多层陶瓷电容器应用与可靠性研究
多层陶瓷电容
多层陶瓷电容一、什么是多层陶瓷电容？多层陶瓷电容（MLCC）是一种常见的电子元件，用于电路中的信号整形、滤波、耦合和终端阻抗匹配等应用。
其基本结构由多层陶瓷薄片和金属电极堆叠而成，其中陶瓷层作为电介质存储能量，金属电极用于连接电路。
多层陶瓷电容具有高容量密度、低电阻、优异的高频性能和稳定性等特点。
二、多层陶瓷电容的分类多层陶瓷电容根据其材料、结构和电容量可以进行分类。
2.1 材料分类•标准陶瓷电容：以镁钛酸钡（BaTiO3）为基础材料，具有较高的介电常数和良好的温度稳定性。
标准陶瓷电容广泛应用于消费电子产品和工业设备中。
•超低温陶瓷电容：添加稀土元素或其他添加剂，可以显著降低介电常数和温度系数，提高电容在低温环境下的稳定性，适用于航天航空等极端环境中的应用。
•超高温陶瓷电容：采用高熔点材料制备，可以在高温环境中保持稳定性，适用于汽车引擎、电源模块等高温环境的电子设备。
2.2 结构分类•X7R结构：具有一定的介电常数、温度系数和电压稳定性，是最常用的结构。
适用于大部分一般性的应用场景。
•X5R结构：与X7R相比，具有更高的介电常数和更大的温度系数。
适用于电容量较大且要求高温环境稳定性的应用。
•X8R结构：具有较低的温度系数和良好的高温稳定性，适用于高温环境的电路设计。
2.3 电容量分类多层陶瓷电容的电容量范围广泛，从几皮法到数百微法不等。
根据具体应用需求，选择合适的电容量是确保电路性能稳定的重要因素。
三、多层陶瓷电容的特性多层陶瓷电容具有以下几个重要的特性：3.1 高容量密度多层陶瓷电容的高容量密度使得在有限的空间内可以存储更多的能量，满足电路的需求，对于体积要求敏感的应用十分重要。
3.2 低电阻多层陶瓷电容具有较低的ESR（Equivalent Series Resistance），使其在高频条件下具有良好的电流响应能力。
这使得它适用于需要高频稳定性和低噪声的电路设计。
3.3 高频性能多层陶瓷电容具有优异的高频性能，可以在高频条件下保持稳定的电容值和低损耗。
什么是多层片式瓷介电容器((MLCC)
什么是多层片式瓷介电容器((MLCC)
多层瓷介电容器(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。
片式电容器除有电容器“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，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。
片式电容器的基本结构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：
因此，多层片式陶瓷电容器的结构主要包括三大部分：陶瓷介质，金属内电极，金属外电极。
而多层片式陶瓷电容器它是一个多层叠合的结构，简单地说
它是由多个简单平行板电容器的并联体。
图3-实物结构图
片式电容的发展趋势
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。
多层片式电容器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。
片式叠层陶瓷电容器(MLCC)
片式电容器(MLCC)
16
MLCC的制造工艺
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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
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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。
