瓷片电容型号(瓷片电容型号大全)
瓷片电容型号大全
CC起头是高频,CT是低频。如数字IC的电源滤波,我就喜欢用0.047uF的CC1高频瓷介电容,瓷片上只有标示:.047,uF是不用标的,因为没有零点几PF的电容。用3位数字表示的是PF级别的小电容,自然是高频用途。332就是3300PF,前面两个是有效数字,后面一个就是零的个数。也有直接标示的。晶体振荡器匹配电容是20~30P,瓷片上只有写20或30。你用3300P的电容超过100倍了,肯定不起振。
瓷片电容型号规格判别
瓷片电容104是100000皮法(pF),也就是是100纳法(nF)。瓷片电容104,采用的是数字表示法:三位数字的表示法也称电容量的数码表示法。三位数字的前两位数字为标称容量的有效数字,第三位数字表示有效数字后面零的个数,它们的单位都是pF,如:101表示标称容量为10pF;102表示标称容量为1000pF;221表示标称容量为220pF;在这种表示法中有一个特殊情况,就是当第三位数字用"9"表示时,是用有效数字乘上10的-1次方来表示容量大小。如:229表示标称容量为22x(10-1)pF=2.2pF。扩展资料:瓷片电容通常用于高稳定振荡回路中,作为回路、旁路电容器及垫整电容器。除数字表示法外,瓷片电容的识别方法还有:1、直标法,数值直接在电容上标出,如果数字是10n,那么就是10nF,同样100p就是100pF。2、色标法,沿电容引线方向,用不同的颜色表示不同的数字,第一,二种环表示电容量,第三种颜色表示有效数字后零的个数(单位为pF)。颜色意义:黑=0、棕=1、红=2、橙=3、黄=4、绿=5、蓝=6、紫=7、灰=8、白=9。在国际单位制里,电容的单位是法拉,简称法,符号是F,由于法拉这个单位太大,所以常用的电容单位有毫法(mF)、微法(μF)、纳法(nF)和皮法(pF)等,换算关系是:1法拉(F)=10^3毫法(mF)=10^6微法(μF)=10^9纳法(nF)=10^12皮法(pF)。参考资料来源:百度百科—瓷片电容参考资料来源:百度百科—电容
瓷片电容型号怎么看
103为0.01uF,104为0.1uF。
瓷片电容读法:104=10*10的4次方pF=0.1uF,相同的型号有103、102、224、223、222、474、473、472等。
瓷片电容分高频瓷介和低频瓷介两种。具有小的正电容温度系数的电容器,用于高稳定振荡回路中,作为回路电容器及垫整电容器。
低频瓷介电容器限于在工作频率较低的回路中作旁路或隔直流用,或对稳定性和损耗要求不高的场合〈包括高频在内〉。这种电容器不宜使用在脉冲电路中,因为它们易于被脉冲电压击穿。
扩展资料:
瓷片电容分高频瓷介和低频瓷介两种。具有小的正电容温度系数的电容器,用于高稳定振荡回路中,作为回路电容器及垫整电容器。
低频瓷介电容器限于在工作频率较低的回路中作旁路或隔直流用,或对稳定性和损耗要求不高的场合〈包括高频在内〉。这种电容器不宜使用在脉冲电路中,因为它们易于被脉冲电压击穿。
高压瓷片电容就是以陶瓷材料为介质的圆板电容器,在“瓷片”电容器中一般DC50v以下叫低压,DC100V~500V为中高压,DC1000v~6000v和为高压,安规Y电容也是属于高压,DC6000v以上为超高压。
参考资料来源:百度百科-瓷片电容
瓷片电容型号表
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几年以前,经过用瓷片电容的25年多工作之后,我对它们有了新的领悟。那时我正在忙于做一个LED灯泡驱动器,当时我项目中一个RC电路的时间常数显然是有问题。
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瓷片电容型号意义
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陶瓷电容的结构和主要加工环节
