史上最全的MLCC選型攻略

MLCC，即片式多層陶瓷電容器（Multi-layer Ceramic Capacitors），當(dāng)下電容主流產(chǎn)品。數(shù)據(jù)顯示，MLCC約占據(jù)整個電容產(chǎn)值的93%，一年消耗量在萬億顆級別，單部5G手機采用的MLCC量高達(dá)1000顆。MLCC主要優(yōu)點為體積小、頻率特性好、壽命長。為此，MLCC被廣泛大量應(yīng)用于消費電子、精密電子領(lǐng)域。

不同類型的電容對比

MLCC由印好電極的陶瓷介質(zhì)膜片錯位疊合而成，和其他電容一樣，在電路中起到濾波、振蕩、儲能等作用。MLCC表面看來非常簡單，但是如果電路設(shè)計師和電氣工程師對MLCC的認(rèn)識不夠深入，選擇MLCC時就容易出錯。下面，本文將重點討論MLCC選型和要注意的相關(guān)細(xì)節(jié)。

MLCC選型攻略，整理：華秋商城

攻略一：看MLCC的性能參數(shù)

首先，看容量及容量誤差。

選電容第一步要看的就是電容容量。電容容量指的是在給定電位差下的電荷儲藏量，代表了電容容納電荷的本領(lǐng)。MLCC的容量選擇范圍較寬，低至0.1pF，高至幾百uF，都可選。

相比于容量，很多人選型MLCC時更容易忽視容量誤差。容量誤差指的是實際電容量和標(biāo)稱電容量允許的最大偏差范圍。MLCC多用作精密電容，一般允許誤差選用較小的。

電容容量常用的誤差等級

另外，選擇容量時還要考慮DC偏壓特性——MLCC會因施加的電壓不同而導(dǎo)致靜電容量發(fā)生變化。根據(jù)介質(zhì)材料與工藝技術(shù)的不同，MLCC可分為兩種類型：溫度補償型、高介電系數(shù)型。DC偏壓特性多在高介電系數(shù)型MLCC上出現(xiàn)，但在溫度補償型MLCC上幾乎不會出現(xiàn)。

如上圖所示，高介電系數(shù)型MLCC會因施加DC而發(fā)生容量降低現(xiàn)象，因此，選擇容量需要考慮DC偏壓特性。

其次，看耐電壓（DWV）。

電容的耐電壓性能指其陶瓷介質(zhì)在工作狀態(tài)中能夠承受的最大電壓，即擊穿電壓，也是MLCC的極限電壓。對于結(jié)構(gòu)、介質(zhì)、容量相同的MLCC，耐壓越高，體積越大。

在理想化的情況下，電容選型時主要考慮容量及耐壓兩個參數(shù)就夠了。但是對于MLCC，僅僅考慮這兩個參數(shù)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。還必須特別注意到介質(zhì)材料、MLCC尺寸、電路對MLCC的溫度系數(shù)等參數(shù)的需求。

攻略二：看介質(zhì)材料和溫度系數(shù)

使用MLCC，不能不了解MLCC的材質(zhì)及對應(yīng)的性能，不然所選用的電容就很有可能滿足不了電路要求。

MLCC的材質(zhì)有很多種，每種材質(zhì)都有自身的獨特性能特點。一般而言，材料的介質(zhì)常數(shù)（K值）越高，電容的穩(wěn)定性、可靠性和耐用性就越差。MLCC最常用的介質(zhì)材料主要是以下三類：NPO或COG、X7R或X5R、Y5V或Z5U。

MLCC不同介質(zhì)材料的特性對比

如上表所示，介質(zhì)材料與MLCC的溫度系數(shù)是息息相關(guān)的。溫度系數(shù)指在一定溫度范圍內(nèi)，溫度每變化1℃，電容量的相對變化值。MLCC的溫度系數(shù)越小越好。

以NPO、COG為介質(zhì)的高頻電容器，穩(wěn)定性超高，溫度系數(shù)較小。其溫度特性和電容量都非常穩(wěn)定，幾乎不隨溫度、電壓的改變而改變，主要應(yīng)用于高頻電子線路，如震蕩、計時電路等。其容量精度主要為±5%，在容量低于10pF時，還可選用B級（±0.1pF）、C級（±0.25pF）、D級（±0.5pF）三種精度。但這類MLCC電容價格高、容量小。

以X7R、X5R為介質(zhì)的中頻電容器，穩(wěn)定性一般，溫度系數(shù)中等。其溫度系數(shù)為±15%，電容量相對穩(wěn)定，適用于各種旁路、耦合、濾波電路等，其容量精度主要為K級（±10%）。特殊情況下，可提供J級（±5%）精度的產(chǎn)品。

以Y5V、Z5U為介質(zhì)的低頻電容器，穩(wěn)定性較差，溫度系數(shù)較大。其電容量受溫度、電壓的改變較大，一般只適用于各種濾波電路中。其容量精度主要為Z級（-20%~+80%），也可選擇±20精度的產(chǎn)品。不過，這類MLCC容量大且價格低，可取代低容鋁電解電容。

因此，在選型時如果對工作溫度和溫度系數(shù)要求很低，可以考慮用Y5V或Z5U的，但是一般情況下要用X7R的，要求更高時必須選擇COG或NPO。通常，MLCC廠家都會把X7R、Y5V材質(zhì)的電容設(shè)計成在常溫附近的容量最大，但是隨著溫度上升或下降，其容量都會下降。

攻略三：看MLCC尺寸

按公制單位標(biāo)準(zhǔn)，MLCC大致可以分為3225、3216、2012、1608、1005，數(shù)值越大，MLCC的尺寸就更寬更厚。目前常用的最大為3225（即1210），最小為01005。01005的MLCC尺寸僅0.4×0.2×0.2mm，非常適合5G手機、智能穿戴、和芯片內(nèi)置等行業(yè)應(yīng)用。

MLCC尺寸表

攻略四：選擇合適的生產(chǎn)廠商

MLCC選型最后落地采購時，離不開生產(chǎn)廠商。

目前全球MLCC產(chǎn)業(yè)分三級梯隊：第一梯隊主要以日系廠商村田、太陽誘電、TDK 為代表，日系以高端的車規(guī)和工控類 MLCC 見長，技術(shù)實力及生產(chǎn)規(guī)模都十分強大；第二梯隊是以三星電機、國巨、華新科為代表的韓國和中國臺灣企業(yè)，MLCC產(chǎn)能規(guī)模較大，但技術(shù)水平相比日系廠商仍存在一定差距；第三梯隊是以風(fēng)華高科、三環(huán)電子為代表的國產(chǎn)廠商，技術(shù)和規(guī)模都與一、二梯隊均存在差距，以中低端MLCC 為主。

結(jié)語：

綜上，我們選擇MLCC時，至少必須考慮這5點因素：容量、容量誤差、耐壓值、材質(zhì)、尺寸。

例如 ：< 100PF/J/50V/NPO/0603>，表示此MLCC的基礎(chǔ)參數(shù)為 : 100PF容值、容值允差為±5%、耐壓為50V、NPO材質(zhì)、0603尺寸。

不過，現(xiàn)實中的MLCC選型要更復(fù)雜些，它是綜合考慮多方面因素的結(jié)果。除了上述提到的選型要素，我們往往還需要從應(yīng)用本身出發(fā)，可能要考慮MLCC的絕緣電阻、頻率特性、損耗等性能參數(shù)，還要看看價格是否有優(yōu)勢，供應(yīng)商供貨是否及時等，才能確定最后的選型方案。

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審核編輯：湯梓紅