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세라믹 커패시터 종류: C0G·X7R·X5R·Y5V 비교와 선택 방법

최초 게시일 Nov 11, 2026, 업데이트 되였습니다. Nov 11, 2026

3 분

표목(TOC)
  • 세라믹 커패시터란?
  • SMD MLCC와 스루홀 세라믹 커패시터 비교
  • 세라믹 커패시터 유전체 등급
  • 주요 세라믹 커패시터 종류
  • 용도에 맞는 세라믹 커패시터 선택 방법
  • X7R·X5R·C0G 중 무엇을 선택할까?
  • 세라믹 커패시터의 DC 바이어스 효과
  • 세라믹 커패시터의 노화와 압전 효과
  • 세라믹 커패시터 유전체 코드 읽는 법
  • 세라믹 커패시터 FAQ
  • 마무리

정전용량, 정격 전압, 풋프린트가 같은 세라믹 커패시터 두 개라도 회로에 전원을 넣으면 동작이 크게 달라질 수 있습니다. 차이를 만드는 것은 표시된 숫자보다 유전체입니다. 세라믹 커패시터 종류는 C0G, X7R, X5R, Y5V 같은 유전체 코드로 구분합니다.

이 글에서는 코드를 읽는 방법과 유전체 등급을 비교하고, 설계자가 놓치기 쉬운 DC 바이어스 및 노화 효과를 살펴봅니다. 용도별 부품 선택 기준도 정리했습니다.

세라믹 커패시터란?

세라믹 커패시터는 금속 전극 사이에 세라믹을 유전체로 사용하는 부품입니다. 극성이 없으므로 PCB에 배치할 때 커패시터 극성을 고려할 필요가 없습니다. 등가 직렬 저항(ESR)과 등가 직렬 인덕턴스(ESL)가 낮아 고주파 디커플링에 널리 사용됩니다.

적층 세라믹 커패시터(MLCC)는 현대 전자기기에서 가장 많이 생산·사용되는 커패시터로, 연간 생산량은 수조 개에 이릅니다. 하나의 칩 안에 수십~수백 개의 얇은 유전체층을 병렬로 쌓아 작은 크기에서도 마이크로패럿(µF)급 정전용량을 얻습니다.

세라믹 커패시터 종류라는 말은 SMD MLCC와 리드형 스루홀 부품 같은 구조를 가리키기도 하고, C0G와 X7R 같은 유전체 등급·코드를 뜻하기도 합니다. 먼저 구조부터 살펴보겠습니다.

적층 세라믹 커패시터의 유전체층과 금속 전극 구조

그림: 세라믹 유전체층과 금속 전극을 교대로 쌓아 양쪽 단자에 연결한 MLCC 구조.

SMD MLCC와 스루홀 세라믹 커패시터 비교

세라믹 커패시터의 형태는 다양하지만 대부분의 설계에서는 표면실장과 스루홀 중 선택합니다. 기판의 배치·조립 제약을 함께 검토해야 합니다.

SMD MLCC

표면실장 MLCC는 현대 전자기기의 기본 부품입니다. 0402, 0603, 0805 등의 작은 패키지에 높은 용량 밀도를 담고 고주파 특성도 좋습니다. 기판의 바이패스·디커플링 커패시터는 대부분 SMT MLCC입니다.

스루홀(THT) 및 특수 세라믹 커패시터

스루홀형은 크기가 더 큰 대신 기계적 내구성과 고전압 대응에 유리한 형태가 있습니다.

  • 세라믹 디스크 커패시터: 갈색 또는 주황색 원판형 리드 부품입니다. 고전압에 견디는 제품이 있으며 AC 전원, EMI 억제, 안전 등급(Class X/Y) 라인 필터에 사용됩니다.
  • 방사형 리드 MLCC: MLCC 블록에 와이어 리드와 보호용 에폭시를 더해 스루홀 풋프린트에서 높은 용량 밀도를 이용합니다.
  • 특수형: 패널 실장 신호 필터용 피드스루 커패시터, 고전력 RF 시스템용 고전압 도어노브형 세라믹 커패시터가 있습니다.

SMD MLCC 스루홀 세라믹 디스크와 고전압 세라믹 커패시터 비교

그림: SMD MLCC, 스루홀 세라믹 디스크, 고전압 도어노브형 커패시터 비교.

