贴片电容 全称：多层(积层，叠层)片式陶瓷电容器，也称为贴片电容，片容。英文全称：Multi-layerceramiccapacitors。英文缩写：MLCC

　　贴片电容(多层片式陶瓷电容器)是目前用量比较大的常用元件，生产的贴片电容来讲有NPO、X7R、Z5U、Y5V等不同的规格，不同的规格有不同的用途。下面我们仅就常用的NPO、X7R、Z5U和Y5V来介绍一下它们的性能和应用以及采购中应注意的订货事项以引起大家的注意。不同的公司对于上述不同性能的电容器可能有不同的命名方法。

　　贴片电容的命名所包含的参数有贴片电容的尺寸、做这种贴片电容用的材质、要求达到的精度、要求的电压、要求的容量、端头的要求以及包装的要求。一般订购贴片电容需提供的参数要有尺寸的大小、要求的精度、电压的要求、容量值、以及要求的品牌即可。

　　贴片电容的命名：

　　0805CG102J500NT 0805：是指该贴片电容的尺寸套小，是用英寸来表示的08 表示长度是0.08 英寸、05 表示宽度为 0.05 英寸 CG ：是表示做这种电容要求用的材质，这个材质一般适合于做小于10000PF以下的电容，102 ：是指电容容量，前面两位是有效数字、后面的2 表示有多少个零102=10×100 也就是= 1000PF J：是要求电容的容量值达到的误差精度为5%，介质材料和误差精度是配对的 500：是要求电容承受的耐压为50V 同样500 前面两位是有效数字，后面是指有多少个零。 N：是指端头材料，现在一般的端头都是指三层电极(银/铜层)、镍、锡 T：是指包装方式，T 表示编带包装， 贴片电容的颜色，常规见得多的就是比纸板箱浅一点的黄，和青灰色，这在具体的生产过程中会有产生不同差异 贴片电容上面没有印字，这是和他的制作工艺有关(贴片电容是经过高温烧结面成，所以没办法在它的表面印字)，而贴片电阻是丝印而成(可以印刷标记)。

　　贴片电容有中高压贴片电容和普通贴片电容，系列电压有6.3V、10V、16V、25V、50V、100V、200V、500V、1000V、2000V、3000V、 4000V 贴片电容的尺寸表示法有两种，一种是英寸为单位来表示，一种是以毫米为单位来表示，贴片电容系列的型号有0201、0402、0603、0805、1206、1210、1812、2010、2225 等。 贴片电容的材料常规分为三种，NPO,X7R,Y5V。

　　NPO 此种材质电性能最稳定，几乎不随温度，电压和时间的变化而变化，适用于低损耗，稳定性要求要的高频电路。容量精度在5%左右，但选用这种材质只能做容量较小的，常规100PF 以下，100PF- 1000PF 也能生产但价格较高。

　　X7R 此种材质比NPO 稳定性差，但容量做的比NPO 的材料要高，容量精度在10%左右。

　　Y5V 此类介质的电容，其稳定性较差，容量偏差在20%左右，对温度电压较敏感，但这种材质能做到很高的容量，而且价格较低，适用于温度变化不大的电路中。

　　贴片电容的分类

　　一 NPO电容器

　　二 X7R电容器

　　三 Z5U电容器

　　四 Y5V电容器

　　区别：NPO、X7R、Z5U和Y5V的主要区别是它们的填充介质不同。在相同的体积下由于填充介质不同所组成的电容器的容量就不同，随之带来的电容器的介质损耗、容量稳定性等也就不同。所以在使用电容器时应根据电容器在电路中作用不同来选用不同的电容器。

　　NPO电容器

　　NPO是一种最常用的具有温度补偿特性的单片陶瓷电容器。它的填充介质是由铷、钐和一些其它稀有氧化物组成的。

　　NPO电容器是电容量和介质损耗最稳定的电容器之一。在温度从-55℃到 125℃时容量变化为0±30ppm/℃，电容量随频率的变化小于±0.3ΔC。NPO电容的漂移或滞后小于±0.05%，相对大于±2%的薄膜电容来说是可以忽略不计的。其典型的容量相对使用寿命的变化小于±0.1%。NPO电容器随封装形式不同其电容量和介质损耗随频率变化的特性也不同，大封装尺寸的要比小封装尺寸的频率特性好。下表给出了NPO电容器可选取的容量范围。

