标签: 陶瓷电容

电阻 、 电容 、 电感 是常见且重要的无源器件，本系列文章将分为三篇分别介绍这三种元件的详细的基础知识。本文将从 电容器 的型号命名、分类、常用电容等五个方面详解电容器。 电容是 电子 设备中大量使用的 电子元件 之一，广泛应用于隔直， 耦合 ， 旁路，滤波，调谐回路， 能量转换，控制 电路 等方面。用C表示电容，电容单位有法拉（F）、微法拉（uF）、皮法拉（pF），1F=10^6uF=10^12pF 一、电容器的型号命名方法 国产电容器的型号一般由四部分组成（不适用于压敏、可变、真空电容器）。依次分别代表名称、材料、分类和序号。 第一部分：名称，用字母表示，电容器用C。 第二部分：材料，用字母表示。 第三部分：分类，一般用数字表示，个别用字母表示。 第四部分：序号，用数字表示。 用字母表示产品的材料：A-钽电解、B-聚苯乙烯等非极性薄膜、C-高频陶瓷、D-铝电解、E-其它材料电解、G-合金电解、H-复合介质、I-玻璃釉、J-金属化纸、L-涤纶等极性有机薄膜、N-铌电解、O-玻璃膜、Q-漆膜、T-低频陶瓷、V-云母纸、Y-云母、Z-纸介 二、电容器的分类 按结构分三大类 ：固定电容器、可变电容器和微调电容器。 按电解质分类有 ：有机介质电容器、无机介质电容器、电解电容器和空气介质电容器等。 按用途分有 ：高频旁路、低频旁路、滤波、调谐、高频耦合、低频耦合、小型电容器。 高频旁路： 陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、涤纶电容器、玻璃釉电容器。 低频旁路： 纸介电容器、陶瓷电容器、 铝电解电容器 、涤纶电容器。 滤 波： 铝电解电容 器、纸介电容器、复合纸介电容器、液体 钽电容器 。 调 谐： 陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、聚苯乙烯电容器。 高频耦合： 陶瓷电容器、云母电容器、聚苯乙烯电容器。 低频耦合： 纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、涤纶电容器、固体 钽电容 器。 小型电容： 金属化纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、聚苯乙烯电容器、固体钽电容器、玻璃釉电容器、金属化涤纶电容器、聚丙烯电容器、云母电容器。 三、 常用电容器 1、铝电解电容器 用浸有糊状电解质的吸水纸夹在两条铝箔中间卷绕而成，薄的化 氧化 膜作介质的电容器。因为氧化膜有单向导电性质，所以电解电容器具有极性。容量大，能耐受大的脉动 电流 容量误差大，泄漏电流大；普通的不适于在高频和低温下应用，不宜使用在25kHz以上频率低频旁路、信号耦合、电源滤波 2、钽电解电容器 用烧结的钽块作正极，电解质使用固体二氧化锰温度特性、频率特性和可*性均优于普通电解电容器，特别是漏电流极小，贮存性良好，寿命长，容量误差小，而且体积小，单位体积下能得到最大的电容电压乘积对脉动电流的耐受能力差，若损坏易呈 短路 状态超小型高可*机件中 3、 薄膜电容器 结构与纸质电容器相似，但用聚脂、聚苯乙烯等低损耗塑材作介质频率特性好，介电损耗小不能做成大的容量，耐热能力差 滤波器 、积分、振荡、定时电路 4、瓷介电容器 穿心式或支柱式结构瓷介电容器，它的一个电极就是安装螺丝。引线电感极小，频率特性好，介电损耗小，有温度补偿作用不能做成大的容量，受 振动 会引起容量变化特别适于高频旁路 5、独石电容器 （多层陶瓷电容器）在若干片陶瓷薄膜坯上被覆以电极桨材料，叠合后一次绕结成一块不可分割的整体，外面再用树脂包封而成小体积、大容量、高可*和耐高温的新型电容器，高介电常数的低频独石电容器也具有稳定的性能，体积极小，Q值高容量误差较大噪声旁路、滤波器、积分、振荡电路 6、纸质电容器 一般是用两条铝箔作为电极，中间以厚度为0.008～0.012mm的电容器纸隔开重叠卷绕而成。