)的发展史
多层陶瓷电容器(MLC)的起源可以追溯到二战期间玻璃釉电容器的诞生。由于性能优异的高频电容器与大功率发射电容器对云母介质的需求巨大，而云母矿产资源稀缺以及战争的影响，美国陆军通信部门资助DupONt公司陶瓷实验室开展了喷涂玻璃釉介质和丝网印刷银电极经叠层后共烧，再烧附端电极的独石化(Monolithic)工艺研究，并获得多项技术专利。经介质配方改进提高介电常数和降低损耗，玻璃釉电容器已完全可以取代云母电容器。
2.MLCC多次洗牌
经历了多次洗牌，日系企业仍然占据市场领先地位。
20世纪90年代中后期，日系大型MLCC制造企业全面抢滩中国市场，先后建立北京村田、无锡村田、上海京瓷、东莞太阳诱电、东莞TDK等合资或独资企业。在这期间，克服了困扰十余年的可靠性缺陷，以贱金属电极(BME)核心技术为基础的低成本MLCC开始进入商业实用化。以天津三星电机为代表的韩资企业也开始成为一支新兴力量。
新旧世纪之交，飞利浦在产业顶峰放弃并出让被动元件事业部，拉开了中国台湾岛内MLCC业界全面普及BME技术的序幕。国巨、华新、达方、天扬等台系企业的全面崛起，彻底打破了日系企业在BME制造技术的垄断，高性价比MLCC为IT与A&V产业的技术升级和低成本化作出了重大贡献。同时，台系企业开始将从后至前的各道工序制程不断向大陆工厂转移。
3.中国大陆MLCC技术获突破
大陆电容器产业现已基本实现了MLCC主流产品本地化供应局面。
在MLCC发展进程中，需特别强调的是我国大陆科技工作者的历史贡献。在二战后，前苏联研制出的与美国类似的玻璃釉电容器技术传入我国大陆，形成了一定的生产规模。为进一步改进性能，扩大产能，20世纪60年代中国大陆产业界开始尝试用陶瓷介质进行轧膜成型、印刷叠压工艺制造独石结构的瓷介电容器。为适应多层共烧工艺要求，采用传统陶瓷电容器介质材料于1300℃以上高温烧结需采用Au-Pd-Pt三元贵金属电极系统，因成本太高，仅能维持极少量军品需求。以原电子工业部7所、715厂、华南工学院等单位为龙头的若干单位，先后于1967年和1969年完成了900℃左右低温烧结的2类和1类独石瓷介电容器的研制。前者以Smolenskii首先提出的Pb(Mg1/3Nb2/3)O3为主晶相。后者包括MgO-Bi2O3-Nb2O5和ZnO-Bi2O3-Nb2O5系，以及高介大温度系数Pb(Mg1/2W1/2)O3系统。上述系统在我国大陆实现工业化生产达20年。
片式多层陶瓷电容器MLCC
片式多层陶瓷电容器MLCC多层陶瓷电容器MLCC是英文字母Multi-Layer Ceramic Capacitor的首写字母。
在英文表达中又有Chip Monolithic Ceramic Capacitor。
两种表达都是以此类电容器外形和内部结构特点进行，也就是内部多层、整体独石(单独细小的石头)的结构，独石电容包括多层陶瓷电容器、圆片陶瓷电容器等，由于元件小型化、贴片化的飞速发展，常规圆片陶瓷电容器逐步被多层陶瓷电容器取代，人们把多层陶瓷电容器简称为独石电容或贴片电容。
片式多层陶瓷电容器(Multi-layer Ceramic Capacitor 简称MLCC)是电子整机中主要的被动贴片元件之一，它诞生于上世纪60年代，最先由美国公司研制成功，后来在日本公司(如村田Murata、TDK、太阳诱电等)迅速发展及产业化，至今依然在全球MLCC领域保持优势，主要表现为生产出MLCC具有高可靠、高精度、高集成、高频率、智能化、低功耗、大容量、小型化和低成本等特点。
(片式多层陶瓷电容器，独石电容，片式电容，贴片电容) MLCC —简称片式电容器，是由印好电极（内电极）的陶瓷介质膜片以错位的方式叠合起来，经过一次性高温烧结形成陶瓷芯片，再在芯片的两端封上金属层（外电极），从而形成一个类似独石的结构体，故也叫独石电容器。
MLCC除有电容器“隔直通交”的通性特点外，其还有体积小，比容大，寿命长，可靠性高，适合表面安装等特点。
•随着世界电子行业的飞速发展，作为电子行业的基础元件，片式电容器也以惊人的速度向前发展，•每年以10%～15%的速度递增。
目前，世界片式电容的需求量在2000亿支以上，70%出自日本（如MLCC大厂村田muRata），其次是欧美和东南亚（含中国）。
随着片容产品可靠性和集成度的提高，其使用的范围越来越广，•广泛地应用于各种军民用电子整机和电子设备。
如电脑、电话、程控交换机、精密的测试仪器、雷达通信等。
MLCC规格书
0805
2012
2.00±0.20
1206
1210 1808 1812 2220 2225
3216
3225 4520 4532 5750 5763
3.20±0.30
3.20±0.30 4.50±0.40 4.50±0.40 5.70±0.50 5.70±0.50
尺寸（mm）
W 0.30±0.03 0.50±0.05 0.80±0.10
4
6.3
10
16
1808
25
(4532)
50
100
250
500
1000
2000
3000
4000
电容量范围
---------0.5PF---33000PF 0.5PF---33000PF 0.5PF---33000PF 0.5PF---33000PF 0.5PF---12000PF 0.5PF----3300PF 0.5PF----2200PF 0.5PF---1000PF
and microwave application requiring high Q, low ESR, and high resonant frequency.