　　封装 DC=25V DC=50V

　　0805 0.5---1000pF 0.5---820pF

　　1206 0.5---1200pF 0.5---1800pF

　　1210 560---5600pF 560---2700pF

　　2225 1000pF---0.033μF 1000pF---0.018μF

　　NPO电容器适合用于振荡器、谐振器的槽路电容，以及高频电路中的耦合电容。

　　X7R电容器

　　X7R电容器被称为温度稳定型的陶瓷电容器。当温度在-55℃到 125℃时其容量变化为15%，需要注意的是此时电容器容量变化是非线性的。

　　X7R电容器的容量在不同的电压和频率条件下是不同的，它也随时间的变化而变化，大约每10年变化1%ΔC，表现为10年变化了约5%。

　　X7R电容器主要应用于要求不高的工业应用，而且当电压变化时其容量变化是可以接受的条件下。它的主要特点是在相同的体积下电容量可以做的比较大。下表给出了X7R电容器可选取的容量范围。

　　封 装 DC=50V DC=100V

　　0805 330pF---0.056μF 330pF---0.012μF

　　1206 1000pF---0.15μF 1000pF---0.047μF

　　1210 1000pF---0.22μF 1000pF---0.1μF

　　2225 0.01μF---1μF 0.01μF---0.56μF

　　Z5U电容器

　　Z5U电容器称为”通用”陶瓷单片电容器。这里首先需要考虑的是使用温度范围，对于Z5U电容器主要的是它的小尺寸和低成本。对于上述三种陶瓷单片电容起来说在相同的体积下Z5U电容器有最大的电容量。但它的电容量受环境和工作条件影响较大，它的老化率最大可达每10年下降5%。

　　尽管它的容量不稳定，由于它具有小体积、等效串联电感(ESL)和等效串联电阻(ESR)低、良好的频率响应，使其具有广泛的应用范围。尤其是在退耦电路的应用中。下表给出了Z5U电容器的取值范围。

　　封 装 DC=25V DC=50V

　　0805 0.01μF---0.12μF 0.01μF---0.1μF

　　1206 0.01μF---0.33μF 0.01μF---0.27μF

　　1210 0.01μF---0.68μF 0.01μF---0.47μF

　　2225 0.01μF---1μF 0.01μF---1μF

　　Z5U电容器的其他技术指标如下:

　　工作温度范围10℃ --- 85℃

　　温度特性 22% ---- -56%

　　介质损耗 最大 4%

　　Y5V电容器

　　Y5V电容器是一种有一定温度限制的通用电容器，在-30℃到85℃范围内其容量变化可达 22%到-82%。

　　Y5V的高介电常数允许在较小的物理尺寸下制造出高达4.7μF电容器。

　　Y5V电容器的取值范围如下表所示

　　封 装 DC=25V DC=50V

　　0805 0.01μF---0.39μF 0.01μF---0.1μF

　　1206 0.01μF---1μF 0.01μF---0.33μF

　　1210 0.1μF---1.5μF 0.01μF---0.47μF

　　2225 0.68μF---2.2μF 0.68μF---1.5μF

　　Y5V电容器的其他技术指标如下:

　　工作温度范围 -30℃ --- 85℃

　　温度特性 22% ---- -82%

　　介质损耗 最大 5%

　　贴片电容器命名方法可到AVX网站上找到。不同的公司命名方法可能略有不同。

　　MLCC电容选型

　　购买商品的一般决策逻辑是：能不能用，好不好用，耐不耐用，价格。其实这个逻辑也可以套用到MLCC的选型过程中：首先MLCC参数要满足电路要求，其次就是参数与介质是否能让系统工作在最佳状态;再次，来料MLCC是否存在不良品，可靠性如何;最后，价格是否有优势，供应商配合是否及时。许多设计工程师不重视无源元件，以为仅靠理论计算出参数就行，其实，MLCC的选型是个复杂的过程，并不是简单的满足参数就可以的。

　　不同介质性能决定了MLCC不同的应用

　　-C0G电容器具有高温度补偿特性，适合作旁路电容和耦合电容

　　-X7R电容器是温度稳定型陶瓷电容器，适合要求不高的工业应用

　　-Z5U电容器特点是小尺寸和低成本，尤其适合应用于去耦电路

　　-Y5V电容器温度特性最差，但容量大，可取代低容铝电解电容

　　MLCC常用的有C0G(NP0)、X7R、Z5U、Y5V等不同的介质规格，不同的规格有不同的特点和用途。C0G、X7R、Z5U和Y5V的主要区别是它们的填充介质不同。在相同的体积下由于填充介质不同所组成的电容器的容量就不同，随之带来的电容器的介质损耗、容量稳定性等也就不同，所以在使用电容器时应根据电容器在电路中作用不同来选用不同的电容器。