세라믹 커패시터 유전체 등급

설계자가 세라믹 커패시터 종류를 말할 때는 안정성에 따른 유전체 등급을 뜻하는 경우가 많습니다. 같은 크기에서는 안정성이 높을수록 확보할 수 있는 정전용량이 낮아지는 경향이 있습니다.

  • Class 1: 상유전체(paraelectric)입니다. 안정성이 높고 손실이 작으며 노화가 거의 없지만 용량 밀도가 낮아 pF에서 낮은 nF 수준이 많습니다. 대표 유전체는 C0G(NP0)입니다.
  • Class 2: 티탄산바륨 기반 강유전체(ferroelectric)입니다. 작은 크기로 µF급 용량을 얻을 수 있지만 온도·전압에 따라 값이 변하고, 시간에 따른 노화와 마이크로포닉 효과가 나타날 수 있습니다. X7R과 X5R이 대표적입니다.
  • Class 3: 유전율이 높은 장벽층 계열로 용량 밀도가 가장 높지만 안정성이 가장 낮습니다. 현대 SMD 설계에서는 거의 쓰이지 않으며 Y5V와 Z5U가 잘 알려진 예입니다.

등급 기준 참고

분류는 기준에 따라 다릅니다. EIA RS-198에서는 Y5V와 Z5U를 고유전율 Class 2로 분류하지만, IEC 60384와 여러 문헌에서는 같은 재료를 Class 3으로 부릅니다. 재료와 특성은 같고 등급 명칭만 다릅니다.

등급유전체 종류안정성용량 밀도대표 코드주요 용도
Class 1상유전체매우 높음낮음C0G, NP0RF, 타이밍, 정밀 아날로그
Class 2강유전체양호높음X7R, X5R, X8R디커플링, 바이패스, 벌크
Class 3고유전율 강유전체낮음매우 높음Y5V, Z5U비정밀 벌크, 기존 설계

주요 세라믹 커패시터 종류

각 유전체의 실제 특성과 적합한 용도를 비교해 보겠습니다.

C0G(NP0) 커패시터

Class 1 유전체로 온도에 따른 용량 변화가 거의 없고 측정 가능한 노화나 DC 바이어스 영향도 작습니다. 마이크로포닉 현상도 없습니다. 대신 용량 밀도가 낮아 pF에서 낮은 nF 범위가 일반적입니다.

  • 적합: RF 회로, 발진기, 공진기, 필터, 정밀 아날로그, 타이밍 회로
  • 부적합: 필요한 큰 용량을 물리적으로 구현하기 어려운 벌크 저장·디커플링

X7R 커패시터

범용 설계의 기본 선택지입니다. -55°C~+125°C 범위에서 정전용량 변화가 ±15% 이내로 규정되고 용량 밀도와 안정성의 균형이 좋습니다. µF급도 가능해 PCB 전원 레일의 디커플링과 바이패스에 널리 사용됩니다. 다만 DC 바이어스에 따른 용량 감소와 노화를 고려해야 합니다.

  • 적합: 일반적인 디커플링, 바이패스, 전원 레일 필터링

X5R 커패시터

X7R과 비슷하며 용량 변화 규정도 ±15%지만 상한 동작 온도가 +85°C로 낮습니다. 온도 조건이 완화된 대신 작은 패키지에서 높은 용량을 구현할 수 있어 기판 온도가 높지 않은 소형 소비자·모바일 기기에 사용됩니다.

  • 적합: 중간 온도 범위에서 동작하는 소형 소비자 전자기기와 모바일 기기

X6S·X7S·X8R 커패시터

자동차 및 산업용으로 온도 범위를 넓히거나 고온 특성을 조정한 Class 2 계열입니다. X7S는 -55°C~+125°C에서 ±22%를 유지하며, X8R은 상한 온도가 +150°C입니다. 자동차용에는 해당 계열의 AEC-Q200 인증 부품을 확인하세요.

  • 적합: 자동차, 산업용 및 고온 환경

Y5V 커패시터

작은 패키지에서 매우 높은 용량을 얻지만 안정성이 크게 떨어집니다. -30°C~+85°C에서 변화 범위가 +22%에서 -82%까지이며 DC 바이어스에도 민감합니다. 표시 용량을 사용 중 보장값으로 보지 않아야 합니다.