产品结构图 FORMANCE CHARACTERISTICS
产品型号代码 ORDERING CODE
常规产品代码：
例 EX： CB
① HQ 产品代码：
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常规COG产品介质电容器容值范围
材质类型
尺寸
耐压值（V）
4
6.3
10 16
25
1812
50
(4532)
100
250
500
MLCC技术发展史
片式多层陶瓷电容器(Multi-layer Ceramic Capacitor简称MLCC)是电子整机中主要的被动贴片元件之一，它诞生于上世纪60年代，最先由美国公司研制成功，后来在日本公司(如Murata、TKD、太阳诱电等)迅速发展及产业化，至今依然在全球MLCC领域保持优势，主要表现为生产出MLCC具有高可靠、高精度、高集成、高频率、智能化、低功耗、大容量、小型化和低成本等特点。
由于MLCC标称电容量已达到10μF-100μF，尺寸已达到0201-01005(即长×宽为0.01英寸×0.005英寸，以下均为英寸表示)，是蚂蚁的十分之一大小，所以它已经部分取代片式铝电解电容和片式钽电容器，且比它们具有更低的损耗值和更好的可靠性。
什么是MLCC技术？简而言之，MLCC技术是一门综合性应用技术，它包括新材料技术，设计工艺制作技术、设备技术和关联技术(如质量控制技术中的电子元件可靠性测试、失效分析技术等)。
MLCC技术涉及材料、机械、电子、化工、自动化、统计学等各学科先进理论知识，是多科学理论和实践交叉的系统集成，属于典型的高新技术范畴。
核心技术待提高在MLCC技术中，最核心的技术是材料技术(如陶瓷粉料的制备)、介质叠层印刷技术(多层介质薄膜叠层印刷)和共烧技术(陶瓷粉料和金属电极共烧)。
1.材料技术(陶瓷粉料的制备)现在MLCC用陶瓷粉料主要分为三大类(Y5V、X7R和COG)。
其中X7R 材料是各国竞争最激烈的规格，也是市场需求、电子整机用量最大的品种之一，其制造原理是基于纳米级的钛酸钡陶瓷料(BaTiO3)改性。
日本厂家根据大容量(10μF以上)的需求，在D50为100纳米的湿法BaTiO3基础上添加稀土金属氧化物改性，制造成高可靠性的X7R陶瓷粉料，最终制作出10μF-100μF小尺寸(如0402、0201等)MLCC。
国内厂家则在D50为300-500纳米的BaTiO3基础上添加稀土金属氧化物改性制作X7R 陶瓷粉料，跟国外先进粉体技术还有一段差距。
片式叠层陶瓷电容器MLCCPPT课件
企业在BME制造技术的垄断。同时，风华、宇阳
及三环这三家国内元器件企业也相继完成了BME
技术的改造和产业化，成为MLCC主流产品本地化
制造供应源。
.
6
MLCC的结构
Cu/Ag引出层，N. i热阻挡层，Sn可焊层
7
MLCC剖面的SEM
.
8
MLCC的分类-按温度特性分类
第Ⅰ类: 温度补偿型固定电容器，包括通 用型高频CG、CH电容器和温度补偿型 高频HG、LG、PH、RH、SH、TH、 UJ、SL电容器;
9
美国电子工业协会对电容温度特性的 规定（ EIA RS-198D标准）
第一号 X
Y
Z
-55 -30 +10
第二号 2
4
5
6
7
+45 +65 +85 +105 +125
EI
A 第三号
E
F
P
R
T
U
V
±4.7 %
±7.5%
±10%
±15 %
+22- +22- +2233% 56% 82%
1～ 2为工作温度范围，3为容量变化率。如X7R表示为当 温度在-55℃～ +125℃时其容量变 化为15%
.
