电容器基础知识及应用介绍

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电容器基础知识及应用介绍,深圳市宇阳科技发展有限公司,内容提要,1.电容的基础知识,2.电容的分类及特点,3.MLCC的基础知识,4.MLCC的发展趋势,5.电容在电路中的作用,6.MLCC的应用,7.宇阳的技术创新,1.电容的基础知识,1）概念：,能存储电荷的容器。,电容器基本模型是一种中间被电介质材料隔开的的双层导体电极所构成的单片器件。这种介质必须是纯绝缘材料。电容器常用的介质材料有空气、天然介质、合成材料。电容器所用陶瓷介质是以钛酸盐为主要成份。,通交隔直,在充电或放电的过程中，两极板上的电荷有积累过程，或者说极板上的电压有建立过程，因此电容器上的电压不能突变,2）电容器两个重要的特性,2.电容器的分类及特点,1）电容器的分类,陶瓷介质类（1、2、3类）,有机薄膜类（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）,电解类：钽、铝电解液、有机半导体络合盐TCNQ、导电聚合物阴极聚吡咯（PPY）聚噻吩（PTN）,其他类（云母、云母纸、空气）,2）各类电容器的特点,MLCC（1类）-微型化、高频化、超低损耗、低ESR、高稳定、高耐压、高绝缘、高可靠、无极性、低容值、低成本、耐高温,MLCC（2类）-微型化、高比容、中高压、无极性、高可靠、耐高温、低ESR、低成本,钽电解电容器-高容值、低绝缘、有极性、低耐压、高成本,铝电解电容器-超高容值、漏电流大、有极性,有机薄膜电容器-中容值、高耐压、低损耗、较稳定、无极性、高成本、耐高温性差,3）,各类电容器的市场份额,3.MLCC的基础知识,1）MLCC的概念,：,MLCC (Multi-Layer Ceramic Chip Capacitor),片式多层陶瓷电容器的英文缩写,2）MLCC内部结构,示意图,3）MLCC制造工艺流程,Final Inspection And Testing,Main Key Control Of Quality,为关键质量控制点,QC,成 品 检 验,配 料,Mixing And Milling,流 延,印 刷,叠 层,Casting,Inspecting,Printing,Stacking,Inspecting,Lamination,切 割,排 胶,烧 结,封 端,烧 端,端 头 处 理,测 试,编 带,Cutting,Firing,Burn out,Tumbling,Inspecting,Termination Dipping,Terminaion Firing,Termination Plating,Sorting,Tape And Reel,Package,包 装,倒 角,层 压,MLCC工艺过程,宇阳科技发展有限公司,4）陶瓷介质电容器的分类,1类陶瓷介质顺电体，线性温度系数，热稳定型或热补偿型,2类陶瓷介质铁电体，非线性温度特性，高比体积电容，小型化、微型化,3类陶瓷介质阻挡层或晶界层型陶瓷，单层型圆片电容器介质,附1）1类瓷的标志代码（ANSI/EIA-198-E）,(a),电容量,温度系数,有效位数,（,ppm/,）,0.0,0.3,0.8,0.9,1.0,1.5,2.2,3.3,4.7,7.5,(b),(a)行有效数,字母代码,C,B,L,A,M,P,R,S,T,U,(c),对,(a),行适用,的倍数,-1.0,-10,-100,-1000,-10000,+1,+10,+100,+1000,+10000,(d),(c)行倍数的,数字代码,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,(e),温度系数,允许偏差,30,60,120,250,500,1000,2500,(f),(e)行,允许偏差,字符代码,G,H,J,K,L,M,N,1类陶瓷介质温度系数,EIA代码(简码)温度系数及其允许偏差,C0G（NP0）0 