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  • 2020-12-21 13:25:00

    1.配料:将陶瓷粉和粘合剂及溶剂等按一定比例经过球磨一定时间,形成陶瓷浆料。

    2.流延:将陶瓷浆料通过流延机的浇注口,使其涂布在绕行的PET膜上,从而形成一层均匀的浆料薄层,再通过热风区(将浆料中绝大部分溶剂挥发),经干燥后可得到陶瓷膜片,一般膜片的厚度在10um-30um之间。

    3.印刷:按照工艺要求,通过丝网印版将内电极浆料印刷到陶瓷膜片上。

    4.叠层:把印刷有内电极的陶瓷膜片按设计的错位要求,叠压在一起,使之形成MLCC的巴块(Bar)。

    5.制盖:制作电容器的上下保护片。叠层时,底和顶面加上陶瓷保护片,以增加机械强度和提高绝缘性能。

    6.层压:叠层好的巴块(Bar),用层压袋将巴块(Bar)装好,抽真空包封后,用等静压方式加压使巴块(Bar)中的层与层之间结合更加紧密,严实。

    7.切割:层压好的巴块(Bar)切割成独立的电容器生坯。

    8.排胶:将电容器生坯放置在承烧板上,按一定的温度曲线(最高温度一般在400度℃左右),经高温烘烤 ,去除芯片中的粘合剂等有机物质。排胶作用:1) 排除芯片中的粘合剂有机物质,以避免烧成时有机物质的快速挥发造成产品分层与开裂,以保证烧出具有所需形状的完好的瓷件。2) 消除粘合剂在烧成时的还原作用。

    9.烧结:排胶完成的芯片进行高温处理,一般烧结温度在1140℃~1340℃之间,使其成为具有高机械强度,优良的电气性能的陶瓷体的工艺过程。

    10.倒角:烧结成瓷的电容器与水和磨介装在倒角罐,通过球磨、行星磨等方式运动,使之形成光洁的表面,以保证产品的内电极充分暴露,保证内外电极的连接。

    11.端接:将端浆涂覆在经倒角处理的芯片外露内部电极的两端上,将同侧内部电极连接起来,形成外部电极。

    12.烧端:端接后产品经过低温烧结后才能确保内外电极的连接。并使端头与瓷体具有一定的结合强度。

    13.端头处理:表面处理过程是一种电沉积过程,它是指电解液中的金属离子(或 络合离子)在直流电作用下,在阴极表面还原成金属(或合金)的过程。电容一般是在端头(Ag端头或 Cu端头)上镀一层镍后,再镀层锡。

    14.外观挑选:借助放大镜或显微镜将具有表面缺陷的产品挑选出来。

    15.测试:对电容产品电性能方面进行选别:容量、损耗、绝缘、电阻、耐压进行100%测量分档,把不良品剔除。

    16:编带:将电容按照尺寸大小及数量要求包装在纸带或塑料袋内。

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    陶瓷电容器概述

    陶瓷电容器又称为瓷介电容器或独石电容器。顾名思义,瓷介电容器就是介质材料为陶瓷的电容器。根据陶瓷材料的不同,这种电容器可分为容量为1~300 pF的低频瓷介电容器和容量为300—22 000 pF的高频瓷介电容器两类。按结构形式分类,又可分为图片状电容器、管状电容器、矩形电容器、片状电容器、穿心电容器等多种。

    陶瓷电容器的特点

    1:由于陶瓷电容的介质材料为陶瓷介质,所以耐热性能好,不易老化。

    2:陶瓷电容能耐酸碱及盐类的腐蚀,搞腐蚀性好。

    3:低压陶瓷电容的介电常数大,体积小,容量大。

    4:陶瓷电容绝缘性能好,耐高压。

    5:陶瓷电容基本不随温度,电压,时间等变化而变化。

    陶瓷电容器分类

    1、半导体陶瓷电容器

    (1)表面层陶瓷电容器 电容器的微小型化,即电容器在尽可能小的体积内获得尽可能大的容量,这是电容器发展的趋向之一。对于分离电容器组件来说,微小型化的基本途径有两个:①使介质材料的介电常数尽可能提高;②使介质层的厚度尽可能减薄。在陶瓷材料中,铁电陶瓷的介电常数很高,但是用铁电陶瓷制造普通铁电陶瓷电容器时,陶瓷介质很难做得很薄。首先是由于铁电陶瓷的强度低,较薄时容易碎裂,难于进行实际生产操作,其次,陶瓷介质很薄时易于造成各种各样的组织缺陷,生产工艺难度很大。