　　在采购和使用MLCC过程中应该注意哪些问题

　　MLCC(片状多层陶瓷电容)现在已经成为了电子电路最常用的元件之一。MLCC表面看来，非常简单，可是，很多情况下，设计工程师或生产、工艺人员对MLCC的认识却有不足的地方。以下谈谈MLCC选择及应用上的一些问题和注意事项。

　　MLCC虽然是比较简单的，但是，也是失效率相对较高的一种器件。失效率高，一方面是MLCC结构固有的可靠性问题，另外还有选型问题以及应用问题。

　　由于电容算是“简单”的器件，所以有的设计工程师由于不够重视，从而对MLCC的独有特性不了解。在理想化的情况下，电容选型时，主要考虑容量及耐压两个参数就够了。但是对于MLCC，仅仅考虑这两个参数是远远不够的。

　　MLCC的材质和其对应的特性

　　使用MLCC，不能不了解MLCC的不同材质和这些材质对应的性能。MLCC的材质有很多种，每种材质都有自身的独特性能特点。不了解这些，所选用的电容就很有可能满足不了电路要求。举例来说，MLCC常见的有C0G(也称NP0)材质，X7R材质，Y5V材质。C0G的工作温度范围和温度系数最好，在-55°C至+125°C的工作温度范围内时温度系数为0 ±30ppm/°C。X7R次之，在-55°C至+125°C的工作温度范围内时容量变化为±15%。Y5V的工作温度仅为-30°C至+85°C，在这个工作温度范围内时其容量变化可达-22%至+82%。当然，C0G、X7R、Y5V的成本也是依次减低的。在选型时，如果对工作温度和温度系数要求很低，可以考虑用Y5V的，但是一般情况下要用X7R的，要求更高时必须选择COG的。一般情况下，MLCC厂家都设计成使X7R、Y5V材质的电容在常温附近的容量最大，但是随着温度上升或下降，其容量都会下降。

　　仅仅了解上面知识的还不够。由于C0G、X7R、Y5V的介质的介电常数是依次减少的，所以，同样的尺寸和耐压下，能够做出来的最大容量也是依次减少的。有的没经验的工程师，以为想要什么容量都有，选型时就会犯错误，选了不存在的规格。比如想用0603/C0G/25V/3300pF的电容，但是0603/C0G/25V的MLCC一般只做到1000pF。其实只要仔细看了厂家的选型手册，就不会犯这样的错误。另外，对于入门不久的设计工程师，对元件规格的数序(E12、E24等)没概念，会给出0.5uF之类的不存在的规格出来。即使是有经验的工程师，对于规格的压缩也没概念。比如说，在滤波电路上，原来有人用到了3.3uF的电容，他的电路也能用3.3uF的电容，但他有可能偏偏选了一个没人用过的4.7uF或2.2uF的电容规格。不看厂家选型手册选型的人，还会犯下面这种错误，比如选了一个0603/X7R/470pF/16V的电容，而事实上一般厂家0603/X7R/470pF的电容只生产50V及其以上的电压而不生产16V之类的电压了。

　　另外注意片状电容的封装有两种表示方法，一种是英制表示法，一种是公制表示法。美国的厂家用英制的，日本厂家基本上都用公制的，而国产的厂家有用英制的也有用公制的。一个公司所用到的电容封装，只能统一用一种制式来表示，不能这个工程师用英制那个工程师用公制。否则会搞混乱。极端的情况下，还会弄错。比如说，英制的有0603的封装，公制的也有0603的封装，但是两者实际上是完全不同的尺寸的。英制的0603封装对应公制的是1608，而公制的0603封装对应英制的却是0201!其实英制封装的数字大约乘以2.5(前2位后2位分开乘)就成为了公制封装规格。现在流行的是用英制的封装表达法。比如我们常说的0402封装就是英制的表达法，其对应的公制封装为1005(1.0*0.5mm)。

