MLCC片式多层陶瓷电容器工艺技术模板.doc

介绍 Brief Introduction

▉ MLCC介绍：
片式多层陶瓷电容器（MLCC）是适合于表面贴装技术（SMT）小尺寸、高比容、高精度陶瓷介质电容器，可贴装于印刷线路板（PCB）、混合集成电路（HIC）基片，有效地缩小电子信息终端产品（尤其是便携式产品）体积和重量，提升产品可靠性。顺应了IT产业小型化、轻量化、高性能、多功效发展方向。
General Introduction
Multi-layer ceramic chip capacitor is a kind of ceramic dielectric capacitor with small size, high capacitance per volume, high accuracy, suited surface mounted technology (SMT). It is widely used in electronic circuitry, mounted printed circuit board, and hybrid IC. These different functions require specific capacitor properties.

▉ MLCC分类：
依据所采取陶瓷介质材料类型，MLCC可划分为两大类：
1类陶瓷介质MLCC
含有极高稳定性，其电容量几乎不随时间、交流信号、外加直流偏压改变而改变，同时含有极低介质损耗，即高Q值。适适用于对容量精度和应用频率要求较高谐振电路。依据电容量温度系数又可分为温度稳定型和温度赔偿型两种。、
2类陶瓷介质MLCC
含有很高比体积电容量，适适用于旁路、耦合、滤波和对容量稳定性要求不高鉴频电路。在DC-DC(AC)变换器和开关电源滤波电路正逐步替换钽电解电容器、铝电解电容器。
MLCC can be divided into two classes:
Class 1
Dielectrics are used with very high Q and linear temperature coefficient in these capacitors. They can be distinguished into temperature compensating type and temperature stable type.
They can be used in such applications as oscillators and filters where low losses, low capacitance drift or temperature compensation and high stability are required.
Class 2
These capacitors have a very high capacitance per volume and non-linear temperature characteristics. They are used for by-passing, coupling, filter and de-coupling. For instance, they can be substituted for the Ta, Al electrolytic capacitors in DC-DC(AC) converters and switching power suppliers.

█ MLCC制造工艺
将化学组成和微观晶相结构符合设计要求陶瓷原粉和有机粘合剂进行充足混合成为陶瓷料浆，经过流延或喷涂等方法制得所需厚度生坯膜片。在膜片上印刷内电极后进行叠压、切割成为单个电容器生坯后于1000℃—1400℃之间进行多层共烧，在所得瓷坯两端进行端电极金属化处理后即制成MLCC成品。最终经电性能测试和检验合格，即可包装入库，并交付使用。
Manufacture process of MLCC
Ceramic powders, which formulation and crystal phase fitted the demand of designing, are carefully mixed with solvent and binder, and then finely milled as slurry.
The very thin green sheets can be obtained by casting or spraying the slurry. After this, electrode is printed on the sheets which then be stacked, pressed and cut into chips. The green chip is co-fired at temperatures between 1000 and 1400℃ to become a monolithic block.
The final product can be formed by metalizing the termination of the compact ceramic chip.

█ MLCC结构
MLCC电容量和内电极交叠面积A、介质层数n和陶瓷介质材料相对介电常数εr呈正比，和单层介质厚度T呈反比关系。

C = εr×ε0×A×n / T

额定工作电压关键依靠于介质材料抗电强度、介质厚度和电容器结构设计。
图1所表示。
Structure of MLCC
The capacitance of a MLCC depends on the area of the electrodes (A), the thickness of the ceramic dielectric (T) and the dielectric constant of the ceramic material (εr) , and the number of dielectric layers (n) with multi-layer ceramic capacitors:

C = εr×ε0×A×n / T

The rated voltage depends on the structure of the device, the thickness and strength of the dielectric
Figure 1 shows the structure of a multi-layer capacitor.