如下面图的瓷片电容的结构,内电极导体一般为Ag或AgPd,陶瓷介质一般为BaTiO3,多层陶瓷结构通过高温烧结而成。器件端头镀层(外电极)一般为烧结Ag/AgPd,然后制备一层Ni阻挡层(以阻挡内部Ag/AgPd材料,防止其和外部Sn发生反应),再在Ni层上制备Sn或SnPb层用以焊接。近年来,也出现了端头使用Cu的MLCC产品。
下面简单介绍一下陶瓷电容的主要加工环节:
a)备料成型:原料经过煅烧、粉碎与混和后,达到一定的颗粒细度,原则上颗粒越细越好。然后根据电容器结构形状,进行陶瓷介质坯件成型;
b)烧成:对瓷坯进行高温处理,是其成为具有高机械强度、优良电气性能的瓷体。烧成温度一般在1300℃以上。高温保持时间过短,固相反应不完全彻底,影响整个坯体结构,造成电性能恶化,是所谓“生烧”;高温保持时间过长,使坯体起泡变形以及晶粒变大,同样恶化电性能,造成“过烧”;
c)然后是电极制造,引线焊接,涂覆,包封;
陶瓷电容器的由来
1900年意大利L.隆巴迪发明陶瓷介质电容器。30年代末人们发现在陶瓷中添加钛酸盐可使介电常数成倍增长,因而制造出较便宜的瓷介质电容器。
1940年前后人们发现了现在的陶瓷电容器的主要原材料BaTiO3(钛酸钡)具有绝缘性后,开始将陶瓷电容器使用于对既小型、精度要求又极高的军事用电子设备当中。而陶瓷叠片电容器于1960年左右作为商品开始开发。到了1970年,随着混合IC、计算机、以及便携电子设备的进步也随之迅速的发展起来,成为电子设备中不可缺少的零部件。现在的陶瓷介质电容器的全部数量约占电容器市场的70%左右。
陶瓷介质电容器的绝缘体材料主要使用陶瓷,其基本构造是将陶瓷和内部电极交相重叠。陶瓷材料有几个种类。自从考虑电子产品无害化特别是无铅化后,高介电系数的PB(铅)退出陶瓷电容器领域,现在主要使用TiO2(二氧化钛)、BaTiO3,CaZrO3(锆酸钙)等。和其它的电容器相比具有体积小、容量大、耐热性好、适合批量生产、价格低等优点。
由于原材料丰富,结构简单,价格低廉,而且电容量范围较宽(一般有几个PF到上百μF),损耗较小,电容量温度系数可根据要求在很大范围内调整。
陶瓷电容器品种繁多,外形尺寸相差甚大从0402(约1×0.5mm)封装的贴片电容器到大型的功率陶瓷电容器。按使用的介质材料特性可分为Ⅰ型、Ⅱ型和半导体陶瓷电容器;按无功功率大小可分为低功率、高功率陶瓷电容器;按工作电压可分为低压和高压陶瓷电容器;按结构形状可分为圆片形、管型、鼓形、瓶形、筒形、板形、叠片、独石、块状、支柱式、穿心式等。
陶瓷电容器的分类
陶瓷电容器从介质类型主要可以分为两类,即Ⅰ类陶瓷电容器和Ⅱ类陶瓷电容器。
Ⅰ类陶瓷电容器(ClassⅠceramiccapacitor),过去称高频陶瓷电容器(High-freqencyceramiccapacitor),是指用介质损耗小、绝缘电阻高、介电常数随温度呈线性变化的陶瓷介质制造的电容器。它特别适用于谐振回路,以及其它要求损耗小和电容量稳定的电路,或用于温度补偿。
Ⅱ类陶瓷电容器(ClassⅡ ceramiccapacitor)过去称为为低频陶瓷电容器(Lowfrequencycermiccapacitor),指用铁电陶瓷作介质的电容器,因此也称铁电陶瓷电容器。这类电容器的比电容大,电容量随温度呈非线性变化,损耗较大,常在电子设备中用于旁路、耦合或用于其它对损耗和电容量稳定性要求不高的电路中。
Ⅰ类陶瓷电容器
按美国电工协会(EIA)标准为C0G(是数字0,不是字母O,有些文献笔误为COG)或NP0(是数字0,不是字母O,有些文献笔误为NPO)以及我国标准的CC系列等型号的陶瓷介质(温度系数为0±30PPM/℃),这种介质极其稳定,温度系数极低,而且不会出现老化现象,损耗因数不受电压、频率、温度和时间的影响,介电系数可以达到400,介电强度相对高。这种介质非常适用于高频(特别是工业高频感应加热的高频功率振荡、高频无线发射等应用的高频功率电容器)、超高频和对电容量、稳定性有严格要求定时、振荡电路的工作环境,这种介质电容器唯一的缺点是电容量不能做得很大(由于介电系数相对小),通常1206表面贴装C0G介质电容器的电容量从0.5PF~0.01μF。
