Die Definition von MLCC in der Elektronik bezieht sich auf mehrschichtige Keramikkondensatoren. Bekanntlich besteht ein Kondensator meist aus zwei elektrischen Leitern und einem dielektrischen Medium, und ein Keramikkondensator verwendet ein keramisches Material als dielektrisches Medium. Wenn mehrere Keramikkondensatoren (normalerweise 500 Schichten oder mehr) zu einem Gehäuse gestapelt werden, entsteht ein MLCC. Aufgrund der Stapelung so vieler Schichten bietet MLCC die Vorteile einer geringen Größe und einer hohen Kapazität.

1) MLCC-Größe

Der Größencode von MLCC ist eine 4-stellige Zahl wie 0201, 0402, 0603 usw. Die ersten beiden Zahlen beziehen sich auf die Länge von MLCC und die letzten beiden Zahlen beziehen sich auf die Breite von MLCC. Beispielsweise bedeutet 0201 einen MLCC mit 0,02 Zoll Länge und 0,01 Zoll Breite. Im Allgemeinen sind 0402, 0603, 0805 die am häufigsten verwendeten Größen.

2) MLCC-Dielektrikum

Die Dielektrizität bestimmt direkt die Leistung von MLCC. Das Mehrschicht-Keramikkondensatordielektrikum kann gemäß der Definition von IEC/EN 60384-1 und 60384-8/9/21/22 in zwei Klassen eingeteilt werden. Klasse 1 von MLCC weist eine höhere Stabilität und Genauigkeit auf; während Klasse 2 von MLCC eine höhere Permittivität aufweist, jedoch mit geringerer Stabilität und Genauigkeit.

Es gibt noch andere nicht standardisierte Klassen für Keramikkondensatoren, die jedoch nicht mehrschichtig hergestellt werden können, und detailliertere Erläuterungen finden Sie in Electronics Notes.

Klasse	Beschreibung	Geeignete Anwendungen	Gängige Typen
Klasse 1	Mit hoher Stabilität, Genauigkeit und geringem Verlust	Resonanzkreise	NP0(C0G)
Klasse 2	Mit hoher Permittivität (höhere Kapazität über ein festes Volumen)	Glättungs-, Bypass-, Kopplungs- und Entkopplungsanwendungen	X7R, X5R, Y5V

Tabelle 1. Klasse 1 und 2 des Mehrschicht-Keramikkondensatordielektrikums (Quelle: Electronics Notes)

Bei MLCC der Klasse 1 (wie C0G usw.) bezieht sich das erste Zeichen auf den Temperaturkoeffizienten α, das zweite Zeichen auf den Multiplikator und das dritte Zeichen auf die Toleranz des Temperaturkoeffizienten. Beispielsweise zeigt C0G einen Fehler von 0 ± 30 ppm/°C an und U2J zeigt einen Fehler von -750 ± 120 ppm/°C an.

1. Charakter		2. Charakter		3. Charakter
Brief	α (ppm/oC)	Ziffer	Multiplikator	Brief	Toleranz (ppm/oC)
C	0	0	-1	G	±30
B	0,3	1	-10	H	±60
L	0,8	2	-100	J	±120
A	0,9	3	-1000	K	±250
M	1	4	1	L	±500
P	1.5	6	10	M	±1000
R	2.2	7	100	N	±2500
S	3.3	8	1000
T	4.7
V	5.6
U	7.5

Tabelle 2. Codesystem für Klasse 1 bezüglich EIA-RS-198 (Quelle: Electronics Notes, Wikipedia)

Bei MLCC der Klasse 2 (wie X7R, X5R, Y5V usw.) bezieht sich das erste Zeichen auf die niedrigste Betriebstemperatur, das zweite Zeichen auf die höchste Betriebstemperatur und das dritte Zeichen auf die Kapazitätsänderung im Betriebstemperaturbereich . X7R zeigt beispielsweise ±15 % der Kapazitätsänderung zwischen -55 °C und +125 °C an.

1. Charakter		2. Charakter		3. Charakter
Brief	Niedrigste Temperatur. (°C)	Ziffer	Höchste Temperatur. (°C)	Brief	Kapazitätsänderung
X	-55	2	+45	D	±3,3 %
Y	-30	4	+65	E	±4,7 %
Z	+10	5	+85	F	±7,5 %
		6	+105	P	±10 %
		7	+125	R	±15 %
		8	+150	S	±22 %
		9	+200	T	+22 % / -33 %
				U	+22 % / -56 %
				V	+22 % / -82 %

Tabelle 3. Codesystem für Klasse 2 bezüglich EIA-RS-198 (Quelle: Electronics Notes, Wikipedia)

3) MLCC-Toleranz

Wie oben angesprochen, hat das Keramikkondensatordielektrikum bereits die Toleranz von MLCC gezeigt. Im Bereich von -55 bis +125 °C haben MLCCs der Klasse 1 geringere Toleranzen, die normalerweise unter 1 % liegen, während MLCCs der Klasse 2 höhere Toleranzen haben, die bei etwa 20 % liegen.

Abb. 1 Permittivitätsänderungen über der Temperatur;
„K“ bezieht sich auf die relative Permittivität des dielektrischen Materials (Quelle: Kemet)

4) MLCC-Kapazität

Basierend auf den unterschiedlichen Anwendungsanforderungen gibt es eine große Bandbreite an Kapazitäten für MLCCs, die von 10 pF bis zu Hunderten von μF (aber im Allgemeinen von 1 nF bis 1 μF) reichen.

5) Nennspannung

Die Nennspannung kann zwischen mehreren Volt und mehreren Tausend Volt liegen. Die Kapazität eines MLCC kann sich beim Anlegen der Nennspannung ändern und tritt meist bei X5R- oder X7R-Kondensatoren mit ferroelektrischen Materialien auf.

Quelle: TECHDesign