结构和外形尺寸Structure & Dimension
镍 Ni
银/铜 Ag/Cu

锡 Sn
Ceramic Dielectric
Electrode
陶瓷介质

内电极

L2
L1

W
H

L

图1 片式多层陶瓷电容器外形和内部结构

Figure 1 Dimension and Cross-section of MLCC

尺寸代码GB/IEC/EIA
（JIS/EIAJ）
长度
L/mm
宽度
W/mm
厚度（最小值/最大值）
H（Min/Max）/mm
端头宽度（最小值/最大值）
L1（Min/Max）/mm
0201
（0603）
0.6±0.03
0.3±0.03
0.27/0.33
0.10/0.20
0402
（1005）
1.0±0.05
0.5±0.05
0.45/0.55
0.15/0.35
0603
（1608）
1.6±0.10
0.8±0.10
0.70/0.90
0.20/0.60
0805
（）
2.0±0.20
1.25±0.20
0.75/1.35
0.25/0.75
+0.30 1.25
-0.10
1.15/1.55
1206
（3216）
3.2±0.20
1.6±0.20
0.50/1.80
0.25/0.75

产品型号规格及代码定义Part Number System

　　　 C 0402 C0G 101 J 500 N T B
产品代码Product Code
C表示片式多层陶瓷电容器MLCC
尺寸规格Size Type Code
（GB/IEC/EIA代码）
0201；0402；0603；0805；1206；1210
温度系数或温度特征T. C.
C0G/C0H/NPO： 0±30ppm/℃ /0±60ppm/℃ -55℃ ~ +125℃
X7R： ±15% -55℃ ~ +125℃
X5R： ±15% -55℃ ~ +85℃
Y5V： +22/-82% -30℃ ~ +85℃
标称电容量代码Capacitance Code
表示标称电容量（单位：pF），前两位数码为有效数字，后一位数码为10幂数；
当标称电容量小于10pF时，以字母R表示小数点；
如：104=100000pF；4R7=4.7pF；0R5=0.5pF；
The capacitance code is expressed in pico-farads and identified by a three-digit
number. The first two digits represent significant figures. The last digit specifies
the number of zeros.
(Example：104=100000pF； 4R7=4.7pF；0R5=0.5pF；)
标称电容量许可偏差代码Tolerance Code
B：±0.1pF F：±1% K：±10%
C：±0.25pF G：±2% M：±20%
D：±0.5pF J：±5% Z：+80/-20%
额定电压代码Rate Voltage Code
表示额定电压（单位：Ｖ），前两位数码为有效数字，后一位数码为10幂数；
6R3=6.3V；100=10V；160=16V；250=25V；500=50V；101=100V
端电极类型Termination
N表示Ag(或Cu)/Ni/Sn三层结构(Nickel Barrier)；S表示全银端头(Silver)；
包装代码Packaging Code
T：纸带包装（7英寸胶盘） T: Paper tape reel 180mm (7inch)
H：纸带规格（7英寸胶盘） H: Paper tape reel 180mm (7 inch)
P：胶带规格（7英寸胶盘） P: Plastic tape reel 180mm (7 inch)
A：纸带包装（13英寸胶盘） A: Paper tape reel 330mm (13 inch)
E：胶带规格（13英寸胶盘） E: Plastic tape reel 330mm (13 inch)
B：散包装 B: Brick, Loosed in bag
C：塑料盒散包装 C: Bulk cassette
厚度代码Thickness Code
表示产品厚度，见产品电容量范围和厚度规格表。对于0201、0402、0603
等规格只有一个厚度时，该项能够空缺。

产品范围、尺寸、厚度 Product Range、Size & Thickness
类别
CLASS
2类陶瓷介质MLCC / Class2
TC
Y5V
尺寸规格
SIZE
0402
0603
0805
1206
额定电压VOLTAGE
6.3
10
16
25
6.3
10
16
25
50
6.3
10
16
25
50
6.3
10
16
25
470pF

