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贴片电容材质详解

这个是按美国电工协会(EIA)标准,不同介质材料的MLCC按温度稳定性分成三类:超稳定级(工类)的介质材料为COG或NPO;稳定级(II类)的介质材料为X7R;能用级(Ⅲ)的介质材料Y5V。
X7R电容器被称为温度稳定型的陶瓷电容器。当温度在-55℃到+125℃时其容量变化为15%,需要注意的是此时电容器容量搜索变化是非线性的。
X7R电容器的容量在不同的电压和频率条件下是不同的,它也随时间的变化而变化,大约每10年变化1%ΔC,表现为10年变化了约5%。
X7R电容器主要应用于要求不高的工业应用,而且当电压变化时其容量变化是可以接受的条件下。它的主要特点是在相同的体积下电容量可以做的比较大。
COG,X7R,X5R,Y5V均是电容的材质,几种材料的温度系数和工作范围是依次递减的,不同材质的频率特性也是不同的。
NPO、X7R、Z5U和Y5V的主要区别是它们的填充介质不同。在相同的体积下由于填充介质不同所组成的电容器的容量就不同,随之带来的电容器的介质损耗、容量稳定性等也就不同。所以在使用电容器时应根据电容器在电路中作用不同来选用不同的电容器。
一 NPO电容器
NPO是一种最常用的具有温度补偿特性的单片陶瓷电容器。它的填充介质是由铷、钐和一些其它稀有氧化物组成的。NPO电容器是电容量和介质损耗最稳定的电容器之一。在温度从-55℃到+125℃时容量变化为0±30ppm/℃,电容量随频率的变化小于±0.3ΔC。NPO电容的漂移或滞后小于±0.05%,

NPO(COG) 多层片式陶瓷电容器,它只是一种电容
COG(Chip On Glass)即芯片被直接邦定在玻璃上。这种安装方式可以大大减小LCD模块的体积,且易于大批量生产,适用于消费类电子产品的LCD,如:手机,PDA等便携式产品,这种安装方式,在IC生产商的推动下,将会是今后IC与LCD的主要连接方式。

相对大于±2%的薄膜电容来说是可以忽略不计的。其典型的容量相对使用寿命的变化小于±0.1%。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。下表给出了NPO电容器可选取的容量范围。
NPO电容器适合用于振荡器、谐振器的槽路电容,以及高频电路中的耦合电容。
二 X7R电容器
X7R电容器被称为温度稳定型的陶瓷电容器。当温度在-55℃到+125℃时其容量变化为15%,需要注意的是此时电容器容量变化是非线性的。
X7R电容器的容量在不同的电压和频率条件下是不同的,它也随时间的变化而变化,大约每10年变化1%ΔC,表现为10年变化了约5%。
X7R电容器主要应用于要求不高的工业应用,而且当电压变化时其容量变化是可以接受的条件下。它的主要特点是在相同的体积下电容量可以做的比较大。下表给出了X7R电容器可选取的容量范围。
三 Z5U电容器
Z5U电容器称为”通用”陶瓷单片电容器。这里首先需要考虑的是使用温度范围,对于Z5U电容器主要的是它的小尺寸和低成本。对于上述三种陶瓷 单片电容起来说在相同的体积下Z5U电容器有最大的电容量。但它的电容量受环境和工作条件影响较大,它的老化率最大可达每10年下降5%。
尽管它的容量不稳定,由于它具有小体积、等效串联电感(ESL)和等效串联电阻(ESR)低、良好的频率响应,使其具有广泛的应用范围。尤其是在退耦电路的应用中。下表给出了Z5U电容器的取值范围。
Z5U电容器的其他技术指标如下:工作温度范围 +10℃ --- +85℃ 温度特性 +22% ---- -56% 介质损耗 最大4%
四 Y5V电容器
Y5V电容器是一种有一定温度限制的通用电容器,在-30℃到85℃范围内其容量变化可达+22%到-82%。
Y5V的高介电常数允许在较小的物理尺寸下制造出高达4.7μF电容器。
Y5V电容器的其他技术指标如下:工作温度范围 -30℃ --- +85℃ 温度特性 +22% ---82% 介质损耗 最大5%
五,NPO(COG) 多层片式陶瓷电容器,它只是一种电容。
COG(Chip On Glass)即芯片被直接邦定在玻璃上。这种安装方式可以大大减小LCD模块的体积,且易于大批量生产,适用于消费类电子产品的LCD,如:手机,PDA等便携式产品,这种安装方式,在IC生产商的推动下,将会是今后IC与LCD的主要连接方式。