ppm/30 ppm/,R2G(N220)-220 ppm/30 ppm/,U2J(N750)-750 ppm/120ppm/,T3K(N4700)-4700 ppm/250ppm/,M7G(P100)+100 ppm/30 ppm/,附2：2类瓷的标志代码（ANSI/EIA-198-E）,(a),下限类别温度,/,(b),（,a,）行的,字母代码,(c),上限类别温度,/,(d),（,c,）行的,数字代码,(e),在整个温度范围内,C/C极大值,%,(a),（,e,）行的,字母代码,+10,-30,-55,Z,Y,X,+45,+65,+85,+105,+125,+150,+200,2,4,5,6,7,8,9,1.0,1.5,2.2,3.3,4.7,7.5,10.0,15.0,22.0,+22/-33,+22/-56,+22/-82,A,B,C,D,E,F,P,R,S,T,U,V,2类陶瓷介质的温度特性,X7R:C/C15%，(-55125),X5R:C/C15%，(-5585),Z5U:C/C+22-56%，(+10+85),Y5V:C/C+22-82%，(-30+85),4.MLCC的发展趋势,MLCC率先实现片式化，适应SMT技术需求,MLCC(C0G,X7R)大量取代有机电容器,MLCC(C0G)大量取代云母电容器,MLCC(X7R,Y5V)部分取代钽电解和铝电解电容器,MLCC国际间产业结构重组与变化,MLCC 产销全面进入0402时代。,0402主体容量段：1R0-101-104。以日本企业为主导。产销量高。,0603主体容量段：1R0-101-104。产销量高，单价低。韩国、中国大陆与台湾企业全面推进。日本企业逐步放弃。,大容量105-107容量段：产销量适中，单价高。日本企业明显优势。,2000-2011全球MLCC产能和需求发展及预测,billions,MLCC,尺寸微型化发展趋势,MLCC全球供应商产能分布情况,5.电容在电路中的作用,滤波,耦合,去耦,旁路,谐振,时间常数（定时）,补偿,1.名词解释-滤波,并接在电路正负极之间，把电路中无用的交流去掉，一般采用大容量电解电容，也有采用其他固定电容器的。,（将整流后的单向脉动电流中的交流分量滤支，使单向脉动电流变成平滑的直流电流。）,实例：整流滤波电路（方框图）,在电源滤波电路中要求滤波电容的容值较大，ESR较小，以确保充电时能储存更多的电荷，在放电时减少电容自身对电能的损耗。产品要求较高时应选用X7R、X5R产品。,桥式整流电容滤波电路原理图,a,u,1,u,2,u,1,b,D,4,D,2,D,1,D,3,R,L,u,o,S,C,+,2.名词解释-耦合、退耦：,耦合：连接于信号源和信号处理电路或两级放大器之前，用以隔断直流电，让交流或脉动信号通过，使相邻的放大器直流工作点互不影响。（广义的理解：信号之间的传递）,退耦：并接于电路和正负极之间，可防止电路通过电源内阻形成的正反馈通路而引起的寄生振荡。（消除或减轻两个或两个以上电路间在某方面的相互影响的方法称为退耦。）,实例：耦合、退耦电路,偶合电容与退偶电容的选择,偶合电容选择要点,对容值精度有一定的要求，对电容损耗要求较高。,可根据使用的容量选用C0G、X7R或X5R产品。,退偶电容选择要点,容值较高，对损耗值及其它性能要求不高，可选用X5R或Y5V材料的大容量产品。,3.名词解释-旁路电容,并接在电阻两端或由某点直接跨接至共用电位为交直流信号中的交流或脉动信号设置一条通路，避免交流成分在通过电阻时产生压降。,实例：旁路滤波电路（电路图）,旁路电容的选择,用于滤除前端信号中的高频杂波，容值不大，对电容损耗有一定要求，可根据电路频率选择COG或X7R产品。,4.名词解释-谐振,当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强。