宇阳科技贴片电容设计选型.ppt

1、片式多层陶瓷电容器设计选型,深圳市宇阳科技发展有限公司 2011年6月,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 宇阳的技术创新与发展规划,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。

2、质优价廉的计算机、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

3、绝缘、高可靠、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

4、度系数及其允许偏差 C0G （NP0） 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/T932

5、4、JIS-C-5101-10,2类瓷的标志代码（IEC60384-10、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/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,X

6、7R)大量取代有机电容器 MLCC(NP0)大量取代云母电容器 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、6.3 R10系列： 1、1.25、1.6、2、2.5、3.2、4、5、6.3、 8 传统陶瓷介

7、质电容器 40V、63V、100V、160V、250V、630V、1KV、2KV、3KV、5KV、6KV MLCC（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,GS

8、M、CDMA蜂窝移动电话小型轻量化，要求微型化。 GSMDCS、CDMA3G、BLUETOOTH、 PHS、ISM 等制式RF资源扩展900MHz1.8GHz1.9GHz2.4GHz5.8GHz RF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

9、。 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、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

10、、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%）， 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

11、.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、电容器的失效模式与常见故障,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,MLCC尺寸微型化发展趋势预测,引进并消化吸收国际最先进的产业化技术硬件 与日本、美国同行间开展的联合开发与合作 国内产学研方式技术合作与攻关 自有专利技术 自主研究开发技术创新体系 （国内专业技术人才团队，国际一流研发与工艺技术支持,5、宇阳的技术基础,5、宇阳的技术创新与发展,BME微型MLCC材料体系与产品结构设计 （价格低廉的

12、镍、铜等贱金属电极材料） 亚微米超细材料分散与相关工艺技术 （纳米材料技术的前沿） 还原性气氛烧结工艺 （ MLCC产品质优价廉的技术保证） 高频高Q高压MLCC材料体系与结构设计,产品微观分析与性能评估,经对比测试宇阳BME微型MLCC与国际著名企业产品水平相当。 宇阳公司产品技术标准符合ANSI/EIA-198-E-1997、JIS-C-6429、 GB/T9324、IEC60384-10要求 。 经中国电子产品可靠性与环境试验研究所质量检测中心鉴定检验合格，产品性能达到国际先进水平,0402 BME微型MLCC于2002年10月通过技术鉴定，填补国内空白，属国内首创。 国家高技术产业化示范工程项目0402微型片式多层陶瓷电容器于2004年3月通过验收，在国内率先实现规模化量产。 高频/微波MLCC材料体系与产品结构设计技术，成功用于移动通信产品。 2004-2007年大容量MLCC研发成功并投产。 2008年0201超微型MLCC通过技术鉴定，填补国内空白，属国内首创,宇阳的技术创新与发展,采用当今国际最先进BME结合亚微米技术开发成功 高容量微型MLCC： 0402X5R104-105，0603X5R105-225； 040