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。

1.MLCC原理

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),以实现所需的电容值及其他参数特性。

MLCC原理

2.MLCC分类

按照温度特性、材质、生产工艺。MLCC可以分成如下几种:NP0、C0G、Y5V、Z5U、X7R、X5R等。NP0、C0G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。
按材料SIZE大小来分。大致可以分为 3225、3216、2012、1608、1005、0603、0402 数值越大。SIZE就更宽更厚。常用的最多为3225最小为0402。
在便携产品中广泛应用的片式多层陶瓷电容器(MLCC)材料根据温度特性,主要可分为两大类:BME化的C0G产品和LOW ESR选材的X7R(X5R)产品。
C0G类MLCC的容量多在1000pF以下,该类电容器低功耗涉及的主要性能指标是损耗角正切值tanδ(DF)。传统的贵金属电极(NME)的C0G产品DF值范围是(2.0~8.0)×10-4,而技术创新型碱金属电极(BME)的C0G产品DF值范围为(1.0~2.5)×10-4,约是前者的(31~50)%。该类产品在载有T/R模块电路的GSM、CDMA、无绳电话、蓝牙、GPS系统中低功耗特性较为显著。
X7R(X5R)类MLCC的容量主要集中在1000pF以上,该类电容器低功耗主要涉及的性能指标是等效串联电阻(ESR)。

MLCC分类

3.MLCC选型

电容选型时需要考虑的因素很多,以下探讨了MLCC的电容选型要素。
1. MLCC选型:仅仅满足参数还远远不够
购买商品的一般决策逻辑是:能不能用,好不好用,耐不耐用,价格。其实这个逻辑也可以套用到MLCC的选型过程中:首先MLCC参数要满足电路要求,其次就是参数与介质是否能让系统工作在最佳状态;再次,来料MLCC是否存在不良品,可靠性如何,最后,价格是否有优势,供应商配合是否及时。许多设计工程师不重视无源元件,以为仅靠理论计算出参数就行,其实,MLCC的选型是个复杂的过程,并不是简单的满足参数就可以的。
2.选型要素
-参数:电容值、容差、耐压、使用温度、尺寸
-材质
-直流偏置效应
-失效
-价格与供货
3.不同介质性能决定了MLCC不同的应用
-C0G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电容器温度特性最差,但容量大,可取代低容铝电解电容
MLCC常用的有C0G(NP0)、X7R、Z5U、Y5V等不同的介质规格,不同的规格有不同的特点和用途。C0G、X7R、Z5U和Y5V的主要区别是它们的填充介质不同。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。

MLCC选型