    2)晶界层陶瓷电容器 晶粒发育比较充分的BaTiO3半导体陶瓷的表面上,涂覆适当的金属氧化物(例如CuO或Cu2O、MnO2、Bi2O3、Tl2O3等),在适当温度下,于氧化条件下进行热处理,涂覆的氧化物将与BaTiO3形成低共溶液相,沿开口气孔和晶界迅速扩散渗透到陶瓷内部,在晶界上形成一层薄薄的固溶体绝缘层。这种薄薄的固溶体绝缘层的电阻率很高(可达1012~1013Ω·cm),尽管陶瓷的晶粒内部仍为半导体,但是整个陶瓷体表现为显介电常数高达2×104到8×104的绝缘体介质。用这种瓷制备的电容器称为晶界层陶瓷电容器(boundarg layer ceramic capacitor),简称BL电容器。

    2、高压陶瓷电容器

    高压陶瓷电容器的瓷料主要有钛酸钡基和钛酸锶基两大类。钛酸钡基陶瓷材料具有介电系数高、交流耐压特性较好的优点,但也有电容变化率随介质温度升高、绝缘电阻下降等缺点。钛酸锶晶体的居里温度为-250℃,在常温下为立方晶系钙钛矿结构,是顺电体,不存在自发极化现象,在高电压下钛酸锶基陶瓷材料的介电系数变化小,tgδ及电容变化率小,这些优点使其作为高压电容器介质是十分有利的。

    3、多层陶瓷电容器

    多层陶瓷电容器是片式元件中应用最广泛的一类,它是将内电极材料与陶瓷坯体以多层交替并联叠合,并共烧成一个整体,又称片式独石电容器,具有小尺寸、高比容、高精度的特点,可贴装于印制电路板(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)的体积和重量,提高产品可靠性。顺应了IT产业小型化、轻量化、高性能、多功能的发展方向,国家2010年远景目标纲要中明确提出将表面贴装元器件等新型元器件作为电子工业的发展重点。它不仅封装简单、密封性好,而且能有效地隔离异性电极。MLCC在电子线路中可以起到存储电荷、阻断直流、滤波、祸合、区分不同频率及使电路调谐等作用。在高频开关电源、计算机网络电源和移动通信设备中可部分取代有机薄膜电容器和电解电容器,并大大提高高频开关电源的滤波性能和抗干扰性能。

    陶瓷电容器的作用

    旁路(去耦)

    这是为交流电路中某些并联的元件提供低阻抗的通路。在电子电路中,去耦电容和旁路电容都是起到抗干扰的作用,电容器所处的位置不同,称呼就不一样。对于同一个电路来说,旁路(bypass)电容是把输入信号中的高频噪声作为滤除对象,把前级携带的高频杂波滤除,而去耦(decoupling)电容也称退耦电容,是把输出信号的干扰作为滤除对象。我们经常可以看到,在电源和地之间连接着去耦电容,它有三个方面的作用:一是作为本集成电路的蓄能电容;二是滤除该器件产生的高频噪声,切断其通过供电回路进行传播的通路;三是防止电源携带的噪声对电路构成干扰。

    耦合

    用在耦合电路中的陶瓷电容称为耦合电容,在阻容耦合放大器和其他电容耦合电路中大量使用这种电容电路,起隔直流通交流作用,它作为两个电路之间的连接,允许交流信号通过并传输到下一级电路。

    滤波

    用在滤波电路中的陶瓷电容器称为滤波电容,滤波电容是会将一定频段内的信号从总信号中去除的,所以在电源电路中,整流电路将交流变成脉动的直流,而在整流电路之后接入一个较大容量的陶瓷电容,利用其充放电特性,使整流后的脉动直流电压变成相对比较稳定的直流电压。

