片式叠层陶瓷电容器(MLCC)
片式多层陶瓷电容器使用规范
此规格书适用于下列规格的片式多层陶瓷电容器（英文缩写 MLCC）：
C0603NPO301J500NT
2. 产品的型号规格：
C 0603 ┬┬ ①①
NPO ┬ ③
301 J ┬┬ ④④
500 N T ┬ ┬┬ ⑥⑦⑧
① C:
表示片式多层陶瓷电容器；
① 0603: 表示产品的尺寸规格；
③ NPO: 表示介质的温度特性；
1
3. 技术规格和试验方法：
3.1 外观：
3.1.1 要求: 瓷体和端电极无明显伤痕。 3.1.2 试验方法: 在 10 倍显微镜下目测。
3.2 尺寸规格：
3.2.1 要求: 产品的外形和尺寸应符合图 1 及表 1 的要求。 3.2.2 试验方法：使用精度不低于 0.01 mm 的量具测量。
3.3 工作环境：
外观: 无可见损伤。 容量变化:
NP0(C0G、C0H)： ∆C/C≤±5%
损耗角正切 (tgδ):
NP0(C0G、C0H)： tgδ≤20×10-4
绝缘电阻 (Ri):
NP0(C0G、C0H)： Ri≥2500MΩ
外观: 无可见损伤。 容量变化:
NP0(C0G、C0H)： ∆C/C≤±7.5%
损耗角正切(tgδ):
4. 包装、运输、贮存： 4.1 包装：
4.1.1 包装类型： 带式包装（标准载带圆盘包装）。
标准编带包装每盘： 0603 产品为 4,000 粒。 第一次包装：每 5 盘装入 1 纸盒（0603 产品共计 20,000 粒） 第二次包装：将第一次包装好的包装盒装入纸质包装箱，每个纸箱最多装 12 盒（0603 产品总计 240,000 粒），箱内剩余空隙部位用轻质辅材填满。 以上包装形式亦可根据用户需要包装。
什么是多层片式瓷介电容器((MLCC)
什么是多层片式瓷介电容器((MLCC)
多层瓷介电容器(MLCC)---简称片式电容器,是由印好电极（内电极）的陶
瓷介质膜片以错位的方式叠合起来，经过一次性高温烧结形成陶瓷芯片，再在
芯片的两端封上金属层（外电极），从而形成一个类似独石的结构体，故也叫
独石电容器。
片式电容器除有电容器“隔直通交”的通性特点外，其还有体积小，比容大，寿命长，可靠性高，适合表面安装等特点。
•随着世界电子行业的飞速发展，作为电子行业的基础元件，片式电容器也以惊人的速度向前发展，•
每年以10%～15%的速度递增。
目前，世界片式电容的需求量在2000 亿支以上，70%出自日本，其次是欧美和东南亚（含中国）。
随着片容产品可靠性和集成度的提高，其使用的范围越来越广，•广泛地应用于各种军民用电子整机和电子设备。
如电脑、电话、程控交换机、精密的测试仪器、雷达通信等。
片式电容器的基本结构简单的平行板电容器的基本结构是由一个绝缘的中间
介质层加外两个导电的金属电极，基本结构如下：
因此，多层片式陶瓷电容器的结构主要包括三大部分：陶瓷介质，金属内电极，金属外电极。
而多层片式陶瓷电容器它是一个多层叠合的结构，简单地说
它是由多个简单平行板电容器的并联体。
图3-实物结构图
片式电容的发展趋势
为了满足电子整机不断向小型化、大容量化、•高可靠性和低成本的方向发展。
多层片式电容器也随之迅速向前发展：种类不断增加，•体积不断缩小，性能不断提高，技术不断进步，材料不断更新，•轻薄短小系列产品已趋向于。
片式叠层陶瓷电容的容量计算公式
片式叠层陶瓷电容的容量计算公式片式叠层陶瓷电容器（MLCC），简称片式叠层电容器（或进一步简称为CBB大电容贴片电容器），是由印好电极（内电极）的陶瓷介质膜片以错位的方式叠合起来，经过一次性高温烧结形成陶瓷芯片，再在芯片的两端封上金属层（外电极），从而形成一个类似独石的结构体，故也叫独石电容器，片式叠层陶瓷电容器是一个多层叠合的结构，其实质是由多个简单平行板电容器的并联体。
因此，该电容器的电容量计算公式为：C=NKA／t式中，C为电容量；N为电极层数；K为介电常数（俗称K值）；A为相对电极覆盖面积；t为电极间距（介质厚度）。
由此式可见，为了实现片式叠层陶瓷电容器大容量和小体积的要求。
只要增大N （增加层数）便可增大电容量。
当然采用高K值材料（降低稳定性能）、增加A（增大体积）和减小t（降低电压耐受能力）也是可以采取的办法。
这里特别说一说介电常数K值，它取决于电容器中填充介质的陶瓷材料。
