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多层片式陶瓷电容器（贴片电容）选用基本知识
深圳市宸远电子（CCT）科技有限公司公司座落在国际著名的“全球最具可持续发展潜力”的深圳市宝安区内，是一家集研发、生产、销售新型电子元件和相关电子材料于一体的 高新科技实体。
本公司主产品片式多层陶瓷电容器，英文缩写MLCC (Multilayer Ceramic Chip Capacitor)。
产品的特性组别分类和主要指标按照美国电子工业协会标准暨美国国家标准 ANSI/EIA-198-E-1997 Ceramic Dielectric Capacitors/Class I , II, III, and IV (《陶瓷介质电容器第I、II、III、IV类》），部分项目指标参照日本工业标准JIS-C-6429，试验方法和 相关技术要求符合中国国家标准GB/T2693总规范和GB/T9324分规范要求。该种MLCC 产品广泛用于模拟或数字调制解调器、局域网、广域网接口、日光灯启辉器、汽车电子、LED驱动电源、倍压电源、交直流变送器、背光源驱动器及、高频大功率等电路中。
公司配备有先进的片式元件生产设施、精良的检测试验仪器；并拥有一支高素质、高水 平且具备该行业多年工作经验的技术队伍；全面贯彻执行丨SO9001: 2000质量管理标准体 系,持续不断改进产品的品质；公司是客户为本的电子产品和技术服务的提供商，秉承“A级企业，A级产品，A级质 量，A级服务”的“4A级”宗旨，放眼未来,把以片式多层陶瓷电容器和片式多层压敏电阻 器产品为主导的新型电子元器件做精，做强！
电容的种类有很多，可以从原理上分为：无极性可变电容、无极性固定电容、有极性电 容等，从材料上分主要有：CBB电容（聚乙烯)，涤纶电容、瓷片电容、云母电容、独石电 容(即贴片电容或MLCC)、电解电容、钽电容等。下表是各种电容的优缺点：
电 容 产 品 的 优 缺 点 比 较
产 品 名 称 极性 制 作 工 艺 特 长 短 缺
无感CBB电容 无 聚丙乙烯与金属箔交替夹杂而成 无感 极高的高频性 不适宜做大容量电容价格较高耐热较差
CBB电容
无 聚乙烯塑料和金属箔交替 夹杂捆绑而成 有感，高频特性好， 体积较小。
体积较大 人工及生产成本较高
瓷片电容
无 薄瓷片两面银电极制成。
体积小，耐压高。
体积大；易碎；容量低
独石电容
无 陶瓷介质膜片与印刷电极 交替叠压，高温共烧制成
体积小，适用于
SMT;高频特性好
人工及生产成本较高
电解电容
有
铝带和绝缘膜相互层叠， 转捆后浸溃电解液而成。
容量大。
高频特性不好，耐压低
钽电容
有
用金属钽作为正极，在电 解质外喷金属负极。
稳定性好，容量大， 高频特性好。
造价高（一般用于关键 地方）。如军工航空航天以及通讯。
2. MLCC与其它种类电容器对比
A.结构示意图
陶瓷端电极
B B.原理公式： C = KX B.原理公式： C = KXMXN /T
K:介电常数
C:容量 M:正对面积 T:介质厚度
N:叠层层数
C.各组成部分功能解释 C=MXN /T
陶瓷介质：电场作用下，极化介电储能，电场变化时极化率随之发生变化，不同介 质种类由于它的主要极化类型不一样，其对电场变化的响应速度和极化率亦不一样。
介质类型 TCC特性 主要极化类型 极化率对比（e值） 电场响应速度
丨类介电陶瓷 COG 离子极化 较小<100 很快