    谐振

    用在LC谐振电路中的安规电容器称为谐振电容,LC并联和串联谐振电路中都需这种电容电路。

    温度补偿

    针对其它元件对温度的适应性不够带来的影响而进行补偿,改善电路的稳定性。

    调谐

    是对与频率相关的电路进行系统调谐,比如手机、收音机、电视机。

    储能

    储能就是储存电能,用于必要的时候释放。例如相机闪光灯,加热设备等等。(现如今很多电容的储能水平已经可以接近锂电池的水准,一个电容储存的电能就可以供一个手机使用一天的时间)

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  • 原标题:陶瓷材料|MLCC片式多层陶瓷电容器应用及制作工艺介绍被动元件是电子产品不可或缺的基本零部件电子元器件按是否影响电信号特征进行分类,可分为被动元件与主动元件。其中被动元件无法对电信号进行放大、振荡...

    原标题:陶瓷材料|MLCC片式多层陶瓷电容器应用及制作工艺介绍

    被动元件是电子产品不可或缺的基本零部件

    电子元器件按是否影响电信号特征进行分类,可分为被动元件与主动元件。其中被动元件无法对电信号进行放大、振荡、运算等处理和执行,仅具备响应功能且无需外加激励单元。按被动元件的电路功能,又可进一步细分为电路类器件及连接类器件。

    电子元器件分类情况

    电阻、电容、电感是三种最主要的电路类被动元件,电容的主要功能在于旁路,去藕,滤波和储能,电阻则被用于分压、分流、滤波和阻抗匹配,电感的主要用途为滤波、稳定电流和抗电磁干扰,这些均是电子产品正常工作过程中必不可少的功能,被动元件是电子产品中不可或缺的基本零部件。

    主要被动元件及其功能

    电容分类繁多, MLCC 用途最广

    被动元件是电子产品中不可或缺的基本零部件,电阻、电容、电感是三种最主要的电路类被动元件。电容应用范围广泛,根据电介质的不同,可分为陶瓷电容、铝式电容、钽式电容、薄膜电容等,其中陶瓷电容市场占比最高,超过 50%。MLCC作为最主要的陶瓷电容,成为被动电子元件中使用最为广泛、用途最广、使用量最大的电子元件。受消费电子、工业、通信、汽车等应用领域的需求驱动,MLCC 市场增长动力足。

    国内电容器市场需求结构

    MLCC概述

    片式多层陶瓷电容器(MLCC)是由印好电极(内电极)的陶瓷介质膜片以错位的方式叠合起来,经过一次性高温烧结形成陶瓷芯片,再在芯片的两端封上金属层(外电极),从而形成一个类似独石的结构体,故也叫独石电容器。

    MLCC诞生于上世纪60年代,最先由美国公司研制成功。目前,MLCC主要生产厂家:美国基美(KEMET);日本村田、京瓷、丸和、TDK;韩国三星;台湾国巨、华新科、禾伸堂;大陆有名的则是宇阳、风华高科、三环。其中,国内厂商---宇阳科技的MLCC(01005、0201、0402尺寸)产量比超过90%,位居世界第一位,总产量也跃居全球前三,目前宇阳已成为国内产能最大和全球微型化前三的MLCC厂商。

    MLCC 除有电容器"隔直通交"的通性特点外,其还有体积小,比容大,寿命长,可靠性高,适合表面安装等特点。随着 MCLL 可靠性和集成度的提高,其使用的范围越来越广,广泛地应用于各种军民用电子整机和电子设备,如电脑、电话、程控交换机、精密的测试仪器,目前已经成为应用最普遍的陶瓷电容产品。

    MLCC的分类

    1. 根据所采用的陶瓷介质的类型分类

    根据所采用的陶瓷介质的类型,MLCC可划分为两大类:Class 1和Class 2两类。

    ※Class 1类

    具有极高的稳定性,其电容量几乎不随时间、交流信号、外加直流偏压的变化而改变,同时具有极低的介质损耗,即高Q值。适用于对容量高精度和应用频率要求较高的谐振电路。根据电容量的温度系数,有可分为温度稳定型和温度补偿型两种。

