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(積)多層陶瓷電容(MLCC)的基本原理與分類，什麼是MLCC？
（公司最近碰到了一些電容的問題，所以收集了一些關於「積層陶瓷電容」或「多層陶瓷電容」(MLCC, Multi-Layer Ceramic Capacitor)的文章。這是一篇整理文，內文大量引用了網路上已經有的一些資料，如果有發現錯誤或不妥的地方歡迎指正。）
什麼是電容(Capacitor)？這個題目幾乎在每個人讀國中或高中時應該都有讀過，但你可能已經全部都交還給了老師，搞不好還倒貼，沒關係，來複習一下。
電容(Capacitor)基本上就是可以儲存電量的容器，而電容的基本原理則是使用兩片互相平行但未接觸在一起之導電物質(金屬)，中間以空氣或是其他材料填充作為絕緣物，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，這種能儲存電荷的裝置就被稱之為【電容器】。
電容大致分類有所謂的電解電容(electrolytic capacitor)、鉭質電容(tantalum electrolytic capacitor)、積層陶瓷電容(Multi-Layer Ceramic Capacitor)等許多種類，不過本文最主要在闡明MLCC(多層陶瓷電容)。
如下圖所示，當兩金屬片間之電位差為1V，儲存之電荷量為1庫倫(Coulomb)時，電容器的容量就是1法拉（Farad），以公式表示如下：
C = Q / V
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Q：金屬片上儲存的電荷量，單位為庫倫。 V：金屬片間的電壓，單位為伏特。 C：電容器的容量，單位為法拉。 |
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所以電容器的容量基本上與金屬片的面積成正比，但是與兩金屬片之間的距離成反比，並且與金屬片之間的絕緣介電質(dielectric)常數有關。電容可以用下面的公式來表示：
C = εA / L
(A:金屬片的電極面積；L:金屬片電極間的距離；ε:電極間絕緣物的介電常數)
(積)多陶瓷電容(MLCC)的原理：
前面的篇幅說過「電容器的容量與金屬片電極的面積成正比」，所以如何以最小的體積，做出最大儲存電荷的金屬面積，就可以用最小體積做出最大電容值的電容。
而多層陶瓷電容（MLCC，Multi-Layer Ceramic Capacitor）正因為其可以將儲存材料作成梳形(comb)的薄片，它比起傳統的「電解電容」在同樣的體積下，MLCC可以藉著梳形薄片的結構大大地提昇其電容器的容量，讓電子產品可以朝向更輕薄短小前進。
MLCC的電容量公式可以用如下公式來表示：
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C : 電容量，以 F (法拉) 為單位，而MLCC 之電容值 以 PF, nF,和 µF 為主。 ε：電極間絕緣物的介質常數，單位為法拉／公尺。 K : 介電常數 (依陶瓷種類而不同) A : 導電面積 (產品大小及印刷面積而不同) D : 介電層厚度 (薄帶厚度) n：層數 (堆疊層數) |
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MLCC產品的種類及規格介紹：
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依照【溫度】特性分類：電容值隨溫度變化，可分為 C0G(NP0)、X7R、Z5U、Y5V 等。
C0G：為EIA標準，其表示溫度從 -55°C到125°C電容值變化(以25°C之電容值為基準)，C0G為 +/- 30ppm/°C。
NP0：為C0G的一般常用稱呼，N為「負(negative)」，P表「正(positive)」，0表「零」，表示此電容器在使用溫度範圍中, 其電容變化量很小幾乎為零。
X7R：表示-55°C(X)～125°C(7)，其容量變化(以25°C為基準)必須在 ±15%(R) 以內。
Y5V : 表示-30°C(Y) ～到 85°C(5)，其容量變化(以25°C為基準)必須在+22～82%(V)以內。
以下是MLCC的溫度特性代表符號，僅供參考：
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依照MLCC產品【尺寸】的大小分類 : 0402 ; 0603 ; 0805 ; 1206 等。
- 依照【電容量】來區分：如 10 PF, 100P, 1nF, 1µF, 10µF 等。
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依照【工作電壓】區分：如 10V, 16V, 25V, 50V, 100V, 200V, 500V, 1KV, 2KV, 3KV。同一系列的產品，其工作電壓越高，則其介電層厚度就必須越厚，相對的其電容值也就較低。
例如：Y5V/0603/100nF產品其工作電壓可達25V(堆疊層數：約20 層，介電層厚：12µm)；Y5V/0603/1µF產品其工作電壓只有10V(堆疊層數：約76層， 介電層厚：7µm) 。 -
依照【容值允差】區分：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，一個完整的 MLCC 產品在規格描述上至少必須包括以上的全部特性。
例如 ：《 NP0/0603/100PF/J/50V》
表示此產品的規格為 : NP0材質、0603尺寸、100PF容值、容值允差為±5%、耐壓為50V。
MLCC的製造流程：
MLCC本體的介電材料，以鈦酸鋇、氧化鈦、鈦酸鎂、鈦酸鍶…等為主，依據產品的種類(NP0, X7R, Y5V)會決定不同的燒結溫度與燒結氣氛。
MLCC內、外電極材料列表：
一、厚膜積層技術 :
- 生胚成形 : 帶狀生胚，厚度: 5µm – 25 µm。
- 電極印刷 : 導電電極印刷, 依尺寸。
- 疊層技術 : 4 – 250 層。