丨类介电陶瓷 X7R 铁电畴 较大1000〜5000 较慢
Y5V(Z5U) 铁电畴 很大>10000 慢
贴片电容目前使用NPO、X7R、Z5U、Y5V等不同的材质规格，不同的规格有不同的用途。下面我们仅就常用的NPO、X7R、Z5U和Y5V来介绍一下它们的性 能和应用以及采购中应注意的订货事项以引起大家的注意。不同的公司对于上述不同 性能的电容器可能有不同的命名方法，这里我们引用的是深圳市宸远电子（CCT）科技有限公司公司的命名方 法，其他公司的产品请参照该公司的产品手册。NPO、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。
NPO材质电容器
NPO是一种最常用的具有温度补偿特性的单片陶瓷电容器。它的填充介质是由铷、 钐和一些其它稀有氧化物组成的。
NPO电容器是电容量和介质损耗最稳定的电容器之一。在温度从-55°C到+125°C时 容量变化为0±30ppm/°C，电容量随频率的变化小于±0.3AC。NPO电容的漂移或 滞后小于±0.05%，相对大于±2%的薄膜电容来说是可以忽略不计的。其典型的容量 相对使用寿命的变化小于±0.1%。NPO电容器随封装形式不同其电容量和介质损耗 随频率变化的特性也不同，大封装尺寸的要比小封装尺寸的频率特性好。NPO电容器
适合用于振荡器、谐振器的槽路电容，以及高频电路中的耦合电容。
X7R材质电容器
X7R电容器被称为温度稳定型的陶瓷电容器。当温度在-55°C到+125°C时其容量 变化为15%，需要注意的是此时电容器容量变化是非线性的。
X7R电容器的容量在不同的电压和频率条件下是不同的，它也随时间的变化而变 化，大约每10年变化1%AC，表现为10年变化了约5%。
X7R电容器主要应用于要求不高的工业应用，而且当电压变化时其容量变化是可以接 受的条件下。它的主要特点是在相同的体积下电容量可以做的比较大。
Z5U材质电容器
Z5U电容器称为”通用”陶瓷单片电容器。这里首先需要考虑的是使用温度范围， 对于Z5U电容器主要的是它的小尺寸和低成本。对于上述三种陶瓷单片电容起来说在 相同的体积下Z5U电容器有最大的电容量。但它的电容量受环境和工作条件影响较 大，它的老化率最大可达每10年下降5%。
尽管它的容量不稳定，由于它具有小体积、等效串联电感（ESL)和等效串联电阻 (ESR)低、良好的频率响应，使其具有广泛的应用范围。尤其是在退耦电路的应用 中。
Z5U电容器的其他技术指标如下：
工作温度范围+10°C…+85°C 温度特性+22% -56%
介质损耗最大4%
Y5V材质电容器
Y5V电容器是一种有一定温度限制的通用电容器，在-30°C到85°C范围内其容量变 化可达+22%到-82%。Y5V的高介电常数允许在较小的物理尺寸下制造出高达4.7 u F电容器。
Y5V电容器的其他技术指标如下：
工作温度范围-30°C…+85°C 温度特性+22% —-- -82%
介质损耗 最大 5%
NPO电气性能稳定,基本上不随温度、时间、电压的改变而改变,适用于对稳定性、
可靠性要求较严格的场合,由于电气性能稳定,可很好的工作在高频、特高频、甚高 频频段;X7R电气性能较稳定,随温度、时间、电压的变化,其特性变化并不明显,适用于 要求较高的耦合、旁路、滤波电路及10兆周以下的中频场合;Y5V具有很高的介电系 数,常用于生产小体积,大容量的电容器,其容量随温度改变比较明显,但成本较低,仍广 泛用于对容量,损耗要求不高的耦合、滤波、旁路等电路场合.
