什么是多层芯片电容,其规格如何?

有些人把Multi-Lay Chip Capacitor翻译成“多层芯片电容”。我觉得翻译成“多层片状电容”或“多层贴片电容”更合适。但下面还是会按人们的习惯,简称“贴片电容”或“芯片电容”。
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贴片电容和贴片电阻一样,主要是以陶瓷为载体。但贴片电容的制造难度更大,电阻只要在陶瓷基座上涂上碳膜或其它导电材料,再在两端做上焊盘即可,但电容需要一层陶瓷一层金属膜,再一层陶瓷一层金属膜,堆叠N多层,再在两端做上焊盘,才做成电容。基于这种制造工艺和内部结构,许多厂商直接称之为“多层陶瓷电容”,对应英文为“Multi-Lay Ceramic Capacitor”,简写作:MLCC。
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由于陶瓷体本身易碎,电容是由多层非常薄的陶瓷层叠而成,所以电容比电阻更容易损坏。焊装在PCB上的电容,只要PCB变形稍微严重一些,就可能在变形应力作用下破裂。下面是受应力损坏的电容,打磨后的截面图。两边焊盘处均已碎裂。碎裂后的电容,容易发生层间电极片短路,进而导致电源和地短路。
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贴片电容的标准封装尺寸
贴片电容常见的标准封装有:0201、0402、0603、0805、1206、1210、1812、2220、0306、0508、0612等11种。其中,0306和0603的尺寸是一样的,只是0306的焊盘装在电容的长边,0603的焊盘装在电容的短边。类似情况还有:0805和0508,1206和0612。焊盘装在长边的,寄生电感稍微小一些。
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贴片电容的封装尺寸和贴片电阻的封装尺寸大部分是相同的。封装号用长和宽的有效数来表示。比如:0201的封装,长度是0.02英寸,宽度是0.01英寸。每一个英制封装号都有一个对应的公制封装号。比如0201对应的公制封装号是0603M。具体细节如上表所示。
贴片电容的表面一般没有标识
贴片电容的容量
贴片电容的容量值,采用E-3、E-6、E-12、E-24系列数值。如下表所示。
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表中列出的是两位有效数字,再乘以10的不同幂次,就得到电容的容量值,基本单位是皮法(pF)。
电容的容量不同,其载体兼绝缘介质选用的材质也有所不同。贴片电容常用的陶瓷介质有:NPO、X7R、X5R、Y5V、Y5U、Z5U等等。介质不同,电容的工作温度范围也会有所不同。但不同厂商给出的数值有所差异,下表是某厂商电容材质及其工作温度范围对应表:
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绝缘介质还会影响到电容的容量误差范围。一般情况下,NPO材质的容量误差范围最小,误差范围可以控制在10pF以内。其次是X7R和X5R,其误差范围可以控制在10%或20%以内。再次是Y5V、Y5U、Z5U,可以控制在20%以内,或-20%~+80%以内。各大厂商对误差范围的标注有些不同,但多数厂商采用如下字母表示:
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下表是某厂商常规贴片电容规格速览表,可以参考材质、容量和误差范围之间的对应关系。
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贴片电容的耐压值
贴片电容还有一个特别重要的参数是耐压值。常规耐压值有6.3V、10V、16V、25V、50V、100V等,特殊用途的电容,其耐压值可能还有200V、250V、500V、1KV、2KV、3KV、4KV等等。
不同的电容,因工艺、材质等原因,其电气参数会有所不同。更多细节,请查阅电容本身的规格书。
更多硬件技术知识,请参阅《工业计算机硬件技术支持手册》
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