多層陶瓷電容器是什么？

多層陶瓷電容器，又稱MLCC（Multi-Layer Ceramic Capacitors），是一種片狀電容器，其內(nèi)部電極和電介質(zhì)層采用多層層疊方式。在電容器行業(yè)中，隨著小型化和大容量化的發(fā)展，其發(fā)展前景也備受期待。電介質(zhì)

主要使用鈦酸鋇和氧化鈦，內(nèi)部電極和電介質(zhì)采用多層層疊方式。增加層數(shù)可以增大靜電容量，從而推動MLCC的小型化。 目前，MLCC的主流尺寸為0603（0.6x0.3mm）和0402（0.4x0.2mm）。部分電容值已實(shí)現(xiàn)下一代0201尺寸，但由于操作困難，尚未在市場上普及。 多層陶瓷電容器有片狀和徑向兩種類型。與其他電容器相比，它們具有較低的高頻阻抗和ESR（等效串聯(lián)電阻），以及良好的高頻特性。

多層陶瓷電容器的種類

市面上有各種特性的多層陶瓷電容器，但使用哪種類型必須根據(jù)用途來確定，需要考慮尺寸、耐壓、溫度特性等。多層陶瓷電容器根據(jù)其特性大致分為1類和2類兩類。

1. Class1

第1類也稱為溫度補(bǔ)償型，由于ESR極小，電容的溫度變化也較小且呈線性，因此補(bǔ)償相對容易。

但電容值通常較小，約為1pF至1μF。主要用于振蕩電路和時(shí)間常數(shù)電路等不希望電容值發(fā)生變化的場合。

2. 第 2 類

第2類電容器也稱為鐵電型，主要由鈦酸鋇制成，即使在小尺寸下也能實(shí)現(xiàn)約100μF的大容量。然而，在使用時(shí)需要注意許多方面，例如其ESR較大、電容值隨溫度變化較大、施加直流偏壓時(shí)有效電容值會下降等。因此

，在使用第2類多層陶瓷電容器時(shí)，必須考慮到這些特性來設(shè)計(jì)電路。第2類電容器主要應(yīng)用于電容值輕微變化幾乎不會產(chǎn)生影響的電路，例如電源平滑電容器和去耦電容器。

多層陶瓷電容器的應(yīng)用

多層陶瓷電容器用途廣泛，根據(jù)層數(shù)可提供多種性能選擇。多層陶瓷電容器用于手機(jī)、電視和工業(yè)設(shè)備中的去耦、耦合、平滑電路、平滑DC/DC轉(zhuǎn)換器、計(jì)算機(jī)電源以及消除噪聲。

車載用途通常選擇長壽命、低故障率的電容器。工業(yè)設(shè)備通常使用大容量、小型電容器，近年來已被其他電容器取代。目前，

主流的多層陶瓷電容器尺寸非常小，有1005尺寸（1.0x0.5x0.5mm）和0603尺寸（0.6x0.3x0.3mm），但預(yù)計(jì)未來市場上已有的0402尺寸和下一代0201尺寸等超小型電容器將成為主流。

多層陶瓷電容器的原理

電容器的電容C與介電常數(shù)ε和電介質(zhì)的電極面積S成正比，與電極間距d成反比。此外，當(dāng)電容器并聯(lián)時(shí)，總電容等于每個(gè)電容器電容之和。

因此，提高電容器電容的關(guān)鍵是使用高介電常數(shù)的電介質(zhì)，增加電極面積，并盡可能減小極板間的距離。多層陶瓷電容器由多層非常薄的極板堆疊而成，可以理解為許多極板間距較小的電容器并聯(lián)而成。換句話說

，層數(shù)N與電容器的電容C成正比。因此，通過增加層數(shù)N來增加電容，多層陶瓷電容器既可以實(shí)現(xiàn)小型化，又可以實(shí)現(xiàn)大容量化。此外，

介電常數(shù) 高的鈦酸鋇主要用作電介質(zhì)，但預(yù)計(jì)其性能將很快達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。因此，需要開發(fā)一種介電常數(shù)更好、不易疲勞的材料。

多層陶瓷電容器的結(jié)構(gòu)

電極使用鎳，電介質(zhì)主要使用鈦酸鋇。將作為內(nèi)部電極的鎳糊涂在片狀電介質(zhì)上，層疊多片并壓制成型。

之后，將其切成小塊，在約1000°C下燒結(jié)，連接外部電極后，就成為了多層陶瓷電容器。通過將內(nèi)部電極與外部電極左右交替連接，就像并聯(lián)連接一樣。

自從開始以片狀生產(chǎn)以來，其效率不斷提高，并且變得更小更薄。有些電容器的層數(shù)多達(dá)1000層。它分為主要使用氧化鈦作為電介質(zhì)的低介電常數(shù)型和使用鈦酸鋇的高介電常數(shù)型。

此外，根據(jù)電容變化率和溫度范圍，它還分為1類和2類。 1類用于溫度補(bǔ)償，靜電電容較低，用于信號電路等。2類介電常數(shù)較高，溫度系數(shù)較大，用于電源去耦、平滑電路。