（公司最近碰到了一些电容的问题，所以收集了一些关于「积层陶瓷电容」或「多层陶瓷电容」(MLCC, Multi-Layer Ceramic Capacitor)的文章。这是一篇整理文，内文大量引用了网路上已经有的一些资料，如果有发现错误或不妥的地方欢迎指正。）
什么是电容(Capacitor)？这个题目几乎在每个人读国中或高中时应该都有读过，但你可能已经全部都交还给了老师，搞不好还倒贴，没关系，来复习一下。
电容(Capacitor)基本上就是可以储存电量的容器，而电容的基本原理则是使用两片互相平行但未接触在一起之导电物质(金属)，中间以空气或是其他材料填充作为绝缘物，将两片金属的一片接在电池的正极，另一片接在负极，金属片上就能储存电荷，这种能储存电荷的装置就被称之为【电容器】。
电容大致分类有所谓的电解电容(electrolytic capacitor)、钽质电容(tantalum electrolytic capacitor)、积层陶瓷电容(Multi-Layer Ceramic Capacitor)等许多种类，不过本文最主要在阐明MLCC(多层陶瓷电容)。
如下图所示，当两金属片间之电位差为1V，储存之电荷量为1库伦(Coulomb)时，电容器的容量就是1法拉（Farad），以公式表示如下：
C = Q / V
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Q：金属片上储存的电荷量，单位为库伦。 V：金属片间的电压，单位为伏特。 C：电容器的容量，单位为法拉。 |
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所以电容器的容量基本上与金属片的面积成正比，但是与两金属片之间的距离成反比，并且与金属片之间的绝缘介电质(dielectric)常数有关。电容可以用下面的公式来表示：
C = εA / L
(A:金属片的电极面积；L:金属片电极间的距离；ε:电极间绝缘物的介电常数)
(积)多陶瓷电容(MLCC)的原理：
前面的篇幅说过「电容器的容量与金属片电极的面积成正比」，所以如何以最小的体积，做出最大储存电荷的金属面积，就可以用最小体积做出最大电容值的电容。
而多层陶瓷电容（MLCC，Multi-Layer Ceramic Capacitor）正因为其可以将储存材料作成梳形(comb)的薄片，它比起传统的「电解电容」在同样的体积下，MLCC可以藉着梳形薄片的结构大大地提昇其电容器的容量，让电子产品可以朝向更轻薄短小前进。
MLCC的电容量公式可以用如下公式来表示：
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C : 电容量，以 F (法拉) 为单位，而MLCC 之电容值 以 PF, nF,和 µF 为主。 ε：电极间绝缘物的介质常数，单位为法拉／公尺。 K : 介电常数 (依陶瓷种类而不同) A : 导电面积 (产品大小及印刷面积而不同) D : 介电层厚度 (薄带厚度) n：层数 (堆叠层数) |
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MLCC产品的种类及规格介绍：
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依照【温度】特性分类：电容值随温度变化，可分为 C0G(NP0)、X7R、Z5U、Y5V 等。
C0G：为EIA标准，其表示温度从 -55°C到125°C电容值变化(以25°C之电容值为基准)，C0G为 +/- 30ppm/°C。
NP0：为C0G的一般常用称唿，N为「负(negative)」，P表「正(positive)」，0表「零」，表示此电容器在使用温度范围中, 其电容变化量很小几乎为零。
X7R：表示-55°C(X)～125°C(7)，其容量变化(以25°C为基准)必须在 ±15%(R) 以内。
Y5V : 表示-30°C(Y) ～到 85°C(5)，其容量变化(以25°C为基准)必须在+22～82%(V)以内。
以下是MLCC的温度特性代表符号，仅供参考：
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依照MLCC产品【尺寸】的大小分类 : 0402 ; 0603 ; 0805 ; 1206 等。
- 依照【电容量】来区分：如 10 PF, 100P, 1nF, 1µF, 10µF 等。
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依照【工作电压】区分：如 10V, 16V, 25V, 50V, 100V, 200V, 500V, 1KV, 2KV, 3KV。同一系列的产品，其工作电压越高，则其介电层厚度就必须越厚，相对的其电容值也就较低。
例如：Y5V/0603/100nF产品其工作电压可达25V(堆叠层数：约20 层，介电层厚：12µm)；Y5V/0603/1µF产品其工作电压只有10V(堆叠层数：约76层， 介电层厚：7µm) 。 -
依照【容值允差】区分：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，一个完整的 MLCC 产品在规格描述上至少必须包括以上的全部特性。