内电极：它与陶瓷介质交替叠层，提供电极板正对面积；
PME-Ag/Pd :主要在X7R和Y5V中高压MLCC产品系列中，材料成本高。
BME-Ni：目前大部分产品均为Ni内电极，材料成本低，但需要还原气氛烧结。
端电极：
基层：铜金属电极或银金属电极，与内电极相连接，引出容量。
阻挡层：镍镀层，热阻挡作用，可焊的镍阻挡层能避免焊接时Sn层熔落。 焊接层：Sn镀层，提供焊接金属层。
3. MLCC的设计制造
A.材料选用
瓷粉:它是产品质量水平高低的决定性因素，采用技术不成熟的瓷粉材料会存在重大 的质量事故隐患。
进口：北美中温烧结瓷粉、日本高温烧结瓷粉均较成熟。
国产材料：丨类低K值瓷粉较成熟。
宸远电子科技公司均采用美国进口瓷粉设计制造COG、X7R类中高压MLCC 产品，低压产品选用日本进口瓷粉设计制造。
内浆：它是产品质量水平关键因素，基本要求是与瓷粉材料的匹配性好，如采用 与瓷粉材料匹配性不良的内浆制作MLCC，其可靠性会大大下降。
端浆:它是产品性能高低的重要因素，如端浆选用不当，则所制作的端电极电气及机 械性能低。
宸远电子科技公司技术团队有多年MLCC设计制造技术经验，有一套科学的技 术方面选用瓷体匹配性良好的内浆与端浆
宸远电子科技公司对关键工艺的控制：
B.工艺流程 工艺流程图
球磨配料：分散、混合 二步法保证浆料的分散性。
印刷图形：独特的图形设计，严格的银重控制保证产品性能良好一致性。
高温烧结：成熟的烧成工艺，保证瓷体与内电极良好烘烧。
测试分选：100%的耐压分选，保证不良品不流到客户。
4. MLCC的性能
A.常规电性能
(1)容量与误差：实际电容量和标称电容量允许的最大偏差范围。一般使用的容 量误差有：J级±5%，K级±10%，M级±20%。精密电容器的允许误差较小，而 电解电容器的误差较大，它们采用不同的误差等级。常用的电容器其精度等级和电 阻器的表示方法相同。用字母表示：D级一±0.5%; F级一±1%; G级一±2%; J 级一±5%; K 级一±10%; M 级一±20%。
(2)额定工作电压：电容器在电路中能够长期稳定、可靠工作，所承受的最大直流 电压，又称耐压。对于结构、介质、容量相同的器件，耐压越高，体积越大。
(3)温度系数：在一定温度范围内，温度每变化1°C，电容量的相对变化值。温度 系数越小越好。
(4)绝缘电阻(IR):用来表明漏电大小的。一般小容量的电容，绝缘电阻很大，在 几百兆欧姆或几千兆欧姆。电解电容的绝缘电阻一般较小。相对而言，绝缘电阻越大 越好，漏电也小。一般C0G类>1000QF, X7R和Y5V类>500 QF
(5)损耗(DF)：在电场的作用下，电容器在单位时间内发热而消耗的能量。这些损 耗主要来自介质损耗和金属损耗。通常用损耗角正切值来表示。损耗最为标准的写法: 使用百分率写法例如：COG要求〈0.015%; X7R〈2.5%; Y5V〈3.5% —般地COG 类 <10*10-4 ; X7R 类 <250*10-4;Y5V 类 <500*10-4
(6)频率特性：电容器的电参数随电场频率而变化的性质。在高频条件下工作的电 容器，由于介电常数在高频时比低频时小，电容量也相应减小。损耗也随频率的升高 而增加。另外，在高频工作时，电容器的分布参数，如极片电阻、引线和极片间的电 阻、极片的自身电感、引线电感等，都会影响电容器的性能。所有这些，使得电容器 的使用频率受到限制。
不同品种的电容器，最高使用频率不同。小型云母电容器在250MHZ以内；圆片型 瓷介电容器为300MHZ;圆管型瓷介电容器为200MHZ;圆盘型瓷介可达3000MHZ; 小型纸介电容器为80MHZ;中型纸介电容器只有8MHZ。