Ⅱ类陶瓷电容器
Ⅱ类的稳定级陶瓷介质材料如美国电工协会(EIA)标准的X7R、X5R以及我国标准的CT系列等型号的陶瓷介质(温度系数为±15.0%),这种介质的介电系数随温度变化较大,不适用于定时、振荡等对温度系数要求高的场合,但由于其介电系数可以做得很大(可以达到1200),因而电容量可以做得比较大,适用于对工作环境温度要求较高(X7R:-55~+125℃)的耦合、旁路和滤波。通常1206的SMD封装的电容量可以达到10μF或在再高一些;
II类的可用级陶瓷介质材料如美国电工协会(EIA)标准的Z5U、Y5V以及我国标准的CT系列的低档产品型号等陶瓷介质(温度系数为Z5U的+22%,-56%和Y5V的+22%,-82%),这种介质的介电系数随温度变化较大,不适用于定时、振荡等对温度系数要求高的场合,但由于其介电系数可以做得很大(可以达到1000~12000),因而电容量可以做得比更大,适用于一般工作环境温度要求(-25~+85℃)的耦合、旁路和滤波。通常1206表面贴装Z5U、Y5V介质电容器量甚至可以达到100μF,在某种意义上是取代钽电解电容器的有力竞争对手。
C0G代表的温度系数究竟是多少?C 表示电容温度系数的有效数字为 0ppm/℃0 表示有效数字的倍乘因数为 -1(即10的0次方)G 表示随温度变化的容差为 ±30ppm
NPO和C0G是同一种电容吗?NPO是美国军用标准(MIL)中的说法,其实应该是NP0(零),但一般大家习惯写成NPO(欧)。这是Negative-Positive-Zero的简写,用来表示的温度特性。说明NPO的电容温度特性很好,不随正负温度变化而出现容值漂移。从前面我们已经知道,C0G是I类陶瓷中温度稳定性最好的一种,温度特性近似为0,满足“负-正-零”的含义。所以C0G其实和NPO是一样的,只不过是两个标准的两种表示方法(当然,容值更小、精度略差一点的C0K、C0J等也是NPO电容)。类似的,U2J对应于MIL标准中的组别代码为N750。
NPO电容器随封装形式不同其电容量和介质损耗随频率变化的特性也不同,大封装尺寸的要比小封装尺寸的频率特性好。以X7R为例。X 代表电容最低可工作在 -55℃7 代表电容最高可工作在 +125℃R 代表容值随温度的变化为 ±15%同样的,Y5V正常工作温度范围在-30℃~+85℃,对应的电容容量变化为+22~-82%;而Z5U正常工作温度范围在+10℃~+85℃,对应的电容容量变化为+22~-56%。
MLCC与其它种类电容器对比
电容的种类有很多,可以从原理上分为:无极性可变电容、无极性固定电容、有极性电容等,从材料上分主要有:CBB电容(聚乙烯),涤纶电容、瓷片电容、云母电容、独石电容(即贴片电容或MLCC)、电解电容、钽电容等。下表是各种电容的优缺点
MLCC的性能
A.常规电性能
(1)容量与误差:实际电容量和标称电容量允许的最大偏差范围。一般使用的容量误差有:J级±5%,K级±10%,M级±20%。精密电容器的允许误差较小,而电解电容器的误差较大,它们采用不同的误差等级。常用的电容器其精度等级和电阻器的表示方法相同。用字母表示:D级—±0.5%;F级—±1%;G级—±2%;J级—±5%;K级—±10%;M级—±20%。
(2)额定工作电压:电容器在电路中能够长期稳定、可靠工作,所承受的最大直流电压,又称耐压。对于结构、介质、容量相同的器件,耐压越高,体积越大。
(3)温度系数:在一定温度范围内,温度每变化1℃,电容量的相对变化值。温度系数越小越好。
(4)绝缘电阻(IR):用来表明漏电大小的。一般小容量的电容,绝缘电阻很大,在几百兆欧姆或几千兆欧姆。电解电容的绝缘电阻一般较小。相对而言,绝缘电阻越大越好,漏电也小。一般C0G类>1000ΩF,X7R和Y5V类>500ΩF
