電容器基礎知識及應用介紹課件

1、電容器基礎知識及應用介紹深圳市宇陽科技發(fā)展有限公司內(nèi)容提要1.電容的基礎知識2.電容的分類及特點3.MLCC的基礎知識4.MLCC的發(fā)展趨勢5.電容在電路中的作用6.MLCC的應用7.宇陽的技術創(chuàng)新1.電容的基礎知識1）概念：能存儲電荷的容器。電容器基本模型是一種中間被電介質(zhì)材料隔開的的雙層導體電極所構成的單片器件。這種介質(zhì)必須是純絕緣材料。電容器常用的介質(zhì)材料有空氣、天然介質(zhì)、合成材料。電容器所用陶瓷介質(zhì)是以鈦酸鹽為主要成份。通交隔直在充電或放電的過程中，兩極板上的電荷有積累過程，或者說極板上的電壓有建立過程，因此電容器上的電壓不能突變2）電容器兩個重要的特性2.電容器的分類及特點1）電容器

2、的分類陶瓷介質(zhì)類（1、2、3類）有機薄膜類（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）電解類：鉭、鋁電解液、有機半導體絡合鹽TCNQ、導電聚合物陰極聚吡咯（PPY）聚噻吩（PTN）其他類（云母、云母紙、空氣）2）各類電容器的特點MLCC（1類）-微型化、高頻化、超低損耗、低ESR、高穩(wěn)定、高耐壓、高絕緣、高可靠、無極性、低容值、低成本、耐高溫MLCC（2類）-微型化、高比容、中高壓、無極性、高可靠、耐高溫、低ESR、低成本鉭電解電容器-高容值、低絕緣、有極性、低耐壓、高成本鋁電解電容器-超高容值、漏電流大、有極性有機薄膜電容器-中容值、高耐壓、

3、低損耗、較穩(wěn)定、無極性、高成本、耐高溫性差3）各類電容器的市場份額 3.MLCC的基礎知識1）MLCC的概念： MLCC (Multi-Layer Ceramic Chip Capacitor) 片式多層陶瓷電容器的英文縮寫2）MLCC內(nèi)部結構示意圖3） MLCC制造工藝流程Final Inspection And TestingMain Key Control Of Quality為關鍵質(zhì)量控制點檢檢檢QC成 品 檢 驗配 料Mixing And Milling流 延印 刷疊 層CastingInspectingPrintingStackingInspectingLamination切 割排

4、 膠燒 結封 端燒 端端 頭 處 理測 試編 帶CuttingFiringBurn outTumblingInspectingTermination DippingTerminaion FiringTermination PlatingSortingTape And ReelPackage包 裝倒 角層 壓MLCC工藝過程宇陽科技發(fā)展有限公司4）陶瓷介質(zhì)電容器的分類1類陶瓷介質(zhì)順電體，線性溫度系數(shù)，熱穩(wěn)定型或熱補償型 2類陶瓷介質(zhì)鐵電體，非線性溫度特性，高比體積電容，小型化、微型化3類陶瓷介質(zhì)阻擋層或晶界層型陶瓷 ，單層型圓片電容器介質(zhì)附1）1類瓷的標志代碼（ ANSI/EIA - 198-E

5、）(a)電容量溫度系數(shù)有效位數(shù)（ppm/）0.00.30.80.91.01.52.23.34.77.5 (b)(a)行有效數(shù)字母代碼CBLAMPRSTU(c)對(a)行適用的倍數(shù)-1.0-10-100-1000-10000+1+10+100+1000+10000(d)(c)行倍數(shù)的數(shù)字代碼0123456789(e)溫度系數(shù)允許偏差306012025050010002500(f)(e)行允許偏差字符代碼GHJKLMN1類陶瓷介質(zhì)溫度系數(shù)EIA代碼(簡碼) 溫度系數(shù)及其允許偏差C0G （NP0） 0 ppm/30 ppm/R2G (N220) -220 ppm/30 ppm/ U2J (N750)