10
国标与EIA标准
如美国EIA标准的Y5V瓷料、Z5U瓷料 、 X7R瓷料电容器瓷料分别对应国标 GB/T5596-1996标准的2F4瓷料、2E4瓷 料、 ZX1瓷料，其Tc值分别对应： +22%～-82%、+22%～-56%、±15%， 这是目前在低频MLCC领域使用最为广 泛的三种低频温度特性类别电容器瓷料。
MLCC简述资料
MLCC 制造流程简述①
1、配料：将主要原材料瓷粉与相应的粘合剂、溶剂、添加剂混均 2、流延：将配料后获得的浆料通过流延机形成薄薄的一层膜 3、印刷：在流延后的瓷膜上印刷上一层电极，也就是MLCC的内电极
4
MLCC 制造流程简述②
4、叠层：将印刷后的瓷膜按照预先的设计叠成不同层数的生坯 5、层压：叠层后的生坯层与层之间结合还不够致密，所以通过层压将其压紧，不分层，形成一体。 6、切割：把层压后的大块生坯，按照不同的规格切割成小的生坯 7 、排胶：将切割后的生坯装成专用的钵内，然后放入烘箱内，用300度左右的温度来进行排胶，去除生
主要生产厂家：国际品牌： 村田（Murata）、京瓷，太阳诱电 、TDK；韩国三星；台湾禾伸堂、国巨 （YAGO）、华新科；国产有名： 风华高科，宇阳、三环
陶瓷电容的分类： I 陶瓷介质----顺电体，线性温度补偿系数，热稳定型
或者热补偿型 ii 陶瓷介质----铁电体，非线性温度特性 Iii 陶瓷介质----阻挡层或者晶界层型陶瓷，单层型圆片电容器介质 按照温度特性、材质、生产工艺。 MLCCI I类可以分成如下几种： NPO、COG温度特性平稳、容值小、价格高； Y5V、Z5U温度特性大、容值大、价格低； X7R、X5R则介于以上两种之间
12、端处：烧端后的产品具有导电性，但还未具有良好的可焊性（可焊的除外），所以在其端头再电镀 上一层NI和一层SN
13、测试：将端处后的产品进行100%的测试分选，剔除不良 14、外观：将测试后的产品进行外观分选，剔除测试合格，但外观不良的产品 15、编带：将产品按照客户要求编成盘
5
MLCC 特性曲线①
C0G（NP0）： 是一种最常用的具有温度补偿特性的 MLCC。 它的填充 介质是由铷、 钐和一些其它稀有氧化物组成的。 C0G 电容量和介质损耗 最稳定， 使用温度范围也最宽， 在温度从-55℃到+125℃时容量变化为 0±30ppm/℃， 大封装尺寸的要比小封装尺寸 的频率特性好。适合用于振 荡器、谐振器的旁路电容，以及高频电路中的耦合电容。
MLCC基础知识
片式多层陶瓷电容器（MLCC）基础知识宇阳科技发展有限公司向勇一、电容器基础电容器基本模型是一种中间被电介质材料隔开的双层导体电极所构成的单片器件，如图1所示。
这种介质必须是纯绝缘材料，它的特性在很大程度上决定了器件的电性能。
介质特性取决于电介质材料对电荷的储存能力（介电常数）和对外电场的本征响应，也就是电容量，损耗特性、绝缘电阻、介质抗电强度、老化速率以及上述性能的温度特性。
图1 单层平板电容器通常，电容器采用的介质材料主要包括：空气（介电常数K几乎与真空相同，定义为1）；天然介质：如云母，介电常数（K）为4～8；合成材料：如陶瓷，K值范围由9～1500。
电容器所用陶瓷介质是以钛酸盐为主要成份，可以通过配方调整制成具有极高介电常数和其他适当电特性的介质材料。
这是陶瓷电容器，尤其是片式多层陶瓷电容器（MLCC）技术的基础。
MLCC制造过程中的所有工艺和其它材料的确定原则都趋向于实现其介电性能的最优化。
二、电容量电容器的基本特性是能够储存电荷（Q）。
储存电荷量Q与电容量（C）和外加电压（V）成正比。
Q=CV因此，充电电流被定义为：I=dQ/dt=Q dV/dt当电容器外加电压为1伏特，充电电流为1安培，充电时间为1秒时，电容量定义为1法拉。
