信昌 FP 系列抗弯曲多层陶瓷片式电容器：特性、应用与设计要点

在电子设备日益小型化和复杂化的今天，多层陶瓷片式电容器（MLCC）作为一种关键的电子元件，其性能和可靠性对整个电路的稳定运行起着至关重要的作用。信昌电子陶瓷股份有限公司的 FP 系列抗弯曲多层陶瓷片式电容器，凭借其独特的设计和优异的性能，为工程师们提供了一种可靠的选择。本文将详细介绍该系列电容器的特性、应用、订购方法以及设计和使用过程中的注意事项。

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一、产品概述

信昌 FP 系列抗弯曲多层陶瓷片式电容器适用于厚膜混合电路以及任何印刷电路板上的自动表面贴装。该系列产品采用散装或卷带包装，方便不同的生产需求。其独特之处在于，在镍阻挡层和陶瓷体之间使用了特殊材料，能够有效抵抗加工过程中产生的弯曲应力，为 PCB 加工提供更高的安全性。

二、产品特性

（一）电气性能优异

1. 高耐压：额定电压范围从 25V 到 4000V，能够满足不同电路的电压需求。
2. 宽电容范围：C0G 介质的电容范围为 0.1pF 至 330nF，X7R 介质的电容范围为 100pF 至 22μF，可提供丰富的电容值选择。
3. 低损耗：C0G 介质在不同电容范围内具有较高的 Q 值，Cap.<30pF 时 Q≥400 + 20C，Cap.≥30pF 时 Q≥1000，能够有效减少能量损耗。
4. 良好的温度稳定性：C0G 介质的温度系数为 ±30ppm/°C，X7R 介质在 -55°C 至 +125°C 的工作温度范围内电容变化率在 ±15%以内。

（二）机械性能可靠

1. 抗弯曲能力强：能够承受 3 - 5mm 的基板弯曲测试，有效减少 PCB 弯曲导致的故障。
2. 引脚耐焊接性好：镍阻挡层端接结构，先在银金属化层上覆盖镍阻挡层，再电镀焊料层，确保端接具有良好的可焊性，同时防止在高温焊料中长时间浸泡时端接溶解。

（三）环保特性

符合 RoHS 标准且无卤素，满足环保要求。

三、应用领域

（一）数字电路

可作为旁路电容、去耦电容使用，为数字电路提供稳定的电源供应，减少电源噪声对电路的影响。

（二）电源供应

在电源电路中，作为滤波电容，平滑电源电压，提高电源的稳定性和可靠性。

（三）消费电子

如手机、平板电脑、数码相机等设备中，用于各种电路模块，满足小型化和高性能的需求。

（四）电信领域

在通信设备中，保证信号的稳定传输，减少干扰和噪声。

（五）DC - DC 转换器

用于转换电压，提高转换效率和稳定性。

四、订购方法

FP 系列电容器的订购代码包含多个部分，每个部分代表不同的参数信息，具体如下：	代码部分	含义
FP	抗弯曲通用产品系列
尺寸代码	如 15 代表 0402 (1005)，32 代表 1210 (3225) 等
介质代码	N 代表 C0G，X7R 等
电容代码	如 R47 代表 0.47pF，102 代表 1000pF 等
容差代码	如 A 代表 ±0.05pF，K 代表 ±10% 等
额定电压代码	如 250 代表 25Vdc，101 代表 100Vdc 等
包装代码	B 代表散装，T 代表托盘包装，E 代表卷带和 10” 卷盘等
厚度控制代码	如 A 代表 0.60 ± 0.10mm 等

通过这些代码的组合，工程师可以准确地订购所需的电容器。

五、电气参数与性能

（一）外部尺寸

不同尺寸的电容器具有不同的外部尺寸规格，如 0402(1005) 尺寸的电容器长度为 1.00 ± 0.20mm，宽度为 0.50 ± 0.20mm，厚度根据不同的规格有所不同。详细的尺寸信息可参考产品规格书。

（二）电容范围

C0G 和 X7R 介质在不同尺寸和额定电压下具有不同的电容范围。例如，C0G 介质在 0402 尺寸下，16V 额定电压时电容范围从 0.1pF 到 330pF；X7R 介质在 0402 尺寸下，6.3V 额定电压时电容范围从 100pF 到 100000pF。具体的电容范围可参考产品规格书中的表格。