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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。
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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
陶瓷电容104
陶瓷电容104陶瓷电容104是一种采用陶瓷材料制成的电子元器件，具有良好的电性能和可靠性。
在各种电子产品、通信设备、汽车电子和工业控制等领域得到了广泛应用。
本文将从陶瓷电容104的性能特点、应用领域、选择方法以及采购与存储注意事项等方面进行详细介绍。
一、陶瓷电容104的概述陶瓷电容104是依据IEC 60384-1标准生产的一种多层陶瓷电容器，具有高可靠性、低损耗、宽工作温度范围、良好的抗干扰性能以及体积小、重量轻等优点。
它采用陶瓷介质材料，在外加电压作用下，能够在两个电极之间储存电荷。
二、陶瓷电容104的性能特点1.高可靠性：陶瓷电容104具有优异的耐电压、耐高温、耐酸碱性能，保证了其在各种环境下的稳定性。
2.低损耗：陶瓷电容104的损耗角正切值较低，使得其在高频应用中具有较高的性能。
3.宽工作温度范围：陶瓷电容104可以承受-55℃至+125℃的温度范围，适应各种恶劣环境。
4.良好的抗干扰性能：陶瓷电容104具有较高的绝缘电阻和容量稳定性，能够有效抑制电磁干扰。
5.体积小、重量轻：陶瓷电容104采用多层陶瓷技术，使得其体积和重量相对较小，有利于电子产品的轻量化。
三、陶瓷电容104的应用领域1.电子产品：如智能手机、平板电脑、电视等消费电子产品，陶瓷电容104用于滤波、耦合、旁路等电路。
2.通信设备：如基站、路由器等通信设备，陶瓷电容104用于射频电路的滤波、耦合等。
3.汽车电子：如发动机控制、车载娱乐系统等，陶瓷电容104用于电源滤波、信号处理等。
4.工业控制：如伺服系统、PLC等，陶瓷电容104用于抗干扰、滤波等。
四、如何选择合适的陶瓷电容1041.容量要求：根据电路设计需求，选择适当容值的陶瓷电容104。
2.工作电压：确保陶瓷电容104的工作电压大于电路中的最大电压。
3.温度稳定性：根据电路工作环境，选择能够承受相应温度范围的陶瓷电容104。
4.封装尺寸：根据电路板空间大小，选择合适尺寸的陶瓷电容104。
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。
多层陶瓷电容器热应力损伤检测方法的研究多层陶瓷电容
多层陶瓷电容器热应力损伤检测方法的研究多层陶瓷电容摘要：面向应用的元器件检测方法是电子系统可靠性保证的重要方法。
文中针对多层陶瓷电容器(MLCC)最主要的失效机理――热应力损伤，结合常用的热应力损伤检测方法的归纳总结，重点论述了基于噪声的应力损伤检测方法。
关键词：MLCC；热应力；检测方法1 引言多层陶瓷电容器(Multi-layer Ceramic Capacitors，MLCC)又被称为片式叠层电容器、独石电容器等，被广泛用于家电、电脑、手机、军工、航天等电子信息类领域，已经成为世界上用量最大、发展最快的一种片式元件[1]。
近年来，国内MLCC的年市场需求量几乎都超过5000亿只。
MLCC起源于20世纪60年代，随着表面贴装技术的广泛应用，采用Ni贱金属内电极(Base Metal Electrode，BME)制备MLCC的工艺在90年代得到飞速发展，于21世纪初形成比较完善的贱金属内电极工艺，使MLCC制作成本下降了70%以上[2]。