6、 -750 ppm/120ppm/T3K(N4700) -4700 ppm/250ppm/M7G(P100) +100 ppm/30 ppm/附2：2類瓷的標志代碼（ ANSI/EIA -198-E）(a)下限類別溫度/(b)（a）行的字母代碼(c)上限類別溫度/(d)（c）行的數(shù)字代碼(e)在整個溫度范圍內(nèi)C/C極大值%(a)（e）行的字母代碼+10-30-55ZYX+45+65+85+105+125+150+20024567891.01.52.23.34.77.510.015.022.0+22/-33+22/-56+22/-82ABCDEFPRSTUV2類陶瓷介質(zhì)的溫度特性X7R:C/C1

7、5%， (-55125)X5R:C/C15%， (-5585)Z5U:C/C+22-56%， (+10+85)Y5V:C/C+22-82%，(-30+85)4.MLCC的發(fā)展趨勢MLCC率先實現(xiàn)片式化，適應SMT技術需求MLCC(C0G,X7R)大量取代有機電容器MLCC(C0G)大量取代云母電容器MLCC(X7R,Y5V)部分取代鉭電解和鋁電解電容器MLCC國際間產(chǎn)業(yè)結構重組與變化MLCC 產(chǎn)銷全面進入0402時代。0402主體容量段：1R0-101-104。以日本企業(yè)為主導。產(chǎn)銷量高。0603主體容量段：1R0-101-104。產(chǎn)銷量高，單價低。韓國、中國大陸與臺灣企業(yè)全面推進。日本企業(yè)逐

8、步放棄。大容量105-107容量段：產(chǎn)銷量適中，單價高。日本企業(yè)明顯優(yōu)勢。2000-2019全球MLCC產(chǎn)能和需求發(fā)展及預測 billionsMLCC尺寸微型化發(fā)展趨勢 MLCC全球供應商產(chǎn)能分布情況 5.電容在電路中的作用濾波耦合去耦旁路諧振時間常數(shù)（定時）補償1.名詞解釋-濾波并接在電路正負極之間，把電路中無用的交流去掉，一般采用大容量電解電容，也有采用其他固定電容器的。（將整流后的單向脈動電流中的交流分量濾支，使單向脈動電流變成平滑的直流電流。）實例：整流濾波電路（方框圖）在電源濾波電路中要求濾波電容的容值較大，ESR較小，以確保充電時能儲存更多的電荷，在放電時減少電容自身對電能的損耗。

9、產(chǎn)品要求較高時應選用X7R、X5R產(chǎn)品。 橋式整流電容濾波電路原理圖au1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC+2.名詞解釋-耦合、退耦：耦合：連接于信號源和信號處理電路或兩級放大器之前，用以隔斷直流電，讓交流或脈動信號通過，使相鄰的放大器直流工作點互不影響。（廣義的理解：信號之間的傳遞）退耦：并接于電路和正負極之間，可防止電路通過電源內(nèi)阻形成的正反饋通路而引起的寄生振蕩。（消除或減輕兩個或兩個以上電路間在某方面的相互影響的方法稱為退耦。） 實例：耦合、退耦電路偶合電容與退偶電容的選擇偶合電容選擇要點 對容值精度有一定的要求，對電容損耗要求較高。 可根據(jù)使用的容量選用C0G、X7R或X5R產(chǎn)

10、品。退偶電容選擇要點 容值較高，對損耗值及其它性能要求不高，可選用X5R或Y5V材料的大容量產(chǎn)品。3.名詞解釋-旁路電容并接在電阻兩端或由某點直接跨接至共用電位為交直流信號中的交流或脈動信號設置一條通路，避免交流成分在通過電阻時產(chǎn)生壓降。實例：旁路濾波電路（電路圖）旁路電容的選擇用于濾除前端信號中的高頻雜波，容值不大，對電容損耗有一定要求，可根據(jù)電路頻率選擇COG或X7R產(chǎn)品。4.名詞解釋-諧振 當接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波的頻率相同時，接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強。 這種現(xiàn)象就叫做電諧振實例：諧振電路-晶振式發(fā)射機電路 諧振電容的選擇對容值精度、電容損耗、ESR以及電容的穩(wěn)定性要求很