制造工艺简单，价格便宜，能得到较大的电容量 一般在低频电路内，通常不能在高于3～4MHz的频率上运用。油浸电容器的耐压比普通纸质电容器高，稳定性也好，适用于高压电路 7、微调电容器 电容量可在某一小范围内调整，并可在调整后固定于某个电容值。 瓷介微调电容器的Q值高，体积也小，通常可分为圆管式及圆片式两种。 云母和聚苯乙烯介质的通常都采用弹簧式，结构简单，但稳定性较差。 线绕瓷介微调电容器是拆铜丝〈外电极〉来变动电容量的，故容量只能变小，不适合在需反复调试的场合使用 8、陶瓷电容器 用高介电常数的电容器陶瓷〈钛酸钡一氧化钛〉挤压成圆管、圆片或圆盘作为介质，并用烧渗法将银镀在陶瓷上作为电极制成。它又分高频瓷介和低频瓷介两种。 具有小的正电容温度系数的电容器，用于高稳定振荡回路中，作为回路电容器及垫整电容器。低频瓷介电容器限于在工作频率较低的回路中作旁路或隔直流用，或对稳定性和损耗要求不高的场合〈包括高频在内〉。这种电容器不宜使用在脉冲电路中，因为它们易于被脉冲电压 击穿 。高频瓷介电容器适用于高频电路 云母电容器就结构而言，可分为箔片式及被银式。被银式电极为直接在云母片上用真空蒸发法或烧渗法镀上银层而成，由于消除了空气间隙，温度系数大为下降，电容稳定性也比箔片式高。频率特性好，Q值高，温度系数小不能做成大的容量广泛应用在高频电器中，并可用作标准电容器 9、 玻璃釉电容器 由一种浓度适于喷涂的特殊混合物喷涂成薄膜而成，介质再以银层电极经烧结而成“独石”结构性能可与云母电容器媲美，能耐受各种气候环境，一般可在200℃或更高温度下工作，额定工作电压可达500V，损耗tgδ0.0005～0.008 。 四、电容器主要特性参数 1、标称电容量和允许偏差 标称电容量是标志在电容器上的电容量。 电容器实际电容量与标称电容量的偏差称误差，在允许的偏差范围称精度。 精度等级与允许误差对应关系：00（01）-±1%、0（02）-±2%、Ⅰ-±5%、Ⅱ-±10%、Ⅲ-±20%、 Ⅳ-（+20%-10%）、Ⅴ-（+50%-20%）、Ⅵ-（+50%-30%） 一般电容器常用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级，电解电容器用Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级，根据用途选取。 2、额定电压 在最低环境温度和额定环境温度下可连续加在电容器的最高直流电压有效值，一般直接标注在电容器外壳上，如果工作电压超过电容器的耐压，电容器击穿，造成不可修复的永久损坏。 3、绝缘电阻 直流电压加在电容上，并产生漏电电流，两者之比称为绝缘电阻。 当电容较小时，主要取决于电容的表面状态，容量〉0.1uf时，主要取决于介质的性能，绝缘电阻越小越好。 电容的时间常数：为恰当的评价大容量电容的绝缘情况而引入了时间常数，他等于电容的绝缘电阻与容量的乘积。 4、损耗 电容在电场作用下，在单位时间内因发热所消耗的能量叫做损耗。各类电容都规定了其在某频率范围内的损耗允许值，电容的损耗主要由介质损耗，电导损耗和电容所有金属部分的电阻所引起的。 在直流电场的作用下，电容器的损耗以漏导损耗的形式存在，一般较小，在交变电场的作用下，电容的损耗不仅与漏导有关，而且与周期性的极化建立过程有关。 5、频率特性 随着频率的上升，一般电容器的电容量呈现下降的规律。 五、电容器容量标示 1、直标法 用数字和单位符号直接标出。如01uF表示0.01微法，有些电容用“R”表示小数点，如R56表示0.56微法。 2、文字符号法 用数字和文字符号有规律的组合来表示容量。如p10表示0.1pF，1p0表示1pF，6P8表示6.8pF， 2u2表示2.2uF. 3、色标法 用色环或色点表示电容器的主要参数。电容器的色标法与电阻相同。 电容器偏差标志符号：+100%-0--H、+100%-10%--R、+50%-10%--T、+30%-10%--Q、+50%-20%--S、+80%-20%--Z。 下一篇分享：【无源元件之—— 电感 知识 详解 】，如果觉得内容还不错有价值，请点赞收藏，欢迎 评论交流，也请动动小手指转发分享让更多伙伴一起学习吧~