在小型化方面每两三年就出现一个新的规格，在容量方面则不断追求更薄介质和更高介质层数，使MLCC 在近十年来不断推出更大容量的产品。
我国MLCC起步较晚，MLCC生产技术和工艺相对落后，国产MLCC多数为低端产品[3]。
由于国际上对我国进行知识产权技术封锁，国内自主研发技术还处于相对弱势，而商用MLCC特别是低成本MLCC的市场竞争越来越激烈，利用检测技术来提高MLCC 产品的质量已成为一种必要的手段。
典型的MLCC多层介质结构由几百层陶瓷介质和金属电极交互叠加，高容量MLCC甚至可达上千层，由于陶瓷和金属电极的热膨胀系数不同，在热冲击、热循环等作用下，电极-介质接触界面很容易产生热应力，由此造成的损伤称为“热应力损伤”[4]。
研究表明仅热冲击这一种热应力造成的失效就占总失效产品的25%左右[5，6]。
由此可见，MLCC热应力损伤是一种重要的损伤模式。
因此，通过灵敏热应力损伤检测技术对存在热应力隐性失效的产品进行评估，可以保证MLCC的可靠性，具有重要的实用价值。
多层片式陶瓷电容器
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。
积层陶瓷电容器简介介绍
损耗角正切是衡量电容器在交流电路中能 量损失的指标，通常以百万分之一（ppm ）为单位表示。
03
积层陶瓷电容器的制造工 艺
材料制备
01
02
03
陶瓷材料
选择适当的陶瓷材料，如 钛酸钡、钛酸锶等，以获 得所需的电介质性能。
配料
按照一定的比例混合陶瓷 材料和其他添加剂，如玻 璃纤维、聚酰亚胺等，以 调节材料的性质。
在高频环境下，通过优化材料 和结构设计，提高MLCC的Q值 （品质因数），使其在高频领 域具有优良的特性。
积层陶瓷电容器的新型应用领域
在5G通信、物联网、智能家居等领域，积层陶 瓷电容器因其高频率特性、低损耗等优点被广
泛应用于射频电路中。
在航空航天领域，积层陶瓷电容器的轻量化和小型化 特点使其成为一种理想的元件选择。
特点
积层陶瓷电容器具有高耐压、低介质 损耗、高绝缘电阻等优点，同时具有 小型化、高容量化的特点，广泛应用 于各类电子设备中。
积层陶瓷电容器的历史与发展
历史
积层陶瓷电容器起源于20世纪60年代，随着电子工业的发展，其制造工艺和技 术不断得到改进和完善。
发展
近年来，随着电子设备的不断小型化和高集成度化，积层陶瓷电容器在技术上 不断突破，容量越来越大，尺寸越来越小，同时成本也在逐渐降低。
全球积层陶瓷电容器市场竞争激烈，主要集中在日本、中国台湾和大陆等地区，其中日本厂商占据高端市场，中国台湾和大 陆厂商在中低端市场占据一定份额。
中国市场现状及发展趋势
中国积层陶瓷电容器市场规模不断扩大，已成为全球最大的电子元器件市场之一。
中国政府支持电子元器件产业的发展，加大对5G、汽车电子和物联网等领域的投入 ，这将进一步推动积层陶瓷电容器市场的增长。
mlcc 陶瓷电容
mlcc 陶瓷电容MLCC陶瓷电容是一种常见的电子元器件，广泛应用于电子设备中。
本文将从MLCC陶瓷电容的概述、特点、应用领域和未来发展等方面进行介绍。
一、概述MLCC陶瓷电容（Multilayer Ceramic Capacitor）是一种以陶瓷为介质的电容器。
它由多层金属电极和陶瓷层交替堆叠组成，外部封装常用的材料有瓷、塑料等。
MLCC陶瓷电容的制造工艺相对简单，成本较低，因此被广泛应用于各种电子设备中。
二、特点1. 小型化：MLCC陶瓷电容的体积小，重量轻，可以满足电子设备对体积要求的需求。
2. 高可靠性：由于采用陶瓷材料，MLCC陶瓷电容具有较高的耐压能力和抗震性能，能够在各种恶劣环境下稳定工作。
3. 容量大：MLCC陶瓷电容的层间绝缘性能好，可以实现较大的电容量。
4. 高频性能好：MLCC陶瓷电容具有快速充放电能力，适用于高频电路的需求。
