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MLCC电容常见知识

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带你认识MLCC电容!

一:电容的定义

所谓的电容其实就是两个相互靠近的导体,中间夹一层不导电的绝缘介质,构成了一个电容器。当电容器的两个极板之间加上电压时,电容器就会储存电荷。

MLCC电容定义

二:MLCC陶瓷电容物理结构

MLCC (Multi-layer Ceramic Capacitors)就是片式多层陶瓷电容器英文缩写。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-个类似独石的结构体,故也叫独石电容器。

MLCC电容物理结构

可以看到,内部电极通过-层层叠起来,来增大电容两极板的面积,从而增大电容量。陶瓷介质即为内部填充介质,不同的介质做成的电容器的特性不同,有容量大的,有温度特性好的,有频率特性好的等等,这也是为什么陶瓷电容有这么多种类的原因。

三:特点

由于独石电容属于陶瓷电容,因此它具有陶瓷电容的基本特性。独石电容电容量大(电容值可以做到1uF)、体积小、电容量比较稳定,温漂系数小、寿命长、等效直流电阻小、允许脉动电流大、可靠性高、高频阻抗低耐高温、绝缘性好、成本低等,但是独石电容制造复杂,比-般电容制造要求严格。

优点:无极性、价格便宜体积小,可以做到01005封装。容积率大,适合用在小型化的电子产品中。Class1类电容,温度特性好。绝缘电阻在数GΩ以上,漏电流很小

缺点容积率小,容量没有钽电容,铝电解电容大非Class1类电容,容值随温度变化较大。韧性差,挤压容易断裂。

四、电容制造流程

独石电容由于是多层片电容,在制造过程当中对无尘等环境要求苛刻,主要步骤有:

①瓷膜成型:这部分包含配料球磨以及流沿,将糊状浆体均匀涂在薄膜上面。

②印刷:将电极的材料按既定规则印刷到流沿后的糊状浆体上,目的是使电极错位。

③堆叠:将印刷好电极的流沿浆体块按照容值的不同叠加起来,形成了独石电容雏形。

④均压:对堆叠后的独石电容雏形体进行紧密结合。

⑤切割:将电容雏形切割成单体。

⑥去胶:采用高温方法去除原材料中的含的粘合剂。

⑦烧结:采用高温将陶瓷粉烧结成陶瓷材料并形成陶瓷颗粒。

五、MLCC常见问题

MLCC—多层片式陶瓷电容器,简称贴片电容,会引起噪声啸叫问题……

陶瓷介质是MLCC主要组成部分,电压作用下,电致伸缩不可避免。如电致伸缩强烈表现为压电效应,则会产生振动。

MLCC电常见问题


如上所示,X7R-MLCC两端加上大幅度变化电压后,BaTiO3陶瓷产生逆压电效应,MLCC形变振动并传递到PCB板上发生共振。当电压信号的频率在20Hz~20kHz人耳听觉范围内,则能听到电容在啸叫。

解决啸叫的对策降低MLCC电容器产生的可听噪声的方法有很多,所有解决方案都会增加成本。

改变电容器类型是最直接的方法,用顺电陶瓷电容、钽电容和薄膜电容等不具有压电效应的电容器替代。但需要考虑体积空间、可靠性和成本等问题。          

调整电路,将加在MLCC大的交变电压消除或者将其频率移出人耳听感频段(人耳最敏感音频为1KHz- -3KHz)。

注意PCB布局、PCB板规格, 帮助降低喊叫水平。

选用无噪声或低噪声的MLCC。

无噪/低噪声MLCC的设计目前针对ML CC的啸叫现象,设计解决措施有三种

(1) 加厚底部保护层由于保护层厚度部分是没有内电极的,这部分的BaTiO3陶瓷不会发生形变,当两端的焊锡高度不超过底保护层厚度,这时产生的形变对PCB影响要小,有效地降低噪声。

MLCC电容保护层


(2) 附加金属支架结构结构图如下,它采用金属支架把MLCC芯片架空

 MLCC电容金属框架

MLCC与PCB板隔空,把逆压电效应产生形变通过金属支架弹性缓冲,减少对PCB板的作用,有效的降低噪声。

(3)使用压电效应弱的介质材料设计制造通过对钛酸钡(BaTiO3) 进-步掺杂牺定的介电常数和温度特性,得到压电效应大大减弱的介质材料,用其制造的MLCC可有效的降低噪声。MLCC厂家,都有相应低噪材质的MLCC产品系列。

https://www.wjx.cn/jq/84863372.aspx