11、高，應根據(jù)電路頻率選用容值精度高、高頻特性好、ESR小的C0G產(chǎn)品5）時間常數(shù)在RC定時電路中與電阻R串聯(lián)共同決定時間長短的電容。最常見的RC定時電路為微分電路和積分電路。 實例1：微分電路 從電路結構看，微分電路與耦合電路相似甚至相同 如果用電路的時間常數(shù)RC與所通過的信號周期相比較，如果RC遠小于T則為微分電路，反之為耦合電路 。微分電路形式對容值精度及穩(wěn)定性要求較高，應該選用C0G、X7R或X5R產(chǎn)品。實例2：積分電路 積分電路與退耦電路，低通濾波器相似或者同。 當RC遠大于信號周期T時，且信號為脈沖信號時，此電路即為積分電路。積分電路形式6)名詞解釋-補償電容：因為采用的揚聲器是感性負

12、載，為了使放大器的負載接近純電阻，在功放的輸出端對地一般都有電阻和電容串聯(lián)的補償電路，其電阻的阻值和揚聲器的標稱阻抗相當，電容的取值為0.1UF-0.22UF 5.MLCC的應用微型化便攜式信息與通信終端的小型化、輕量化。包括移動電話、筆記本電腦 、W-LAN 、MP3、數(shù)碼相機、攝像機等。高品質(zhì)、低成本化賤金屬電極材料（BME）技術。質(zhì)優(yōu)價廉的計算機、通信及數(shù)字視聽A&V產(chǎn)品迅速普及。高頻/高壓化高可靠、片式化、高Q值、耐高壓。適用于RF模塊，CRT與主板電源濾波，LCD背光。1）移動通信產(chǎn)品的需求特點GSM、CDMA蜂窩移動電話小型輕量化，要求微型化。GSM/DCS、CDMA/3G、BLU

13、ETOOTH、PHS、ISM等制式RF資源擴展。 900MHZ/1.8GHZ/1.9GHZ/2.4GHZ/5.8GHZRF電路對Q值、ESR、SRF等高頻特性要求較高。個人消費類產(chǎn)品，溫度特性要求一般。諧振回路、時間常數(shù)電路對溫度特性要求較高。便攜式產(chǎn)品二次電源低功耗要求低工作電壓、高Q值。2）IT行業(yè)產(chǎn)品的需求特點全數(shù)字化電路，多層PCB板普及，表面貼裝化。低頻電路。對Q值、ESR、SFR等高頻特性無特殊要求。通用/家用型終端產(chǎn)品。低電壓型電路，溫度特性要求一般。成本壓力較大。諧振回路對溫度穩(wěn)定性要求較高。便攜式終端產(chǎn)品對微型化要求較高。CRT/LCD顯示器對于高壓MLCC有強勁需求。3）A

14、&V產(chǎn)品的需求特點DVD類： MPEG-2/DTS解碼及伺服電路，低電壓、通用型。 家用型電器產(chǎn)品。溫度特性要求一般。 低頻電路。對Q值、ESR、SRF等高頻特性無特殊要求。 消費類電器產(chǎn)品。成本壓力大。LCD類： 背光電路。耐高壓、長距離跨裝配4）數(shù)字電視類產(chǎn)品的需求特點全數(shù)字化電路，多層PCB板普及，表面貼裝化。MPEG-2解碼編碼電路。低電壓、通用型。諧振回路對溫度穩(wěn)定性要求較高。RF調(diào)諧器/調(diào)制器要求高頻高Q，以及溫度補償特性。工作頻段LF/VHF/UHF7.宇陽的技術創(chuàng)新0402 BME微型MLCC于2019年10月通過技術鑒定，填補國內(nèi)空白，屬國內(nèi)首創(chuàng)。國家高技術產(chǎn)業(yè)化示范工程項目0402微型片式多層陶瓷電容器于2019年3月通過驗收，在國內(nèi)率先實現(xiàn)規(guī)?；慨a(chǎn)。經(jīng)中國電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗研究所質(zhì)量檢測中心鑒定檢驗合格，產(chǎn)品性能達到國際先進水平。產(chǎn)品微觀分析與性能評估經(jīng)對比測試宇陽BME微型MLCC與國際著名企業(yè)產(chǎn)品水平相當。宇陽公司產(chǎn)品技術標準符