C=Q/V=库仑/伏特=法拉由于法拉是一个很大的测量单位，在实用中不会遇到，常用的是法拉的分数，即：微法(μF) = 10-6F毫微法，又称为：纳法(nF) = 10-9F微微法，又称为：皮法(pF) = 10-12F三、影响电容量的因素施加电压的单片电容器如图1，其电容量正比于器件的几何尺寸和相对介电常数：C=KA/f t在这里C=电容量；K=相对介电常数，简称介电常数；A=电极层面积；t=介质厚度；f=换算因子（在基础科学领域：相对介电常数用εr表示。
在工程应用中以K表示，简称为介电常数）在英制度量单位体系中，f=4.452，尺寸A和t用英寸，电容量值用微微法表示。
MLCC片式多层陶瓷电容器可靠性测试技术规格、测试方法资料
C≤10uF: 测试频率：1KHZ±10% 测试电压：1.0±0.2Vrms Test Frequency:1KHZ±10% Test Voltage:1.0±0.2Vrms
C>10uF: X7R、Y5V、X5R: 测试频率：120±24HZ 测试电压：0.5±0.1Vrms Test Frequency:120±24HZ Test Voltage:5±0.1Vrms
项目 Item
技术规格 Technical tion
测试方法 Test Method and Remarks
潮湿实验 Moidture Resistance
低压产品寿命 实验
Life Test
I 类：≤±2%或±1pF,
取两者之中较大者
II 类：X5R,X7R：≤±10%
△C/C
Y5V：≤±30% Class I:≤2%或±1pF
可焊性 Solderability
耐焊接热 Resistanceto Soldering Heat
不应有介质被击穿或损伤 No breakdown or damage.
上锡率应大于 95% 外观：无可见损伤 At least 95% of the terminal electrode is eovered by new solder. Visual Appearance:No visible damage.
抗弯曲强度 Resistance to Flexure of Substrate
(Bending Stength)
端头结合强度 Termination Adhesion
温度循环 Temperature
Cycle
△C/C
≤±12.5%
外观：无可见损伤 Appearance:No visible damage.
多层片式陶瓷电容器(MLCC)应用注意事项
过量焊锡产生大的张力使得 电容器断裂
最大量
过量的焊锡
适量的焊锡
最小量
强度过低会引起焊接失败 焊锡不足 或使贴片电容器从P.C板上 剥离
4.5 手工烙铁焊 1) 选择合适的烙铁头 烙铁头温度因烙铁自身类型、P.C板的材料及焊盘尺寸不同而有所不同。 烙铁头温度愈高焊接速度就愈快，但其热冲击可能会导致贴片电容器破 裂。建议以下条件： 推荐烙铁焊条件： 手工焊接方法
MLCC应用注意事项
程志秋
厦门华信安电子科技有限公司
一. MLCC及其结构
1. 什么是MLCC？
MLCC----多层片式陶瓷电容器 (Multi-Layer Ceramic Chip Capacitor)
2. MLCC的结构
贴片电阻的结构
3. MLCC的结构特点
3.1 电气性能的特点
① 无引线结构，杂散电容小、精度高； ② 无引线结构，附加电感小、工作频率高； ③ 多层叠片结构，尺寸小、容量大。
0.3~0.5 0.6~0.8 0.9~1.2 2.0~2.4 2.0~2.4 3.1~3.7
0.35~0.45
4.1~4.8
0.6~0.8 0.7~0.9 1.0~1.2 1.0~1.2 1.2~1.4 1.2~1.4
0.4~0.6 0.6~0.8 0.9~1.2 1.1~1.5 1.9~2.5 2.4~3.2
PCB设计总原则
总的原则是在设计PCB Layout时，要考虑到在贴片、焊接、分板、 测试、装配、运输等各制程中MLCC尽可能受到较小的应力作用， 确保MLCC在使用过程中不会损坏。
什么是应力?