    ※Class 2类

    具有很高的体积比容量,适用于旁路、耦合、滤波以及对容量稳定性要求不高的鉴频电路。在DC-DC(AC)变换器和开关电源滤波电路中逐步取代钽电解电容、铝电解电容。

    2. 按照温度特性、材质、生产工艺、填充介质的不同分类

    按照温度特性、材质、生产工艺、填充介质的不同,MLCC可以分成如下几种:NPO、COG、Y5V、Z5U、X7R、X5R等。它们的主要区别如下:

    -C0G、NPO电容器具有高温度补偿特性,适合作旁路电容和耦合电容

    -X7R电容器是温度稳定型陶瓷电容器,适合要求不高的工业应用

    -Z5U电容器特点是小尺寸和低成本,尤其适合应用于去耦电路

    -Y5V电容器温度特性最差,但容量大,可取代低容铝电解电容

    可见,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:NPO、COG温度特性平稳、容值小、价格高;Y5V、Z5U温度特性大、容值大、价格低;X7R、X5R则介于以上两种之间。

    3. 按照材料SIZE封装大小分类

    MLCC按材料SIZE封装大小,大致可以分为3225、3216、2012、1608、1005、0603、0402,0201,01005等等。 数值越大,SIZE就更宽更厚。

    MLCC的制造工艺

    1. MLCC 应用范围广,制作工艺复杂

    MLCC 广泛运用于各种高、低频电容中,具有高可靠性,高精度,高集成,低功耗,大容量,小体积和低成本等特点,起到退耦、耦合、滤波、旁路和谐振等作用,适用范围覆盖军民用电子整机和电子设备,如电脑、手机、程控交换机、精密的测试仪器等。

    MLCC 结构示意图

    MLCC 由平行的陶瓷材料和电极材料层叠而成,每一层陶瓷都被上下两个平行电极夹住形成一个平板电容,内部电极和外部电极相连起每个电容,叠层的电容越多,存储的总电量越大.

    MLCC 截面图

    MLCC 具有各种不同规格,而各产品间的差异主要在于电容值(单位电压下贮存电量)、尺寸(1210 以上、0805、0603、0402、0201 等规格)、温度稳定性(Y5V、X7R 及 NPO 等)、操作电压上限、安规认证、ESR(电容/充放电所需时间)及 Q 值(对输入能量的耗损程度)等特性。

    随着电子产业迅速发展,MLCC 的发展也呈现多元化:

    (1)为了适应便携式通信工具的需求,向大容量、尺寸小型化的方向发展。通过金属电极材料、提高介电常数、高层化技术、纳米微粒技术等可提高容量,通过小尺寸产品的 SMT 技术、高精度积层技术等可将 MLCC 尺寸做小做薄。

    (2)为了适应某些电子整机和设备向大功率高耐压的方向发展(军用通信设备居多),向高耐压大电流、大功率、超高Q值低 ESR 型的中高压片式电容器发展。高压可靠性试验技术、耐热设计技术、排容技术等可推进 MLCC该方面的发展。

    (3)为了适应线路高度集成化的要求,向多功能复合片式电容器(LTCC)发展,低温共烧技术、复合材料技术、三次元回路设计技术的研发也逐渐成为热点。

    2. MLCC技术壁垒高,对核心原材料、制造工艺等环节要求高

    MLCC 的成本由原材料、包装材料、人工和设备折旧等构成,其中原材料成本占比最大,在 30%-65%之间。从材料结构来看,主要分为陶瓷粉料与内外电极,上游材料不仅价格高且直接影响产品性能。

    MLCC 成本结构

    主要原料是钛酸钡、氧化鈦、钛酸镁、钛酸镁等,形成 COG、Y5V、X7R、NPO 等种类,依电气特性应用各不相同决定 MLCC 的特性,来决定不同的烧结温度与烧结气体,产能主要集中在日韩台企业。

    陶瓷粉料的核心在于纯度、颗粒大小和形状,另一方面在生产过程中的环保要求也日益受重视。高纯、超细和高性能陶瓷粉体制造技术和工艺是主要制约我国陶瓷产业发展的瓶颈,目前国内以国瓷材料、三环集团为代表的厂商已掌握相关纳米分散技术,国瓷材料在全球市占率约占 10%,已基本满足国内中低端 MLCC 需求,但部分特殊功能粉末还需向国外厂商如 Ferro、Sakai 等采购。日本厂家(例如村田)根据大容量(10μF 以上)的需求,在 D50为 100 纳米的湿法 BaTiO3 基础上添加稀土金属氧化物改性,形成高可靠性的X7R 陶瓷粉料,最终制作出 10μF-100μF 小尺寸(如 0402、0201 等)MLCC,国内较日本厂商在先进粉体技术还有一段差距。

