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片式多层陶瓷电容器设计选型内容提要MLCC的概念与应用领域MLCC产品分类与主要技术指标移动通信与A&V产品用MLCC的设计选型电容器的失效模式与常见故障1、MLCC的概念MLCC(Multi-LayerCeramicChipCapacitor)片式多层陶瓷电容器的英文缩写1、MLCC的应用微型化——便携式信息与通信终端的小型化、轻量化。包括移动电话、笔记本电脑、W-LAN、MP3、数码相机、摄像机等。高品质、低成本化——贱金属电极材料（BME）技术。质优价廉的计算机、通信及数字视听A&V产品迅速普及。高频/高压化——高可靠、片式化、高Q值、耐高压。适用于RF模块，电源滤波，LCD背光。2、电容器的分类•陶瓷介质类（1、2、3类）•有机薄膜类（聚酯PET、聚丙烯PP、聚苯乙烯PS、聚碳酸酯PC、聚2,6萘乙烯酯PEN、聚苯硫醚PPS）•电解类：钽、铝电解液、有机半导体络合盐TCNQ、导电聚合物阴极聚吡咯（PPY）\聚噻吩（PTN）•其他类（云母、云母纸、空气）2、各类电容器的特点•MLCC（1类）—微型化、高频化、超低损耗、低ESR、高稳定、高耐压、高绝缘、高可靠、无极性、低容值、低成本、耐高温。•MLCC（2类）—微型化、高比容、中高压、无极性、高可靠、耐高温、低ESR、低成本。•钽电解电容器—高容值、低绝缘、有极性、低耐压、高成本。•铝电解电容器—超高容值、漏电流大、有极性。•有机薄膜电容器—中容值、高耐压、低损耗、较稳定、无极性、高成本、耐高温性差。陶瓷介质电容器的分类•1类陶瓷介质——顺电体，线性温度系数，热稳定型或热补偿型•2类陶瓷介质——铁电体，非线性温度特性，高比体积电容，小型化、微型化•3类陶瓷介质——阻挡层或晶界层型陶瓷，单层型圆片电容器介质1类瓷的标志代码（ANSI/EIA-198-E）(a)电容量温度系数有效位数（ppm/℃）0.00.30.80.91.01.52.23.34.77.5(b)(a)行有效数字母代码CBLAMPRSTU(c)对(a)行适用的倍数-1.0-10-100-1000-10000+1+10+100+1000+10000(d)(c)行倍数的数字代码0123456789(e)温度系数允许偏差±30±60±120±250±500±1000±2500(f)(e)行允许偏差字符代码GHJKLMN1类陶瓷介质温度系数EIA代码(简码)温度系数及其允许偏差C0G（NP0）0ppm/℃±30ppm/℃R2G(N220)-220ppm/℃±30ppm/℃U2J(N750)-750ppm/℃±120ppm/℃T3K(N4700)-4700ppm/℃±250ppm/℃M7G(P100)+100ppm/℃±30ppm/℃2类瓷的标志代码（ANSI/EIA-198-E）(a)下限类别温度/℃(b)（a）行的字母代码(c)上限类别温度/℃(d)（c）行的数字代码(e)在整个温度范围内ΔC/C极大值%(a)（e）行的字母代码+10-30-55ZYX+45+65+85+105+125+150+2002456789±1.0±1.5±2.2±3.3±4.7±7.5±10.0±15.0±22.0+22/-33+22/-56+22/-82ABCDEFPRSTUV2类陶瓷介质的温度特性X7R:ΔC/C±15%，(-55℃~125℃)X5R:ΔC/C±15%，(-55℃~85℃)Z5U:ΔC/C+22~-56%，(+10℃~+85℃)Y5V:ΔC/C+22~-82%，(-30℃~+85℃)1类瓷的标志代码（IEC60384-10、GB/T9324、JIS-C-5101-10）标称温度系数αppm/℃温度系数允许偏差ppm/℃字母代码温度系数α允许偏差+1000-33-75-150-220-330-470-750-1000-1500±30±30±30±30±30±30±60±60±120±250±250ACHLPRSTUQVGGGGGGHHJKK+140≥α≥-1000—SL—+250≥α≥-1750—UM—2类瓷的标志代码（IEC60384-10、GB/T9324、JIS-C-5101-10）温度特性组别的字母代码在上下限类别温度范围电容量的最大变化率上下限类别温度范围和对应的数字代码-55/125℃-55/85℃-40/85℃-25/85℃10/85℃123462B2C2D2E2F2R2X±10%±20%+20/-30%+22/-56%+30/-80%±15%±15%—OK———OKOKOKOK—OKOK——OKOK—OKOK——OK—OKOKOK—————OKOK——E3、E6、E12、E24优先数系的电容量标称值及允许偏差优先数系优先精度优先数系优先精度优先数系优先精度优先数系优先精度E3ZE6ME12KE24J1.02