应力定义为“单位面积上所承受的附加内力”。
为了达到以上目的，在设计PCB时，必须注意以下几个方面： ① 焊盘尺寸 ② 禁止共用焊盘 ③ MLCC的排列方向
一张图看懂片式电容器
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国内的下降速率小于全球平均水平，中国市场具有较大的 盈利潜力。
全球MLCC平均价格（单位：美元/千只）
3.4
3.2
3.17
3.0
2.8
2.6
2.4
2.2 2011
2.99 2012
2.81 2013
2.65 2014
中国MLCC平均价格（单位：元/千只）
20
19.6
19
18.8
18
18
17.3
17
2013
2014
需求量 增长率
sources：火炬电子招股书
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0192 MLCC行业利润水平及趋势分析
陶瓷电容器厂商产能的提高，工艺的成熟、成本的降低等 诸多因素的影响，MLCC的平均利润水平逐年下降。
11%
6%
6%
10%
21% 13%
20%
日本村田 韩国三星电机 TDK 台湾国巨 太阳诱电 华新科技 京瓷 达方 深圳宇阳 禾伸堂 其他
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0196 国内MLCC产品厂商
军用市场：
陶瓷电容器(MLCC)设计注意事项
5.2.2 过度清洗时
1) 过度清洗可能会破坏MLCC的端电极的连接，导致电容器电性能不良。 2) 当用超声波清洗时，输入过高的超声波能量会对贴片电容器的本体与端
电极间的连接产生影响。为了避免这些，请注意以下事项：
功率: 20W/L max 频率: 40kHz max. 清洗时间: 5 分钟 max.
手工焊接方法
溫度 (℃) 功率 (W) 烙鐵直徑(mm) 300 max. 20 max. Φ3.0 max.
2)电烙铁与MLCC本体直接接触，极易导致MLCC开裂。勿使烙铁与端电极接触。
正确的手工烙铁焊接方法：通过烙铁加热焊锡丝，让焊锡丝熔融后将MLCC端 电极与焊盘焊接在一起。
注意事项(5)─清洗
[注意] 由于电介质损耗，当在电容器两端施加交流电压时，电容器产会产生自发热，特
别是在高频接近电容器的自谐振频率时会生极高的热量，以致损坏电容器自身贴 装制品。
所设计的电路应保证电容器表面温度包括自发热所引起的温度须低于电容器所 允许的最大工作温度。
1.2 工作电压
1) 端子间的工作电压必须低于额定电压。当在电容器上同时施加交流与直 流电压时其最大峰值电压必须低于额定电压；同样地当交流或脉冲尖峰 信号峰值须低于额定电压。
2) 即使在满足低于额定电压的条件下，若在电容上反复施加高频交流电压或 脉冲电压，电容器的信赖性也会因此被削减。
3) 减小输入电压的额定值将会大大降低失效率，因为失效率与电压的3次方成 比例， 即额定电压为UR的制品在工作电压为UW时其失效率按(UW/UR)3的比 例降低。
注意事项(2)---PCB Lay-Out设计
PCB设计总原则
总的原则是在设计PCB Layout时，要考虑到在贴片、焊接、分 板、测试、装配、运输等各制程中MLCC尽可能受到较小的应力作用， 确保MLCC在使用过程中不会损坏。
多层片式陶瓷电容器(MLCC)的研究进展及发展趋势
多层片式陶瓷电容器（MLCC）的研究进展及发展趋势多层片式陶瓷电容器（MLCC）是片式元件的一个重要门类，由于具有结构紧凑、体积小、比容高、介电损耗低、价格便宜等诸多优点，被大量应用在计算机、移动电话、收音机、扫描仪、数码相机等电子产品中。
MLCC特别适合片式化表面组装，可大大提高电路组装密度，缩小整机体积，这一突出特性使MLCC成为当今世界上发展最快、用量最大的片式电子元件。
MLCC的应用领域决定了其介质材料必须具有以下性能：（1）高介电常数MLCC的比容与材料的介电常数关系如下:C为电容，V为体积，C/V为比电容，t为介电层厚度，ε为介电常数。
在介电层厚度确定的情况下，材料的介电常数越高，电容器比电容越大。
介电材料的介电常数越高，越易于实现电容器的小型化，这是目前电容器的一个发展方向，自从MLCC问世以来，其比容一直不断上升，介电层的厚度不断下降。
如图1所示。
（2）良好的介温特性介温特性用来描述电容随温度变化情况。