    MLCC另一项主要原材料是内外电极金属,电极及封装绕线等需铜、银、镍、铁、钯等金属,其价格波动对 MLCC 影响较大。受到主动元件 CPU 及通讯用元件速度不断加快的趋势影响,MLCC 的叠层数逐渐提高,内电极金属用量也增加。

    美国于 1960 年发明 MLCC 电极,材料为钯或钯银合金,过去台湾厂商外电极采用银,内电极采用钯金属,根据此材料特性的制程技术又称为 NME(Noble Metal Electrode,贵金属电极)。钯金属作为稀有贵金属,价格相当昂贵,主要供应来自俄罗斯,产量稀少导致价格波动十分剧烈,甚至供应不及与缺货,因此业内也常以卑金属(镍、铜)等金属取代钯金属电极材料,使成本下降近 70%,基于此材料的制程技术为 BME(Base Metal Electrode,卑金属电极)。两种技术生成运用的特性稍有不同,NME 比较稳定,常作为耐高压产品,成本较高;BME 属于低成本产品,允差较大,一般运用于对稳定性要求不高的产品。2016年底-2017年底,由于上游金属大幅涨价,MLCC 价格也随之受到影响而上调。

    2016年底-2017年底现货钯金铜、铝、镍价格涨幅变化

    3. MLCC 制造工艺复杂,国外技术领先

    MLCC 生产过程中,首先需调浆,即将陶瓷粉和粘合剂、溶剂等按一定比例经过球磨,形成陶瓷浆料。之后将陶瓷浆料通过流延机的浇注口,将其涂布在绕行的 PET 膜(Film)上,形成一层均匀的浆料薄层,再通过高温、干燥、定型、剥离,脱膜成型得到陶瓷膜片,一般厚度在 10-30μm。然后在介质薄膜上进行内部电极印刷,并将印有内电极的陶瓷介质膜片堆叠热压形成多电容器并联,切割、去粘结剂后高温烧结成一个不可分割的整体电子元器件,然后在电子元器件的端部沾涂外电极,使之与内电极形成良好的电气连接,形成 MLCC 的两极。

    MLCC 制造流程

    除原材料外,MLCC 制作流程中的主要壁垒有以下方面:

    转移胶带的材料要求较高,不能与陶瓷浆料成分之间产生化学反应,需要匹配陶瓷浆料的表面张力,确保陶瓷涂层厚度均匀;此外其平整度要求凸点需控制在 0.2μm 以内。该胶带原料为 PET 原膜,国内目前主要从日本进口,原膜约占成本 60%,未来随产品越来越薄,预计成本降低,更多被工艺成本取代。

    多层介质薄膜叠层印刷技术难度高。为了迎合电子发展需求在小尺寸基础上制造更高电容值的 MLCC,多层介质薄膜叠层印刷技术应运而生。日本公司工艺已能实现在 2μm 的薄膜介质上叠 1000 层,生产出单层介质厚度为1μm 的 100μFMLCC,它具有较片式钽电容器更低的 ESR 值和更宽的工作温度范围(-55℃-125℃)。国内风华高科 MLCC 制作水平最高,能够完成流延成3μm 厚的薄膜介质,烧结成瓷后 2μm 厚介质的 MLCC。但与国外先进的叠层印刷技术相比国内技术还有一定差距,设备自动换程度和精度也有待提高。

    陶瓷粉料&金属电极共烧技术壁垒高。MLCC 由多层陶瓷介质印刷内电极浆料,叠合共烧而成,为解决不同收缩率的陶瓷介质和内电极金属如何在高温烧成后不会分层、开裂,即陶瓷粉料和金属电极共烧问题。低温陶瓷共烧技术就是解决这一难题的关键技术,掌握好该技术可以生产出更薄介质(2μm 以下)、更高层数(1000 层以上)的 MLCC。当前日本公司不仅有各式氮气氛窑炉(钟罩炉和隧道炉),在设备自动化、精度方面有明显的优势,在低温陶瓷共烧技术方面也领先于其他各国。

    来源:中国产业信息网、搜狐网返回搜狐,查看更多

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  • 特别是多层陶瓷电容器,体积虽小但容量大,经常被用于去藕、电源电压的平滑化、滤波等各种电路中。最近已成了提升手机、电视机性能所不可缺少的元件。下面就随小编详细了解一下陶瓷电容的作用及陶瓷电容的优点。陶瓷...

