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SMD 电容器是专为表面贴装技术 (SMT) 而开发的电容器。

与有线型电容器不同，它们直接焊接在电路板上，因此可以实现更紧凑的自动化生产。

下面将概述 SMD 电容器的功能、设计和技术、生产和材料，以及其典型用途和优缺点：

SMD 电容器的工作原理：

SMD 电容器主要由两个导电表面（电极）组成，中间由不导电材料（介质）隔开。它们以电场的形式在两片之间储存电能。

当施加电压时，正负电荷会在相对的极板上积聚。放电时，电流流回电路。这种存储和释放电荷的能力被称为电容，测量单位为法拉（F）。

电容取决于极板的面积、极板之间的距离和电介质的介电常数。

SMD 电容器的设计和技术：

SMD 电容器的技术和形状各不相同。它们以极小的标准化尺寸制造，如 0402、0603、0805 等。

最重要的 SMD 电容器技术有

陶瓷电容器：
应用最广泛，用于去耦、滤波和高频应用。
它们使用陶瓷作为电介质，在多层结构（MLCC - 多层陶瓷电容器）中可以用很小的体积实现很高的电容值。
钽电容器：
极化、电容密度高且性能稳定。
适用于平滑和缓冲。
它们对过压比较敏感。
铝电解电容器：
也是极化的，适用于较大的电容，例如在紧凑型 SMT 设计中的 uF 至 mF 范围。
它们适用于低频平滑和能量存储。
薄膜电容器（在 SMD 中较为少见）：
用于精确、稳定的电容值，耗散系数低。

技术的选择取决于介电强度、电容要求、损耗行为、稳定性和价格。

SMD 电容器的生产和材料：

SMD 电容器采用高度自动化的工艺制造。

陶瓷电容器层层叠加，然后烧结。
钽电容器由钽粉和电解质压制而成。
铝电解电容器使用轧制铝箔和电解质，封装在 SMD 兼容外壳中。

尺寸的标准化实现了全球互换性，并促进了自动化生产。

SMD 电容器的典型用途：

SMD 电容器是电子产品不可或缺的一部分。典型的应用领域包括

1.去耦和旁路：
靠近集成电路电源引脚，可防止压降和过滤干扰。
这里大量使用 MLCC。

2.平滑：
在整流器或开关稳压器的下游，电解或钽电容器可稳定电压。
滤波：
它们与电阻器或线圈结合，形成信号的低通、高通或带通滤波器。

3.振荡器和定时：
在晶体振荡器或 RC 定时网络中，它们决定频率。

4.信号的耦合和去耦：
阻断直流分量，允许交流分量通过。

5.能量存储：
在节能模式下或作为短缓冲存储器。

6.高频电路：
用于高频匹配、谐振器和去耦。

SMD 电容器的优点

设计紧凑：SMD 电容器非常小巧，可实现极其节省空间的设计。
自动装配：它们针对拾放式机器进行了优化，从而降低了生产成本。
集成密度高：许多电容器可放置在集成电路附近，从而最大限度地减少寄生电感。
可靠性：焊点减少，与电路板的机械连接更紧密。
降低存储和物流成本：标准化设计和包装。

SMD 电容器的缺点：

负载能力有限：小尺寸电容器的介电强度通常较低，能量储备有限。
陶瓷电容器有开裂的风险：机械应力会损坏 MLCC。
钽/电解质的极化：安装方向不正确会导致破坏甚至起火。
与温度和电压有关：特别是使用某些电介质（如 X7R、Y5V）的陶瓷电容器，有时会出现电容的强烈变化。

SMD 电容器是现代电子生产中不可或缺的元件。与所有电容器一样，它们的工作原理是在两个电极之间的电场中存储电能。SMD 电容器的特殊优势在于其微型化、易于实现自动化生产以及可以将许多电容器直接放置在需要的位置。这使它们成为数字和模拟电路中去耦、滤波、平滑和许多其他应用的理想选择。