一般来说，在工作状态下，电容器的电容随温度的变化越小越好。
由于电容随温度发生变化来源于介质材料介电常数的变化，因此要求节电材料具有良好的介温特性。
（3）高绝缘电阻率（4）介电损耗小，抗老化1.研究进展MLCC用高介电常数的介电材料可以归结为以下三个体系：BaTiO3系材料；（Ba，Ca）（Ti，Zr）O3系材料；复合含Pb 钙钛矿系材料。
1.1BaTiO3系材料BaTiO3系材料是最早研究的用于MLCC的介电材料，也是最早实现商业化的MLCC用介电材料。
从20世纪60年代初期到70年代末，为了实现MLCC贱金属化，降低电容器的成本，人们对BaTiO3系材料的研究多集中在抗还原方面。
常用的手段是向BaTiO3中添加过渡元素的氧化物，这些元素的离子在还原气氛下俘获电子发生变价，从而提高还原烧结BaTiO3材料的绝缘电阻。
但是由于受主掺杂BaTiO3材料中氧空位的迁移，使用后不久，材料的绝缘电阻就大幅下降，MLCC的性能严重劣化。
MLCC片式多层陶瓷电容器介绍
端電極漿料：
形成外電極
1.金屬粉 2. 電子玻璃 3. 溶劑 4.有機載體
16
MLCC介紹---產品技術趨勢
MLCC介紹---產品技術趨勢
2014年
2015年~
Miniaturization
0201 01005
008004
為應對0屏1屏2屏越來越薄的趨勢，通過降低單層厚度、增加堆疊層數來降低尺寸
MLCC簡介
1
講義大綱
➢ 常見電容器 ➢ 電容特性比較 ➢ MLCC介紹 ➢ DISC CAP&MLCC比較 ➢ MLCC發展趨勢 ➢ MLCC在終端產品上應用 ➢ 失效分析
2
電容器分類
3
電容特性比較
WV (VDC)
Al CAP優點：容量大,中高壓,便宜
缺點：尺寸大, 使用壽命短,
MLCC
頻率特性較差 電路應用： 對空間要求不高的電路中
終端產品：數碼相機(框)/
Tan-Cap優點：尺寸小，ESR低、壽命較長 缺點：容量相對E-Cap較小、電壓較低
鉭電容
(普通鉭電容&Polymer鉭電)
伺服器/電話/手機/ 打印機/E-BooK/電動 車/公交車/火車
電路應用：主要以儲能、濾波、穩壓功能 終端產品：NB,E-book，PDA，XDSL （對空間
環境條件
内部電極：Ni
取決於價格成本
介電材料：BaTiO3
取決於電容容值與溫度特性
MLCC介紹-基本結構(3)
NME Noble Metal Electrode
Sn
Ni
BME Base Metal Electrode
Ag Cu
PdAg or Pd
Ni
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片式多层陶瓷电容器MLCC多层陶瓷电容器MLCC是英文字母Multi-Layer Ceramic Capacitor的首写字母。
在英文表达中又有Chip Monolithic Ceramic Capacitor。
两种表达都是以此类电容器外形和内部结构特点进行，也就是内部多层、整体独石(单独细小的石头)的结构，独石电容包括多层陶瓷电容器、圆片陶瓷电容器等，由于元件小型化、贴片化的飞速发展，常规圆片陶瓷电容器逐步被多层陶瓷电容器取代，人们把多层陶瓷电容器简称为独石电容或贴片电容。
片式多层陶瓷电容器(Multi-layer Ceramic Capacitor 简称MLCC)是电子整机中主要的被动贴片元件之一，它诞生于上世纪60年代，最先由美国公司研制成功，后来在日本公司(如村田Murata、TDK、太阳诱电等)迅速发展及产业化，至今依然在全球MLCC领域保持优势，主要表现为生产出MLCC具有高可靠、高精度、高集成、高频率、智能化、低功耗、大容量、小型化和低成本等特点。
(片式多层陶瓷电容器，独石电容，片式电容，贴片电容) MLCC —简称片式电容器，是由印好电极（内电极）的陶瓷介质膜片以错位的方式叠合起来，经过一次性高温烧结形成陶瓷芯片，再在芯片的两端封上金属层（外电极），从而形成一个类似独石的结构体，故也叫独石电容器。
MLCC除有电容器“隔直通交”的通性特点外，其还有体积小，比容大，寿命长，可靠性高，适合表面安装等特点。
•随着世界电子行业的飞速发展，作为电子行业的基础元件，片式电容器也以惊人的速度向前发展，•每年以10%～15%的速度递增。
目前，世界片式电容的需求量在2000亿支以上，70%出自日本（如MLCC大厂村田muRata），其次是欧美和东南亚（含中国）。