X7R与X5R材质的温度系数不同。X5R材质所能做出来的电容容值会更高一些,与X7R同样容值电压的电容相比,X5R的价格也要便宜一些。NPO(C0G)具有温度补偿特性,精度能做到5%,但是不能做到太高的容值。
X是最低温度-55度 7是最高承受温度125度 R是使用温度内容值变化的范围+-15%
同理 X5R只是最高温度为85度
X7R和X5R是EIA的代码,表示不同的温度特性,温度变化率相同,都是15%,只是X7R上限工作温度是125度,X5R上限是85度,从材料上来说,比较接近,都是BT作为主烧块的陶瓷材料,X5R的K值大点,可以做更大的容量,一般大容量的MLCC都是X5R,不能用X7R做.
电容参数X5R,X7R,Y5V,COG等代表什么意思呢?
这类参数描述了电容采用的电介质材料类别,温度特性以及误差等参数,不同的值也对应着一定的电容容量的范围。具体来说,就是:
X7R常用于容量为3300pF~0.33uF的电容,这类电容适用于滤波,耦合等场合,电介质常数比较大,当温度从0°C变化为70°C时,电容容量的变化为±15%;
Y5P与Y5V常用于容量为150pF~2nF的电容,温度范围比较宽,随着温度变化,电容容量变化范围为±10%或者+22%/-82%。
对于其他的编码与温度特性的关系,大家可以参考下面的编码原则。例如,X5R的意思就是该电容的正常工作温度为-55°C~+85°C,对应的电容容量变化为±15%。
电容的温度与容量误差编码

低温:X: -55 °C ,Y: -30 °C,Z: +10 °C,

高温: 4: +65 °C,5: +85 °C,6: +105 °C,7: +125 °C,8: +150 °C,9: +200 °C,

容量变化: A: ±1.0%,B: ±1.5%,C: ±2.2%,D: ±3.3%,E: ±4.7%,F: ±7.5%, P: ±10%,
                   R: ±15%,S: ±22%,T: +22% -33%,U: +22% -56%, V: +22% -82%