B.几个值得关注的参数
TCC：温度容量特性，注意同为X7R产品其常温附近的容量稳定性不一样。
ESR：等效串联电阻 ESL：等效串联电感
Q值：是DF、ESR、ESL的综合，在高频电路中加倍关注。
C. 可靠性 高压寿命试验 抗弯曲试验 耐焊接热试验
宸远电子科技公司技术团队具备很丰富的应用设计经验，能根据客户对以上各性能的，特别要求进行针对性产品设计。
深圳市宸远电子（CCT）科技有限公司公司座落在国际著名的“全球最具可持续发展潜力”的深圳市宝安区内，是一家集研发、生产、销售新型电子元件和相关电子材料于一体的 高新科技实体。
本公司主产品片式多层陶瓷电容器，英文缩写MLCC (Multilayer Ceramic Chip Capacitor)。
产品的特性组别分类和主要指标按照美国电子工业协会标准暨美国国家标准 ANSI/EIA-198-E-1997 Ceramic Dielectric Capacitors/Class I , II, III, and IV (《陶瓷介质电容器第I、II、III、IV类》），部分项目指标参照日本工业标准JIS-C-6429，试验方法和 相关技术要求符合中国国家标准GB/T2693总规范和GB/T9324分规范要求。该种MLCC 产品广泛用于模拟或数字调制解调器、局域网、广域网接口、日光灯启辉器、汽车电子、LED驱动电源、倍压电源、交直流变送器、背光源驱动器及、高频大功率等电路中。
公司配备有先进的片式元件生产设施、精良的检测试验仪器；并拥有一支高素质、高水 平且具备该行业多年工作经验的技术队伍；全面贯彻执行丨SO9001: 2000质量管理标准体 系,持续不断改进产品的品质；公司是客户为本的电子产品和技术服务的提供商，秉承“A级企业，A级产品，A级质 量，A级服务”的“4A级”宗旨，放眼未来,把以片式多层陶瓷电容器和片式多层压敏电阻 器产品为主导的新型电子元器件做精，做强！
电容的种类有很多，可以从原理上分为：无极性可变电容、无极性固定电容、有极性电 容等，从材料上分主要有：CBB电容（聚乙烯)，涤纶电容、瓷片电容、云母电容、独石电 容(即贴片电容或MLCC)、电解电容、钽电容等。下表是各种电容的优缺点：
电 容 产 品 的 优 缺 点 比 较
产 品 名 称 极性 制 作 工 艺 特 长 短 缺
无感CBB电容 无 聚丙乙烯与金属箔交替夹杂而成 无感 极高的高频性 不适宜做大容量电容价格较高耐热较差
CBB电容
无 聚乙烯塑料和金属箔交替 夹杂捆绑而成 有感，高频特性好， 体积较小。
体积较大 人工及生产成本较高
瓷片电容
无 薄瓷片两面银电极制成。
体积小，耐压高。
体积大；易碎；容量低
独石电容
无 陶瓷介质膜片与印刷电极 交替叠压，高温共烧制成
体积小，适用于
SMT;高频特性好
人工及生产成本较高
电解电容
有
铝带和绝缘膜相互层叠， 转捆后浸溃电解液而成。
容量大。
高频特性不好，耐压低
钽电容
有
用金属钽作为正极，在电 解质外喷金属负极。
稳定性好，容量大， 高频特性好。
造价高（一般用于关键 地方）。如军工航空航天以及通讯。
2. MLCC与其它种类电容器对比
A.结构示意图
陶瓷端电极
B B.原理公式： C = KX B.原理公式： C = KXMXN /T
K:介电常数
C:容量 M:正对面积 T:介质厚度
N:叠层层数
C.各组成部分功能解释 C=MXN /T
陶瓷介质：电场作用下，极化介电储能，电场变化时极化率随之发生变化，不同介 质种类由于它的主要极化类型不一样，其对电场变化的响应速度和极化率亦不一样。
