1、MLCC概述
MLCC(Multi-layer Ceramic Capacitors)是片式多层陶瓷电容器英文缩写。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。
因为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,因此它得到到极其广泛的应用和发展,目前已经成为国际上用量大、发展快的片式元件之一!
2、MLCC结构和工作原理
MLCC电容结构较简单,由陶瓷介质、内电极金属层和外电极三层构成。
MLCC的电容量公式可以如下表示
C : 电容量,以 F (法拉) 为单位,而MLCC 之电容值 以 PF, nF,和 ?F 为主。
ε:电极间绝缘物的介质常数,单位为法拉/公尺。
K : 介电常数 (依陶瓷种类而不同)
A : 导电面积 (产品大小及印刷面积而不同)
D : 介电层厚度 (薄带厚度)
n:层数 (堆栈层数)
我们都知道,电容就是可以储存电量的容器,它基本原理就是使用两片互相平行但未接触在一起的金属,中间以空气或是其它材料作为为绝缘物,将两片金属的一片接在电池的正极,另一片接在负极,金属片上就能储存电荷。相比常见的电解电容,MLCC(多层陶瓷电容器)因为可以作成薄片(n堆栈层数很多),因此在同样的体积下MLCC可以大大提升其电容器的容量。
3、MLCC的分类
3.1 根据所采用的陶瓷介质的类型,MLCC可划分为两大类:Class 1和Class 2两类。
※ Class 1类:
具有极高的稳定性,其电容量几乎不随时间、交流信号、外加直流偏压的变化而改变,同时具有极低的介质损耗,即高Q值。适用于对容量高精度和应用频率要求较高的谐振电路。根据电容量的温度系数,有可分为温度稳定型和温度补偿型两种。
※ Class 2类:
具有很高的体积比容量,适用于旁路、耦合、滤波以及对容量稳定性要求不高的鉴频电路。在DC-DC(AC)变换器和开关电源滤波电路中逐步取代钽电解电容、铝电解电容。
3.2 按照温度特性、材质、生产工艺、填充介质的不同,MLCC可以分成如下几种:NPO、COG、Y5V、Z5U、X7R、X5R等。它们的主要区别如下:
-C0G、NPO电容器具有高温度补偿特性,适合作旁路电容和耦合电容
-X7R电容器是温度稳定型陶瓷电容器,适合要求不高的工业应用
-Z5U电容器特点是小尺寸和低成本,尤其适合应用于去耦电路
-Y5V电容器温度特性差,但容量大,可取代低容铝电解电容
可见,在相同的体积下由于填充介质不同所组成的电容器的容量就不同,随之带来的电容器的介质损耗、容量稳定性等也就不同,所以在使用电容器时应根据电容器在电路中作用不同来选用不同的电容器: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。
3.3 MLCC按材料SIZE封装大小来分。大致可以分为3225、3216、2012、1608、1005、0603、0402,0201,01005等等。 数值越大,SIZE就更宽更厚。
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