.24.7+80%～-20%1.01.52.23.34.76.8±20%1.01.21.51.82.22.73.33.94.75.66.88.2±10%1.01.11.21.31.51.61.82.02.22.42.73.03.33.63.94.34.75.15.66.26.87.58.29.1±5%新型片式电容器的发展趋势•MLCC率先实现片式化，适应SMT技术需求•MLCC(NP0,X7R)大量取代有机电容器•MLCC(NP0)大量取代云母电容器•MLCC(X7R,Y5V)取代钽电解电容器MLCC小型化/微型化进程主流年代1980199019972002型号规格1206080506030402尺寸3.2mm×1.6mm2.0mm×1.25mm1.6mm×0.8mm1.0mm×0.5mm面积/mm2面积比5.12100%2.4047%1.2825%0.5010%体积/mm3体积比6.14100%2.8847%1.0217%0.254%3、MLCC的设计选型原则与趋势•Y5V/Z5U逐渐退出高端应用领域，X7R/X5R在高性能产品的用量持续上升，并趋向于主导整个MLCC市场。•0603为主流产品尺寸规格，0402将继续上升。•电容量标称值的优先数系及允许偏差C0G——E24E12E6E3系列，J（±5%）X7R——E12E6E3系列，K（±10%）Y5V——E3系列，Z（-20%～+80%）额定工作电压优先系列•R5系列：1、1.6、2.5、4、6.3•R10系列：1、1.25、1.6、2、2.5、3.2、4、5、6.3、8•传统陶瓷介质电容器40V、63V、100V、160V、250V、630V、1KV、2KV、3KV、5KV、6KV•MLCC（（低电压小体积大容量，高频高Q，中高压高可靠）4V、6.3V、10V、16V、25V、50V、100V、200V、300V、500V、630V、1KV、2KV、3KV、5KV、6KV、10KV、20KVA&V产品的需求特点DVD类•MPEG-2/DTS解码及伺服电路。低电压、通用型。•家用型电器产品。温度特性要求一般。•低频电路。对Q值、ESR、SRF等高频特性无特殊要求。•消费类电器产品。成本压力大。LCD类•背光电路。耐高压、长距离跨槽装配。移动通信产品的需求特点•蜂窝移动电话与数字无绳电话小型轻量化趋势，要求片式元器件微型化。•GSM\DCS、CDMA\3G、BLUETOOTH、PHS、ISM等制式RF资源扩展900MHz\1.8GHz\1.9GHz\2.4GHz\5.8GHz•RF电路对Q值、ESR、SRF等高频特性要求较高。•个人消费类产品，温度特性要求一般。•谐振回路、时间常数电路对温度特性要求较高。•便携式产品二次电源低功耗要求低工作电压、高Q值。•电容量标称值采用E3等优先系列。如：1.0、2.2、4.7。•10pF以下规格允许使用整数标称值，如：1.0、2.0、3.0pF等。•标称电容量允许偏差优选精度，并可适当降低C0G——J（±5%）D（±0.5pF），X7R——K（±10%），Y5V——Z（-20%～+80%）•RF电路定制品种：高Q值、低ESR、高SRF；E24系列结合整数标称值、高精度选配。•额定工作电压，降额50~70%设计，兼顾成本，就低不就高。•温度特性C0G、X7R/X5R、Y5V，结合电容量标称值合理搭配。•尺寸规格优选0603。注意0402新趋势。•大容量品种部分取代钽电解电容器。3、移动通信与A&V产品用MLCC设计选型要点MLCC取代电解电容器的技术基础•BME技术有效降低材料成本，扩展容值范围。•MLCC(X7R,Y5V)在微型化、低ESR、高频化、高耐压、高绝缘、耐高温、高可靠、无极性方面占绝对优势。•MLCC(X7R)在温度特性方面相当。•MLCC(X7R,Y5V)部分取代钽、铝电解电容器用于去耦、滤波、时间常数。4、电容器的失效模式与常见故障•钽电解电容器—电压过载击穿烧毁；浪涌电压冲击漏电流增大；极性反向短路；高温降额不足失效。•铝电解电容器—漏电流增大击穿；极性反向短路；高温降额不足失效。•有机薄膜电容器—热冲击失效；寄生电感过大影响高频电路功能实现。•MLCC（2类）—SMT工艺不当导致断裂或绝缘失效；Y5V温度特性不佳导致电路故障。•MLCC（1类）—RF设计选型匹配。5、技术创新与发展•BME微型MLCC材料体系与产品结构设计（价格低廉的镍、铜等贱金属电极材料）•亚微米超细材料分散与相关工艺技术（纳米材料技术的前沿）•还原性气氛烧结工艺（MLCC产品质优价廉的技术保证）•高频高Q高压MLCC材料体系与结构设计更小、更密、更高！•超微型化—0201规格尺寸MLCC•复合化—LTCC复合元件与组件•高频化—高频/微波元器件在3G、BLUETOOTH、IC卡、数码相机与摄像机等领域向客户提供全套产品与技术服务！5、技术创新与发展