电容器使用的环境温度、工作电压和频率、以及工作的时间（长期工作的稳定性）等对不同的介质会有不同的影响，通常介电常数（K值）越大，稳定性、可靠性和耐用性能越差。
常用的陶瓷介质的主要成分是MgTiO3、CaTiO3、SrTiO3和TiO2再加入适量的稀土类氧化物等配制而成。
其特点是介质系数较大、介质损耗低、温度系数小、环境温度适用范围广和高频特性好，用在要求较高的场合（I类瓷介电容器）中。
另一类是低频高介材料称为强介铁电陶瓷，常用作Ⅱ类瓷介电容器的介质，一般以BaTiO3为主体的铁电陶瓷，其特点是介电系数特别高，达到数千，甚至上万；但是介电系数随温度呈非线性变化，介电常数随施加的外电场也有非线性关系。
贴片电容器目前最常用的多层陶瓷电容器介质有三个类型：COG或NPO是超稳定材料，K值为10～100；X7R是较稳定的材料，K值为2000～4000；Y5V或Z5U为一般用途的材料，K 值为5000～25000。
在我国的标准里则分为I类陶瓷（CC4和CC41）及Ⅱ类陶瓷（CT4和CT41）两种。
片式叠层陶瓷电容器(MLCC)
片式电容器(MLCC)
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MLCC的制造工艺
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陶瓷介质薄膜制作-配料
陶瓷介质薄膜制备方法应用最多的是流延 法。在流延前，需将陶瓷材料与黏合剂、 有机溶剂、分散剂等按一定比例混合在一 起，通过球磨等方式使之混合均匀，形成 具有一定流动性的陶瓷浆料，这个过程叫 配料。这是制造MLCC的第一步，也是极 为关键的一步。
38
内电极剖面SEM
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内电极制作-叠层
将印刷好内电极图形的陶瓷介质膜片按产品设计 要求，借助于膜片本身的黏性和叠层机的压力将 膜片叠在一起形成一个整体，简称电极巴块。
40
电容芯片制作-层压
目的：提高烧结后瓷体的致密性
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电容芯片制作-切割
切割是将产品切割成设计尺寸大小的一粒粒 芯片的过程。切割方式有直刀式和圆刀式
MLCC的结构
Cu/Ag引出层，Ni热阻挡层，Sn可焊层
7
MLCC剖面的SEM
8
MLCC的分类-按温度特性分类
第Ⅰ类: 温度补偿型固定电容器，包括通 用型高频CG、CH电容器和温度补偿型 高频HG、LG、PH、RH、SH、TH、 UJ、SL电容器; 第Ⅱ类 :固定电容器，一般有X7R、X5R 以及Y5V、Z5U温度特性系列。
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MLCC不同尺寸规格
尺寸规格
长×宽 (英寸) 长×宽 (毫米)
0402 0603 0805
0.08× 0.05
1206
0.12× 0.06 3.20× 1.60
1808
0.18× 0.08 4.50× 2.00
2225
0.22× 0.25 5.70× 6.30
0.04× 0.06× 0.02 0.03
片式多层陶瓷电容器简介介绍
应用领域
通信设备
用于信号处理、滤波、去耦等电路中，提高 信号质量。
汽车电子
用于汽车发动机控制、安全气囊等汽车电子 系统中。
消费电子
广泛用于智能手机、平板电脑、数码相机等 电子产品中。
工业控制
用于工业自动化设备、电机驱动控制等电路 中。
02
片式多层陶瓷电容器的制造工 艺
片式多层陶瓷电容器的制造工艺
智能化与自动化
随着智能化和自动化技术的不断 发展，片式多层陶瓷电容器的生 产工艺也在不断改进，提高生产 效率和产品质量。
技术挑战与解决方案
技术挑战
片式多层陶瓷电容器的技术挑战主要 包括提高性能、减小体积、降低成本 等方面。
解决方案
针对这些挑战，企业可以通过研发新 材料、优化生产工艺、提高生产效率 等方式来应对。同时，加强与高校、 科研机构的合作也是解决技术难题的 重要途径。
它利用陶瓷介质的高介电常数特性，实现小型化、高容量的电容器。
特性
高容值
由于采用多层叠加结构，片式 多层陶瓷电容器的容值较高。
小型化
体积小巧，有利于电子设备的 小型化和集成化。
高频特性好
具有较低的等效串联电阻（ESR ）和等效串联电感（ESL），适 用于高频电路。
