2022-09-05
MLCC即片式多层陶瓷电容器,在当下电子市场份额占比非常大,网上数据显示,在整个电容产值中,MLCC的产值份额约90%,MLCC凭借体积小、寿命长且频率特性好的优势,在消费电子和精密电子领域得到了广泛的应用。
在众多种类的电容中,如果选择一颗合适的电容,还是要结合其他类型的电容特性,避免和其他电容一样,MLCC由印好电极的陶瓷介质膜片错位叠合而成,在电路中起到滤波、振荡、储能等作用。MLCC表面看起来比较简单,但是在MLCC内部却有很多需要注意的地方,如果对MLCC了解不够深入的话,就会出现错误哦~
下面我们对MLCC的性能参数、介质材料及温度系数、物料尺寸、生产厂商来和大家介绍:
不同类型的电容特性对比
攻略一:看MLCC的性能参数
首先要看容量及容量的误差。电容容量指的是在给定电位差下的电荷储藏量,代表了电容容纳电荷的本领。MLCC容量的选择范围相对较宽,低至0.1㎊,高至上百㎊。
相对于容量,在选型时更容易造成失误的是容量误差,容量误差指的是实际电容量和标称电容量允许的最大偏差范围。MLCC多用作精密电容,一般允许误差选用较小的。
同时在选择容量时还要考虑DC偏压特性,MLCC会因施加的电压不同而导致静电容量发生变化。根据介质材料与工艺技术的不同,MLCC可分为两种类型:温度补偿型、高介电系数型。DC偏压特性多在高介电系数型MLCC出现,但在温度补偿型MLCC上几乎不会出现。
如上图所示,高介电系数型MLCC会因施加DC而发生容量降低现象,因此,选择容量需要考虑DC偏压特性。
其次,看耐电压(DWV)。
电容的耐电压性能指其陶瓷介质在工作状态中能够承受的最大电压,即击穿电压,也是MLCC的极限电压。对于结构、介质、容量相同的MLCC,耐压越高,体积越大。
在理想化的情况下,电容选型时主要考虑容量及耐压两个参数就够了。但是对于MLCC,仅仅考虑这两个参数是不够的。
攻略二:看介质材料和温度系数
使用MLCC,不能不了解MLCC的材质及对应的性能,不然所选用的电容就很有可能满足不了电路要求。
MLCC的材质有很多种,每种材质都有自身的独特性能特点。一般而言,材料的介质常数(K值)越高,电容的稳定性、可靠性和耐用性就越差。以下介绍三类:NPO或者COG、X7R或者X5R、Y5V或者Z5U。从它们的K值、稳定性、工作温度范围、容量、容量精度、价格、适用范围来分析:
从上图可以看出来,介质材料与MLCC的温度系数是息息相关的。温度系数指在一定温度范围内,温度每变化1℃,电容量的相对变化值,MLCC的温度系数越小越好。以NPO、COG为介质的高频电容器,稳定性超高,温度系数较小。其温度特性和电容量都非常稳定,几乎不随温度、电压的改变而改变,主要应用于高频电子线路,如震荡、计时电路等。其容量精度主要为±5%,在容量低于10pF时,还可选用B级(±0.1pF)、C级(±0.25pF)、D级(±0.5pF)三种精度。但这类MLCC电容价格高、容量小。
以X7R、X5R为介质的中频电容器,稳定性一般,温度系数中等。其温度系数为±15%,电容量相对稳定,适用于各种旁路、耦合、滤波电路等,其容量精度主要为K级(±10%)。特殊情况下,可提供J级(±5%)精度的产品。
以Y5V、Z5U为介质的低频电容器,稳定性较差,温度系数较大。其电容量受温度、电压的改变较大,一般只适用于各种滤波电路中。其容量精度主要为Z级(-20%~+80%),也可选择±20精度的产品。不过,这类MLCC容量大且价格低,可取代低容铝电解电容。
在选型时如果对工作温度和温度系数要求很低,可以考虑用Y5V或Z5U的,但是一般情况下要用X7R的,要求更高时必须选择COG或NPO。通常,MLCC厂家都会把X7R、Y5V材质的电容设计成在常温附近的容量最大,但是随着温度上升或下降,其容量都会下降。
攻略三:看MLCC尺寸
按公制单位标准,MLCC大致可以分为3225、3216、2012、1608、1005,数值越大,MLCC的尺寸就更宽更厚。目前常用的最大为3225(即1210),最小为01005。01005的MLCC尺寸仅0.4×0.2×0.2mm,非常适合5G手机、智能穿戴、和芯片内置等行业应用。
攻略四:选择合适的生产厂商
MLCC选型最后落地采购时,离不开生产厂商。
目前全球MLCC产业分三级梯队:第一梯队主要以日系厂商村田、太阳诱电、TDK 为代表,日系以高端的车规和工控类 MLCC 见长,技术实力及生产规模都十分强大;第二梯队是以三星电机、国巨、华新科为代表的韩国和中国台湾企业,MLCC产能规模较大,但技术水平相比日系厂商仍存在一定差距;第三梯队是以风华高科、三环电子为代表的国产厂商,技术和规模都与一、二梯队均存在差距,以中低端MLCC 为主。