5. 低损耗：MLCC陶瓷电容的介质损耗小，能够提供较好的信号传输效果。
三、应用领域1. 通信设备：MLCC陶瓷电容广泛应用于移动通信设备、卫星通信设备等，用于滤波、耦合、终端匹配等功能。
2. 汽车电子：MLCC陶瓷电容可以用于汽车电子系统中的脉冲抑制、滤波、稳压等功能，提高汽车电子系统的可靠性。
3. 家电产品：MLCC陶瓷电容被应用于电视、空调、冰箱等家电产品中，用于降噪、滤波、稳压等功能。
4. 工业控制：MLCC陶瓷电容可以应用于各种工业控制设备中，如PLC、变频器、电机驱动器等，用于电源滤波、稳压等功能。
四、未来发展随着电子设备的不断发展和进步，对MLCC陶瓷电容的要求也越来越高。
未来的发展方向主要包括以下几个方面：1. 小型化：随着电子设备的微型化趋势，MLCC陶瓷电容将继续朝着体积更小、重量更轻的方向发展。
2. 高频性能：随着无线通信技术的快速发展，对高频性能要求越来越高，MLCC陶瓷电容需要进一步提高其工作频率范围和快速充放电能力。
3. 高温环境适应性：随着电子设备在高温环境下的应用增多，MLCC 陶瓷电容需要具备更好的高温稳定性和耐热性能。
陶瓷多层贴片电容
陶瓷多层贴片电容介绍陶瓷多层贴片电容是一种常见的被广泛应用于电子设备中的电子元器件。
它具有小型化、高容量、高可靠性等特点，被广泛应用于通信设备、计算机、家电等领域。
本文将详细介绍陶瓷多层贴片电容的结构、工作原理、特点以及应用场景。
结构陶瓷多层贴片电容由多个薄片状电介质层和导电层交替堆叠而成。
每个电介质层由陶瓷材料制成，通常采用的材料有二氧化铁、二氧化钛等。
导电层使用金属材料，如银、铜等。
这些层通过烧结工艺粘结在一起，形成一个整体的结构。
最后，通过电极连接，将电容片与外部电路连接。
工作原理陶瓷多层贴片电容的工作原理基于电介质的极化现象。
当外加电压施加到电容上时，电介质中的极化现象会导致电容器两端产生电场。
电介质的极化可以分为电子极化和离子极化两种方式。
在电容器中，电子极化主要发生在导电层附近，离子极化主要发生在电介质层中。
特点陶瓷多层贴片电容具有以下特点：1.小型化：由于采用多层堆叠的结构，陶瓷多层贴片电容的体积相对较小，适合在空间有限的电子设备中使用。
2.高容量：由于电介质层的多层堆叠，陶瓷多层贴片电容的容量相对较大，可以提供较高的电容值。
3.高可靠性：陶瓷材料具有良好的耐高温、耐湿、耐振动等性能，使得陶瓷多层贴片电容具有较高的可靠性。
4.低失真：陶瓷多层贴片电容具有低失真的特点，适用于对信号传输质量要求较高的应用场景。
应用场景陶瓷多层贴片电容广泛应用于以下领域：1.通信设备：在手机、无线网络设备等通信设备中，陶瓷多层贴片电容被用于信号滤波、耦合和去耦等电路中，提高设备的性能和稳定性。
2.计算机：在计算机主板、显卡等设备中，陶瓷多层贴片电容被用于电源滤波、稳压等电路中，提供稳定的电源供应。
3.家电：在电视、音响等家用电器中，陶瓷多层贴片电容被用于音频放大电路、电源滤波等电路中，提高音质和设备的稳定性。
4.汽车电子：在汽车电子设备中，陶瓷多层贴片电容被用于电源管理、传感器信号处理等电路中，提高汽车电子设备的性能和可靠性。
片式多层陶瓷电容器(MLCC)项目可行性研究报告-5G 推动下游需求持续增加, MLCC 迎来新一轮成长
片式多层陶瓷电容器（MLCC）项目可行性研究报告-5G推动下游需求持续增加，MLCC迎来新一轮成长编制单位：北京智博睿投资咨询有限公司规格分高端和普通规格，面向不同应用领域。
MLCC 由内部电极、涂层、端电极和陶瓷介质构成，因材料、工艺、性能的不同，可分为高端规格和普通规格。