,这种现象就叫做,电谐振,实例：谐振电路-晶振式发射机电路,谐振电容的选择,对容值精度、电容损耗、ESR以及电容的稳定性要求很高，应根据电路频率选用容值精度高、高频特性好、ESR小的C0G产品,5）时间常数,在RC定时电路中与电阻R串联共同决定时间长短的电容。,最常见的RC定时电路为微分电路和积分电路。,实例1：微分电路,从电路结构看，微分电路与耦合电路相似甚至相同,如果用电路的时间常数RC与所通过的信号周期相比较，如果RC远小于T则为微分电路，反之为耦合电路。,微分电路形式,对容值精度及稳定性要求较高，应该选用C0G、X7R或X5R产品。,实例2：积分电路,积分电路与退耦电路，低通滤波器相似或者同。,当RC远大于信号周期T时，且信号为脉冲信号时，此电路即为积分电路。,积分电路形式,6)名词解释-补偿电容：,因为采用的扬声器是感性负载，为了使放大器的负载接近纯电阻，在功放的输出端对地一般都有电阻和电容串联的补偿电路，其电阻的阻值和扬声器的标称阻抗相当，电容的取值为0.1UF-0.22UF,5.MLCC的应用,微型化便携式信息与通信终端的小型化、轻量化。包括移动电话、笔记本电脑、W-LAN、MP3、数码相机、摄像机等。,高品质、低成本化贱金属电极材料（BME）技术。质优价廉的计算机、通信及数字视听A&V产品迅速普及。,高频/高压化高可靠、片式化、高Q值、耐高压。适用于RF模块，CRT与主板电源滤波，LCD背光。,1）移动通信产品的需求特点,GSM、CDMA蜂窝移动电话小型轻量化，要求微型化。,GSM/DCS、CDMA/3G、BLUETOOTH、PHS、ISM等制式RF资源扩展。900MHZ/1.8GHZ/1.9GHZ/2.4GHZ/5.8GHZ,RF电路对Q值、ESR、SRF等高频特性要求较高。,个人消费类产品，温度特性要求一般。,谐振回路、时间常数电路对温度特性要求较高。,便携式产品二次电源低功耗要求低工作电压、高Q值。,2）IT行业产品的需求特点,全数字化电路，多层PCB板普及，表面贴装化。,低频电路。对Q值、ESR、SFR等高频特性无特殊要求。,通用/家用型终端产品。低电压型电路，温度特性要求一般。成本压力较大。,谐振回路对温度稳定性要求较高。,便携式终端产品对微型化要求较高。,CRT/LCD显示器对于高压MLCC有强劲需求。,3）A&V产品的需求特点,DVD类：,MPEG-2/DTS解码及伺服电路，低电压、通用型。,家用型电器产品。温度特性要求一般。,低频电路。对Q值、ESR、SRF等高频特性无特殊要求。,消费类电器产品。成本压力大。,LCD类：,背光电路。耐高压、长距离跨装配,4）数字电视类产品的需求特点,全数字化电路，多层PCB板普及，表面贴装化。,MPEG-2解码编码电路。低电压、通用型。,谐振回路对温度稳定性要求较高。,RF调谐器/调制器要求高频高Q，以及温度补偿特性。工作频段LF/VHF/UHF,7.宇阳的,技术创新,0402 BME微型MLCC于2002年10月通过技术鉴定，,填补国内空白，属国内首创。,国家高技术产业化示范工程项目0402微型片式多层陶瓷电容器,于,2004年3月通过验收，在国内率先实现规模化量产。,经中国电子产品可靠性与环境试验研究所质量检测中心,鉴定检验合格，产品性能达到国际先进水平。,产品微观分析与性能评估,经对比测试宇阳BME微型MLCC与国际著名企业产品水平相当。,宇阳公司,产品技术标准符合,ANSI/EIA-198-E-1997,、,JIS-C-6429,、,GB/T9324,、,IEC60384-10,要求。,经中国赛宝（总部）实验室鉴定检验格。,设计与工艺技术创新,设计优化BME材料体系。,BME微型MLCC产品结构设计技术。,亚微米超细陶瓷粉料的分散与超薄层高精度膜片流延工艺技术。,超薄层膜片的超高层数精密定位加工工艺。,还原性气氛烧结工艺技术。,还原性气氛端电极焙烧工艺。,BME体系端电极金属化处理工艺,。,THE END,THANKS FOR YOUR TIME,