    在我们选择无极性电容式,不知道大家是否有注意到电容的X5R,X7R,Y5V,COG等等看上去很奇怪的参数,有些摸不着头脑,本人特意为此查阅了相关的文献,现在翻译出来奉献给大家。  这类参数描述了电容采用的电介质材料类别,温度特性以及误差等参数,不同的值也对应着一定的电容容量的范围。具体来说,就是: X7R常用于容量为3300pF~0.33uF的电容,这类电容适用于滤波,耦合等场合,电介质常数比较大,当温度从0°C变化为70°C时,电容容量的变化为±15%; Y5P与Y5V常用于容量为150pF~2nF的电容,温度范围比较宽,随着温度变化,电容容量变化范围为±10%或者+22%/-82%。对于其他的编码与温度特性的关系,大家可以参考表4-1。例如,X5R的意思就是该电容的正常工作温度为-55°C~+85°C,对应的电容容量变化为±15%。表4-1 电容的温度与容量误差编码   下面我们仅就常用的NPO、X7R、Z5U和Y5V来介绍一下它们的性能和应用 以及采购中应注意的订货事项以引起大家的注意。不同的公司对于上述不同性能的电容器可能有不同的命名方法,这里我们引用的是AVX公司的命名方法,其他公 司的产品请参照该公司的产品手册。 NPO、X7R、Z5U和Y5V的主要区别是它们的填充介质不同。在相同的体积下由于填充介质不同所组成的电容器的容量就不同,随之带来的电容器的介质损耗、容量稳定性等也就不同。所以在使用电容器时应根据电容器在电路中作用不同来选用不同的电容器。 一 NPO电容器 NPO是一种最常用的具有温度补偿特性的单片陶瓷电容器。它的填充介质是由铷、钐和一些其它稀有氧化物组成的。NPO电容器是电容量和介质损耗最稳定的电容器之一。在温度从-55℃到+125℃时容量变化为0±30ppm/℃,电容量随频率的变化小于±0.3ΔC。NPO电容的漂移或滞后小于±0.05%, 相对大于±2%的薄膜电容来说是可以忽略不计的。其典型的容量相对使用寿命的变化小于±0.1%。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。下表给出了NPO电容器可选取的容量范围。 NPO电容器适合用于振荡器、谐振器的槽路电容,以及高频电路中的耦合电容。 二 X7R电容器 X7R电容器被称为温度稳定型的陶瓷电容器。当温度在-55℃到+125℃时其容量变化为15%,需要注意的是此时电容器容量变化是非线性的。 X7R电容器的容量在不同的电压和频率条件下是不同的,它也随时间的变化而变化,大约每10年变化1%ΔC,表现为10年变化了约5%。 X7R电容器主要应用于要求不高的工业应用,而且当电压变化时其容量变化是可以接受的条件下。它的主要特点是在相同的体积下电容量可以做的比较大。下表给出了X7R电容器可选取的容量范围。 三 Z5U电容器 Z5U电容器称为”通用”陶瓷单片电容器。这里首先需要考虑的是使用温度范围,对于Z5U电容器主要的是它的小尺寸和低成本。对于上述三种陶瓷 单片电容起来说在相同的体积下Z5U电容器有最大的电容量。但它的电容量受环境和工作条件影响较大,它的老化率最大可达每10年下降5%。尽管它的容量不稳定,由于它具有小体积、等效串联电感(ESL)和等效串联电阻(ESR)低、良好的频率响应,使其具有广泛的应用范围。尤其是在退耦电路的应用中。下表给出了Z5U电容器的取值范围。 Z5U电容器的其他技术指标如下:工作温度范围 +10℃ --- +85℃ 温度特性 +22% ---- -56% 介质损耗 最大 4% 四 Y5V电容器 Y5V电容器是一种有一定温度限制的通用电容器,在-30℃到85℃范围内其容量变化可达+22%到-82%。 Y5V的高介电常数允许在较小的物理尺寸下制造出高达4.7μF电容器。 Y5V电容器的取值范围如下表所示 Y5V电容器的其他技术指标如下:工作温度范围 -30℃ --- +85℃ 温度特性 +22% ---- -82% 介质损耗 最大 5% 贴片电容器命名方法可到AVX网站上找到。 NPO,X7R及Y5V电容的特性及主要用途 NPO的特性及主要用途
属1类陶瓷介质,电气性能稳定,基本上不随时间、温度、电压变化,适用于高可靠、高稳定的高额、特高频场合。
特性:
电容范围 1pF~0.1uF (1±0.2V rms 1MHz)
环境温度: -55℃~+125℃ 组别:CG
温度特性: 0±30ppm/℃
损耗角正切值: 15x10-4
绝缘电阻: ≥10GΩ
抗电强度:2.5倍额定电压 5秒 浪涌电流:≤50毫安
X7R的特性及主要用途
属2类陶瓷介质,电气性能较稳定,随时间、温度、电压的变化,其特性变化不明显,适用于要求较高的耦合、旁路、源波电路以及10兆周以下的频率场合。
特性:
电容范围 300pF~3.3uF (1.0±0.2V rms 1KHz)
环境温度: -55℃~+125℃ 组别:2X1
温度特性: ±15%
损耗角正切值: 100Volts: 2.5% max
50Volts: 2.5% max
25Volts: 3.0% max
16Volts: 3.5% max
10Volts: 5.0% max
绝缘电阻: ≥4GΩ或 ≥100S/C (单位:MΩ)
抗电强度:2.5倍额定电压 5秒 浪涌电流:≤50毫安
Y5V的特性及主要用途
属 2类陶瓷介质,具有很高的介电系数,能较容易做到小体积,大容量,其容量随温度变化比较明显,但成本较低。广泛应用于对容量,损耗要求不高的场合。
特性:
电容范围 1000pF~22uF (0.3V 1KHz)
环境温度: -30℃~+85℃
温度特性: ±22%~-82%
损耗角正切值: 50Volts: 3.5%
25Volts: 5.0%
16Volts: 7.0%
绝缘电阻: ≥4GΩ或 ≥100S/C (单位:MΩ)
抗电强度: 2.5倍额定电压 5秒 浪涌电流:≤50毫安
 

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