高端规格的堆叠层数一般大于 500，与普通规格相比具有高容值、高耐压、高温稳定及体积更小等特质，主要应用于手机等超小型领域（常见尺寸有 0201、01005 和 008004）或者材料要求较高的汽车、航空航天等高压高容领域；普通规格常见尺寸有0402、0603 等，主要应用在消费类电子及一般工业领域中。
MLCC 结构MLCC 高低端规格对比MLCC 未来将向“五高一小”方向发展。
目前 MLCC 主要朝着小型化、高容量化、高频化、耐高温、耐高电压、高可靠性的方向发展。
1）小型化：电子产品朝着小型化的方向发展，促使 0402M（01005）等小尺寸 MLCC 产品占比逐年升高。
2）高容量化：MLCC具备稳定的电性能、无极性、高可靠性等优点，其材料和加工技术朝着高容量化的方向发展，有助于推动 MLCC 替代钽电解电容。
3）高频化、耐高温：MLCC 的工作频率已进入到毫米波频段范围。
常用 MLCC 的最高工作温度是 125℃，满足特种电子设备极限工作环境的 MLCC 工作温度也逐步提高至 260℃。
4）耐高电压、高可靠性：军民用电源系统以及汽车电子系统，都需要高可靠的耐高电压、耐大电流的多层陶瓷电容器。
MLCC 性能优异，市场份额一骑绝尘。
与单层陶瓷电容器相比，多层陶瓷电容器采用多层堆叠工艺，在元件个数与体积基本保持不变的条件下，能满足电子产品的更高容量要求。
此外，陶瓷高温烧结等工艺使得 MLCC 结构更为致密，耐电性能更加出色。
随着材料更新换代，MLCC 的低等效串联电阻（ESR）能够加速实现，减少元件由于自身发热而产生的热能浪费，将更多的能量集中到电子设备中，从而提高运行效率，使得 MLCC 高频性能逐渐凸显。
低损耗mlcc电容
低损耗MLCC电容是指具有较低介质损耗的多层陶瓷电容器。
这种电容器的电性能优异，可以在高频率、高电压和高温度等极端条件下稳定工作，因此被广泛应用于各种电子设备中。
低损耗MLCC电容具有以下特点：
1.低损耗：MLCC电容的介质损耗非常低，因此在高频电路中能够保持较低的电感量和热噪声，从
而提高电路的稳定性和可靠性。
2.高绝缘电阻：由于采用了高性能的陶瓷介质和金属电极，低损耗MLCC电容具有非常高的绝缘电
阻，可以有效地抑制漏电流，提高电路的安全性和可靠性。
3.温度稳定性好：低损耗MLCC电容的温度稳定性较好，可以在较宽的温度范围内保持稳定的性能。
这有助于提高电子设备的可靠性和稳定性。
4.小型化：随着电子技术的不断发展，电子设备越来越趋向于小型化和轻量化。
低损耗MLCC电容
具有小型化的特点，可以满足电子设备对空间和重量的要求。
总之，低损耗MLCC电容作为一种高性能的电子元件，在各种电子设备中得到了广泛应用。
随着电子技术的不断发展和对电子设备性能要求的不断提高，低损耗MLCC电容的应用前景将更加广阔。
积层陶瓷电容器简介介绍
04
积层陶瓷电容器的市场趋势与 前景
市场现状
积层陶瓷电容器（MLCC）市场持续增长，受益于电子设备小型化、多功能化的趋 势。
高容、高可靠性的积层陶瓷电容器在智能手机、平板电脑等消费电子产品中广泛应 用。
5G通信、物联网、汽车电子等新兴领域的发展为积层陶瓷电容器提供了新的增长点 。
技术发展趋势
随着多层陶瓷电容器制造技术 的不断进步，单位体积内可实
自动化设备
积层陶瓷电容器在自动化设备中用于提供稳定的 电源和信号，以确保设备的正常运行和精度。
测量仪器
在测量仪器中，积层陶瓷电容器用于提高测量精 度和稳定性，确保测量结果的可靠性。
通信设备
在通信设备中，积层陶瓷电容器用于信号处理和 电源管理，以提高通信质量和稳定性。
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06
积层陶瓷电容器的实际应用案 例
消费电子产品中的应用
智能手机
01
积层陶瓷电容器在智能手机中用于信号滤波、电源滤波以及高
频电路的旁路，以确保信号的稳定性和电源的可靠性。
电视
02