1．电容器的分类 电容器有着各式各样的种类。如图1所示，电容器以生产材料可划分为陶瓷电容器、钽电解电容器、铝电解电容器等。特别是多层陶瓷电容器，体积虽小但容量大，经常被用于去藕、电源电压的平滑化、滤波等各种电路中。最近已成了提升手机、电视机性能所不可缺少的元件。 2．多层陶瓷电容器的特点 ＜特性① 　 温度特性＞ 陶瓷电容器如图2所示，可分为温度补偿型与高诱电型。由于各种温度条件下的静电容量变化情况各不相同，因此需要根据电容的特点来确定其用途。日本国内所采用的JIS规格、欧洲所采用的EIA规格均做出了详细的分类 ・温度补偿型 温度变化所造成的静电容量变化率较小，主要用于滤波、高频电路的耦合。当线圈与电容器被结合使用时，线圈的电感会随着温度的上升而增加，这时则可以利用负温度系数电容器来进行修正。 ・高诱电型 是一种采用了介电常数较高材料的电容器，具有静电容量较高的特点。主要作为电源电路的去耦电容器或平滑电路使用。与温度补偿型电容器相比，由于温度能够造成的静电容量变化较大，因此当用于滤波器等信号电路中时需要十分注意。 ＜特性② 　 低ESR、低ESL＞ 多层陶瓷电容器具有良好的高频特性。与其他电容器相比，由于其具备能够减小电阻（ESR※1）及残余电感（ESL※2）的构造，因此在高频条件下也能保证电容器的工作。图3、图4所示为等效电路与电感的特性。由于铝电解电容器及钽电解电容器的ESR较高，因此阻抗也就较高。但陶瓷电容器却是频率越高则阻抗越低，这对于去藕来说非常有效，并能够发挥高性能的滤波能力。 　※1　ESR：Equivalent Series Resistance（等效串联电阻） 　※2　ESL：Equivalent Series Inductance（等效串联电感） 3. 多层陶瓷电容器的基本结构 电容器用于储存电荷，其最基本结构如图1所示，在2块电极板中间夹着介电体。 电容器的性能指标也取决于能够储存电荷的多少。多层陶瓷电容器为了能够储存更多的电量，通过图1中结构的多重层叠得以实现。图2是其基本构造。 备好介电体原料后，将其与各种溶剂等混合并粉碎，形成泥状焊料。将其做成薄贴片后，再经过如下说明的8道工序，就可以制成贴片多层陶瓷电容器。 ①介电体板的内部电极印刷 对卷状介电体板涂敷金属焊料，以作为内部电极。 近年来，多层陶瓷电容器以Ni内部电极为主。所以，将对介电体板涂敷Ni焊料。 ②层叠介电体板 对介电体板涂敷内部电极焊料后，将其层叠。 ③冲压工序 对层叠板施加压力，压合成一体。在此之前的工序为了防止异物的混入，基本都无尘作业。 ④切割工序 将层叠的介电体料块切割成1.0mm×0.5mm或1.6mm×0.8mm等规定的尺寸。 ⑤焙烧工序 用1000度～1300度左右的温度对切割后的料片进行焙烧。通过焙烧，陶瓷和内部电极将成为一体。 ⑥涂敷外部电极、烧制 在完成烧制的片料两端涂敷金属焊料，以作为外部电极。如果是Ni内部电极，将涂敷Cu焊料，然后用800度左右的温度进行烧结。 ⑦电镀工序 完成外部电极的烧制后，还要在其表面镀一层Ni及Sn。一般采用电解电镀方式，镀Ni是为了提高信赖性，镀Sn是为了易于贴装。贴片电容在这道工序基本完成。 ⑧测量、包装工序（补充） 确认最后完成的贴片电容器是否具备应有的电气特性，进行料卷包装后，即可出货。 近年来，随着多层陶瓷电容器的小型化、大容量化，各道工序也进行着种种改良，例如介电体的高度薄层化、提高叠层精度等。 4.陶瓷电容器的用途 陶瓷电容器用途多种多样，它在不同的电路中发挥不同功能。 典型的陶瓷电容器用途分为4种，分别为耦合、去耦合、平滑、滤波器。以下将对此进行详细说明。 陶瓷电容器用于耦合功能时，其直流成分将不通过而仅通过其交流成分的这一特性得以充分发挥，在需要从直流+交流成分中分离出交流成分时使用。 由于电路上的晶体管及IC等有源元件的工作条件各不相同，因此，需要对每个电路进行理想的工作条件设置后再分离出需要的交流信号。 