介质类型 TCC特性 主要极化类型 极化率对比（e值） 电场响应速度
丨类介电陶瓷 COG 离子极化 较小<100 很快
丨类介电陶瓷 X7R 铁电畴 较大1000〜5000 较慢
Y5V(Z5U) 铁电畴 很大>10000 慢
贴片电容目前使用NPO、X7R、Z5U、Y5V等不同的材质规格，不同的规格有不同的用途。下面我们仅就常用的NPO、X7R、Z5U和Y5V来介绍一下它们的性 能和应用以及采购中应注意的订货事项以引起大家的注意。不同的公司对于上述不同 性能的电容器可能有不同的命名方法，这里我们引用的是深圳市宸远电子（CCT）科技有限公司公司的命名方 法，其他公司的产品请参照该公司的产品手册。NPO、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。
NPO材质电容器
NPO是一种最常用的具有温度补偿特性的单片陶瓷电容器。它的填充介质是由铷、 钐和一些其它稀有氧化物组成的。
NPO电容器是电容量和介质损耗最稳定的电容器之一。在温度从-55°C到+125°C时 容量变化为0±30ppm/°C，电容量随频率的变化小于±0.3AC。NPO电容的漂移或 滞后小于±0.05%，相对大于±2%的薄膜电容来说是可以忽略不计的。其典型的容量 相对使用寿命的变化小于±0.1%。NPO电容器随封装形式不同其电容量和介质损耗 随频率变化的特性也不同，大封装尺寸的要比小封装尺寸的频率特性好。NPO电容器
适合用于振荡器、谐振器的槽路电容，以及高频电路中的耦合电容。
X7R材质电容器
X7R电容器被称为温度稳定型的陶瓷电容器。当温度在-55°C到+125°C时其容量 变化为15%，需要注意的是此时电容器容量变化是非线性的。
X7R电容器的容量在不同的电压和频率条件下是不同的，它也随时间的变化而变 化，大约每10年变化1%AC，表现为10年变化了约5%。
X7R电容器主要应用于要求不高的工业应用，而且当电压变化时其容量变化是可以接 受的条件下。它的主要特点是在相同的体积下电容量可以做的比较大。
Z5U材质电容器
Z5U电容器称为”通用”陶瓷单片电容器。这里首先需要考虑的是使用温度范围， 对于Z5U电容器主要的是它的小尺寸和低成本。对于上述三种陶瓷单片电容起来说在 相同的体积下Z5U电容器有最大的电容量。但它的电容量受环境和工作条件影响较 大，它的老化率最大可达每10年下降5%。
尽管它的容量不稳定，由于它具有小体积、等效串联电感（ESL)和等效串联电阻 (ESR)低、良好的频率响应，使其具有广泛的应用范围。尤其是在退耦电路的应用 中。
Z5U电容器的其他技术指标如下：
工作温度范围+10°C…+85°C 温度特性+22% -56%
介质损耗最大4%
Y5V材质电容器
Y5V电容器是一种有一定温度限制的通用电容器，在-30°C到85°C范围内其容量变 化可达+22%到-82%。Y5V的高介电常数允许在较小的物理尺寸下制造出高达4.7 u F电容器。
Y5V电容器的其他技术指标如下：
工作温度范围-30°C…+85°C 温度特性+22% —-- -82%
介质损耗 最大 5%
NPO电气性能稳定,基本上不随温度、时间、电压的改变而改变,适用于对稳定性、
可靠性要求较严格的场合,由于电气性能稳定,可很好的工作在高频、特高频、甚高 频频段;X7R电气性能较稳定,随温度、时间、电压的变化,其特性变化并不明显,适用于 要求较高的耦合、旁路、滤波电路及10兆周以下的中频场合;Y5V具有很高的介电系 数,常用于生产小体积,大容量的电容器,其容量随温度改变比较明显,但成本较低,仍广 泛用于对容量,损耗要求不高的耦合、滤波、旁路等电路场合.