  • 적합: 정확한 용량이 중요하지 않은 비용 민감형 벌크 저장

Z5U 커패시터

+10°C~+85°C라는 좁은 동작 범위와 낮은 안정성을 가진 기존 고유전율 유전체입니다. 오래된 설계에는 남아 있지만 더 나은 Class 2 부품으로 대체되는 추세입니다.

주요 세라믹 유전체 한눈에 비교

유전체적합한 용도안정성DC 바이어스 민감도온도 범위
C0G / NP0RF, 타이밍, 정밀 회로매우 높음매우 낮음-55°C~+125°C
X7R범용 디커플링양호중간-55°C~+125°C
X5R소형 전자기기양호중간-55°C~+85°C
X7S자동차, 산업용중간중간-55°C~+125°C
Y5V비정밀 벌크낮음높음-30°C~+85°C
Z5U기존 회로낮음높음+10°C~+85°C

용도에 맞는 세라믹 커패시터 선택 방법

유전체를 고를 때는 먼저 안정성이 필요한지, 온도 범위는 어디까지인지, 크기 제한은 어떤지 확인합니다.

원문 설계 사례에서는 MCU와 디지털 회로의 디커플링에 X7R을 기본으로 사용하고, 용량이 주파수·시간 상수·정밀 아날로그 성능을 결정할 때 C0G로 바꿉니다. 공간이 부족하고 기판 온도가 낮다면 X5R을 검토합니다. 구체적인 순서는 다음과 같습니다.

  1. RF·발진 회로: 주파수나 필터 차단점을 용량이 결정하면 변화가 작고 바이어스 의존성이 거의 없는 C0G(NP0)를 선택합니다.
  2. 디커플링·전원 레일: 산업용 온도 범위에서 µF급 바이패스가 필요한 경우 X7R부터 검토합니다. 실제 동작 전압에서의 용량 감소도 확인해야 합니다.
  3. 소형 소비자 기기: 기판 온도가 +85°C 아래이고 작은 패키지에서 높은 용량이 필요하면 X5R을 검토합니다.
  4. 고온·자동차용: X7R, X7S, X8R 중 온도 조건에 맞는 것을 고르고 엔진룸과 같은 환경에서는 AEC-Q200 인증 부품을 확인합니다.
  5. 비정밀 벌크 저장: 용량 변화가 허용되고 비용이 우선일 때만 Y5V를 검토합니다. 실제 유효 용량을 고려해 여유를 둡니다.

BOM을 확정하기 전에는 해당 부품 번호의 DC 바이어스 및 온도 특성 곡선을 확인하세요. 표기 용량은 출발점일 뿐 실제 동작값을 보장하지 않습니다.

용도별 권장 세라믹 커패시터

용도권장 유전체
RF 회로C0G(NP0)
발진기와 타이밍C0G(NP0)
정밀 아날로그C0G(NP0)
MCU·디지털 디커플링X7R
전원 바이패스X7R
스마트폰·웨어러블X5R
자동차·고온X7R / X8R
비정밀 벌크 저장Y5V

제작할 준비가 되면 JLCPCB 부품 라이브러리에서 SMD 유전체와 스루홀 리드형 옵션을 찾을 수 있습니다. 부품 선정과 PCB 제작을 같은 시스템에서 검토하면 BOM과 실제 조립 부품의 일치 여부를 확인하기 쉽습니다.

X7R·X5R·C0G 중 무엇을 선택할까?

간단한 답: 대부분의 범용 PCB 설계에서는 X7R부터 검토합니다. 정전용량 안정성이 특히 중요하면 C0G, 온도 범위보다 작은 크기에서의 높은 용량이 중요하면 X5R을 선택합니다.

세 유전체가 실제 설계의 많은 부분을 차지하므로 특성을 직접 비교해 보겠습니다.

X7R·X5R·C0G 비교

항목C0G(NP0)X7RX5R
등급122
안정성매우 높음양호양호
온도 범위-55°C~+125°C-55°C~+125°C-55°C~+85°C
DC 바이어스거의 없음중간중간(소형 패키지에서 더 큼)
노화없음로그 함수 형태로그 함수 형태
최대 용량낮음높음매우 높음
주요 용도RF, 타이밍범용 디커플링소형 디커플링

선택 요점

용량값을 일정하게 유지해야 하면 C0G, 산업용 전체 온도 범위에서 벌크 디커플링이 필요하면 X7R, 기판 온도가 +85°C 아래이고 가장 작은 크기에서 큰 용량이 필요하면 X5R을 고릅니다.