在电视中，积层陶瓷电容器用于信号处理和电源管理，以提高
图像质量和稳定性。
音频设备
03
在音频设备中，积层陶瓷电容器用于改善音质，降低噪音和提
尺寸微型化
随着电子产品向小型化发展，积层 陶瓷电容器的尺寸也需要不断微型 化，这涉及到制造工艺和材料科学 等多方面挑战。
市场挑战
价格竞争
与其他类型的电容器相比，积层陶瓷电容器的价格相对较高，如何 在保持性能优势的同时降低成本是市场面临的一大挑战。
替代品的竞争
随着科技的发展，一些新型电容器如薄膜电容器等也在逐步崛起， 对积层陶瓷电容器构成了一定的竞争压力。
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
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。
银钯内电极与多层陶瓷电容器(MLC)的可靠性
的 电性能 测 试结 果 都 合格 ，结果 见 表 １ 。
表 １ ０１ ． ／ ０ ／ 层 陶 瓷 电 容 器 良品 的 常 规 １０Ｖ 多
性 。银 与钯 可 以形成 无 限 置换 固溶 合 金 ，银 钯 合 金
的熔 化 温度 与银 钯合 金 的 相对 原 子百 分 比有 一 近 似
线性 的关 系 ，调 整合 金 中钯发 热 含量 ，便可 调 整 合
ｃ，击 穿 、烧 毁 所 致 ；而样 品 在 同样 的 Ｒ Ｃ板 － Ｐ
上使 用 两 年 后 没 有 出现 失 效 。 对样 品 进 行 失 效 分析 ，并 对 样 品 和样 品 进 行 比较 ，发 现 银 钯
作 者 简 介 ：魏 建 中 （９ ８一） １６ ，男 ，重 庆 人 ，信 息 产 业 部 电子 第 五研 究 所 研 究 分析 中 心 高级 工 程 师 ，博 士 ，主 要 从 事 电 子 元 器
件 可靠性研 究工作。
维普资讯
电 子 产 品 可 靠 性 与 环 境 试 验
Ｋ ｅ ｗｏ ｄ ： Ａ — ｄ ｉ ｒｅｅ ｔｏ ｅ ｙ ｒ ｓ ｇ—Ｐ ｎ ｅ ｌｃｒｄ ；ＭＬ ；ｒｌ ｂｌｔ Ｃ ｅｉ ｉ ｙ ａ ｉ
１ 引言
多 层 陶 瓷 电容 器 （ Ｃ） 基 本 结 构 为 陶 瓷 介 ＭＬ 的
钯 内 电极 对 多层 陶 瓷 电容 器 可靠 性 的 不 同影 响 。 主
样 品 。在 实 际使 用 中 ，一 个 Ｒ Ｃ通 讯 主板 上 表 Ｐ 面 贴 装 ４只 ０ １ Ｆ １ ０ Ｖ多 层 陶瓷 电容 器 （ ． ／ ０ ｃ
ｃ： ｃ 。、 。 Ｃ， ；在 环 境 试 验 中 ，加 ４ 电 压 ， 。） ８Ｖ 环 境 温 度 变 化 范 围 一ｌ ０～ ＋６ ＝，温 度 变 化 速 率 ０ｃ 【 为 １ｏ ｍｉ。样 品 日在试 验 后大 约 每 １０个 Ｒ Ｃ Ｃ／ ｎ ０ Ｐ 板 中有 ５个失 效 ，失 效 主要 是 由于 多层 陶瓷 电容 器
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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相应 的微观 失效机理展开 了深入讨论 ，最后对上述 失效提 出了相应建议和预防措施 。
关键词 ：多层陶瓷 电容器 ；制造工 艺；失效分析；微观机理
中图分 类号 ：ＴＮ４０６
文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１００４—７２０４ （２０１６）０２～００２１—０５
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ Ｓｔｕｄｙ ｏｆ Ｍ ＬＣＣｓ
效 的原因可分为损 耗性失效 、过应力失效 、内部缺陷失效 以及外部缺 陷失效四类 。基于 日常失效分析工作 中遇到 的多