所谓耦合，即在电路间进行结合的意思。如其字面含义，通过耦合电容器可在电路间进行结合使用。 图1　耦合用电容器 电路上的电源线中存在电容及电感成分，由于其产生的影响，一旦电源线的电压波动较大，则电路的工作将会变得极不稳定。极端情况下，电源波动将会在信号线上重叠从而产生错误信号。 因此，为了将电源处流入的干扰引至接地部分，且针对IC等元件负载电流的急剧变化持续提供稳定电流，将使用去耦合电容器。 如图2所示，即使在干扰重叠的状态下，通过去耦合电容器，也可将干扰引至接地部分。 图2　去耦合用电容器 平滑用电容器用于抑制整流后电源电路上产生的脉冲，平滑信号，以使其更接近于直流。 整流后若插入平滑用电容器，则可在高电压时在电容器中蓄电，低电压时放电，从而有效抑制电压波动。 图3　平滑用电容器 通过组合电容器、电阻及电感器，可制作仅通过特定频率信号的滤波器。 滤波器分为仅取出低频成分的低旁路滤波器及仅取出高频成分的高旁路滤波器，可根据所需频率分别使用。 5.片状多层陶瓷电容器的封装方法 随着以片状多层陶瓷电容器为首的电子元器件的快速小型化发展，尺寸也进行了如下变化： size (EIA) 3216(1206)→2012(0805)→1608(0603)→1005(0402)→0603(0201)→0402(01005)*，对于封装的难度也在不断增加。 * size (EIA) 3216(1206)：3.2mm×1.6mm／2012(0805)：2.0.mm×1.2mm／1608(0603)：1.6mm×0.8mm／ 1005(0402)：1.0mm×0.5mm／0603(0201)：0.6mm×0.3mm／0402(01005)：0.4mm×0.2mm 如图1所示，封装工艺中产生的问题主要有元器件位置偏移、翘立，竖立等形式。这种整个元件呈斜立或直立，如石碑状，人们形象地称之为"立碑"现象 ( 也有人称之为"曼哈顿"现象 ) 。 图1　封装过程中的问题 以下就立碑现象的成因与防止对策要点进行介绍说明。 如图2所示，立碑现象的产生是由于在焊锡时，作用于元件左右电极的张力不平衡，一侧翘立并旋转而造成的。 图2　立碑现象的成因 造成张力不平衡的因素有很多，例如：左右的焊盘尺寸、焊锡厚度 、温度、贴装偏移等。如何有效制约上述不平衡因素，是实现完美封装的关键所在。 在基板设计、封装工艺("印刷"､"贴装"､"焊接(例：回流焊锡)")过程中需要注意以下内容。 1. 基板设计 如图3所示，若片状元件的左右焊盘（印刷电路板上铜箔类零件贴装的地方）的尺寸（面积/形状）不一致，焊接时，将会导致元件左右电极产生的表面张力不平衡，产生立碑现象。 按照各元件所推荐的形状、尺寸标准，进行左右对称的设计，这一点非常重要。 图3　左右不对称的焊盘 2. 印刷 如图4所示，印刷电路板上的焊膏印刷工艺中，若左右的焊锡量不一致，焊接时，将会导致元件两个焊端产生的表面张力不平衡，产生立碑现象。 此外，焊锡较厚时，作用于电极的张力就会变大，此时，尽量减少焊锡量，并使左右焊膏量一致，可以有效的防止立碑现象。 图4　焊膏印刷 3. 贴装 一般情况下，使用封装机（Mounter）在印刷电路板上贴装元件时，对于元器件位置有一定偏离的情况，在回流焊过程中，由于熔融焊料表面张力的作用，能够自动校正偏差。 但偏移严重，拉动反而会使元件竖起，产生立碑现象。随着电子元器件不断朝着小型化方向发展，调整好元件的贴片精度是非常重要的。 4. 回流焊锡 加热导致焊锡融化，回流炉温度急剧上升的情况下，由于电路板上封装元件的大小、密度不同，炉内温度不稳定使元件两端存在温差。电极间的焊膏融化程度的不同，产生了电极的张力差，发生立碑现象。 如图5所示，通过设置合理的预热段，使炉内热容量稳定，可以缓和炉内温度偏差。建议按照推荐的回流温度曲线进行设置。 图5　回流温度曲线 ＊封装方法不当可能会导致问题发生， 请仔细阅读并参考产品规格和目录中记载的封装注意事项后，再决定封装条件。 5.陶瓷电容器的静电容量测量法 1.测量仪器 一般使用LCR测试仪测量陶瓷电容器的静电容量。 