可靠性高
经过严格的质量控制和可靠性 测试，具有较长的使用寿命。
• 片式多层陶瓷电容器（MLCC）是一种电子元件，广泛应用于各类电子设备中，具有小型化、高性能、高可靠性的特点。 MLCC由多层陶瓷介质和金属电极叠合而成，具有高介电常数、低损耗、温度稳定性好等优点。
03
片式多层陶瓷电容器的性能参 数
片式多层陶瓷电容器的性能参数
• 片式多层陶瓷电容器（MLCC）是一种电子元件，广泛应 用于各类电子设备中，作为微型、高精度、高可靠性的电 容元件。它由多层陶瓷介质和金属电极叠加而成，具有体 积小、容量大、成本低、一致性好等优点。
MLCC资料1
什么是MLCC：MLCC是片式多层陶瓷电容器英文缩写.(Multi-layer ceramic capacitors) 目前在便携产品中广泛应用的片式多层陶瓷电容器(MLCC)材料根据温度特性，主要可分为两大类：BME化的C0G产品和LOW ESR选材的X7R(X5R)产品。
C0G类MLCC的容量多在1000pF以下，该类电容器低功耗涉及的主要性能指标是损耗角正切值tanδ(DF)。
传统的贵金属电极(NME)的C0G产品DF值范围是(2.0～8.0)×10-4，而技术创新型贱金属电极(BME)的C0G产品DF值范围为(1.0～2.5)×10-4，约是前者的(31～50)%。
该类产品在载有T/R 模块电路的GSM、CDMA、无绳电话、蓝牙、GPS系统中低功耗特性较为显著。
X7R(X5R)类MLCC的容量主要集中在1000pF以上，该类电容器低功耗主要涉及的性能指标是等效串联电阻(ESR)。
MLCC的应用及功能特性多层片式陶瓷电容器(MLCC)是一种量大面广的重要电子元器件，广泛用于电子信息产品的各种表面贴装电路中。
大容量、薄层化、低成本、高可靠等是MLCC发展的主要方向。
MLCC是陶瓷介质材料、相关辅助材料以及精细制备工艺相结合的高技术产品。
陶瓷介质材料是影响MLCC诸多性能的关键因素。
钛酸钡铁电陶瓷是MLCC的主流材料。
它在居里点附近虽然有较高的介电常数，但其温度变化率也较大。
温度稳定型X7R MLCC是一种有广泛而重要用途的片式元件。
如何保证高介电常数与低容温变化率兼优是一个技术难题。
研究结果表明:通过添加物复合掺杂，控制烧结过程以形成化学成分不均匀的“芯(铁电相)-壳(顺电相)”结构，所制备的钛酸钡基X7R502 MLCC材料的室温介电常数可达5000左右，室温介电损耗小于1%，电阻率为1011Ω•m。
，击穿场强高于5 kV/mm，容温变化率小于或等于士10%。
它为制备军用高可靠大容量X7R MLCC提供了关键新材料。
mlcc(片层陶瓷电容)
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中国MLCC (片式多层陶瓷电容器)的发展史
多层陶瓷电容器(MLC)的起源可以追溯到二战期间玻璃釉电容器的诞生。由于性能优异的高频电容器与大功率发射电容器对云母介质的需求巨大，而云母矿产资源稀缺以及战争的影响，美国陆军通信部门资助DupONt公司陶瓷实验室开展了喷涂玻璃釉介质和丝网印刷银电极经叠层后共烧，再烧附端电极的独石化(Monolithic)工艺研究，并获得多项技术专利。经介质配方改进提高介电常数和降低损耗，玻璃釉电容器已完全可以取代云母电容器。
2.MLCC多次洗牌
经历了多次洗牌，日系企业仍然占据市场领先地位。
20世纪90年代中后期，日系大型MLCC制造企业全面抢滩中国市场，先后建立北京村田、无锡村田、上海京瓷、东莞太阳诱电、东莞TDK等合资或独资企业。在这期间，克服了困扰十余年的可靠性缺陷，以贱金属电极(BME)核心技术为基础的低成本MLCC开始进入商业实用化。以天津三星电机为代表的韩资企业也开始成为一支新兴力量。
新旧世纪之交，飞利浦在产业顶峰放弃并出让被动元件事业部，拉开了中国台湾岛内MLCC业界全面普及BME技术的序幕。国巨、华新、达方、天扬等台系企业的全面崛起，彻底打破了日系企业在BME制造技术的垄断，高性价比MLCC为IT与A&V产业的技术升级和低成本化作出了重大贡献。同时，台系企业开始将从后至前的各道工序制程不断向大陆工厂转移。
3.中国大陆MLCC技术获突破
大陆电容器产业现已基本实现了MLCC主流产品本地化供应局面。
