電容器基礎(chǔ)知識(shí)及應(yīng)用介紹課件

1、電容器基礎(chǔ)知識(shí)及應(yīng)用介紹深圳市宇陽(yáng)科技發(fā)展有限公司內(nèi)容提要1.電容的基礎(chǔ)知識(shí)2.電容的分類及特點(diǎn)3.MLCC的基礎(chǔ)知識(shí)4.MLCC的發(fā)展趨勢(shì)5.電容在電路中的作用6.MLCC的應(yīng)用7.宇陽(yáng)的技術(shù)創(chuàng)新1.電容的基礎(chǔ)知識(shí)1）概念：能存儲(chǔ)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(kāi)的的雙層導(dǎo)體電極所構(gòu)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(guò)程中，兩極板上的電荷有積累過(guò)程，或者說(shuō)極板上的電壓有建立過(guò)程，因此電容器上的電壓不能突變2）電容器兩個(gè)重要的特性2.電容器的分類及特點(diǎn)1）電容器

2、的分類陶瓷介質(zhì)類（1、2、3類）有機(jī)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(jī)半導(dǎo)體絡(luò)合鹽TCNQ、導(dǎo)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(diǎn)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(wú)極性、低容值、低成本、耐高溫MLCC（2類）-微型化、高比容、中高壓、無(wú)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(jī)薄膜電容器-中容值、高耐壓、

3、低損耗、較穩(wěn)定、無(wú)極性、高成本、耐高溫性差3）各類電容器的市場(chǎng)份額 3.MLCC的基礎(chǔ)知識(shí)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(jié)構(gòu)示意圖3） MLCC制造工藝流程Final Inspection And TestingMain Key Control Of Quality為關(guān)鍵質(zhì)量控制點(diǎn)檢檢檢QC成 品 檢 驗(yàn)配 料Mixing And Milling流 延印 刷疊 層CastingInspectingPrintingStackingInspectingLamination切 割排

4、 膠燒 結(jié)封 端燒 端端 頭 處 理測(cè) 試編 帶CuttingFiringBurn outTumblingInspectingTermination DippingTerminaion FiringTermination PlatingSortingTape And ReelPackage包 裝倒 角層 壓MLCC工藝過(guò)程宇陽(yáng)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(bǔ)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(biāo)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(duì)(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(jiǎn)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(biāo)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(gè)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(shì)MLCC率先實(shí)現(xiàn)片式化，適應(yīng)SMT技術(shù)需求MLCC(C0G,X7R)大量取代有機(jī)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(guó)際間產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)重組與變化MLCC 產(chǎn)銷全面進(jìn)入0402時(shí)代。0402主體容量段：1R0-101-104。以日本企業(yè)為主導(dǎo)。產(chǎn)銷量高。0603主體容量段：1R0-101-104。產(chǎn)銷量高，單價(jià)低。韓國(guó)、中國(guó)大陸與臺(tái)灣企業(yè)全面推進(jìn)。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(jià)高。日本企業(yè)明顯優(yōu)勢(shì)。2000-2019全球MLCC產(chǎn)能和需求發(fā)展及預(yù)測(cè) billionsMLCC尺寸微型化發(fā)展趨勢(shì) MLCC全球供應(yīng)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(shí)間常數(shù)（定時(shí)）補(bǔ)償1.名詞解釋-濾波并接在電路正負(fù)極之間，把電路中無(wú)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(dòng)電流中的交流分量濾支，使單向脈動(dòng)電流變成平滑的直流電流。）實(shí)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(shí)能儲(chǔ)存更多的電荷，在放電時(shí)減少電容自身對(duì)電能的損耗。

9、產(chǎn)品要求較高時(shí)應(yīng)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(hào)源和信號(hào)處理電路或兩級(jí)放大器之前，用以隔斷直流電，讓交流或脈動(dòng)信號(hào)通過(guò)，使相鄰的放大器直流工作點(diǎn)互不影響。（廣義的理解：信號(hào)之間的傳遞）退耦：并接于電路和正負(fù)極之間，可防止電路通過(guò)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(gè)或兩個(gè)以上電路間在某方面的相互影響的方法稱為退耦。） 實(shí)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(diǎn) 對(duì)容值精度有一定的要求，對(duì)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(diǎn) 容值較高，對(duì)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(diǎn)直接跨接至共用電位為交直流信號(hào)中的交流或脈動(dòng)信號(hào)設(shè)置一條通路，避免交流成分在通過(guò)電阻時(shí)產(chǎn)生壓降。實(shí)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(hào)中的高頻雜波，容值不大，對(duì)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(dāng)接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波的頻率相同時(shí)，接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng)。 這種現(xiàn)象就叫做電諧振實(shí)例：諧振電路-晶振式發(fā)射機(jī)電路 諧振電容的選擇對(duì)容值精度、電容損耗、ESR以及電容的穩(wěn)定性要求很