（三）电气性能测试条件

1. 电容和损耗角正切（Tan δ）测试：在不同的电容范围内，测试条件有所不同。Cap.≤1000pF 时，测试电压为 1.0 ± 0.2Vrms，频率为 1.0MHz ± 10%；Cap.>1000pF 时，测试电压为 1.0 ± 0.2Vrms，频率为 1.0KHz ± 10%；Cap.≤10µF 时，测试电压为 1.0 ± 0.2Vrms，频率为 1.0KHz ± 10%；Cap.>10µF 时，测试电压为 0.5 ± 0.2Vrms，频率为 120Hz ± 20%。
2. 绝缘电阻测试：绝缘电阻要求 ≥10GΩ 或 RxC≥500Ω - F（C0G 介质），对于 X7R 介质，在不同额定电压和电容条件下有不同的要求，如额定电压 ≥100V 时，要求 ≥10GΩ 或 RxC≥100Ω - F。

六、可靠性测试

（一）测试项目与条件

1. 电容、外观和尺寸：尺寸需符合单个规格表要求，无明显缺陷，部分尺寸和电容的 Q 值要求 ≥1000。
2. Q/D.F.（损耗因数）：不同介质和电容范围有不同的 Q 值和 D.F. 要求，如 C0G 介质 Cap.<30pF 时 Q≥400 + 20C，Cap.≥30pF 时 Q≥1000；X7R 介质在不同额定电压和电容条件下有不同的 D.F. 上限要求。
3. 温度系数：C0G 介质在 -55°C 至 +125°C 范围内温度系数为 ±30ppm/°C，X7R 介质电容变化率在 ±15%以内。
4. 绝缘电阻：根据不同的额定电压和介质类型，有不同的绝缘电阻要求，测试时需施加相应的电压并保持一定的充电时间。
5. 介质强度：测试时施加不同倍数的额定电压，持续 1 - 5 秒，要求无损坏或闪络现象，充电和放电电流小于 50mA，额定电压 ≥1KV 的产品需在绝缘液体中测试。
6. 可焊性：0402 - 1210 尺寸的焊接温度为 235 ± 5°C，1808 - 2225 尺寸的焊接温度为 245 ± 5°C，浸渍时间为 2 ± 0.5 秒，要求金属化区域的覆盖率至少为 75%。
7. 耐焊接热：焊接前需进行预热，Class II 介质在初始测量前需进行去老化处理，要求无明显损坏，电容变化在一定范围内，D.F./Q 和绝缘电阻满足初始要求，每个边缘的浸出率最大为 25%。
8. 温度循环：进行五个温度循环测试，每个循环包括不同的温度和时间阶段，要求无明显损坏，电容变化在一定范围内，绝缘电阻和 Q 值或 D.F. 满足相应要求。
9. 湿度（湿热）稳态：测试温度为 40 ± 2°C，湿度为 90 - 95%RH，测试时间为 500 +24/-0hrs，Class II 介质在初始测量前需进行去老化处理，要求电容变化、D.F./Q 和绝缘电阻满足相应要求。
10. 湿度（湿热）负载：将电容器回流焊接在 PCB 板上后进行测试，测试温度和湿度根据控制代码有所不同，测试时间为 500 +24/-0hrs，施加额定电压，要求电容变化、D.F./Q 和绝缘电阻满足相应要求。
11. 高温负载（耐久性）：测试温度为 125 ± 3°C，根据不同的额定电压和电容范围施加不同倍数的额定电压，测试时间为 1000 +24/-0hrs，Class II 介质在初始测量前需进行去老化处理，要求无明显损坏，电容变化、D.F./Q 和绝缘电阻满足相应要求。
12. 端接附着力强度：在电容器安装在基板上后，施加垂直于基板平面且平行于端接中心连线的力，要求无明显损坏或端接脱落。
13. 弯曲测试：对不同尺寸的产品施加不同的弯曲挠度，要求无明显损坏，电容变化在一定范围内。
14. 振动抗性：振动频率为 10 - 55Hz/min，总振幅为 1.5mm，测试时间为 6 小时（在三个相互垂直的方向上各测试 2 小时），Class II 介质在初始测量前需进行去老化处理，要求无明显损坏，电容变化和 D.F./Q 满足初始规格。