随着片容产品可靠性和集成度的提高，其使用的范围越来越广，•广泛地应用于各种军民用电子整机和电子设备。
如电脑、电话、程控交换机、精密的测试仪器、雷达通信等。
简单的平行板电容器的基本结构是由一个绝缘的中间介质层加外两个导电的金属电极，基本结构如下：下图-(片式多层陶瓷电容器，独石电容，片式电容，贴片电容) MLCC实物结构图为了满足电子整机不断向小型化、大容量化、•高可靠性和低成本的方向发展。
MLCC 也随之迅速向前发展：种类不断增加，•体积不断缩小，性能不断提高，技术不断进步，材料不断更新，•轻薄短小系列产品已趋向于标准化和通用化。
•其应用逐步由消费类设备向投资类设备渗透和发展。
移动通信设备更是大量采用片式元件。
(片式多层陶瓷电容器，独石电容，片式电容，贴片电容) MLCC具有容量大，体积小，容易片式化等特点，•是当今通讯器材、计算机板卡及家电遥控器及中使用最多的元件之一。
随着SMT的迅速发展，其用量越来越大，仅每部流动电话中的用量就达200个之多。
因此，片式多层瓷介电容器(片式电容)MLCC 2002年全球量达4000亿只，最小尺寸为•0402 ，甚至0201。
随着世界电子信息产业的迅速发展，MLCC的发展方向呈现多元化：1.为了适应便携式通信工具的需求，片式多层电容器也正在向低压大容量、超小超薄的方向发展。
2.为了适应某些电子整机和电子设备向大功率高耐压的方向发展（军用通信设备居多），•高耐压大电流、大功率、超高Q值低ESR型的中高压片式电容器也是目前的一个重要的发展方向。
3.为了适应线路高度集成化的要求，多功能复合片式电容器（LTCC）正成为技术研究热点。
1.材料技术(陶瓷粉料的制备)现在MLCC用陶瓷粉料主要分为三大类(Y5V、X7R和COG)。
其中X7R材料是各国竞争最激烈的规格，也是市场需求、电子整机用量最大的品种之一，其制造原理是基于纳米级的钛酸钡陶瓷料(BaTiO3)改性。
日本厂家（如村田muRata）根据大容量(10μF以上)的需求，在D50为100纳米的湿法BaTiO3基础上添加稀土金属氧化物改性，制造成高可靠性的X7R陶瓷粉料，最终制作出10μF-100μF小尺寸(如0402、0201等)MLCC。
国内厂家则在D50为300-500纳米的BaTiO3基础上添加稀土金属氧化物改性制作X7R陶瓷粉料，跟国外先进粉体技术还有一段差距。
2.叠层印刷技术(多层介质薄膜叠层印刷)如何在0805、0603、0402等小尺寸基础上制造更高电容值的MLCC一直是MLCC业界的重要课题之一，近几年随着材料、工艺和设备水平的不断改进提高，日本公司已在2μm的薄膜介质上叠1000层工艺实践，生产出单层介质厚度为1μm的100μFMLCC，它具有比片式钽电容器更低的ESR值，工作温度更宽(-55℃-125℃)。
代表国内MLCC制作最高水平的风华高科公司能够完成流延成3μm厚的薄膜介质，烧结成瓷后2μm厚介质的MLCC，与国外先进的叠层印刷技术还有一定差距。
当然除了具备可以用于多层介质薄膜叠层印刷的粉料之外，设备的自动化程度、精度还有待提高。
3.共烧技术(陶瓷粉料和金属电极共烧)MLCC元件结构很简单，由陶瓷介质、内电极金属层和外电极三层金属层构成。
MLCC 是由多层陶瓷介质印刷内电极浆料，叠合共烧而成。
为此，不可避免地要解决不同收缩率的陶瓷介质和内电极金属如何在高温烧成后不会分层、开裂，即陶瓷粉料和金属电极共烧问题。
共烧技术就是解决这一难题的关键技术，掌握好的共烧技术可以生产出更薄介质(2μm以下)、更高层数(1000层以上)的MLCC。
当前日本公司在MLCC烧结专用设备技术方面领先于其它各国，不仅有各式氮气氛窑炉(钟罩炉和隧道炉)，而且在设备自动化、精度方面有明显的优势。
片式多层陶瓷电容器，独石电容，片式电容，贴片电容) MLCC的优点：1.由于使用多层介质叠加的结构，高频时电感非常低，具有非常低的等效串联电阻，因此可以使用在高频和甚高频电路滤波无对手.2.无极性，可以使用在存在非常高的纹波电路或交流电路.3.使用在低阻抗电路不需要大幅度降额.4.击穿时不燃烧爆炸，安全性高.随着表面贴装技术(SMT)及便携式电子产品迅猛发展，近年来开发出各种尺寸小、性能好的贴片式元器件(SMD)，贴片式多层陶瓷电容器(MLCC)就是十分出色的贴片式元件之一。
由于它有极好的性能、多种不同的品种、规格齐全、尺寸小、价格便宜，并且有可能取代铝电解电容器及钽电解电容器等特点，得到极其广泛的应用。
