电容培训资料.ppt

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1、片式多层陶瓷电容器设计选型,技术交流资料,吉祥腾达-宇阳 2011/04/15,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各类电子产品用MLCC的设计选型电容器的失效模式与常见故障MLCC国际间产业结构重组与变化,1、MLCC的概念,MLCC(Multi-Layer Ceramic Chip Capacitor)片式多层陶瓷电容器的英文缩写,MLCC内部结构示意图,MLCC制造工艺流程,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

2、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。,1、MLCC的应用IT及外设、网络,1、MLCC的应用通信,1、MLCC的应用数字视听（A&V）,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）,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

3、、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）,1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（N

4、P0）0 ppm/30 ppm/R2G(N220)-220 ppm/30 ppm/U2J(N750)-750 ppm/120ppm/T3K(N4700)-4700 ppm/250ppm/M7G(P100)+100 ppm/30 ppm/,2类瓷的标志代码（ANSI/EIA-198-E）,2类陶瓷介质的温度特性,X7R:C/C15%，(-55125)X5R:C/C15%，(-5585)Z5U:C/C+22-56%，(+10+85)Y5V:C/C+22-82%，(-30+85),1类瓷的标志代码（IEC60384-10、GB/T9324、JIS-C-5101-10）,2类瓷的标志代码（IEC603

5、84-10、GB/T9324、JIS-C-5101-10）,E3、E6、E12、E24优先数系的电容量标称值及允许偏差,MLCC电容量交流测试电压特性,MLCC电容量直流偏置电压特性,MLCC电容量老化衰减特性,电容器的C/Tan频率特性,电容器的阻抗频率特性,电容器的等效电路模型,Z=R+jL+1/jC SRF=fs=1/2(LC)1/2 ESR=R=XC/Q=XCTan,钽电解电容器的阻抗频率特性,MLCC的阻抗频率特性,钽电解电容器/MLCC阻抗频率特性,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

6、取代云母电容器MLCC(X7R,Y5V)部分取代钽电解电容器,MLCC 小型化/微型化进程,MLCC取代电解电容器的基础,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。,额定工作电压优先系列,R5系列：1、1.6、2.5、4、6.3R10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、1K

7、V、2KV、3KV、5KV、6KVMLCC（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、20KV,A&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,GSM、CDMA蜂窝移动电话小型轻量化，要求微型化。GSMDCS、CDMA3G、BLUE

8、TOOTH、PHS、ISM 等制式RF资源扩展900MHz1.8GHz1.9GHz2.4GHz5.8GHzRF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。,IT行业产品的需求特点,全数字化电路，多层PCB板普及，表面贴装化。低频电路。对Q值、ESR、SFR等高频特性无特殊要求。通用/家用型终端产品。低电压型电路，温度特性要求一般。成本压力较大。谐振回路对温度稳定性要求较高。便携式终端产品对微型化要求较高。CRT/LCD显示器对于高压MLCC有强劲需求。,3、MLCC的设

9、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。0402成为主流产品尺寸规格，0201已崭露头角。电容量标称值的优先数系及允许偏差C0GE24 E12 E6 E3系列，J（5%）X7R/X5RE12 E6 E3系列，K（10%）Y5VE3系列，Z（-20%+80%）,3、IT网络产品用MLCC 设计选型要点,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C0GJ（5%），X7R/X5RK（10%

10、），Y5VZ（-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。低额定工作电压，降额5070%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0402。注意0201新趋势。大容量品种部分取代钽电解电容器。CRT显示器/LCD显示器高压MLCC。LCD背光用MLCC：1808或1812-3KV-1047pF J（5%）K（10%）,4、电容器的失效模式,（）,初期故障領域1.0,磨耗故障領域1.0,偶発故障領域1.0,Weibull分布 R(t)=e-tm/t0 形状母数m,4、电容器的

11、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。,钽电解电容器可靠性解决方案,内置保险丝极性反向串联电压降额5060%温度降额系数（纹波电流0.9/85、0.4/125）,MLCC尺寸微型化发展趋势预测,5、MLCC国际间产业结构重组与变化,MLCC 产销全面进入0402时代。0402主体容量段：1R0-101-104。以日本企业为主导。产销量高。0603主体容量段：1R0-101-104。产销量高，单价低。韩国、中国大陆与台湾企业全面推进。日本企业逐步放弃。大容量105-107容量段：产销量适中，单价高。日本企业明显优势。,X5R-0603-105介质厚度3m-约135层,Y5V-0402-105介质厚度4m-约100层,Your Success,Our Success!,悠恩,BBK,