例如 ：《 NP0/0603/100PF/J/50V》
表示此产品的规格为 : NP0材质、0603尺寸、100PF容值、容值允差为±5%、耐压为50V。
MLCC的制造流程：
MLCC本体的介电材料，以钛酸钡、氧化钛、钛酸镁、钛酸锶…等为主，依据产品的种类(NP0, X7R, Y5V)会决定不同的烧结温度与烧结气氛。
MLCC内、外电极材料列表：
一、厚膜积层技术 :
- 生胚成形 : 带状生胚，厚度: 5µm – 25 µm。
- 电极印刷 : 导电电极印刷, 依尺寸。
- 叠层技术 : 4 – 250 层。
- 切割技术 : Knife cutting, Laser cutting, Sawing。
二、陶瓷共烧技术：
- 陶瓷及金属电极材料 : 使用匹配的材料。
- 本体烧结技术 : 温度 (950～1300°C)及气氛控制 (空气，氮/氢 混合气)。
- 端电极技术 : 高温烧附(750～900°C) 及气氛控制 (铜电极)。
- 电镀技术 (镀镍, 锡/铅)，纯锡电镀。
MLCC之制造流程大致如下：
MLCC以材料特性又分为NME(Noble Metal Electrode，贵金属电极)及BME(Base Metal Electrode，卑金属电极)两种制程技术，其生成运用的特性也稍有不同。NME比较稳定，经常作为耐高压的产品，价钱也比较贵；BME则属于低成本的产品，允差比较大，一般用在比较不挑剔的产品上。
MLCC的最大品质问题是太过脆弱，一个使用或处理不小心就容易出现破裂(crack)的情形发生，所以一般MLCC出厂时都会特别註明如何handle这些娇客。焊接或是解焊时还得注意不要对其本体产生应力，否则它就会「裂」给你看。
请参考下面两篇文章应该可以给你一些关于MLCC破裂的知识：
MLCC多层陶瓷电容破裂的可能原因
MLCC陶瓷电容焊接端点尺寸与电容破裂的影响性
多层陶瓷电容(MLCC)落下后破裂并掉落分析（应力）
题外话：
综观「多层陶瓷电容(MLCC)」的制造并没有使用到什么特殊或稀有金属材料或特殊制程，近期市场上之所以会出现MLCC短缺问题，纯粹就是供需失调所引起，因为许多日本大厂把原本低阶的产能往高端高精密度的MLCC移动，尤其是车用MLCC，再加上MLCC生产设备取得需要时间，于是中低阶的MLCC就出现了供不应求的情况，这应该不会是长期的现象，除非有人为特意管控的因素牵涉其中。
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请问MLCC制程中有哪一个制程须将液体高压注射,请教各位工程师
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想请教不同的材料 Ex: NP0 & X5R 在控制01005 MLCC的尺寸是否也会有差异或难易度??
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AntonLin,
这个我就不清楚了，理论上不同材质需要控制的参数会稍有不同，但我不是MLCC的制造业者，所以不清楚尺寸是否会有差异。
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NP0 & C0G 得否看成一样, 最好要先看看你是跟那家电容厂买的..
像 TDK 的就不太样.
https://product.tdk.com/info/zh/contact/faq/faq_detail_D/1432655803920.html
种类1的陶瓷拥有多个EIA代码，其中最为常用的是C0G。C0G是相当于MIL标准中NP0（Negative, Positive, 0）标准的EIA标准。NP0以及C0G规定，-55°C～+125°C的温度范围内静电容量的变化为±30ppm/°C。
但TDK为使种类1的电容器使用温度范围差异化，同时使用NP0以及C0G，并将NP0的使用温度温度扩大至+150°C。
TDK种类1温度特性
C0G -55°C～+125°C ±30ppm/°C
NP0 -55°C～+150°C ±30ppm/°C
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请问陶瓷电容微龟裂，要如何再现，折板与敲陶瓷表面，也无法与不良情形一样。
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请问MLCC 可能会出现ESD 击伤吗? 因最近有一个Case, 电容出现短路, 供应商解析为ESD 击伤, 谢谢
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Jinsan,
任何电子零件都可能因为ESD造成损毁，尤其是越精细的零件，MLCC也会，但不识很常见就是了，可以让厂商提供证据证明是ESD造成的。
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敬启者您好
有事请教如下:
1. 什么是 Asymmetric Capacitor? 用在那里?
2. 如何计算电容器的储存量?其储存量是否以Wh 来表示? 或如何知道电
容器的储存量是多少? (an energy storage capacity)
赶谢您的释疑.
敬祝 平安!!
