MLCC

TDK株式会社扩展了其CN系列积层陶瓷贴片电容器（MLCC）产品阵容，这是同类产品中的首款产品。

全球第一大MLCC制造商村田制作所，由于新冠疫情关系，在8月最后一周，停工了位于日本福井县的MLCC主力制造工厂武生事务所，并于9月1日，全面复工。外界普遍推测，正值iPhone 13的发布前夕，MLCC的短暂停工，可能会影响到iPhone、以及Sony Play Station在内相关产品的生产计划。

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减小电容的ESR及ESL，可以有效的减小电源上的纹波及噪音，此外电源模块的小型化也是趋势，所以片式多层陶瓷电容MLCC(Multi Layer Ceramic Capacitor)越来越多地被用于输出电容。但是，使用MLCC电容会产生一个新的问题，它的结构会导致啸叫。

多层陶瓷电容器(MLCC)的价格在过去几年急剧上涨，究其原因，与汽车、工业、数据中心和电信行业使用的电源数量增加有关。陶瓷电容被用在电源输出端，用于降低输出纹波，以及控制因为高压摆率加载瞬变而导致的输出电压过冲和欠冲。输入端则要求陶瓷电容进行解耦和过滤EMI，这是因为在高频率下，它具备低ESR和低ESL。

为了提高工业和汽车系统的性能，需要将数据处理速度提高几个等级，并且在微处理器、CPU、片上系统(SoC)、ASIC和FPGA上集成更多耗电器件。这些复杂的器件类型需要多条稳压电轨：一般是内核0.8 V，DDR3和LPDDR4分别1.2 V和1.1 V，外设和辅助组件分别为5 V、3.3 V和1.8 V。降压（降压型）转换器被广泛用于调节电池或直流总线提供的电源。

例如，汽车中的高级驾驶员辅助系统(ADAS)产品组合大幅提升了陶瓷电容的使用率。随着电信行业开始采用5G技术，也需要用到高性能电源，这也会显著增加陶瓷电容的使用率。内核的电源电流从几安培增加到几十安培，且严格管控电源纹波、负载瞬变过冲/欠冲和电磁干扰(EMI)，这些都需要额外的电容。

MLCC（片状多层陶瓷电容）现在已经成为了电子电路最常用的元件之一。MLCC表面看来，非常简单，可是，很多情况下，设计工程师或生产、工艺人员对MLCC的认识却有不足的地方。有些公司在MLCC的应用上也会有一些误区，以为MLCC是很简单的元件，所以工艺要求不高。其实MLCC是很脆弱的元件，应用时一定要注意。

以下谈谈MLCC应用上的一些问题和注意事项。

随着技术的不断发展，贴片电容MLCC现在已可以做到几百层甚至上千层了，每层是微米级的厚度。所以稍微有点形变就容易使其产生裂纹。另外同样材质、尺寸和耐压下的贴片电容MLCC，容量越高，层数就越多，每层也越薄，于是越容易断裂。另外一个方面是，相同材质、容量和耐压时，尺寸小的电容要求每层介质更薄，导致更容易断裂。裂纹的危害是漏电，严重时引起内部层间错位短路等安全问题。而且裂纹有一个很麻烦的问题是，有时比较隐蔽，在电子设备出厂检验时可能发现不了，到了客户端才正式暴露出来。所以防止贴片电容MLCC产生裂纹意义重大。

将钽电解电容器换成片状多层陶瓷电容器，这样做的理由主要有两个。

第一是可靠性问题。钽电解电容器存在发生短路故障时导致冒烟和起火的可能性。出现冒烟和起火现象时，对于配备钽电解电容器的电子产品而言是致命的。

另一个是原材料钽的问题。钽属于稀有金属，其产地在全世界屈指可数。因此，如果产地出现政治动荡等，就会陷入价格暴涨、供给不稳定的局面。只要原材料是稀有金属，钽电解电容器用户就不可能完全避免此类风险。

而解决这些问题的对策就是用片状多层陶瓷电容器来取代钽电解电容器。片状多层陶瓷电容器发生冒烟和起火的可能性要远远低于钽电解电容器。另外由于不使用稀有金属，价格和供给都更加稳定。而且还有一些钽电解电容器所不具备的优点。

其优点主要有两个。一是能削减贴装面积。因为片状多层陶瓷电容器单位体积的静电容量较大。另一个是用于DC-DC转换器等输出平滑电路时，可降低输出纹波电压。原因在于片状多层陶瓷电容器的等效串联电阻（ESR：Equivalent Series Resistance）较低。如图1所示，使用钽电解电容器时，输出纹波电压为56mV，而使用片状多层陶瓷电容器时则降到了7mV。

<strong>▪用于输出平滑用途时需要注意</strong>

MLCC——多层片式陶瓷电容器，简称贴片电容，会引起噪声啸叫问题。

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笔记本电脑电源电路的啸叫示例部位

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贴片电容全称叫做多层(积层，叠层)片式陶瓷电容器，英文缩写为MLCC。MLCC受到温度冲击时，容易从焊端开始产生裂纹。在这点上，小尺寸电容比大尺寸电容相对来说会好一点，其原理就是大尺寸的电容导热没这么快到达整个电容，于是电容本体的不同点的温差大，所以膨胀大小不同，从而产生应力。这个道理和倒入开水时厚的玻璃杯比薄玻璃杯更容易破裂一样。另外，在MLCC焊接过后的冷却过程中，MLCC和PCB的膨胀系数不同，于是产生应力，导致裂纹。要避免这个问题，回流焊时需要有良好的焊接温度曲线。如果不用回流焊而用波峰焊，那么这种失效会大大增加。MLCC更是要避免用烙铁手工焊接的工艺。然而事情总是没有那么理想。烙铁手工焊接有时也不可避免。比如说，对于PCB外发加工的电子厂家，有的产品量特少，贴片外协厂家不愿意接这种单时，只能手工焊接;样品生产时，一般也是手工焊接;特殊情况返工或补焊时，必须手工焊接;修理工修理电容时，也是手工焊接。无法避免地要手工焊接MLCC时，就要非常重视焊接工艺。