680pF

1.0nF

1.5nF

2.2nF

3.3nF

4.7nF

6.8nF

10nF

B
B

D
D

C
15nF

B
B

D
D

C
22nF

B
B

D
D

C
33nF

B

D
D

C
47nF

B

D
D

C
C

C
C
68nF

B

D
D

C
C

C
C
100nF
B
B
B

D
D
D
D
D

C
C
C

C
C
150nF
B
B

D
D
D
D
D

C
E
E

C
C
220nF
B
B

D
D
D
D
D
C
C
C
E
E

C
C
330nF
B
B

D
D
D
D

C
C
E
G
G

C
C
470nF
B
B

D
D
D
D

C
C
E
G
G

E
E
680nF
B

D
D
D

C
E
E
G
G

E
E
820nF
B

D
D
D

C
E
G
G
G

E
E
1.0μF
B

D
D
D

E
E
G
G
M

F
E
F
1.5μF

D
D

E
G
G
G

F
F
E
F
2.2μF

D
D

E
G
G
M

F
F
F
F
3.3μF

D

E
G
G

F
F
F
L
4.7μF

D

G
G
M

F
F
L
L
6.8μF

G
G

F
F
L

8.2μF

G
G

F
L
L

10μF

M
M

F
L
L

15μF

M

L
L

22μF

M

L
L

33μF

L

47μF

L

68μF

标称电容量符合E6系列 Rated capacitance meet E6 service .
厚度代码ThicknessCode
厚度Thickness
mm
厚度代码ThicknessCode
厚度Thickness
mm
A
0.30±0.03
G
1.25±0.20
B
0.5±0.05
H
1.50±0.15
C
0.6±0.10
M
1.25+0.3/-0.1
D
0.8±0.10
K
0.9-1.30
E
0.85±0.20
L
1.60±0.20
F
1.15±0.20

包装 Package
█ 产品厚度和包装数量 Thickness and Packing amount

厚度Thickness
每卷数量 Amount per reel
180mm（7”）
180mm（7”）
330mm（13”）
代号Code
类别Class
纸带
胶带
纸带
胶带
纸带
胶带
A
0.30±0.03
15K

B
0.50±0.05
10K

50K

C
0.60±0.10
4K

15K

D
0.80±0.10
4K

10K

15K

E
0.85±0.10
4K
4K/3K

15K

F
1.05±0.10

4K/3K

G
1.25±0.10

3K/2K

H
1.50±0.15

2K

K
0.90~1.30

2K

L
1.60±0.20

2K

█ 带式圆盘包装 Tape and reel package
带式圆盘包装在高速生产中被认可.经典直径为180mm(7英寸)圆盘能够包装1500-15000粒电容, 直径为330mm(13英寸)圆盘能够包装10000-50000粒电容.带式圆盘包装包含纸带包装、胶带包装两种方法。
Tape and reel packaging is currently the most promising system forhigh-speed production, A typical 180mm(7inch)diameter reel contains 2,000 to 15,000 capacitors,330mm(13inch)diameter reel contains 10,000 to 50,000 capacitors, Tape and reel packaging comprises paper tapes and plastic tapes.
█ 纸带标准 Paper tape specifications

单位：mm
4.0±0.1
1.5±0.1

代号
MAX
Class
产品尺寸代号 Product Size Code
单位
Unit
0201
0402
0603
0805
1206
尺寸
Size
尺寸
Size
尺寸
Size
尺寸
Size
尺寸
Size

A
0.37±0.03
0.70±0.05
1.0±0.2
1.6±0.2
2.0±0.2
mm
B
0.67±0.03
1.20±0.05
1.8±0.2
2.4±0.2
3.6±0.2
mm

F
F
3.50±0.05
3.50±0.05
3.5±0.05
3.5±0.05
3.5±.005
mm
P
2.00±0.10
2.00±0.10
4.0±0.1

2.0±0.1

4.0±0.1
4.0±0.1
mm
W
8.00±0.20
8.00±0.20
8.0±0.2
8.0±0.2
8.0±0.2
mm
1.75±0.05
1.10（Max）
A
2.0±0.05
F
W
P
B

上盖带 Top tape

█ 圆盘标准：Reel Specification
单位：mm

2.0
T

具体尺寸参见下表
For dimensions please see next table

13±0.5
21±0.8
D
50

Tape Width
（mm）
G
（mm）
T（max）
（mm）
D
（mm）
8
10.0
14.4
180
8
10.0
14.4
330
Full Radius
G

█ 纸带规格： Taping Figure:
胶带规格： Plastic Figure:

Trailer

Worker
Unseal Leader

Feeding Direction

Packing包装

Minimum length of Empty compartments
预留空格最短长度
Tape
Trailer
Unseal
Leader
Paper
or
Plastic
160 mm
160mm
160 mm

█ 纸带性能 Performance of Taping
● 纸带和上盖带剥离强度
.Strength of Carrier Tape and Top Cover Tape
● 纸带 Carrier Tape
纸带在伸直状态下应该能经受1.02kg压力。
When a tensile force 1.02kgf is applied in the direction of unreeling the tape, the tape shall withstand this force.
● 上盖带 Top cover Tape
上盖带应该能经受1.02kg压力。
When a tensile force 1.02kgf is applied to the tape, the tape shall withsand this force.
●上盖带剥离强度 Peel Force of Top Cover Tape
除非有特殊要求，上盖带以300mm/min速度，165~180°角度（以下图）剥离纸带时，剥离强度应该在10~60g之间。
Unless otherwise specified, the peel force of top cover tape shall be 10. to 60 gf when the top cover tape is pulled at a speed of 300mm/min with the angle between the taped during peel and the direction of unreeling maintained at 165 to 180°as illustrated in Fig.

