1、MLCC概述

MLCC（Multi-layerCeramicCapacitors）是片式多層陶瓷電容器英文縮寫。

是由印好電極（內電極）的陶瓷介質膜片以錯位的方式疊合起來，經過一次性高溫

燒結形成陶瓷芯片，再在芯片的兩端封上金屬層（外電極），從而形成一個類似獨

石的結構體，故也叫獨石電容器。

電路板上使用的貼片電容

MLCC誕生於上世紀60年代，最先由美國公司研製成功。目前，MLCC主要生產廠家：

美國基美(KEMET)；日本村田、京瓷、丸和、TDK；韓國三星；臺灣國巨、華新科、禾伸

堂；大陸有名的則是宇陽、風華高科、三環。其中，值得自豪的是，國內廠商---宇陽科

技的MLCC（01005、0201、0402尺寸)產量比超過90%，位居世界第一位，總產量也躍居全

球前三，目前宇陽已成為國內產能最大和全球微型化前三的MLCC廠商。因為MLCC具有高

可靠、高精度、高集成、高頻率、智能化、低功耗、大容量、小型化和低成本等特點，

因此它得到到極其廣泛的應用和發展，目前已經成為國際上用量最大、發展最快的片式

元件之一！

各種規格的貼片電容

2、MLCC結構和工作原理

如下圖所示，此電容結構較簡單，由陶瓷介質、內電極金屬層和外電極三層構成。

我們都知道，電容就是可以儲存電量的容器，它基本原理就是使用兩片互相平行

但未接觸在一起的金屬，中間以空氣或是其它材料作為為絕緣物，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。相比常見的電解電容，

MLCC（多層陶瓷電容器）因為可以作成薄片（n堆棧層數很多），因此在同樣的體積

下MLCC可以大大提升其電容器的容量。

MLCC結構

3、MLCC的分類

3.1根據所採用的陶瓷介質的類型，MLCC可劃分為兩大類：Class1和Class2兩類。

※Class1類：

具有極高的穩定性，其電容量幾乎不隨時間、交流信號、外加直流偏壓的變化而

改變，同時具有極低的介質損耗，即高Q值。適用於對容量高精度和應用頻率要求

較高的諧振電路。根據電容量的溫度係數，有可分為溫度穩定型和溫度補償型兩種。

※Class2類：

具有很高的體積比容量，適用於旁路、耦合、濾波以及對容量穩定性要求不高的

鑑頻電路。在DC-DC（AC）變換器和開關電源濾波電路中逐步取代鉭電解電容、鋁

電解電容。

3.2按照溫度特性、材質、生產工藝、填充介質的不同，MLCC可以分成如下幾種：

NPO、COG、Y5V、Z5U、X7R、X5R等。它們的主要區別如下：

●C0G/NPO電容器具有高溫度補償特性，適合作旁路電容和耦合電容

●X5R/X7R電容器是溫度穩定型陶瓷電容器，適合要求不高的工業應用

●Z5U電容器特點是小尺寸和低成本，尤其適合應用於去耦電路

●Y5V電容器溫度特性最差，但容量大，可取代低容鋁電解電容

可見，在相同的體積下由於填充介質不同所組成的電容器的容量就不同，隨之帶

來的電容器的介質損耗、容量穩定性等也就不同，所以在使用電容器時應根據電容器

在電路中作用不同來選用不同的電容器：NPO、COG溫度特性平穩、容值小、價格高；

Y5V、Z5U溫度特性大、容值大、價格低；X7R、X5R則介於以上兩種之間。

3.3MLCC按材料SIZE封裝大小來分。大致可以分為0402、0603、0805、1206、1210

4、MLCC的製造流程

MLCC製程

5、MLCC常見的問題&應對

※MLCC在工作一段時間後出現容值偏低的問題

正常情況下，MLCC在是存在老化問題，但其容值損失也不會超過90%，一般是

兩年後容值有10%-20%的遞減。MLCC在耐壓測試後損耗顯著增大主要有兩方面原

因：一是電容的溫度在經過耐壓測試後變高了，電容發熱會減小容量。二是在高

電壓的測試下,陶瓷內部微小分子單元結構輕微發生變化(比如形成微小的電流通

道),容值會出現變小的現象。

※MLCC的失效問題

MLCC的失效問題MLCC在生產中可能出現空洞、裂紋、分層，MLCC內在可靠性

十分優良，可以長時間穩定使用。但如果器件本身存在缺陷或在組裝過程中引入缺

陷，則會對其可靠性產生嚴重影響。例如，MLCC在生產時可能出現介質空洞、燒結

紋裂、分層等缺陷。分層和空洞、裂紋為重要的MLCC內在缺陷，這點可以通過篩選

優秀的供應商，並對其產品進行定期抽樣檢測等來保證。

※MLCC的設計注意事項1

因為MLCC具有相對較小的電容和低ESR，在頻域和時域中，這會帶來一些問題，

比如它們被用作某個電源的輸入濾波電容器，則它們很容易隨輸入互連電感諧振，

形成一個振盪器。

在這些系統中，電源通過大互連電感連接至負載。負載通過一個開關實現開啟，

並可能會使用陶瓷電容構建旁路。這種旁路電容器和互連電感可以形成一個高Q諧

振電路。由於負載電壓振鈴可以高達電源電壓的兩倍，因此在負載下關閉開關會形

成一個過電壓狀態。這會引起意外電路故障。例如，在POE中，負載組件的額定電

壓變化可以高達電壓額定電壓的兩倍。

※MLCC的設計注意事項2

陶瓷電容器的另外一個潛在的缺陷是陶瓷電容器的壓電式。也就是說，當電容

器電壓變化時，其物理尺寸改變，從而產生可聽見的噪聲。例如，我們將這種電容

器用作輸出濾波電容器時（存在大負載瞬態電流），或者在“綠色”電源中，其在

輕負載狀態下進入突發模式，這種問題的變通解決方案如下：

●轉而使用更低介電常數的陶瓷材料，例如：COG等。

●使用不同的電介質，例如：薄膜等。

●使用加鉛和表面貼裝技術（SMT）組件，可緊密貼合印製線路板（PWB）。

●使用更小體積器件，降低電路板應力。

●使用更厚組件，降低施加電壓應力和物理變形。

此外，貼片陶瓷電容器在做SMT加工時，存在的一個問題是：PCB彎曲時，由於

電容器和PCB之間存在的熱膨脹係數（TCE）錯配，它們的軟焊接頭往往會裂開。您

可以採取一些預防措施來減少這種問題的發生：

●封裝尺寸限制為1210。

●使電容器遠離高曲率地區，例如：拐角區等。

●使電容器朝向電路板短方向。

●使電路板安裝點遠離邊角