　　不同介质的MLCC性能：

　　另外，设计工程师除了要了解MLCC的温度性能外，还应该了解更多的性能。比如Y5V介质的电容，虽然容量很大，但是，这种铁电陶瓷有一个缺点，在就是其静态容量随其直流偏置工作电压的增大而减少，最大甚至会下降70%。比如一个Y5V/50V/10uF的电容，在50V的直流电压下，其容量可能只有3uF!当然，不同的厂家的特性有差异，有的下降可能没这么严重。如果你一定要用Y5V的电容，除了要知道其容量随温度的变化曲线图外，还必须向厂家索取其容量随直流偏置电压变化的曲线图(甚至是要容量温度直流偏置综合图)。使用Y5V电容要有足够的电压降额。X7R的容量随其直流偏置工作电压的增大也减少，不过没有Y5V的那么明显。同时，MLCC尺寸越小，这种效应就越明显。

　　不同的材质的频率特性也不同。设计师必须了解不同材质的不同频率特性。比如C0G(又称高频热补偿型介质)的高频特性好，X7R的次之，Y5V的差。在做平滑(电源滤波)用途时，要求容量尽量大，所以可用Y5V电容，也就是说，Y5V电容可以取代电解电容。在做旁路用途时，比如IC的VCC引脚旁的旁路电容，至少要选用X7R电容。而振荡电路则必须用C0G电容。由于Y5V的性能较差，我一般都是不推荐使用的，要求设计工程师尽量考虑用X7R电容(或X5R电容)。如果对容量体积比要求高的场合，则考虑用钽电容而尽量避免用Y5V电容。当然，如果你们公司要求不高，还是可以考虑Y5V电容，但是要特别小心。

　　一般说MLCC的ESL(等效串联电感)、ESR(等效串联电阻)小，是相对于电解电容(包括钽电解电容)而言的。事实上，高频时，MLCC的ESL、ESR不可以忽略。一般C0G电容的谐振点能达上百MHz,一般X7R电容的谐振点能达几十MHz,而Y5V电容的谐振点仅仅是数MHz甚至不到1MHz。谐振点意味着，超过了这个频率，电容已经不是电容特性了，而是电感特性了。如果想使MLCC用于更高频率，比如微波，那么，就必须用专门的微波材料和工艺制造的MLCC。微波电容要求ESL、ESR必须更小。

　　小型化和可靠性：

　　MLCC一直在小型化的方向进展。现在0402的封装已经是主流产品。但是小型化可能带来其它的一些危害。事实上，不是所有的电子产品都是那么在意和欢迎小型化MLCC的。在意小型化的电子产品，比如手机、数码产品等等，这些产品成为MLCC小型化的主要推动力。对于MLCC厂家来说，小型化MLCC占有主要的出货量。但是从整个电子业界来说，还有很多电子设备，对小型化不是那么在乎，性能和可靠性才是关键考虑因素，MLCC小型化带来了可靠性的隐患。比如通信设备、医疗设备、工控设备、电源等。这些电子设备空间够大，对MLCC小型化不是很感兴趣;而且，这些电子设备不像个人消费品那样追赶时髦且更新换代快，而是更在乎长久使用的可靠性，所以对于元件的余量要求更高(为了保证可靠性，余量要大，所以尺寸更大的MLCC才满足要求。另外，更大的尺寸使得MLCC厂家在提高电容的可靠性上更有发挥的空间)。这点恰好与MLCC厂家追求小型化的方向不一致。这是个矛盾。这些高可靠性要求的电子设备的特点是量不是很大，但是价格昂贵(个别种类电源除外)，可靠性要求也高。如果是知名的电子设备厂，日子会好过一点，因为MLCC厂会为他们保存一些大尺寸的规格的MLCC生产。如果不是知名的电子设备厂，也不用那么悲观，毕竟，还有少数MLCC厂定位不同，依然会继续生产大尺寸的电容。所以，作为这种电子设备的厂家，要善于寻找定位于高性能高可靠的较大尺寸的MLCC厂家。但是有一个注意事项是，所选用的规格不可以是独家才有的规格，至少是有两家满足自己公司要求的MLCC厂家在生产这种规格。另外，对于小型化不影响性能和可靠性要求时，还是优先考虑小型化的MLCC。