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郑丰尧,
1.目前个人对这个非对称性电容(Asymmetric Capacitor)并不清楚也没有研究，有兴趣可以查看网路上英文版的说明。
2.Wh是[瓦特-小时]，相当于[焦耳]，为能量单位为法拉(F)。此外还有μF(微法)、 pF(皮法)，另外还有一个用的比较少的单位，那就是：nF， 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。
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版大您好:
想像您请教 假设 我一个电器产品 是DC24V,0.65A那其中电路板中的C8
我该选择哪种容值较好 您上面提到 电压越高容值越低，
那如果使用容值10 µF 可以吗?
电压24V 那做为安全考量的话需要怎么做
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ICEICE,
我不是学电子的，所以这方便不熟。
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版主您好！可否请教，有关触控面板的投射电容原理，与一般电容器的原理是否相同，还是有甚么差异？目前从事触控制造业，但所学非电子科类，制造相关技术尚可，但一接触到电子方面就有点弱了，望提供您的所知，感恩！
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Sorry,你的问题与本文无关。
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还是感谢你多方面专业的无私分享，会继续关注你的PO文，摄取知识，感恩！
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先前游小婕所问的软端是在MLCC内外端子间加入一层银胶(Ag-Pd paste)
主要目前为
1.mechanical stress: 增加MLCC的bending能力,一般品板弯能力约3mm,软端可以做到10mm
2.heat shock stress: 在thermal shock test,零件呈现open.因为失效的点是在软端而非电极层
通常此类会应用在CLASS 2高容量的产品,主要原因class 2陶瓷体本身较脆弱.天生的弱点就是容易受到外来应力影响
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peizhi;
感谢您的补充说明，这真的要是内行的才会知道的内容。
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作者您好,
我是做网印设备商(平面网版印刷)，对于MLCC不熟，向您请教在该制程中有导电银浆的印刷，这项印刷的细节或要求限制是否可以提供给我参考，评估我们的机台是否可在这产业被使用。
谢谢。
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昭安;
Sorry!
这个我没有实际的经验可以提供给您参考。
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请问一下,了解软端MLCC制程与一般料的差异吗
防BENDING
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游小婕;
Sorry! 不是很瞭解你的【了解软端】MLCC是什么东西。
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现象：板卡过热，怀疑是电容值超出误差范围导致的
使用电桥测量，100NF,误差范围±10%
测量结果：.我方提供的剩余料测量值为98nf,客户的物料为93nf,从板卡上拆下的物料为117nf，我方物料和客户物料均在范围之内，拆料超出了正常范围，为什么？请帮助解释一下，谢谢！
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王怀军;
我没有你想的那么厉害！
你的现象我没有遇到过，也不知道原因为何？
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感谢版主的细心指导 另外小弟还有一些不太明白的地方 希望版主能帮我解惑一下
关于MLCC和MLCI 在制作过程中 是否会用到离型膜(Release films)这项材料请问是在MLCC制造过程中会使用的东西吗?像是一开始的瓷膜成型阶段里用的上陶瓷涂料用的膜??还是在冲压之后,为了方便切割才会贴上的膜呢?还是已经到产品完全生产好之后 最终阶段再把成品的MLCC贴上一层离型膜才算完成品在卖给下游买家??
请问就MLCC和MLCI被动元件对离型模有甚么特殊要求吗?? 相对于其他光学膜,用于LED或是晶片专用的Films上又或者是一般离型膜比起来是否有更多要求?譬如温度?离型力??
小第一直找不到离型膜在MLCC和MLCI被动元件制程上的连结点 还望楼主您能为我解惑 感激不尽!!
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Kai;
对不起！
我没有「离型膜」这一方面的资料！
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也说一下之前遇到的：
1、做电池板时，滤波电容太靠近 V-cut边跟PCB 前端，滚刀一进去PCB前端应力过大就拉裂了，量没有问题，一通电马上短路 ，后来倒过来裁，一开始的应力没那么大，就改善了。
2、在 ATE 测试后员工拿板没有固定好电源线， DC-Jack 在移动过程中有敲击到 MLCC ，Burn-in 后跟OQC 都有发现电容开短路状况（显微镜下看不出明显伤痕，切片是看到伤）客退也有发现一样的问题，也是找了很久。因为伤到后不容易看到，有时也不会马上出现，所以个人很讨厌 MLCC的不良，不要遇到最好。
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莺歌狼;
感谢你的经验分享。
真的得有一些惨痛经验，才会瞭解。
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MLCC电容在rework时最怕两端PAD有温差.因为会Burnout
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River;
是的，MLCC怕两端的应力不平均，rework时如果单面加锡容易对本体型成应力造成破裂。
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