上盖带

165° to 180°
Top cover tape

Direction of unreeling

Rectangularly punched carrier tape

拉力方向
Direction of pull

纸带方孔
拉开方向

Bottom cover tape
下盖带

产品技术指标和试验方法

序号
项目
技术指标
试验方法
2类瓷
1
类别温度范围
Y5V：-30℃ ~ +85℃

2
额定电压
UR

参考前页

在下限类别温度和额定温度之间任一温度下，能够连续施加在电容器上最大直流电压或脉冲电压峰值。
注：电容器所施加直流电压和交流峰值电压之和应不超出额定电压，交流电压峰值不应超出许可无功功率所额定值。

3
外观

无损伤和异常

10倍显微镜下目测
4
外形尺寸

标准尺寸精度范围

采取精度不低于0.01 mm千分尺
5
耐电压

2.5×UR，1min，无击穿或飞弧

在产品两端施加2.5倍额定电压、1分钟
6
绝缘电阻
Ri
C ≤ 0.025μF , Ri ≥ 4000MΩ；
C > 0.025μF , Ri × C ≥ 100MΩμF

额定电压；
测试温度：15℃~35℃；
相对湿度：25%~80%；
1分钟 ± 5秒

7
电容量

500小时后在标称电容量许可偏差范围内

电容量/损耗角正切值测试条件：
相对温度：15℃~35℃；
相对湿度：25%~80%
测试频率：
Y5V：
C≤100pF，f=1MHz±10%；
C>100pF，f=1KHz±10%；
测试电压：1.0±0.2V（有效值）

8
损耗角正切值

Y5V:
UR =50V tgδ≤500×10-4
UR =25V tgδ≤700×10-4
UR =16V tgδ≤1000×10-4
UR≤10V tgδ≤1250×10-4

9
电容量温度系数
或
温度特征
Y5V：-82% ～ +22%

150℃、1小时专门预处理后放置二十四小时（Y5V），分别在θ1、25℃、θ2下测量电容量
Y5V：θ1=-30℃，θ2=85℃，
符合对应电容量改变特征
10

端电极
结合强度
无可见损伤
40
b
100
Ø4.5
b
c
t：0.8mm 图a

将样品安装在试验基板上（如a图所表示），然后图b施加垂直方向力。

45
45
20
50
容量测试仪
速度：1.0mm/秒
压力
弯曲度≥1
图：b

R230

11
可焊性
上锡良好，端头润湿率大于90%
将测试电容浸入含松香乙醇溶液3-5秒，在150-180℃预热2-3分钟，浸入235±5℃熔融锡液2.0±0.5秒
12
耐焊接热
外观
无显著缺点
150℃、1小时专门预处理（Y5V）后放置二十四小时；
将测试电容在120-150℃预热1分钟，浸入260±5℃锡槽中10±1秒，然后在室温放置48±4小时（Y5V）后进行外观检验和电性能测试。
电容量
改变
Y5V：±20%
13
温度快速改变
外观
无可见损伤
150℃、1小时专门预处理（Y5V）后放置二十四小时；
将电容器固定在夹具上，按GB/T9324第4.12条进行试验。
Y5V：θ1=-30℃，θ2=85℃
t1=30分钟，5次循环，恢复24±2小时。
电容量
改变
Y5V： ±20%
14
附
着
力
外观
无可见损伤