内电极：它与陶瓷介质交替叠层，提供电极板正对面积；
PME-Ag/Pd :主要在X7R和Y5V中高压MLCC产品系列中，材料成本高。
BME-Ni：目前大部分产品均为Ni内电极，材料成本低，但需要还原气氛烧结。
端电极：
基层：铜金属电极或银金属电极，与内电极相连接，引出容量。
阻挡层：镍镀层，热阻挡作用，可焊的镍阻挡层能避免焊接时Sn层熔落。 焊接层：Sn镀层，提供焊接金属层。
3. MLCC的设计制造
A.材料选用
瓷粉:它是产品质量水平高低的决定性因素，采用技术不成熟的瓷粉材料会存在重大 的质量事故隐患。
进口：北美中温烧结瓷粉、日本高温烧结瓷粉均较成熟。
国产材料：丨类低K值瓷粉较成熟。
宸远电子科技公司均采用美国进口瓷粉设计制造COG、X7R类中高压MLCC 产品，低压产品选用日本进口瓷粉设计制造。
内浆：它是产品质量水平关键因素，基本要求是与瓷粉材料的匹配性好，如采用 与瓷粉材料匹配性不良的内浆制作MLCC，其可靠性会大大下降。
端浆:它是产品性能高低的重要因素，如端浆选用不当，则所制作的端电极电气及机 械性能低。
宸远电子科技公司技术团队有多年MLCC设计制造技术经验，有一套科学的技 术方面选用瓷体匹配性良好的内浆与端浆
宸远电子科技公司对关键工艺的控制：
B.工艺流程 工艺流程图
球磨配料：分散、混合 二步法保证浆料的分散性。
印刷图形：独特的图形设计，严格的银重控制保证产品性能良好一致性。
高温烧结：成熟的烧成工艺，保证瓷体与内电极良好烘烧。
测试分选：100%的耐压分选，保证不良品不流到客户。
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4. MLCC的性能
A.常规电性能
(1)容量与误差：实际电容量和标称电容量允许的最大偏差范围。一般使用的容 量误差有：J级±5%，K级±10%，M级±20%。精密电容器的允许误差较小，而 电解电容器的误差较大，它们采用不同的误差等级。常用的电容器其精度等级和电 阻器的表示方法相同。用字母表示：D级一±0.5%; F级一±1%; G级一±2%; J 级一±5%; K 级一±10%; M 级一±20%。
(2)额定工作电压：电容器在电路中能够长期稳定、可靠工作，所承受的最大直流 电压，又称耐压。对于结构、介质、容量相同的器件，耐压越高，体积越大。
(3)温度系数：在一定温度范围内，温度每变化1°C，电容量的相对变化值。温度 系数越小越好。
(4)绝缘电阻(IR):用来表明漏电大小的。一般小容量的电容，绝缘电阻很大，在 几百兆欧姆或几千兆欧姆。电解电容的绝缘电阻一般较小。相对而言，绝缘电阻越大 越好，漏电也小。一般C0G类>1000QF, X7R和Y5V类>500 QF
(5)损耗(DF)：在电场的作用下，电容器在单位时间内发热而消耗的能量。这些损 耗主要来自介质损耗和金属损耗。通常用损耗角正切值来表示。损耗最为标准的写法: 使用百分率写法例如：COG要求〈0.015%; X7R〈2.5%; Y5V〈3.5% —般地COG 类 <10*10-4 ; X7R 类 <250*10-4;Y5V 类 <500*10-4
(6)频率特性：电容器的电参数随电场频率而变化的性质。在高频条件下工作的电 容器，由于介电常数在高频时比低频时小，电容量也相应减小。损耗也随频率的升高 而增加。另外，在高频工作时，电容器的分布参数，如极片电阻、引线和极片间的电 阻、极片的自身电感、引线电感等，都会影响电容器的性能。所有这些，使得电容器 的使用频率受到限制。
不同品种的电容器，最高使用频率不同。小型云母电容器在250MHZ以内；圆片型 瓷介电容器为300MHZ;圆管型瓷介电容器为200MHZ;圆盘型瓷介可达3000MHZ; 小型纸介电容器为80MHZ;中型纸介电容器只有8MHZ。
B.几个值得关注的参数
TCC：温度容量特性，注意同为X7R产品其常温附近的容量稳定性不一样。
ESR：等效串联电阻 ESL：等效串联电感
Q值：是DF、ESR、ESL的综合，在高频电路中加倍关注。
C. 可靠性 高压寿命试验 抗弯曲试验 耐焊接热试验
宸远电子科技公司技术团队具备很丰富的应用设计经验，能根据客户对以上各性能的，特别要求进行针对性产品设计。
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