BG大游(中国)唯一官方网站貼片式多層陶瓷電容器及其應用

引言
　　隨著表面貼裝技術（SMT）及便攜式電子産品迅猛發展，近年來開發出各種尺寸小、性能好的貼片式元器件（SMD），貼片式多層陶瓷電容器（MLCC）就是貼片式元件之一。由于它有極好的性能、多種不同的品種、規格齊全、尺寸小、價格便宜，並且有可能取代鋁電解電容器及钽電解電容器等特點，得的應用。
　　本文介紹MLCC的主要參數、特性、應用指南，便于用戶正確選擇及應用。
工作溫度範圍及溫度特性
　　根据所用介质材料的不同，MLCC的工作溫度範圍及溫度特性（用温度系数或电容量变化百分比来表示）如表1所示，不同介质材料的温度特性曲线分别如图1～5所示。
　　按美國電工協會（EIA）標准，不同介質材料的MLCC按溫度穩定性分成三類：穩定級（工類）的介質材料爲COG或NPO；穩定級（II類）的介質材料爲X7R；能用級（Ⅲ）的介質材料Y5V。

精度等級及代碼
　　MLCC的精度（允差）等級分成9級，如表2所示。這裏要注意的是溫度穩定性類別與允差是有關的，並且其電容量的基數也不同，如表2所示。電容量數如表3所示。
　　COG(NPO)I類的電容量較�。�一般在2200pF以下（大值0.1μF）；X7RⅡ類的電容量一般在100pF～2.2μF之間；Y5VⅢ類的電容量範圍較大，一般爲1000pF～100μF。
額定電壓（耐壓）
　　MLCC有耐高壓品種，JOHANSON公司有容量10pF～0.68μF、耐壓範圍爲500～5000V的系列。一般常用的耐壓範圍爲10～200V（250V），但常用的耐壓範圍是10～50V。

　　这里要注意的是，耐压高电容器的容量�。�如耐压达200V，其容量小于 3.3μF；大容量（25～100μF）电容器，其耐压不过25V。所选的电容器的额定电压须大于大工作电压。

尺寸及尺寸代碼
　　MLCC的外形標准，如圖6所示。常用的尺寸代碼如表4所示（以JOHANSON公司16～200V産品爲例）。
　　某些容量大的电容器要用两个或三个电容器堆叠并联而成（多堆叠5个）。以NIPPON CHEMI-CON公司的THP系列为例，共有三种形式：A、B、C其外形如图7所示，尺寸如表5所示。
　　THP型1～100μF電容器的不同耐壓及封裝型式如表6所示。
MLCC的主要特點
　　1.等效串聯電阻（ESR）�。�阻抗（Z）低
　　一种低阻抗型0.1μFMLCC（X7R）在不同频率时的ESR及Z的特性曲线如图8所示。从图中可以看出：在10MHz频率左右有较低的ESR（小于 0.02Ω）及Z（0.04Ω）。图9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。图10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，并有好的性能。

選用及應用指南
　　選擇MLCC有六個參數：電容量、耐壓、介質材料、精度等級、尺寸代碼及包裝（與裝配機械協調）。本文已介紹前五個參數，可以根據電容器在電路中的工作溫度、工作電壓、電路精度要求等條件，參數上述表格、資料選擇合適的MLCC。
　　在應用中要設計焊盤尺寸，並定焊接工藝以焊接質量。這裏介紹焊盤尺寸及三種不同焊接的溫度特性。
　　MLCC的焊盤尺寸設計可參考圖11及表9。
　　MLCC的焊接可采用回流焊、氣相同流焊及波峰焊，其加溫特性如圖12～圖14所示。
　　有少數設計者在選擇電容器時提出過高的精度要求及耐壓要求；時有選擇電容量較偏僻的情況。這樣往往會造成成本過高或延長采購周期。因此，在設計過程中應了解市場供應情況，以免造成生産周期的延長及生産成本的增加。