我們都知道，電容就是可以儲存電量的容器，而電容的基本原理就是使用兩片互相平行但未接觸在一起的金屬，中間以空氣或是其他材料作為為絕緣物，將兩片金屬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稱為【電容器】。不過本文最主要在闡明MLCC(多層陶瓷電容)

 

如下圖所示，當兩金屬片間之電位差為1V，儲存之電荷量為1庫倫時，電容器的容量就是1法拉（Farad），以公式表示如下：C = Q / V

Q：金屬片上儲存的電荷量，單位為庫倫。

V：金屬片間的電壓，單位為伏特。

C：電容器的容量，單位為法拉。

所以電容器的容量與金屬片的面積成正比，但是與兩金屬片之間的距離成反比，并且與金屬片之間的絕緣介電質(dielectric)常數(shù)有關。電容可以用下面的公式表下：

C = εA / L 

(A:金屬片的電及面積；L:金屬片電極間的距離；ε:電極間絕緣物的介電常數(shù))。

 

多層陶瓷電容的原理：

而多層陶瓷電容(MLCC，Multi-Layer Ceramic Capacitor)因為可以作成薄片，比起「電解電容」在同樣的體積下MLCC可以大大提昇其電容器的容量。

MLCC的電容量公式可以如下表示：

C：電容量，以 F (法拉) 為單位，而MLCC 之電容值 以 PF, nF,和 µF 為主。

ε：電極間絕緣物的介質常數(shù)，單位為法拉／公尺。

K：介電常數(shù) (依陶瓷種類而不同)

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(shù) (堆迭層數(shù))

 

MLCC產品種類及規(guī)格介紹：

1、依照【溫度】特性分類：電容值隨溫度變化情形，可分為 COG(NPO)、X7R、Z5U、Y5V 等。 

COG為EIA標淮，其表示溫度從 -55°C到125°C電容值變化(以25°C之電容值為基淮)，COG為 +/- 30ppm/°C 。 

NPO為COG一般常用之稱乎，N為「負(negative)」，P表「正(positive)」，O表「零」，表示此電容器在使用溫度范圍中, 其電容變化量很小幾乎為零。 

X7R：表示-55°C(X)～125°C(7)其容量變化(以25°C為基淮)必須 ±15%(R) 以內。 

Y5V：表示-30°C(Y) ～到 85°C(5) 其容量變化(以25°C為基淮)必須在+22～82%(V)以內。 

以下是MLCC的溫度特性代表符號，僅供參考： 

2、依照MLCC產品【尺寸】的大小分類：0402 ; 0603 ; 0805 ; 1206 等。 

3、依照【電容量】來區(qū)分：如 10 PF, 100P, 1nF, 1 µF, 10 µF 等。

4、依照【工作電壓】區(qū)分：如 10V, 16V, 25V, 50V, 100V, 200V, 500V, 1KV, 2KV, 3KV。同一系列的產品， 其工作電壓越高，則其介電層厚度就必須越厚， 相對的其電容值也就較低。 

例如：Y5V/0603/100nF產品 其工作電壓可達25v(堆迭層數(shù):約20 層, 介電層厚:12 µm)；Y5V/0603/1µF產品 其工作電壓只有10v(堆迭層數(shù): 約76層, 介電層厚:7 µm) 。

5、依照【容值允差】區(qū)分：如 ±0.1pF(B值)、±0.25pF(C值)、±0.5pF(D值)、±1%(F值)、±2%(G值)、±5% (J值)、±10%(K值)、±20%(M值)、 -20%～+80%(Z值)。

所以，一個完整的 MLCC 產品在規(guī)格描述上至少必須包括以上的全部特性。 

例如 ：< NPO/0603/100PF/J/50V> 

表示此產品的規(guī)格為：NPO材質、0603尺寸、100PF容值、容值允差為±5%、耐壓為50V。

 

MLCC的制造流程：

MLCC本體的介電材料，以鈦酸鋇、 氧化鈦、鈦酸鎂、 鈦酸鍶…等為主，依據(jù)產品的種類(NPO, X7R, Y5V)決定不同的燒結溫度與燒結氣氛。

MLCC內、外電極材料列表：

一、厚膜積層技術 :

生胚成形：帶狀生胚，厚度: 5µm – 25 µm。

電極印刷：導電電極印刷, 依尺寸。

迭層技術：4 – 250 層。

切割技術：Knife cutting, Laser cutting, Sawing。

二、陶瓷共燒技術：

陶瓷及金屬電極材料：使用匹配的材料。

本體燒結技術：溫度 (950～1300°C)及氣氛控制 (空氣，氮/氫 混合氣)。

端電極技術：高溫燒附(750～900°C) 及氣氛控制 (銅電極)。

電鍍技術 (鍍鎳, 錫/鉛), 純錫電鍍。

MLCC之制造流程大致如下：

MLCC以材料特性又分為NME(Noble Metal Electrode，貴金屬電極)及BME(Base Metal Electrode，卑金屬電極)兩種制程技術，其生成運用的特性也稍有不同。NME比較穩(wěn)定，經常作為耐高壓的產品，價錢也比較貴；BME則屬于低成本的產品，允差比較大，一般用在比較不挑剔的產品上。

MLCC的最大問題是太過脆弱，一個使用或處理不小心就容易出現(xiàn)破裂(crack)的情形發(fā)生，所以一般MLCC出廠時都會特別注明如何handle這些嬌客。焊接或是解焊時還得注意不要對其本體產生應力，否則它就會「破」給你看。參考下面兩篇文章應該可以給你一些關于MLCC破裂的知識： 

MLCC多層陶瓷電容破裂的可能原因 

陶瓷電容(MLCC)落下后破裂并掉落分析（應力）