(5)损耗(DF):在电场的作用下,电容器在单位时间内发热而消耗的能量。这些损耗主要来自介质损耗和金属损耗。通常用损耗角正切值来表示。损耗最为标准的写法:使用百分率写法例如:COG要求〈0.015%;X7R〈2.5%;Y5V〈3.5%一般地COG类B.几个值得关注的参数
TCC:温度容量特性,注意同为X7R产品其常温附近的容量稳定性不一样。
ESR:等效串联电阻
ESL:等效串联电感
Q值:是DF、ESR、ESL的综合,在高频电路中加倍关注。
在片式多层元器件类型中,ESR(Res)主要由介质层电阻、内电极层电阻、各接触面电阻和端电极电阻等四个方面组成;其中各接触面电阻包括端电极与内电极的接触,不同的端电极电镀层间的接触等;Res对频率是较为敏感的,并随频率的增加而增加,因为:
1.接触电阻-电极间接触形成的间隙式裂缝是容性阻抗(Z=1/(2*pi*f*C)),从而导致Res在刚开始时随频率的增加而下降。
2.趋肤效应-内电极和端电极由于趋肤效应,阻抗随频率的增加而增加,最终将抵消接触电阻所产生ESR下降的影响。
3.电介质极化-随电介质中的极化定向,大量的能量被储备,从而呈现阻抗随频率增大而增大。
贴片陶瓷电容的ESL与贴片固体钽电容类似,同为SMD器件,具有比较小的ESL,但由于内部引线结构,瓷片的ESL又要比钽电容小很多,可用近似公式:
来进行推算,比如1206封装,则L=12,W=6。ESL虽然与容量有关系,但相对而言,这个变化量很小,基本可以认为不变。
3.3.1失效的原因
多层陶瓷电容的失效原因分为外部因素和内在因素。
a)内在因素:
1.陶瓷介质内空洞(Voids)
导致空洞产生的主要因素为陶瓷粉料内的有机或无机污染,烧结过程控制不当等。空洞的产生极易导致漏电,而漏电又导致器件内部*部发热,进一步降低陶瓷介质的绝缘性能从而导致漏电增加。该过程循环发生,不断恶化,严重时导致多层陶瓷电容器开裂、爆炸,甚至燃烧等严重后果。
2.烧结裂纹(FiringCrack)
烧结裂纹常起源于一端电极,沿垂直方向扩展。主要原因与烧结过程中的冷却速度有关,裂纹和危害与空洞相仿。
3.分层(Delamination)
多层陶瓷电容器(MLCC)的烧结为多层材料堆叠共烧。烧结温度可以高达1000℃以上。层间结合力不强,烧结过程中内部污染物挥发,烧结工艺控制不当都可能导致分层的发生。分层和空洞、裂纹的危害相仿,为重要的多层陶瓷电容器内在缺陷。
b)外部因素:
1.温度冲击裂纹(ThermalCrack)
主要由于器件在焊接特别是波峰焊时承受温度冲击所致,不当返修也是导致温度冲击裂纹的重要原因。
2.机械应力裂纹(FlexCrack)
多层陶瓷电容器的特点是能够承受较大的压应力,但抵抗弯曲能力比较差。器件组装过程中任何可能产生弯曲变形的操作都可能导致器件开裂。常见应力源有:贴片对中,工艺过程中电路板操作;流转过程中的人、设备、重力等因素;通孔元器件插入;电路测试、单板分割;电路板安装;电路板定位铆接;螺丝安装等。该类裂纹一般起源于器件上下金属化端,沿45℃角向器件内部扩展。该类缺陷也是实际发生最多的一种类型缺陷。
本文引用
《无源滤波元器件-电容的介绍和深入认识》百度文库上的华为资料
《陶瓷电容的基础知识》茂研科技
来源:硬件十万个为什么
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瓷片电容型号对照表
1、前言
电子元器件之一电容种类繁多,而陶瓷电容是用得最多种类,没有之一,因此硬件工程师必须熟练的掌握其特性。
作为一个工作多年的硬件工程师,笔者结合自身经验,通过查阅各种资料,针对硬件设计需要掌握的重点及难点,总结了此文档。通过写文档,目的是能够使自己的知识更具有系统性,温故而知新,同时也希望对读者有所帮助,大家一起学习和进步。
两个相互靠近的导体,中间夹一层不导电的绝缘介质,这就构成了电容器。当电容器的两个极板之间加上电压时,电容器就会储存电荷。
电容器的电容量在数值上等于一个导电极板上的电荷量与两个极板之间的电压之比。电容器的电容量的基本单位是法拉(F)。在电路图中通常用字母C表示电容元件。
电容量的大小公式:
