宇阳科技贴片电容设计选型.ppt

片式多层陶瓷电容器设计选型 深圳市宇阳科技发展有限公司2011年6月 内容提要 MLCC的概念与应用领域MLCC产品分类与主要技术指标各类电子产品用MLCC的设计选型电容器的失效模式与常见故障宇阳的技术创新与发展规划 1 MLCC的概念 MLCC Multi LayerCeramicChipCapacitor 片式多层陶瓷电容器的英文缩写 MLCC内部结构示意图 MLCC制造工艺流程 1 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 电源滤波 LCD背光 1 MLCC的应用 IT及外设 网络 1 MLCC的应用 通信 1 MLCC的应用 数字视听 A V 2 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 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 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 1类瓷的标志代码 ANSI EIA 198 E 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 0ppm 30ppm R2G N220 220ppm 30ppm U2J N750 750ppm 120ppm T3K N4700 4700ppm 250ppm M7G P100 100ppm 30ppm 2类瓷的标志代码 ANSI EIA 198 E 2类陶瓷介质的温度特性 X7R C C 15 55 125 X5R C C 15 55 85 Z5U C C 22 56 10 85 Y5V C C 22 82 30 85 1类瓷的标志代码 IEC60384 10 GB T9324 JIS C 5101 10 2类瓷的标志代码 IEC60384 10 GB T9324 JIS C 5101 10 E3 E6 E12 E24优先数系的电容量标称值及允许偏差 MLCC电容量 交流测试电压特性 MLCC电容量 直流偏置电压特性 MLCC电容量老化衰减特性 电容器的C Tan 频率特性 电容器的阻抗频率特性 电容器的等效电路模型 Z R j L 1 j CSRF fs 1 2 LC 1 2ESR R XC Q XCTan 钽电解电容器 MLCC阻抗频率特性 新型片式电容器的发展趋势 MLCC率先实现片式化 适应SMT技术需求MLCC NP0 X7R 大量取代有机电容器MLCC NP0 大量取代云母电容器MLCC X7R Y5V 部分取代钽电解电容器 MLCC小型化 微型化进程 MLCC取代电解电容器的基础 BME技术有效降低材料成本 扩展容值范围 MLCC X7R Y5V 在微型化 低ESR 高频化 高耐压 高绝缘 耐高温 高可靠 无极性方面占绝对优势 MLCC X7R 在温度特性方面相当 MLCC X7R Y5V 部分取代钽 铝电解电容器用于去耦 滤波 时间常数 额定工作电压优先系列 R5系列 1 1 6 2 5 4 6 3R10系列 1 1 25 1 6 2 2 5 3 2 4 5 6 3 8传统陶瓷介质电容器40V 63V 100V 160V 250V 630V 1KV 2KV 3KV 5KV 6KVMLCC 低电压小体积大容量 高频高Q 中高压高可靠 4V 6 3V 10V 16V 25V 50V 100V 200V 300V 500V 630V 1KV 2KV 3KV 5KV 6KV 10KV 20KV 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 长距离跨槽装配 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 8GHzRF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 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 MLCC的设计选型原则与趋势 Y5V Z5U逐渐退出高端应用领域 X7R X5R在高性能产品的用量持续上升 并趋向于主导整个MLCC市场 0402成为主流产品尺寸规格 0201已崭露头角 电容量标称值的优先数系及允许偏差C0G E24E12E6E3系列 J 5 X7R X5R E12E6E3系列 K 10 Y5V E3系列 Z 20 80 3 MLCC设计选型要点 电容量标称值采用E3等优先系列 如 1 0 2 2 4 7 10pF以下规格允许使用整数标称值 如 1 0 2 0 3 0pF等 标称电容量允许偏差优选精度 并可适当降低C0G J 5 X7R X5R K 10 Y5V Z 20 80 RF电路定制品种 高Q值 低ESR 高SRF E24系列结合整数标称值 高精度选配 低额定工作电压 降额50 70 设计 兼顾成本 就低不就高 温度特性C0G X7R X5R Y5V 结合电容量标称值合理搭配 尺寸规格优选0402 注意0201新趋势 大容量品种部分取代钽电解电容器 CRT显示器 LCD显示器高压MLCC LCD背光用MLCC 1808或1812 3KV 10 47pFJ 5 K 10 4 电容器的失效模式 初期故障領域 1 0 磨耗故障領域 1 0 偶発故障領域 1 0 Weibull分布R t e tm t0 形状母数m 4 电容器的失效模式与常见故障 MLCC 2类 SMT工艺不当导致断裂或绝缘失效 Y5V温度特性不佳导致电路故障 MLCC 1类 RF设计选型匹配 MLCC尺寸微型化发展趋势预测 引进并消化吸收国际最先进的产业化技术硬件与日本 美国同行间开展的联合开发与合作国内产学研方式技术合作与攻关自有专利技术自主研究开发技术创新体系 国内专业技术人才团队 国际一流研发与工艺技术支持 5 宇阳的技术基础 5 宇阳的技术创新与发展 BME微型MLCC材料体系与产品结构设计 价格低廉的镍 铜等贱金属电极材料 亚微米超细材料分散与相关工艺技术 纳米材料技术的前沿 还原性气氛烧结工艺 MLCC产品质优价廉的技术保证 高频高Q高压MLCC材料体系与结构设计 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 0402BME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 高频 微波MLCC材料体系与产品结构设计技术 成功用于移动通信产品 2004 2007年大容量MLCC研发成功并投产 2008年0201超微型MLCC通过技术鉴定 填补国内空白 属国内首创 宇阳的技术创新与发展 采用当今国际最先进BME结合亚微米技术开发成功高容量微型MLCC 0402X5R104 105 0603X5R105 225 0402Y5V224 105 0603Y5V105 475 0402C0G471 102 0603C0G102 472 5 宇阳的技术创新与发展 更小 更密 更高 超微型化 01005规格尺寸MLCC复合化 LTCC复合元件与组件高频化 高频 微波元器件在3G BLUETOOTH IC卡等领域向客户提供全套产品与技术服务 5 宇阳的技术创新与发展 YourSuccess OurSuccess