目前，全球生产MLCC最大的厂商是日本的村田muRata公司。
MLCC的主要特点：1.等效串联电阻(ESR)小，阻抗(Z)低上图是在额定电压和电容量相同的情况下，钽电解电容器与Y5V(III类)MLCC在不同频率下的ESR的比较：在0.1～10MHz范围内，MLCC的ESR要比钽电解电容器小几十倍。
上图是4.7μF的MLCC，47μF的铝电解电容器及10μF的钽电解电容器在不同频率时的阻抗(Z)比较。
从图中可以看出在0.1～10MHz范围内，4.7μF的MLCC远比10倍容量的铝电解电容器及2倍以上容量的钽电解电容器阻抗要小得多。
因此，在高频工作条件下，它有可能取代尺寸大或价格高的铝电解电容器或钽电解电容器，并有更好的性能。
2.额定纹波电流大电容器的一个重要功能是用做平滑滤波器，因此额定纹波电流大小是一个重要性能指标。
在设计滤波电路中，电容器的额定纹波电流要大于电路的最大纹波电流。
由于MLCC 的ESR小，因此它的额定纹波电流大。
这里举一个实例来说明。
1500μF/25V的铝电解电容器的额定纹波电流(100kHz、105℃)为1.95A，而THC系列15μF/25V的MLCC的额定纹波电流是2A(电容量要差100倍)。
这是因为MLCC在100kHz时的ESR小于0.01Ω，大电流的充、放电不会使电容器因过热而损坏。
3.品种、规格齐全MLCC的品种、规格齐全。
有耐高压系列(500～5000V)、EMI滤波系列、低阻抗系列、有高精度调谐系列(RF频段)及多个电容器阵列，适合各方面应用。
4.尺寸小(耐压10V)MLCC中0402尺寸的电容器的容量可达0.047μF(X5R)、0.1μF(Y5V)，0603尺寸的可达1μF(Y5V)，0805尺寸的可达2.2μF(Y5V)。
这对便携产品节省空间具有很大意义，而且10V的耐压也很适合便携应用。
5.无极性由于无极性，其装配更为方便。
1. 容量与误差：实际电容量和标称电容量允许的最大偏差范围。
一般使用的容量误差有：J 级±5%，K级±10%，M级±20%。
精密电容器的允许误差较小，而电解电容器的误差较大，它们采用不同的误差等级。
常用的电容器其精度等级和电阻器的表示方法相同。
用字母表示：D级—±0.5%；F级—±1%；G级—±2%；J级—±5%；K级—±10%；M级—±20%。
2. 额定工作电压：电容器在电路中能够长期稳定、可靠工作，所承受的最大直流电压，又称耐压。
对于结构、介质、容量相同的器件，耐压越高，体积越大。
3. 温度系数：在一定温度范围内，温度每变化1℃，电容量的相对变化值。
温度系数越小越好。
4. 绝缘电阻：用来表明漏电大小的。
一般小容量的电容，绝缘电阻很大，在几百兆欧姆或几千兆欧姆。
电解电容的绝缘电阻一般较小。
相对而言，绝缘电阻越大越好，漏电也小。
5. 损耗：在电场的作用下，电容器在单位时间内发热而消耗的能量。
这些损耗主要来自介质损耗和金属损耗，通常用损耗角正切值来表示。
6. 频率特性：电容器的电参数随电场频率而变化的性质。
在高频条件下工作的电容器，由于介电常数在高频时比低频时小，电容量也相应减小。
损耗也随频率的升高而增加。
另外，在高频工作时，电容器的分布参数，如极片电阻、引线和极片间的电阻、极片的自身电感、引线电感等，都会影响电容器的性能。
所有这些，使得电容器的使用频率受到限制。
不同材质电容器，最高使用频率不同。
COG(NPO)材质特性温度频率稳定性最好，X7R次之，Y5V(Z5U)最差。
A.电容量电容器的基本特性是能够储存电荷(Q)，而Q值与电容量(C)和外加电压(V)成正比。
Q = CV因此充电电流被定义为：= dQ/dt = CdV/dt当外加在电容器上的电压为1伏特，充电电流为1安培，充电时间为1秒时，我们将电容量定义为1法拉。
C = Q/V = 库仑/伏特= 法拉由于法拉是一个很大的测量单位，在实际使用中很难达到，因此通常采用的是法拉的分数，即：皮法(pF) = 10-12F纳法(nF) = 10-9F微法(mF)= 10-6FB.电容量影响因素对于任何给定的电压，单层电容器的电容量正比于器件的几何尺寸和介电常数：C = KA/f(t)K = 介电常数A = 电极面积t = 介质层厚度f = 换算因子在英制单位体系中，f = 4.452，尺寸A和t的单位用英寸，电容量用皮法表示。