:两极板间介质的介电常数
S:两极板间的正对面积
k:静电常数,等于k=8.987551×10^9N·m^2/C^2
d:两极板间的距离
化简后的公式是:
想使电容容量大,有三种方法:
①使用介电常数高的介质
②增大极板间的面积
③减小极板间的距离。
MLCC(Multi-layerCeramicCapacitors)是片式多层陶瓷电容器英文缩写。是由印好电极(内电极)的陶瓷介质膜片以错位的方式叠合起来,经过一次性高温烧结形成陶瓷芯片,再在芯片的两端封上金属层(外电极),从而形成一个类似独石的结构体,故也叫独石电容器。
可以看到,内部电极通过一层层叠起来,来增大电容两极板的面积,从而增大电容量。
陶瓷介质即为内部填充介质,不同的介质做成的电容器的特性不同,有容量大的,有温度特性好的,有频率特性好的等等,这也是为什么陶瓷电容有这么多种类的原因。
电容的基本单位是:F(法),此外还有μF(微法)、nF、pF(皮法),由于电容F的容量非常大,所以我们看到的一般都是μF、nF、pF的单位,而不是F的单位。
它们之间的具体换算如下:
1F=1000000μF
1μF=1000nF=1000000pF
常用陶瓷电容容量范围:0.5pF~100uF。
实际生产的电容的陶瓷容量值也是离散的,常用电容容量如下表:
陶瓷电容容量从0.5pF起步,可以做到100uF,并且根据电容封装(尺寸)的不同,容量也会不同。
选购电容器不能一味的选择大容量,选择合适的才是正确的,例如0402电容可以做到10uF/10V,0805的电容可以做到47uF/10V,但是为了好采购、成本低,一般都不会顶格选电容。
一般推荐0402选4.7uF-6.3V,0603选22uF/6.3,0805选47uF/6.3V,其它更高耐压需要对应降低容量。
满足要求的情况下,选择主要就看是否常用,价格是否低廉。
陶瓷电容常见的额定电压有:2.5V、4V、6.3V、10V、16V、25V、50V、63V、100V、200V、250V、450V、500V、630V、1KV、1.5KV、2KV、2.5KV、3KV等等。
额定电压值与电容的两极板间的距离有关系,额定电压越大,一般距离就要更大,否则介质会被击穿。因此,这就导致了同等容量的电容,耐压值高的,一般尺寸会更大。
电容器的外加电压不得超过规范中规定的额定电压,实际在电路设计中,一般选用电容时,都会让额定电压留有大概70%的裕量。
同介质种类由于它的主要极化类型不一样,其对电场变化的响应速度和极化率亦不一样。在相同的体积下的容量就不同,随之带来的电容器的介质损耗、容量稳定性等也就不同。介质材料划按容量的温度稳定性可以分为两类,即Ⅰ类陶瓷电容器和Ⅱ类陶瓷电容器,NPO属于Ⅰ类陶瓷,而其他的X7R、X5R、Y5V、Z5U等都属于Ⅱ类陶瓷。
MLCC陶瓷电容主要分为2大类:高节介电常数型和温度补偿型
国内:风华FH、宇阳科技EYANG、信昌电陶PSA、三环CCTC等等。村田muRata、松下PANASONIC、三星SAMSUNG、太诱TAIYOYUDEN、TDK、威世VISHAY、国巨YAGEO等等。4.5
电容作为基本元器件之一,实际生产的电容都不是理想的,会有寄生电感,等效串联电阻存在,同时因为电容两极板间的介质不是绝对绝缘的,因此存在数值较大的绝缘电阻。
所以,实际的电容模型等下如下图:
根据上述电容模型,我们可以得到电容的复阻抗公式:
实际陶瓷电容的绝缘电阻时非常大的,是兆欧姆级别的,所以R远大于,所以简化公式为:
其中为容抗,为感抗,为等效串联电阻。很容易看出,在频率比较低(比较小)的时候,容抗远大于感抗,电容主要成容性,在频率比较高的时候,电容主要呈感性。
而当,即谐振的时候,阻抗等于等效串联电阻,此时阻抗达到最小值,如果是用来滤波的话,此时效果最好。
某村田10uF电容的阻抗频率曲线如下图:
注意,这个坐标系是对数坐标系,纵轴为复阻抗的模。
从上小节可知,电容在谐振频率处阻抗最低,滤波效果最好,那么各种规格的电容的谐振频率是多少呢?