판단이 어렵다면 X7R에서 시작하고 안정성이 더 필요하면 C0G, 공간이 특히 부족하면 X5R로 옮겨 검토하세요.

C0G X7R X5R Y5V 유전체의 온도별 정전용량 변화 비교

그림: C0G는 온도에 따른 변화가 매우 작고 Y5V는 큰 폭으로 변하는 모습을 보여 주는 비교 그래프.

세라믹 커패시터의 DC 바이어스 효과

표기된 10 µF가 실제로는 10 µF가 아닐 수 있는 이유

표기 용량만 보고 필요한 용량을 계산하면 놓치기 쉬운 부분입니다. Class 2·3 강유전체에 DC 전압을 걸면 유전체가 분극되고 도메인이 포화됩니다. 바이어스가 증가할수록 유효 정전용량은 감소하며, 표시값은 실제 동작 전압이 아닌 거의 0V에서 측정한 값입니다.

고유전율 유전체에서는 영향이 더 큽니다. Y5V를 정격 전압의 절반에서 사용해도 DC 바이어스만으로 공칭 용량의 약 30~50%를 잃을 수 있습니다. 온도 변화와 노화까지 더해지면 10 µF 표시 부품이 회로에서 절반 미만, 최악의 경우 몇 µF보다 적은 용량을 보일 수 있습니다. X7R과 X5R은 Y5V보다 낫지만 영향이 없지는 않으며, 작은 패키지일수록 감소가 커질 수 있습니다.

10 µF 표기는 동작 조건에서 보장되는 값이 아니라 설계의 출발값으로 보아야 합니다.

DC 바이어스 증가에 따른 C0G X7R X5R Y5V 유효 용량 변화

그림: DC 바이어스가 정격 전압에 가까워질 때 C0G의 용량은 거의 일정하고 X7R·X5R, 특히 Y5V의 유효 용량은 감소합니다.

설계 팁

  • 전압 여유 확보: 동작 전압의 약 두 배 정격을 선택하면 바이어스 곡선에서 더 평탄하고 예측 가능한 영역을 사용할 수 있습니다.
  • 제조사 도구로 확인: 표시값만 보지 말고 부품별 DC 바이어스 곡선을 확인하세요. Murata SimSurfing, KEMET K-SIM 등은 실제 부품 번호의 전압별 유효 용량을 보여 줍니다.
  • 필요하면 배치 크기 변경: 바이어스 상태에서 용량을 유지해야 한다면 더 큰 패키지로 바꾸거나 여러 부품을 병렬 연결합니다.

세라믹 커패시터의 노화와 압전 효과

노화 특성

Class 2·3 유전체는 티탄산바륨 결정 구조가 완화되면서 시간이 지남에 따라 용량이 감소합니다. 감소는 로그 함수 형태이며 시간 10배 증가당 백분율로 나타냅니다. 일반적으로 발표된 값은 X7R·X5R이 10배 시간당 약 2~2.5%, Y5V가 약 7%입니다. 따라서 Y5V는 몇 년에 걸쳐 용량의 약 3분의 1을 잃을 수 있습니다. 상유전체인 C0G에는 이런 노화가 없습니다. 큐리 온도 이상으로 가열하면 노화 상태가 초기화되므로 SMT 리플로우 후에는 사실상 경과 시간이 다시 시작됩니다.

압전 효과와 마이크로포닉 현상

Class 2·3 세라믹은 약한 압전 특성을 보입니다. 기계적 진동이 작은 전압을 만들고, 반대로 AC 전압이 가해지면 부품이 미세하게 변형됩니다. 오디오 대역 신호가 있는 기판에서는 소리가 나는 이른바 ‘노래하는 커패시터’ 현상으로 나타날 수 있습니다. 오디오 경로나 민감한 아날로그 프런트엔드에서는 영향을 받지 않는 C0G를 선택하거나 배치·실장 대책을 적용합니다.

Class 2 세라믹 커패시터의 압전 변형과 소음 발생

그림: PCB의 Class 2 커패시터가 압전 변형으로 소리를 내는 현상.