层 陶瓷 电容器 失效 问题 ，结合 国 内外文献 调研资料 ，首 先对 多层 陶瓷 电容器制造工 艺进行 了分析 ，然后 对烧结裂纹 、
分层 及空洞三种 内在缺 陷以及 使用过程 中外部应力 引起 的装配裂纹 、热应力裂纹 、弯 曲裂纹、银迁移等 失效模式及其
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ ｃｅｒａｍｉｃ ｃａｐａｃｉｔｏｒ （ＭＬＣＣ） ｗｉ１ｌ ｂｅ ｄｅｇｒａｄｅｄ ｏｒ ｂｅｃｏｍｅ ｔｏ ｆａｉｌｕｒｅ ｓｅｖｅｒｅｌｙ ｉｎ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ， ＳＯ ｔｈｅ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｗｉｌｌ ｂｅ ｄｅｇｒａｄｅｄ ｔｏｏ． Ｔｈｅ ｃａｕｓｅ ｏｆ
引 言 电容器是 一种储 能元 件 ，是 电子设 备 中使 用最广 、 用 量 最 大 的 电子 元 件 ，其 产 量 约 占电 子 元 件 总量 的 ４０％，广泛 应用 于 隔直 、耦 合 、旁 路 、滤 波 、调谐 回 路 、能量转 换和控 制 电路等 方面 。其 中多层 陶瓷 电容器 （ＭＬＣＣ，Ｍｕｈｉｌａｙｅｒ Ｃｅｒａｍｉｃ Ｃａｐａｃｉｔｏｒ）是 电容 家族 中最 为重要 的一员 ，是 当前最 为广泛使 用 的无 源器件之 一 ， ２００８年 ，陶瓷 电容器 在整个 电容 市场 中就 占据９０％的产 额和４０％的产值Ⅲ。因此 ，了解多 层陶 瓷电容器基 本制 造工艺 ，常见 的失效模 式和失 效机理 ，对于 电容器 的正
确使用 及失效 预防具有 重要 的意 义。本文基 于 日常失 效 分析工 作 中遇 到的多层 陶瓷 电容器失 效 问题 ，结合 国内 外 文献 调研 资料 ，对多层 陶瓷 电容器 制造工艺 、失效模 式及失 效机理深入 开展 了讨 论与分 析 ，对常 见失效提 出 了相应的改善方案和预 防措施 。
１ ＭＬＣＣＳＵ造 工 艺 商 用ＭＬＣＣ主要 采用 多层 共烧 技术 ，典 型结 构如 图 １所 示 ，它是一 个 由多层 平行 的 陶瓷介 电层堆 叠所形 成 的电容器 ，介 电层 的上下表 面形成 电容 器的两个 极性相
２１ ２０１６年０４月 ·环境技术
■ Ｅ ｄａｐｔａｂｉｌｉ Ｉ环境适应性和可靠性
多层 陶瓷 电容器应用 与可靠性研究
彭 浩 。，席善斌 ，裴 选 ，高兆丰 ，黄 杰 （１．中国 电子科技集 团公司第十三研 究所 ，石 家庄 ０５００５１； ２． 国家半导体器件质量监督检验 中心，石家庄 ０５００５１）
摘要 ：多层陶瓷 电容器 （ＭＬＣＣ）在 使用过程 中电参 数会发生 不同程度 的退 化甚至超差 失效，降低 了其可 靠性 。引起失
ＰＥＮＧ Ｈａｏ 一，ＸＩ Ｓｈａｎ—ｂｉｎ 一，ＰＥＩ Ｘｕａｎ ２ ＧＡＯ Ｚｈａｏ—ｆｅｎｇ 一，ＨＵＡＮＧ Ｊｉｅ ，。 （ｉ．Ｔｈｅ １３ｔｈ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＣＥＴＣ， Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ ０５００５１：
２． Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ Ｑｕａｌｉｔｙ ＳｕｐｅｒｖｉＳｉｏｎ ａｎｄ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ， Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ ０５００５１）