下图是村田常用电容的谐振频率表:
频率曲线如下图:
从上小节可以看出,陶瓷的等效串联电阻并不是恒定的,它是跟频率有很大的关系。上述10uF电容在100hz的时候,ESR是3Ω,在700Khz的时候达到最小,ESR是3mΩ,相差了1000倍,是非常大的。
我们非常关心陶瓷电容的ESR到底是多大,特别用在开关电源的时候,需要用来计算纹波的大小。那么各中电容型号的ESR是多少呢?
下图为村田普通电容的ESR表。
ES频率曲线如下图:
相对于电阻的精度来说,电容的精度要低很多,以下是一般电容的精度。
同一类型的电容精度一般厂家会生产2~4种精度的档次共选择。
电容类型
精度档次
NP0(C0G)(0.5pF~4.9pF)
B(±0.1pF);
C(±0.25pF)
NP0(C0G)(5.0pF~9.9pF)
D(±0.5pF)
NP0(C0G)(≥10pF)
F(±1%), G(±2%),J(±5%),K(±10%)
X7R
J(±5.0%);K(±10%);M(±20%);
X5R
J(±5.0%);K(±10%);M(±20%);
Y5V
M(±20%);Z(-20%,+80%)
不同类型的电容的工作温度范围是不同的、并且其容量随温度的变化也不同,相差非常大,如下表
温度特性对照表
电容型号
工作温度范围
容量随温度变化值
C0G(NP0)
-55~125℃
0±30ppm/℃
X7R
-55~125℃
±15%
X6S
-55~105℃
±22%
X5R
-55~85℃
±15%
Y5U
-30~85℃
+22%/-56%
Y5V
-30~85℃
+22%/-82%
Z5U
10~85℃
+22%/-56%
Z5V
10~85℃
+22%/-82%
在设计电路的时候,需要考虑不同电容的温度系数,按照使用场景选择符合要求的电容。在一些对电容容量由要求的地方,就不能选择Y或者Z系列的电容。
陶瓷电容的另外一个特性是其直流偏压特性。
对于在陶瓷电容器中又被分类为高诱电率系列的电容器(X5R、X7R特性),由于施加直流电压,其静电容量有时会不同于标称值,因此应特别注意。
例如,如下图所示,对高介电常数电容器施加的直流电压越大,其实际静电容量越低。
容值越高的电容,直流偏压特性越明显,如47uF-6.3V-X5R的电容,在6.3V电压处,电容量只有其标称值的15%左右,而100nF-6.3V-X5R的电容容值为其标称值的,如下图。
那么,DC偏压特性的原理是怎样的呢?