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    陶瓷电容

    一、陶瓷电容的作用

    1、隔直流:作用是阻止直流通过而让交流通过。

    2、旁路(去耦):为交流电路中某些并联的元件提供低阻抗通路。

    3、耦合:作为两个电路之间的连接,允许交流信号通过并传输到下一级电路

    4、滤波:这个对DIY而言很重要,显卡上的电容基本都是这个作用。

    5、温度补偿:针对其它元件对温度的适应性不够带来的影响,而进行补偿,改善电路的稳定性。

    6、计时:电容器与电阻器配合使用,确定电路的时间常数。

    陶瓷电容的作用

    7、调谐:对与频率相关的电路进行系统调谐,比如手机、收音机、电视机。

    8、整流:在预定的时间开或者关半闭导体开关元件。

    9、储能:储存电能,用于必须要的时候释放。例如相机闪光灯,加热设备等等。(如今某些电容的储能水平已经接近锂电池的水准,一个电容储存的电能可以供一个手机使用一天。

    二、陶瓷电容的优点

    1、高压瓷片电容容量损耗随温度频率具高稳定性。

    2、高压瓷片电容特殊的串联结构适合于高电压极长期工作可靠性。

    3、高压瓷片电容高电流爬升速率并适用于大电流回路无感型结构。

    陶瓷电容的优点

    以上就是齐装网小编为你分享的陶瓷电容的作用及陶瓷电容的优点,希望对你有所帮助。如果想要了解更多陶瓷电容的相关信息,请继续关注齐装网。10秒极速获取报价还能免费获取四套设计方案,更有装修管家全程跟踪服务,抓紧行动吧!

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    2021-01-20 05:55:52
     贴片电容(多层片式陶瓷电容器)是目前用量比较大的常用元件,就AVX公司生产的贴片电容来讲有NPO、X7R、Z5U、Y5V等不同的规格,不同的规格有不同的用途。下面我们仅就常用的NPO、X7R、Z5U和Y5V来介绍一下它们的...
  • 贴片电容(多层片式陶瓷电容器)是目前用量比较大的常用元件,就TDK公司生产的TDK贴片电容来讲有NPO、X7R、Z5U、Y5V等不同的规格,不同的规格有不同的用途。  在直流电路中,电容器是相当于断路的。 电容器是一种...
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  • MLCC(Multi-layer Ceramic Capacitors)是片式多层陶瓷电容器英文缩写。是由印好电极(内电极)的陶瓷介质膜片以错位的方式叠合起来,经过一次性高温烧结形成陶瓷芯片,再在芯片的两端封上金属层(外电极),从而...
  • 多层片式瓷介电容器(MLCC)

    千次阅读 2010-02-01 09:18:00
    概述所谓片式多层瓷介电容器(MLCC)---简称片式电容器,是由印好电极(内电极)的陶瓷介质膜片以错位的方式叠合起来,经过一次性高温烧结形成陶瓷芯片,再在芯片的两端封上金属... 基本结构多层片式陶瓷电容器的结构主要
  • 电容器的型号命名与标示 1.电容器的型号命名方法 国产电容器的型号一般由四部分组成(不适用于压敏、可变、真空电容器)。依次分别代表名称、材料、分类和序号。 第一部分:名称,用字母表示,电容器用C。 第二...
  •  贴片电容(多层片式陶瓷电容器)是目前用量比较大的常用元件,就AVX公司生产的贴片电容来讲有NPO、X7R、Z5U、Y5V等不同的规格,不同的规格有不同的用途。下面我们仅就常用的NPO、X7R、Z5U和Y5V来介绍一下它们的...

空空如也

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多层陶瓷电容器用处