積層陶瓷電容MLCC
何謂多層陶瓷電容(Multi-Layer Ceramic Capacitor) MLCC 電容
介紹MLCC是什麼之前,先看下圖示,了解Ceramic陶瓷材料製成的電容器,在市場各類材料製成的電容中,依各分別材料特性,而Ceramic材料製成的電容器規格座落區塊。
不同型態的陶瓷電容:
一.電容定義:
電容(Capacitor)基本上就是可以儲存電(荷)量的容器，而電容的基本原理則是使用兩片互相平行但未接觸在一起之導電物質(金屬)，中間以空氣或是其他材料填充作為絕緣物，將兩片金屬層的一片接在電池的正極，另一片接在負極，金屬片上就能儲存電荷，這種能儲存電荷的裝置就被稱之為[電容器]。
當兩金屬片間之電位差為1V，儲存之電荷量為1庫倫(Coulomb)時，電容器的容量就是1法拉（Farad），以公式表示如下：C = Q / V
電容器的容量與金屬層電極的面積成正比，所以如何以最小的體積，做出最大儲存電荷的金屬面積，就可以用最小體積做出最大電容值的電容。
而多層陶瓷電容（MLCC，Multi-Layer Ceramic Capacitor）正因為其可以將儲存材料,利用網版印刷堆疊技術作成薄片，且因為材料物理特性有耐高電壓和高熱、運作溫度範圍廣，且能夠晶片化使體積小，且電容量大、頻率特性佳、高頻使用時損失率低、適合大量生產、價格低廉及穩定性高等優點，缺點為電容值較小，遠不及鋁質電解電容，但因陶瓷薄膜堆疊技術越來越進步，電容值含量也越高，電氣特性也不斷改進，應用上已可以取代低電容值的鋁質電容，和價格偏高的鉭質電容。它比起傳統的「電解電容」在同樣的體積下，MLCC可以藉著薄片的結構,大大地提昇其電容器的容量，讓電子產品可以朝向更輕薄短小前進。
MLCC的電容量公式可以用如下公式來表示：
C : 電容量，以 F (法拉) 為單位，而MLCC之電容值單位標示以 PF, nF,和 µF 為主。
ε：電極間絕緣物的介質常數，單位為法拉／公尺。
K : 介電常數 (依陶瓷材料種類而不同)
A : 導電面積 (產品大小及印刷面積而不同)
D : 介電層厚度 (薄帶厚度)
n：層數(堆疊層數)
三.MLCC介質材料的區分
多層陶瓷電容器（MLCC）的介質材料根據其主要極化類型不同，對電場變化的響應速度和極化率也不同。在相同體積下，容量會有所不同，這影響了電容器的介質損耗和容量穩定性。根據容量的溫度穩定性，介質材料可以分為兩類：Ⅰ類陶瓷電容器和Ⅱ類陶瓷電容器。
Ⅰ類陶瓷電容器
Ⅰ類陶瓷電容器（ClassⅠceramic capacitor），過去稱為高頻陶瓷電容器（High-frequency ceramic capacitor），其溫度容量特性（TCC）非常小，單位通常在ppm/℃。例如，常見的C0G（NP0）屬於Ⅰ類陶瓷。C0G是Ⅰ類陶瓷中介質損耗小、絕緣電阻高、溫度穩定性最好的一種，溫度特性近似為0。這類電容器特別適用於振盪器、諧振迴路、高頻電路中的耦合電容，以及其他要求損耗小和電容量穩定的電路，或用於溫度補償。
Ⅱ類陶瓷電容器
Ⅱ類陶瓷電容器（ClassⅡceramic capacitor），過去稱為低頻陶瓷電容器（Low frequency ceramic capacitor），這類電容器的電容值較大，但電容量隨溫度呈非線性變化，損耗較大。它們常用於電子設備中的旁路、耦合或其他對損耗和電容量穩定性要求不高的電路中。Ⅱ類陶瓷電容器又分為穩定級和可用級。X5R、X7R屬於Ⅱ類陶瓷的穩定級，而Y5V和Z5U屬於可用級。
依照溫度特性分類
電容值隨溫度變化，可分為以下幾種：
- C0G（NP0）：為EIA標準，表示溫度從-55°C到125°C電容值變化（以25°C之電容值為基準）為±30ppm/°C。NP0是C0G的一般常用稱呼，表示此電容器在使用溫度範圍中，電容溫度特性很好，不隨正負溫度變化而出現容值漂移，電容變化量幾乎為零。
- U2J：表示溫度從-55°C到125°C電容值變化（以25°C之電容值為基準），和0VDC（TCC）下的電容變化為-750±120ppm/°C。
- X7R：表示溫度範圍為-55°C（X）到125°C（7），其容量變化（以25°C為基準）必須在±15%（R）以內。
- Y5V：表示溫度範圍為-30°C（Y）到85°C（5），其容量變化（以25°C為基準）必須在+22%到-82%（V）以內。
- Z5U：表示溫度範圍為+10°C（Z）到85°C（5），其容量變化（以25°C為基準）必須在+22%到-56%（U）以內。
四.各類材料的介電常數:
五. 陶瓷電容MLCC的優點:
耐高電壓和高熱：MLCC能夠承受高電壓和高溫環境，適合各種苛刻的應用。
體積小，容量大：相比其他類型的電容，MLCC在小體積下提供較大的電容量。
頻率特性佳：在高頻使用時，MLCC的損失率低，性能穩定。
穩定性高：MLCC具有優異的穩定性，適合長期使用。
可自動化大量生產：MLCC可以自動化生產，成本低，價格具競爭力。
六. 陶瓷電容MLCC的缺點:
電容值較小：MLCC的電容值相對較小，不及鋁質電解電容。
噪音產生：在某些應用中，MLCC可能會產生噪音。
高硬度，易脆：MLCC硬度高，但易脆，需注意板彎應力。
老化問題：隨著時間推移，MLCC可能會出現老化現象。
耐電壓及電流能力較弱：相比其他電容，MLCC的耐電壓及電流能力較弱。
七. 陶瓷電容MLCC應用
不同性質特性的MLCC應用：
C0G 電容：具有高溫度補償特點，適合作旁路電容和耦合電容。
Z5U 電容：尺寸小，成本低，適合應用於去耦電路。
Y5V 電容：溫度特性較差，但儲能容量大，用於取代低容電解電容。
X7R 電容：工作溫度穩定，適合要求不高的工業應用。
MLCC常用的有C0G、Z5U、X7R、Y5V等不同的性質規格，不同的特點和用途。C0G、X7R、Z5U和Y5V的主要區別在於它們的填充介質不同。在相同體積下，填充介質不同所組成的電容的容量、介質損耗、容量穩定性等也會不同。因此，在使用電容器時應根據電容器在電路中的作用選用不同的電容器。
MLCC在電路中主要用於濾波、退耦、旁路、耦合等作用。當電容容量太小時，可以通過並聯來增加容量。MLCC廣泛應用於消費性電子領域，如手機（特別是5G手機）、PC、車用（尤其是電動車）、網路通訊、工業、航太和軍事用途。
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