세라믹 커패시터 유전체 코드 읽는 법

세 글자 코드는 동작 온도 범위와 용량 안정성을 담고 있습니다. Class 1과 Class 2·3은 서로 다른 코드 체계를 사용하므로 구분해야 합니다.

Class 2·3의 EIA 코드

형식은 문자·숫자·문자 순서입니다.

  • 첫 글자: 최저 동작 온도
  • 둘째 숫자: 최고 동작 온도
  • 셋째 글자: 온도 범위 전체의 최대 용량 변화

Class 2·3 EIA 코드표

저온 문자고온 숫자용량 변화 문자
Z = +10°C2 = +45°CA = ±1.0%
Y = -30°C4 = +65°CB = ±1.5%
X = -55°C5 = +85°CC = ±2.2%
6 = +105°CD = ±3.3%
7 = +125°CE = ±4.7%
8 = +150°CF = ±7.5%
9 = +200°CP = ±10%
R = ±15%
S = ±22%
T = +22 / -33%
U = +22 / -56%
V = +22 / -82%

예: X7R과 X5R 해석

X7R의 X는 최저 -55°C, 7은 최고 +125°C, R은 ±15%를 뜻합니다. 따라서 -55°C~+125°C에서 용량 변화가 ±15% 이내입니다.

X5R은 -55°C~+85°C, ±15%로 최고 온도만 다릅니다. 104와 같은 별도의 숫자 표기는 pF 단위의 정전용량을 나타냅니다.

표기 체계에 관한 자세한 내용은 SMD 커패시터 코드 읽는 법을 참고하세요.

Class 1 코드: C0G와 NP0

Class 1은 섭씨 1도당 백만분율(ppm/°C)로 나타내는 온도 계수 기반의 다른 코드 체계를 사용합니다.

설계에서 기억할 핵심은 C0G가 0 ±30 ppm/°C라는 점입니다. -55°C~+125°C에서 변화가 ±0.3% 미만이고 히스테리시스도 매우 작습니다. 첫 글자는 계수의 유효 숫자, 가운데 숫자는 배율, 마지막 글자는 ppm/°C 허용 범위를 나타냅니다.

표기 정확성 참고

C0G는 현행 EIA 명칭이고 NP0(negative-positive-zero)는 같은 유전체의 이전 명칭입니다. 두 용어는 같은 대상을 가리키며 IEC 60384 대응 표기는 CG입니다.

Class 1 C0G 코드의 온도 계수와 허용 범위 해석

그림: C0G 코드를 유효 숫자·배율·허용 범위로 해석해 0 ±30 ppm/°C를 얻는 과정.

세라믹 커패시터 FAQ

세라믹 커패시터에는 극성이 있나요?

없습니다. 탄탈이나 알루미늄 전해 커패시터와 달리 세라믹 커패시터의 금속 전극은 대칭이므로 PCB에서 어느 방향으로 배치해도 됩니다.

가장 흔한 세라믹 커패시터 종류는 무엇인가요?

현대 전자기기에서는 Class 2 X7R MLCC가 널리 사용됩니다. 범용 디커플링에 필요한 용량 밀도, 온도 안정성, 비용과 성능의 균형이 좋기 때문입니다.

X7R과 X5R의 차이는 무엇인가요?

주요 차이는 최고 동작 온도입니다. X7R은 +125°C, X5R은 +85°C까지 규정됩니다. X5R은 완화된 온도 조건 덕분에 0201·0402와 같은 작은 패키지에서 더 높은 용량을 구현할 수 있습니다.

10 µF 세라믹 커패시터가 회로에서 훨씬 낮게 측정되는 이유는 무엇인가요?

DC 바이어스 효과 때문일 수 있습니다. Class 2·3 강유전체에 DC 전압을 가하면 유전체가 분극되어 실제 동작 전압에서 유효 정전용량이 크게 감소할 수 있습니다.

마무리

세라믹 커패시터의 실제 성능은 공칭 용량보다 유전체의 영향을 크게 받습니다. 정밀 회로에는 Class 1 C0G, 일반 디커플링에는 Class 2 X7R·X5R을 검토하고 DC 바이어스와 노화를 반드시 반영하세요.

양산을 준비할 때 JLCPCB PCB 조립 서비스와 부품 라이브러리에서 지정 부품의 공급 및 조립 가능성을 확인할 수 있습니다. 프로젝트 비용은 온라인 견적 페이지에서 검토하세요.

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