11、高，應(yīng)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(shí)間常數(shù)在RC定時(shí)電路中與電阻R串聯(lián)共同決定時(shí)間長(zhǎng)短的電容。最常見(jiàn)的RC定時(shí)電路為微分電路和積分電路。 實(shí)例1：微分電路 從電路結(jié)構(gòu)看，微分電路與耦合電路相似甚至相同 如果用電路的時(shí)間常數(shù)RC與所通過(guò)的信號(hào)周期相比較，如果RC遠(yuǎn)小于T則為微分電路，反之為耦合電路 。微分電路形式對(duì)容值精度及穩(wěn)定性要求較高，應(yīng)該選用C0G、X7R或X5R產(chǎn)品。實(shí)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(dāng)RC遠(yuǎn)大于信號(hào)周期T時(shí)，且信號(hào)為脈沖信號(hào)時(shí)，此電路即為積分電路。積分電路形式6)名詞解釋-補(bǔ)償電容：因?yàn)椴捎玫膿P(yáng)聲器是感性負(fù)

12、載，為了使放大器的負(fù)載接近純電阻，在功放的輸出端對(duì)地一般都有電阻和電容串聯(lián)的補(bǔ)償電路，其電阻的阻值和揚(yáng)聲器的標(biāo)稱阻抗相當(dāng)，電容的取值為0.1UF-0.22UF 5.MLCC的應(yīng)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(dòng)電話、筆記本電腦 、W-LAN 、MP3、數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)等。高品質(zhì)、低成本化賤金屬電極材料（BME）技術(shù)。質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的計(jì)算機(jī)、通信及數(shù)字視聽(tīng)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(dòng)通信產(chǎn)品的需求特點(diǎn)GSM、CDMA蜂窩移動(dòng)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(kuò)展。 900MHZ/1.8GHZ/1.9GHZ/2.4GHZ/5.8GHZRF電路對(duì)Q值、ESR、SRF等高頻特性要求較高。個(gè)人消費(fèi)類產(chǎn)品，溫度特性要求一般。諧振回路、時(shí)間常數(shù)電路對(duì)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(diǎn)全數(shù)字化電路，多層PCB板普及，表面貼裝化。低頻電路。對(duì)Q值、ESR、SFR等高頻特性無(wú)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(duì)溫度穩(wěn)定性要求較高。便攜式終端產(chǎn)品對(duì)微型化要求較高。CRT/LCD顯示器對(duì)于高壓MLCC有強(qiáng)勁需求。3）A

14、&V產(chǎn)品的需求特點(diǎn)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(duì)Q值、ESR、SRF等高頻特性無(wú)特殊要求。 消費(fèi)類電器產(chǎn)品。成本壓力大。LCD類： 背光電路。耐高壓、長(zhǎng)距離跨裝配4）數(shù)字電視類產(chǎn)品的需求特點(diǎn)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(duì)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(bǔ)償特性。工作頻段LF/VHF/UHF7.宇陽(yáng)的技術(shù)創(chuàng)新0402 BME微型MLCC于2019年10月通過(guò)技術(shù)鑒定，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白，屬國(guó)內(nèi)首創(chuàng)。國(guó)家高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范工程項(xiàng)目0402微型片式多層陶瓷電容器于2019年3月通過(guò)驗(yàn)收，在國(guó)內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)規(guī)?；慨a(chǎn)。經(jīng)中國(guó)電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗(yàn)研究所質(zhì)量檢測(cè)中心鑒定檢驗(yàn)合格，產(chǎn)品性能達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。產(chǎn)品微觀分析與性能評(píng)估經(jīng)對(duì)比測(cè)試宇陽(yáng)BME微型MLCC與國(guó)際著名企業(yè)產(chǎn)品水平相當(dāng)。宇陽(yáng)公司產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)符