（二）测试意义

这些可靠性测试确保了电容器在各种恶劣环境和工作条件下的性能和稳定性，为工程师在实际应用中提供了可靠的保障。通过这些测试，可以评估电容器的质量和可靠性，选择最适合的产品用于不同的应用场景。

七、包装信息

（一）包装尺寸与数量

不同尺寸和厚度的电容器在不同的包装形式（7” 卷盘纸胶带、13” 卷盘、7” 卷盘塑料胶带等）下有不同的包装数量。例如，0402(1005) 尺寸、厚度为 0.50 +0.02/-0.05mm 的电容器，7” 卷盘纸胶带包装数量为 10k，13” 卷盘包装数量为 50k。

（二）卷带和卷盘尺寸

卷带和卷盘的尺寸也根据电容器的尺寸有所不同。详细的卷带和卷盘尺寸信息可参考产品规格书中的表格和图示。

八、应用注意事项

（一）存储

为防止端接可焊性受损，建议在 5 - 40°C 和 20% - 70%RH 的室内环境下存储，避免接触含硫酸、氨、硫化氢或氯的有害气体。包装在使用前不应打开，如打开应尽快重新密封。卷带产品应避免阳光直射，建议在发货后 12 个月内使用，并在使用前检查可焊性。

（二）处理

芯片电容器质地致密、坚硬、易碎且具有磨蚀性，容易受到机械损伤，如裂纹或碎片。因此，在处理时应小心操作，避免污染或损坏。建议使用真空或塑料镊子进行手动放置，卷带和卷盘包装适用于自动拾取和放置机器。

（三）预热

为减少焊接过程中的热冲击风险，需要进行精心控制的预热，预热速率不应超过 3°C 每秒。

（四）焊接

1. 手工焊接：不同尺寸的芯片电容器有不同的预热温度、温度差和最大烙铁温度要求。例如，≤1206 尺寸的芯片，预热温度 ≥150°C，温度差 ≤150°C，最大烙铁温度 ≤350°C；1210 - 2225 尺寸的芯片，预热温度 ≥150°C，温度差 ≤130°C，最大烙铁温度 ≤280°C。同时，烙铁头直径 ≤1.0mm，功率最大 20W，焊接后应在室温下逐渐冷却，不允许强制风冷。
2. 回流焊接：需根据具体的焊接设备和工艺要求进行设置，确保焊接质量。
3. 波峰焊接：不同尺寸和介质类型的电容器在波峰焊接和回流焊接中有不同的适用条件。例如，Class I 介质中，≤0402 (1005) 尺寸的电容器适用于波峰焊接和回流焊接，0603 - 1206 尺寸的电容器不推荐波峰焊接；Class II 介质中，不同电容值的电容器在不同尺寸下也有不同的适用条件。

（五）冷却

焊接后，应将芯片和基板逐渐冷却至室温，建议采用自然空气冷却，以减少焊点中的应力。

（六）清洁

必须使用合适的电子级蒸汽清洁溶剂去除所有助焊剂残留物，以消除可能导致电解表面腐蚀的污染。超声波清洗溶剂可以获得良好的清洁效果，选择合适的清洁系统取决于许多因素，如组件混合、助焊剂、焊膏和组装方法等，清洁系统去除芯片下方助焊剂残留物和污染的能力非常重要。

九、弯曲裂纹与结构设计

（一）弯曲裂纹原因

MLCC 陶瓷体由刚性材料组成，当承载板弯曲时，会受到压缩和拉伸应力。如果所受应力超过陶瓷体的强度，就会产生弯曲裂纹。因此，弯曲裂纹通常在焊接过程后出现。

（二）结构设计优势

信昌 PDC 软端接系列在陶瓷体和镍阻挡层之间添加了特殊的端接材料（Ultra - Buffer 或 Anti - Bend），能够吸收机械应力，有效防止弯曲裂纹的产生。

十、总结

信昌 FP 系列抗弯曲多层陶瓷片式电容器以其优异的电气性能、可靠的机械性能和严格的可靠性测试，为电子工程师提供了一种高性能、高可靠性的电容解决方案。在设计和使用过程中，工程师需要根据具体的应用需求选择合适的电容器，并严格遵循应用注意事项，以确保电路的稳定运行。同时，了解电容器的弯曲裂纹原因和结构设计优势，有助于更好地避免和解决实际应用中可能出现的问题。你在实际应用中是否遇到过类似电容器的问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。