在MLCC发展进程中，需特别强调的是我国大陆科技工作者的历史贡献。在二战后，前苏联研制出的与美国类似的玻璃釉电容器技术传入我国大陆，形成了一定的生产规模。为进一步改进性能，扩大产能，20世纪60年代中国大陆产业界开始尝试用陶瓷介质进行轧膜成型、印刷叠压工艺制造独石结构的瓷介电容器。为适应多层共烧工艺要求，采用传统陶瓷电容器介质材料于1300℃以上高温烧结需采用Au-Pd-Pt三元贵金属电极系统，因成本太高，仅能维持极少量军品需求。以原电子工业部7所、715厂、华南工学院等单位为龙头的若干单位，先后于1967年和1969年完成了900℃左右低温烧结的2类和1类独石瓷介电容器的研制。前者以Smolenskii首先提出的Pb(Mg1/3Nb2/3)O3为主晶相。后者包括MgO-Bi2O3-Nb2O5和ZnO-Bi2O3-Nb2O5系，以及高介大温度系数Pb(Mg1/2W1/2)O3系统。上述系统在我国大陆实现工业化生产达20年。
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MLCC国外发展史
早期的陶瓷电容器市场中，圆片陶瓷介质 电容器一直是主流产品；
20世纪六七十年代以后，MLCC产品逐渐 取代圆片陶瓷介质电容器产品成为市场主 流；(内电极技术、SMT)
20世纪九十年代至21世纪初，是MLCC行 业大发展的时期。（BME、小型、高容）
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MLCC国内发展史（续）
10
国标与EIA标准
如美国EIA标准的Y5V瓷料、Z5U瓷料 、 X7R瓷料电容器瓷料分别对应国标 GB/T5596-1996标准的2F4瓷料、2E4瓷 料、 ZX1瓷料，其Tc值分别对应： +22%～-82%、+22%～-56%、±15%， 这是目前在低频MLCC领域使用最为广 泛的三种低频温度特性类别电容器瓷料。
第一号 X
Y
Z
-55 -30 +10
第二号 2
4
5
6
7
+45 +65 +85 +105 +125
EI
A 第三号
E
F
P
R
T
U
V
±4.7 %
±7.5 %
±10%
±15 %
+22- +22- +2233% 56% 82%
1～ 2为工作温度范围，3为容量变化率。如X7R表示为当 温度在-55℃～ +125℃时其容量变 化为15%
12Βιβλιοθήκη 13MLCC不同尺寸规格
尺寸规格 0402 0603 0805 1206 1808 2225
长×宽 0.04× 0.06× 0.08× 0.12× 0.18× 0.22× (英寸) 0.02 0.03 0.05 0.06 0.08 0.25
长×宽 1.0×0. 1.6×0. 2.00× 3.20× 4.50× 5.70×
(毫米)
50
80 1.25 1.60 2.00 6.30
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MLCC的分类-按额定工作电压分类
MLCC产品额定工作电压很多，有3.9V、6.3V、 10V、16V、25V、50V、100V、200V、250V、 500V、630V、1kV、2kV、3kV、4kV、5kV等， 其中最常见的为50V。小于50V的多为高层数、 大容量产品，习惯上将100V以及100V以上产品 称为中高压MLCC产品，而630V以上的则被称 为高压MLCC产品。
2
MLCC简介（续）
它是电子信息产业最为核心的电子元件之一，除 具有一般瓷介电容器的优点外，还具有体积小、 容量大、机械强度高、耐湿性好、内感小、高频 特性好、可靠性高等一系列优点，并且可制成不 同容量温度系数、不同结构形式的片形、管形、 穿心形及高压的小型独石电容器。
各种类型独石电容器被作为外贴元件广泛地应用 于混合集成电路和其他小型化、可靠性要求高的 电子设备中。其技术质量水平的高低对于一个国 家的电子信息产业的制造水平有着重大的影响。
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MLCC的分类-按尺寸分类
按MLCC的外形尺寸，一般可分为0201、 0402、0603、0805、1206、1210、1808、 1812、2225、3035等规格，前两位数表 示MLCC的长度，后两位表示MLCC的 宽度，单位为英寸，如0402规格，表示 长度为0.04英寸，宽度为0.02英寸。