　　一些MLCC在生产和使用时要注意的问题

　　有的公司在MLCC的应用上也会有一些误区。有人以为MLCC是很简单的元件，所以工艺要求不高。其实，MLCC是很脆弱的元件，应用时一定要注意。

　　MLCC厂家在生产过程中，如果工艺不好，就有可能会有隐患。比如介质空洞、烧结纹裂、分层等都会带来隐患。这点只能通过筛选优秀的供应商来保证(后面还会谈到供应商选择问题)。

　　另外就是陶瓷本身的热脆性和机械应力脆性的故有可靠性，导致电子设备厂在使用MLCC时，使用不当也容易失效。

　　MLCC现在做到几百层甚至上千层了，每层是微米级的厚度。所以稍微有点形变就容易使其产生裂纹。另外同样材质、尺寸和耐压下的MLCC，容量越高，层数就越多，每层也越薄，于是越容易断裂。另外一个方面是，相同材质、容量和耐压时，尺寸小的电容要求每层介质更薄，导致更容易断裂。裂纹的危害是漏电，严重时引起内部层间错位短路等安全问题。而且裂纹有一个很麻烦的问题是，有时比较隐蔽，在电子设备出厂检验时可能发现不了，到了客户端才正式暴露出来。所以防止MLCC产生裂纹意义重大。

　　MLCC受到温度冲击时，容易从焊端开始产生裂纹。在这点上，小尺寸电容比大尺寸电容相对来说会好一点，其原理就是大尺寸的电容导热没这么快到达整个电容，于是电容本体的不同点的温差大，所以膨胀大小不同，从而产生应力。这个道理和倒入开水时厚的玻璃杯比薄玻璃杯更容易破裂一样。另外，在MLCC焊接过后的冷却过程中，MLCC和PCB的膨胀系数不同，于是产生应力，导致裂纹。要避免这个问题，回流焊时需要有良好的焊接温度曲线。如果不用回流焊而用波峰焊，那么这种失效会大大增加。MLCC更是要避免用烙铁手工焊接的工艺。然而事情总是没有那么理想。烙铁手工焊接有时也不可避免。比如说，对于PCB外发加工的电子厂家，有的产品量特少，贴片外协厂家不愿意接这种单时，只能手工焊接;样品生产时，一般也是手工焊接;特殊情况返工或补焊时，必须手工焊接;修理工修理电容时，也是手工焊接。无法避免地要手工焊接MLCC时，就要非常重视焊接工艺。首先必须告知工艺和生产人员电容热失效问题，让其思想上高度重视这个问题。其次，必须由专门的熟练工人焊接。还要在焊接工艺上严格要求，比如必须用恒温烙铁，烙铁不超过315°C(要防止生产工人图快而提高焊接温度)，焊接时间不超过3秒选择合适的焊焊剂和锡膏，要先清洁焊盘，不可以使MLCC受到大的外力，注意焊接质量，等等。最好的手工焊接是先让焊盘上锡，然后烙铁在焊盘上使锡融化，此时再把电容放上去，烙铁在整个过程中只接触焊盘不接触电容(可移动靠近)，之后用类似方法(给焊盘上的镀锡垫层加热而不是直接给电容加热)焊另一头。

　　机械应力也容易引起MLCC产生裂纹。由于电容是长方形的(和PCB平行的面)，而且短的边是焊端，所以自然是长的那边受到力时容易出问题。于是，排板时要考虑受力方向。比如分板时的变形方向于电容的方向的关系。在生产过程中，凡是PCB可能产生较大形变的地方都尽量不要放电容。比如PCB定位铆接、单板测试时测试点机械接触等等都会产生形变。另外半成品PCB板不能直接叠放，等等。

　　在选择MLCC厂家和样品时应该注意的问题

　　我认为MLCC的厂家选择与样品认证很重要，下面是本人的一些认识总结，供参考。

　　MLCC作为相对低端的元件，欧美厂家一般不太愿意生产了或被日本品牌收购了。美国只剩下极少数的厂家还在生产MLCC，但是市场占有量少，货期长。所以，MLCC做得最好的是日本品牌。当然，台湾和大陆也有一些知名厂家的MLCC市场占有率不错。

　　在普通的规格上，台湾和大陆的名牌MLCC的技术和质量差不多向日本的厂家靠拢了。但是如果要用一些技术和质量更优良的MLCC，可能只能选择美国和日本的品牌。总体来说，MLCC可供选择的厂家很多，由于MLCC价格不高，所以，选择知名企业一般公司还是很乐意的。