MLCC电容特性及注意事项

MLCC结构和工作原理

如下图所示，MLCC电容结构较简单，由陶瓷介质、内电极金属层和外电极三层构成。

MLCC的电容量公式可以如下表示：

C：电容量，以F（法拉）为单位，而MLCC之电容值以PF，nF，和F为主。

ε：电极间绝缘物的介质常数，单位为法拉／公尺。

K：介电常数（依陶瓷种类而不同）

A：导电面积（产品大小及印刷面积而不同）

D：介电层厚度（薄带厚度）

n：层数（堆栈层数）

我们都知道，电容就是可以储存电量的容器，它基本原理就是使用两片互相平行但未接触在一起的金属，中间以空气或是其它材料作为为绝缘物，将两片金属的一片接在电池的正极，另一片接在负极，金属片上就能储存电荷。相比常见的电解电容，MLCC（多层陶瓷电容器）因为可以作成薄片（n堆栈层数很多），因此在同样的体积下MLCC可以大大提升其电容器的容量。

mlcc电容温度能达到多少

多层陶瓷电容器（MLCC）一般没有什么耐温的说法，只要注意到使用温度就可以了，一类瓷和二类瓷的使用温度在-55~ 125度。

汽车级径向引线的多层陶瓷片式电容器（MLCC）的工作温度范围提高到 200℃，达到II类陶瓷通孔器件的业内温度。

MLCC电容特性及注意事项

MLCC被认定能在-55℃～ 200℃温度范围内工作500小时，在 175℃温度下则没有时间限制。器件具有良好的高温性能，容量从100pF到1μF，电容公差保持在严格的?5%。

I类和II类陶瓷MLCC使用电容变化为?30ppm/K的非常稳定的C0G电介质和-55℃～ 175℃温度范围TCC为 22%/-56%的X0U电介质。X0U电介质还达到了X7R的规格，-55℃～ 125℃范围内的电容变化为?15%，达到X9V的规格，-55℃～ 200℃范围的电容变化为 22%/-82%。为了直接焊在引线框架上，或用塑料注模，电容器使用间距2.5mm和5.0mm的直腿引线或弯引线。引线直径0.5mm或0.6mm，用100%镀锡的覆铜钢制造。

电容器不含铅，符合RoHS，无卤素，采用耐火环氧树脂制造的涂层符合UL 94 V-0。

MLCC电容特性及注意事项

MLCC厂家在生产过程中，如果工艺不好，就有可能会有隐患。比如介质空洞、烧结纹裂、分层等都会带来隐患。这点只能通过筛选YX的供应商来保证（后面还会谈到供应商选择问题）。

另外就是陶瓷本身的热脆性和机械应力脆性的故有可靠性，导致电子设备厂在使用MLCC时，使用不当也容易失效。

MLCC现在做到几百层甚至上千层了，每层是微米级的厚度。所以稍微有点形变就容易使其产生裂纹。另外同样材质、尺寸和耐压下的MLCC，容量越高，层数就越多，每层也越薄，于是越容易断裂。另外一个方面是，相同材质、容量和耐压时，尺寸小的电容要求每层介质更薄，导致更容易断裂。裂纹的危害是漏电，严重时引起内部层间错位短路等安全问题。而且裂纹有一个很麻烦的问题是，有时比较隐蔽，在电子设备出厂检验时可能发现不了，到了客户端才正式暴露出来。所以防止MLCC产生裂纹意义重大。

MLCC受到温度冲击时，容易从焊端开始产生裂纹。在这点上，小尺寸电容比大尺寸电容相对来说会好一点，其原理就是大尺寸的电容导热没这么快到达整个电容，于是电容本体的不同点的温差大，所以膨胀大小不同，从而产生应力。这个道理和倒入开水时厚的玻璃杯比薄玻璃杯更容易破裂一样。另外，在MLCC焊接过后的冷却过程中，MLCC和PCB的膨胀系数不同，于是产生应力，导致裂纹。要避免这个问题，回流焊时需要有良好的焊接温度曲线。如果不用回流焊而用波峰焊，那么这种失效会大大增加。MLCC更是要避免用烙铁手工焊接的工艺。然而事情总是没有那么理想。烙铁手工焊接有时也不可避免。比如说，对于PCB外发加工的电子厂家，有的产品量特少，贴片外协厂家不愿意接这种单时，只能手工焊接；样品生产时，一般也是手工焊接；特殊情况返工或补焊时，必须手工焊接；修理工修理电容时，也是手工焊接。无法避免地要手工焊接MLCC时，就要非常重视焊接工艺。首先必须告知工艺和生产人员电容热失效问题，让其思想上高度重视这个问题。其次，必须由专门的熟练工人焊接。还要在焊接工艺上严格要求，比如必须用恒温烙铁，烙铁不超过315?C（要防止生产工人图快而提高焊接温度），焊接时间不超过3秒选择合适的焊焊剂和锡膏，要先清洁焊盘，不可以使MLCC受到大的外力，注意焊接质量，等等。好的手工焊接是先让焊盘上锡，然后烙铁在焊盘上使锡融化，此时再把电容放上去，烙铁在整个过程中只接触焊盘不接触电容（可移动靠近），之后用类似方法（给焊盘上的镀锡垫层加热而不是直接给电容加热）焊另一头。

机械应力也容易引起MLCC产生裂纹。由于电容是长方形的（和PCB平行的面），而且短的边是焊端，所以自然是长的那边受到力时容易出问题。于是，排板时要考虑受力方向。比如分板时的变形方向于电容的方向的关系。在生产过程中，凡是PCB可能产生较大形变的地方都尽量不要放电容。比如PCB定位铆接、单板测试时测试点机械接触等等都会产生形变。另外半成品PCB板不能直接叠放，等等。