20世纪90年代中后期，日资MLCC企业先后设立了 北京村田、上海京瓷、东莞太阳诱电等合资与独资 企业，以天津三星电机为代表的韩资企业也开始成 为一支新型力量。这一阶段，BME核心技术为基 础的低成本MLCC开始进入商业实用化阶段。
21世纪初，台湾MLCC全面普及BME技术。国巨、 华新、达方等台资企业全面崛起，彻底打破了日资 企业在BME制造技术的垄断。同时，风华、宇阳 及三环这三家国内元器件企业也相继完成了BME 技术的改造和产业化，成为MLCC主流产品本地化 制造供应源。
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MLCC的市场及应用领域
MLCC以其在电性能、可靠性方面的卓越表现 替代了越来越多的铝电解电容器、钽电解电容 器、圆片瓷介电容器的市场，已在电容器市场 尽显霸主风采。
目前全世界MLCC的年销售量已达10000亿只 左右，国内需求量已经达到3000亿只。
广泛应用于家电、手机、电脑、军工、航天等 电子信息类领域 。
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片式电容器(MLCC)
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MLCC的制造工艺
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陶瓷介质薄膜制作-配料
陶瓷介质薄膜制备方法应用最多的是流延 法。在流延前，需将陶瓷材料与黏合剂、 有机溶剂、分散剂等按一定比例混合在一 起，通过球磨等方式使之混合均匀，形成 具有一定流动性的陶瓷浆料，这个过程叫 配料。这是制造MLCC的第一步，也是极 为关键的一步。
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MLCC的结构
Cu/Ag引出层，Ni热阻挡层，Sn可焊层
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MLCC剖面的SEM
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MLCC的分类-按温度特性分类
第Ⅰ类: 温度补偿型固定电容器，包括通 用型高频CG、CH电容器和温度补偿型 高频HG、LG、PH、RH、SH、TH、 UJ、SL电容器;
第Ⅱ类 :固定电容器，一般有X7R、X5R 以及Y5V、Z5U温度特性系列。
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配料-瓷浆中各种组分的作用
陶瓷粉的常见种类 : 高频低介电常数陶瓷材料：NPO 低频中介电常数陶瓷材料：X7R 低频高介电常数陶瓷材料：Y5V
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配料-瓷浆中各种组分的作用
黏合剂
黏合剂的作用: 增塑，改善粘度以方便流 延成型
黏合剂的种类：有溶剂型和水基型黏合 剂。由于溶剂型比水基型易于工艺控制， 目前国内外的MLCC厂家大部分使用溶 剂型黏合剂
片式叠层陶瓷电容器(MLCC)
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MLCC简介
片式叠层陶瓷介质电容器（Multi-layers Ceramic Capacitor, 缩写为MLCC），俗 称独石电容器，是陶瓷电容器中的一个 重要部分。
MLCC结构类似于并联叠式的瓷介电容 器，其特点是将涂有金属电极的瓷介坯 体与电极同时烧结成一个整体，这种结 构称为独石结构，故有独石电容器之称。
X7R、X5R系列具有较高的介电常数，容量比Ⅰ类电容器高，具有较稳定的温度特性
Y5V类介质材料是所有电容器中介电常数最大的电容器，但其容量稳定性较差，对 温度、电压等条件较敏感，适用于要求大容量、温度变化不大的电路中
Z5U类介质材料，其温度特性介于X7R和Y5V之间
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美国电子工业协会对电容温度特性 的规定（ EIA RS-198D标准）