MLCC-多层片式瓷片电容剖析

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1、【JSK--03版】多层片式瓷介电容器(MLCC)编写：大兵(山树湾)一九九九年一月(第一稿)二OO四年十二月(第三稿)1目录概述.........................................3第一章片式电容的基本结构....................4第二章瓷介的基本知识.......................5第三章电极材料的基本知识...................7第四章生产工艺过程.........................10第五章片式电容型号规格说明.....

2、...........11第六章片式电容的一般电性能................14第七章电容器的性能测试....................24第八章可靠性试验及失效的基本分析..........25第九章电容器老化.........................28第十章片式电容器的选用....................30第十一章片式电容的发展趋势..................332概述所谓片式多层瓷介电容器(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

3、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

4、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。3第一章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：金属层陶瓷介质图1-基本结构图2-等效电路图因此，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4第二章瓷介的基本知识一、陶瓷介质的特性陶瓷是一个绝缘体，而作为电容器介质用的陶瓷除了具有绝缘特

5、性外，还有一个很重要的特性：就是极化。即它在外加电场的作用下，正负电荷会偏离原有的位置，从而表现出正负两个极性。绝缘体的极化特性我们一般用介电常数ε来表示，即介质的K值。下面例举不同材料的介电常数：真空：1.0空气：1.004纸：4~6玻璃：3.7~19三氧化二铝（Al2O3）：9钛酸钡（BaTiO3）：1500结构陶瓷：10~20000二、瓷介的分类陶瓷是一种质硬、性脆的无机烧结体，一般分为两大类：功能陶瓷和结构陶瓷。用来制造片式多层瓷介电容（MLCC）的陶瓷是一种结构陶瓷，是电子陶瓷，也叫电容器瓷。电容器瓷根据

6、国标按其温度特性分为两类：Ⅰ类电容器瓷（COG）和Ⅱ类电容器瓷（X7R、Y5V、Z5U）。按其用途可以分为三类：①高频热补偿电容器瓷（UJ、SL）；②高频热稳定电容器瓷（NPO）；③低频高介电容器瓷（X7R、Y5V、Z5U）。5高频热补偿、热稳定电容器瓷属Ⅰ类瓷，其瓷料主要成分是MgTiO3、Ti9Ba2O20、BaTi4O9和Nd-Ba-Ti再加入适量的稀土类氧化物等配制而成。其特-4点是介电常数较小（10～100），介质损耗小（小于15×10），介电常数一般不随温度的变化而变化。高频热补偿电容瓷常用来制造负温产

7、品，此类产品用途最广的地方就是振荡回路，像彩电高频头。大家知道，振荡回路都是由电感和电容构成，回路中的电感线圈一般具有正的电感温度系数。因此，为了保持振荡回路中频率(F=1/2π√LC)不随温度变化而发生漂移，就必须先用具有适当的负温度系数的电容器来进行补偿。低频高介电容器瓷属Ⅱ类瓷，是强介铁电陶瓷，一般是指具有自发极化特性的非线性陶瓷材料，其主要成份是钛酸钡（BaTiO3），其特点是介电系数特别高，一般数千，甚至上万；介电系数随温度呈非线性变化，介电常数随施加的外电场有非线性关系。二、瓷介代号陶瓷介质的代号是按其

8、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30