下面概述了购买 SMD 电容器时最重要的注意事项：

在购买 SMD 电容器时，考虑的不仅仅是纯粹的单位价格，而是一系列技术、质量和物流因素。即使是选择上的微小失误，也可能造成昂贵的生产问题、电路故障或后续故障。

首先，必须明确定义所需的电容值，包括容差。许多陶瓷类型的容差为 ±10 % 或 ±20%，精密应用通常为 ±5 % 或更高。
介电强度同样重要：必须高于最大工作电压，包括安全系数。
专业的采购人员总是要求准确的数据表规格，并检查这些规格是否与应用相匹配。
对于陶瓷电容器，必须专门选择介电质。不同等级的陶瓷（如 NP0/C0G、X7R、Y5V）具有完全不同的特性：温度系数、电容随电压的变化、损耗角和老化。
C0G/NP0 通常用于高质量滤波器或精确的时间常数，而 X7R 可能足以满足大众市场的去耦要求。
采购人员必须将这些要求与开发和质量保证协调起来。
ESR（等效串联电阻）在开关稳压器、高频电路或大电容中尤为重要。高 ESR 会降低效率、产生热量并导致故障。因此，专业的采购部门会检查等效串联电阻值是否符合电路要求，以及供应商是否指定了等效串联电阻值。
SMD 电容器按标准尺寸供应，如 0402、0603、0805 和 1206。采购部门必须确保所选尺寸在机械上适合印刷电路板，并且可以安装。更大的设计可以提供更高的介电强度或电容，但也需要更大的空间。
某些 SMD 电容器（如钽或铝电解）是极化的，极性不能颠倒。采购和生产部门必须确保元件的规格、标记和组装正确无误。对于交流或极化操作的应用，陶瓷或铝箔等非极性类型更为合适。
专业的采购部门会关注指定的工作温度范围。许多陶瓷电容器符合工业要求，如 -40 °C 至 +85 °C 或 +125 °C，但汽车或恶劣的工业环境通常要求 -55 °C 至 +150 °C。电容在温度条件下的稳定性也很重要，特别是对于敏感的模拟电路。
电解和钽电容器的使用寿命尤其是一个决定性因素。采购时要检查指定的使用寿命值，例如在 105 °C 下的 2000 小时，必要时还需要汽车或工业认证，如 AEC-Q200。
对过压、潮湿和机械应力（如 PCB 的弯曲）的耐受性也很重要。
优先选择具有稳定生产和认证（如 ISO 9001、汽车认证）的制造商。
重要的因素包括各批次产品的质量一致性、可追溯性、符合 RoHS 和 REACH 标准，以及在出现问题时能够获得数据表、测试报告和支持。
交货形式必须与生产相匹配：
用于自动放置的胶带、散装货物或用于特殊工艺的托盘。
包装单元、湿度指示器（用于对湿度敏感的钽类型）和干袋包装都很重要。
买家要注意避免不必要的成本或由于不合适的交货形式而造成的延误。
好的采购决策不仅限于单纯的单价。还必须考虑组装成本、库存成本、故障风险以及返工或重新设计的成本。
如果一个所谓的廉价电容器不符合规格或不够可靠，在现场可能会导致昂贵的保修索赔。
许多项目的运行期长达数年。采购人员必须明确所选类型是否会长期存在，或者是否有第二来源战略。良好的采购计划还包括停产管理（PCN/EOL 通知）和及时的替代品鉴定。
确保符合所有相关指令（RoHS、REACH）。在许多行业，这是一项法律义务，不遵守可能会阻碍整个供应链。

在采购 SMD 电容器时，重要的不仅仅是价格，而是电容、公差、介电强度、介电常数和 ESR 等电气规格，尺寸、占地面积、使用寿命和温度范围等机械要求，质量保证以及包装、可用性和环境合规性等物流方面的复杂相互作用。只有经过协调和仔细测试的采购，才能确保元件长期可靠、经济高效地用于现代电子产品的生产。

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