LCR测试仪的外观照片 2.测量原理 LCR测试仪的代表性测量方法如图所示，为自平衡电桥法。其原理如下。 DUT为Device Under Test的缩写，指测量对象。高增益放大器会自动调整增益，使通过电阻R的电流与通过DUT的电流相等，DUT 的低电位侧(图中L一侧)一直处于虚拟接地(电位=0)状态。此时的输入电压Ｅ1及输出电压Ｅ2能测出相位角，如下所示。 E1＝|E1|∠θ1＝|E1|cosθ1+ｊ|E1|sinθ1 E2＝|E2|∠θ2＝|E2|cosθ2+ｊ|E2|sinθ2 通过这些数据与反馈电阻Ｒ，求出DUT的阻抗Zx。 Zx＝R･E1/E2 ＝R・|E1/E2|・{cos(θ1-θ2)+ｊsin(θ1-θ2)} 其实部为Rx、虚部为Xx，求得的Xx通过Xx=ｊ/ωCx可以计算出DUT的静电容量Cx。 3.注意事项 在对陶瓷电容器的静电容量进行测量时，必须在规格书等相关资料上记载的正确测量条件下进行。需要注意的是由于电容标称值等的不同其条件也有所区别。这里所说的条件，主要是指测量前的热处理、测量电压、测量频率数。 另外，由于实际上包括测量电缆在内的测量端子的残余阻抗和导纳成分会影响测量结果，因此需要对测量端子进行补正。由于测量端子的补正是使用对端子头直接接触DUT的部分为止的值进行测量并将其阻抗等成分从测量结果中减除的方法，因此需要预先测量出补正值。补正通常会使用短路补正和开路补正。 来源：村田网站

       在线性稳压器环路中，输出电容和后续的负载形成了一个极点，此极点造成了稳压器环路的不稳定。为了补偿这个极点，一般做法是用输出电容的ESR来产生一个零点。所以，在选在稳压器的输出电容时，ESR是一个需要考虑的方面。       处于成本的考虑，在实际设计应用中常常将 多层陶瓷电容用作稳压器的输出端电容，而MLCC的特点就是超低的ESR值，这将引起输出电压的不稳定。     以安森美NCV4949来讲，在其输出端加一个10uF的陶瓷电容，在电容后端测量到的瞬态响应如图(AC mode)：     同时测算的其phase margin只有5度（测试方式见此 http://bbs.ednchina.com/BLOG_ARTICLE_3026685.HTM ）。远远达不到稳定的标准。 查看其规格书，发现该稳压器对ESR的要求如下： 在负载30mA的情况下，其ESR要求在0.1～15ohms之间。而MURATA的10uF 1206 X7R MLCC的ESR查的为远小于0.01ohm：   在上图电路中10uF电容上串联一个1ohm电阻，重新测量输出的瞬态响应   同是算得phase margin已71度。满足稳定标准来。  

向大家介绍多层陶瓷电容器的结构及制造工序。 由于受字数的限制.需要进一步了解的请下载附件.

专业经销日本村田 MURATA 品牌 片状独石陶瓷电容器，镀锡电极品。通俗称陶瓷电容、贴片陶瓷电容，常用的型号如下： GRM155R61C104KA88D 、 GRM155R61A105KE15D 、 GRM155R60J225ME15D 、 GRM185R61C105KE44D GRM188R61C105KA93D 、 GRM188R60J225KE19D 、 GRM188R61A225KE34D 、 GRM188R60J475KE19D GRM188R71A225KE15D 、 GRM188R60J106ME47D 、 GRM21BR71C105KA01L 、 GRM219R60J106KE19D GRM21BR60J106KE19L 、 GRM219R60J226ME47D 、 GRM21BR60J226ME39L 、 GRM31CR61E106KA12L GRM319R61C106KE15D 、 GRM32ER61C476KE15L 、 GRM32ER60J107ME20L 有需要的请联系我 . 联系人：朱先生 手机： 13632701009 QQ ： 1084623702 / 418687999