- 切割技術 : Knife cutting, Laser cutting, Sawing。
二、陶瓷共燒技術：
- 陶瓷及金屬電極材料 : 使用匹配的材料。
- 本體燒結技術 : 溫度 (950～1300°C)及氣氛控制 (空氣，氮/氫 混合氣)。
- 端電極技術 : 高溫燒附(750～900°C) 及氣氛控制 (銅電極)。
- 電鍍技術 (鍍鎳, 錫/鉛)，純錫電鍍。
MLCC之製造流程大致如下：
MLCC以材料特性又分為NME(Noble Metal Electrode，貴金屬電極)及BME(Base Metal Electrode，卑金屬電極)兩種製程技術，其生成運用的特性也稍有不同。NME比較穩定，經常作為耐高壓的產品，價錢也比較貴；BME則屬於低成本的產品，允差比較大，一般用在比較不挑剔的產品上。
MLCC的最大品質問題是太過脆弱，一個使用或處理不小心就容易出現破裂(crack)的情形發生，所以一般MLCC出廠時都會特別註明如何handle這些嬌客。焊接或是解焊時還得注意不要對其本體產生應力，否則它就會「裂」給你看。
請參考下面兩篇文章應該可以給你一些關於MLCC破裂的知識：
MLCC多層陶瓷電容破裂的可能原因
MLCC陶瓷電容焊接端點尺寸與電容破裂的影響性
多層陶瓷電容(MLCC)落下後破裂並掉落分析（應力）
題外話：
綜觀「多層陶瓷電容(MLCC)」的製造並沒有使用到什麼特殊或稀有金屬材料或特殊製程，近期市場上之所以會出現MLCC短缺問題，純粹就是供需失調所引起，因為許多日本大廠把原本低階的產能往高端高精密度的MLCC移動，尤其是車用MLCC，再加上MLCC生產設備取得需要時間，於是中低階的MLCC就出現了供不應求的情況，這應該不會是長期的現象，除非有人為特意管控的因素牽涉其中。
延伸閱讀：
顯示器周圍的緩衝橡膠墊片設計
COG(Chip On Glass)作業流程及注意事項
初探HSC(HeatSeal Connector)與ACF(Anisotropic Conductive Film)製程
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訪客留言內容（Comments）
也說一下之前遇到的：
1、做電池板時，濾波電容太靠近 V-cut邊跟PCB 前端，滾刀一進去PCB前端應力過大就拉裂了，量沒有問題，一通電馬上短路 ，後來倒過來裁，一開始的應力沒那麼大，就改善了。
2、在 ATE 測試後員工拿板沒有固定好電源線， DC-Jack 在移動過程中有敲擊到 MLCC ，Burn-in 後跟OQC 都有發現電容開短路狀況（顯微鏡下看不出明顯傷痕，切片是看到傷）客退也有發現一樣的問題，也是找了很久。因為傷到後不容易看到，有時也不會馬上出現，所以個人很討厭 MLCC的不良，不要遇到最好。
感謝版主的細心指導 另外小弟還有一些不太明白的地方 希望版主能幫我解惑一下
關於MLCC和MLCI 在製作過程中 是否會用到離型膜(Release films)這項材料請問是在MLCC製造過程中會使用的東西嗎?像是一開始的瓷膜成型階段裡用的上陶瓷塗料用的膜??還是在衝壓之後,為了方便切割才會貼上的膜呢?還是已經到產品完全生產好之後 最終階段再把成品的MLCC貼上一層離型膜才算完成品在賣給下游買家??
請問就MLCC和MLCI被動元件對離型模有甚麼特殊要求嗎?? 相對於其他光學膜,用於LED或是晶片專用的Films上又或者是一般離型膜比起來是否有更多要求?譬如溫度?離型力??
小第一直找不到離型膜在MLCC和MLCI被動元件製程上的連結點 還望樓主您能為我解惑 感激不盡!!
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！
先前游小婕所問的軟端是在MLCC內外端子間加入一層銀膠(Ag-Pd paste)
主要目前為
1.mechanical stress: 增加MLCC的bending能力,一般品板彎能力約3mm,軟端可以做到10mm
2.heat shock stress: 在thermal shock test,零件呈現open.因為失效的點是在軟端而非電極層
通常此類會應用在CLASS 2高容量的產品,主要原因class 2陶瓷體本身較脆弱.天生的弱點就是容易受到外來應力影響
版主您好！可否請教，有關觸控面板的投射電容原理，與一般電容器的原理是否相同，還是有甚麼差異？目前從事觸控製造業，但所學非電子科類，製造相關技術尚可，但一接觸到電子方面就有點弱了，望提供您的所知，感恩！
版大您好:
想像您請教 假設 我一個電器產品 是DC24V,0.65A那其中電路板中的C8
我該選擇哪種容值較好 您上面提到 電壓越高容值越低，
那如果使用容值10 µF 可以嗎?
電壓24V 那做為安全考量的話需要怎麼做
敬啟者您好
有事請教如下:
1. 什麼是 Asymmetric Capacitor? 用在那裡?
2. 如何計算電容器的儲存量?其儲存量是否以Wh 來表示? 或如何知道電
容器的儲存量是多少? (an energy storage capacity)
趕謝您的釋疑.
敬祝 平安!!
NP0 & C0G 得否看成一樣, 最好要先看看你是跟那家電容廠買的..
像 TDK 的就不太樣.
https://product.tdk.com/info/zh/contact/faq/faq_detail_D/1432655803920.html
種類1的陶瓷擁有多個EIA代碼，其中最為常用的是C0G。C0G是相當於MIL標準中NP0（Negative, Positive, 0）標準的EIA標準。NP0以及C0G規定，-55°C～+125°C的溫度範圍內靜電容量的變化為±30ppm/°C。
但TDK為使種類1的電容器使用溫度範圍差異化，同時使用NP0以及C0G，並將NP0的使用溫度溫度擴大至+150°C。
TDK種類1溫度特性
C0G -55°C～+125°C ±30ppm/°C
NP0 -55°C～+150°C ±30ppm/°C
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MLCC電容在rework時最怕兩端PAD有溫差.因為會Burnout