按GB/T9324第4.8条
F=5N ，t=10±1秒

15
气候次序
外观
无可见损伤
依据IEC 384 -10第4.13条进行试验。
150℃、1小时专门预处理（Y5V）后放置二十四小时；
干热（IEC68-2-2试验Ba）：
将试验箱温度升至要求上限类别温度后，立即将试验样品放入箱内试验： 85℃（Y5V），t=16小时；
循环湿热（IEC68-2-30试验Db）：
第一个循环，二十四小时为一个循环，恢复以后立即承受严寒试验；
严寒（IEC68-2-1试验Aa）：
将试验箱温度调至要求下限类别温度后，立即将试验样品放入箱内试验： -30℃（Y5V），t=2小时；
循环湿热（IEC68-2-30试验Db）：
其它9个循环，二十四小时为一个循环。
然后在室温放置48±4小时（Y5V）后进行外观检验和电性能测试。
电容量
改变
Y5V： ±20%
损耗角
正切值
Y5V：
tgδ≤1000×10-4 （UR≥25V）
tgδ≤1600×10-4 （UR≤16V）
绝缘
电阻
Y5V：
Ri≥1000MΩ或Ri×C≥5MΩμF 取较小者
16
稳态湿热
外观
无可见损伤
150℃、1小时专门预处理（Y5V）后放置二十四小时；
按GB/T9324第4.14条
温度：40±2℃
相对湿度：RH90%～95%
连续时间：21天，恢复24±2小时
电容量
改变
Y5V：±30%
损耗角
正切值
Y5V：
tgδ≤1000×10-4 （UR≥25V）
tgδ≤1600×10-4 （UR≤16V）
绝缘
电阻
Y5V：
Ri≥1000MΩ或Ri×C≥5MΩμF 取较小者
17
振 动
外观
无可见损伤
样品安装在试验基板上，根据IEC60068-2-6试验Fc，振幅1.5mm，频率范围10~55Hz，简谐振动均匀改变，扫频周期1分钟，三个方向各连续2小时，总计6小时。
电容量
改变

Y5V: ±20%
损耗角正切值符合第8项之初始值。

18
耐
久
性
外观
无可见损伤
150℃、1小时专门预处理（Y5V）后放置二十四小时；
按GB/T9324第4.15条
温度： 85℃（Y5V）
连续时间：1000小时
试验电压：1.5×UR，恢复24±2小时。

电容量
改变

Y5V： ±30%

损耗角
正切值

Y5V：
tgδ≤1000×10-4 （UR≥25V）
tgδ≤1600×10-4 （UR≤16V）

绝缘
电阻

Y5V：
Ri≥MΩ或Ri×C≥5 MΩμF取较小者

Specifications and Test Methods
No
Item
Specification
Test Method
Class2
1
Category temperature range
Y5V: -30℃ ~ +85℃

2
Rated Voltage (UR)
See the previous

The rated voltage is defined as the maximum voltage which may be applied continuously to the capacitor at the rated temperature. (The sum of the DC voltage and the AC voltage applied to the capacitor should not exceed the rated voltage. The peak of the AC voltage should not exceed the value defined as the reactive power.

3
Visual
Examination
No defects or abnormalities
Visual Inspection
4
Dimensions
Within the specified dimension.
Using calipers
5
Voltage Proof
2.5×UR, 1min, No breakdown or flashover

No failure shall be observed when 250% of the rated voltage is applied between the terminations for 1 minute

6
Insulation Resistances (Ri)
C ≤ 0.025μF , Ri ≥ 4000MΩ
C > 0.025μF , Ri×C ≥ 100 MΩμF

The insulation resistance shall be measured with DC rated voltage at 15℃~35℃and RH 25%~ 80%, and within 1min ±5sof charging.

7
Capacitance
Within the specified tolerance at 500 hours
Test Condition:
15℃~35℃; RH25% ~ 80%
Frequency:
Y5V：
C≤100pF, f=1MHz±10%；
C>100pF, f=1KHz±10%
Voltage: 1.0±0.2Vrms

8
Tangent of Loss Angle

Y5V：
UR =50V tgδ≤500×10-4
UR =25V tgδ≤700×10-4
UR =16V tgδ≤1000×10-4
UR≤10V tgδ≤1250×10-4

9
Capacitance Temperature Coefficient
or
Temperature Characteristics
Y5V： -82%～+22%

Special preconditioning 1hr at 150℃ followed by 24hrs (Y5V).
The ranges of capacitance change compared with the temperature ranges (θ1, 25℃, θ2) shall be within the specified ranges.
Y5V：θ1=-30℃，θ2=85℃，
10
Bond strength of the termination
No visible damage