陶瓷电容器中的高诱电率系列电容器,现在主要使用以BaTiO3(钛酸钡)作为主要成分的电介质。
BaTiO3具有如下图所示的钙钛矿(perovskite)形的晶体结构,在居里温度以上时,为立方晶体(cubic),Ba2+离子位于顶点,O2-离子位于表面中心,Ti4+离子位于立方体中心的位置。
上图是在居里温度(约125℃)以上时的立方晶体(cubic)的晶体结构,在此温度以下的常温领域,向一个轴(C轴)延长,其他轴略微缩短的正方体(tetragonal)晶体结构。
此时,作为Ti4+离子在结晶单位的延长方向上发生了偏移的结果,产生极化,不过,这个极化即使在没有外部电场或电压的情况下也会产生,因此,称为自发极化(spontaneouspolarization)。像这样,具有自发极化,而且可以根据外部电场转变自发极化的朝向的特性,被称为强诱电型(ferroelectricity)。
与单位体积内的自发极化的相转变相同的是电容率,可视为静电容量进行观测。
当没有外加直流电压时,自发极化为随机取向状态,但当从外部施加直流电压时,由于电介质中的自发极化受到电场方向的束缚,因此不易发生自发极化时的自由相转变。其结果导致,得到的静电容量较施加偏压前低。
这就是当施加了直流电压后,静电容量降低的原理。
此外,对于温度补偿用电容器(CH、C0G特性等),以常诱电性陶瓷作为主要原料,静电容量不因直流电压特性而发生变化。
陶瓷电容绝缘电阻比较大,漏电流小。
绝缘电阻主要与容量有关,容量越大,漏电流越大,下面列出村田的几种普通电容的绝缘电阻表格,可供参考。
电容型号
绝缘电阻
额定电压下漏电流
10pF_CH_0603_50V
≥10000MΩ
≤0.005uA
100pF_C0G_0603_50V
≥10000MΩ
≤0.005uA
1nF_X7R_0603_50V
≥10000MΩ
≤0.005uA
10nF_X7R_0603_50V
≥10000MΩ
≤0.005uA
100nF_X7R_0603_50V
≥500MΩ
≤0.1uA
1uF_X7R_0603_25V
≥50MΩ
≤0.5uA
10uF_X5R_0603_10V
≥5MΩ
≤2uA
47uF_X5R_0805_6.3V
≥1.06MΩ
≤5.94uA
尽管陶瓷电容的漏电流不大,但是大电容的电容量也达到了微安级别,如果是做超低功耗的产品的话,也需要好好选择一些绝缘电阻大的电容
陶瓷电容最坑的失效就是短路了,一旦陶瓷电容短路,产品无法正常使用,危害非常大,那么造成短路失效的原因是什么呢?
答案是机械应力、机械应力会产生裂纹,从而是电容容量变小或者是短路。
为什么会产生扭曲裂纹呢?这是由于贴片是焊接在电路板上的。对电路板施加过大的机械力、使得电路板弯曲或老化,从而产生了扭曲裂纹。
扭曲裂纹从下面的外部电极的一端延伸到上面的外部电极的话,容量就会下降,使得电路呈现出开路状态(开放)。因此,即使裂纹不是十分严重,如果到达贴片内部电极,焊剂中的有机酸和湿气会通过裂纹的缝隙侵入,导致绝缘电阻性能降低。另外,电压负荷会变高,电流的流量过大时,最糟糕的情况会导致短路。
一旦出现了扭曲裂纹,是很难从外面将其去除的,因此为了防止裂纹的产生,应当控制不要施加过大的机械力。
一般电容封装越大,越容易产生机械应力失效。
那么,常见会出现应力的行为有哪些呢?
①贴片原因:贴片机拾取电容力度过大,施力点不在中心,电容不平都可能碰坏电容。
②过量焊锡:当温度变化时,过度的焊锡在贴片电容器上面产生很高的张力,从而是电容器断裂,焊锡不足时又会使电容器从PCB上剥离。
③PCB弯曲:焊接到PCB板上后,PCB弯曲,拉动瓷片电容,过应力后损坏。
④跌落、碰撞:PCB/成品跌落导致振动或变形,使电容受到机械应力。
⑤手工焊接:突然加热或冷却导致张力比较大(解决办法是先预热)
电容放置方向平行于PCB弯曲方向,放置位置远离PCB大形变位置。避免电容在长边受力,如下图,右边的电容摆放就就左边要好。
下图PCB拼板,受力大小是:A>B、A>B、A>C、A>D
电容也需要远离螺丝孔、减小应力。
一般温度特性为X5R/B,X7R/R的高介电常数陶瓷电容器中,电介质材料使用强介电性的钛酸钡系的陶瓷,具有压电效应。
在施加交流电压时,独石陶瓷电容器贴片会发生叠层方向伸缩。因此电路板也会平行方向伸缩,而因电路板的振动而产生了噪声。贴片及电路板的振幅仅为1pm~1nm左右,但发出的声响却十分大。
其实几乎无法听到电容器本身发出的噪声,但将其安装于电路板后振动会随之增强,振幅的周期也达到了人耳能够听到的频率带(20Hz~20kHz),所以声音可通过人耳进行识别。例如可听到"ji----"、"ki----""pi----"等声响。
陶瓷电容器的"啸叫"现象,其振动变化仅为1pm~1nm左右,为压电应用产品的1/10至几十分之一,非常之小,因此我们可以判断这种现象对独石陶瓷电容器本身及周围元器件产生的影响,不存在可靠性问题。
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