MLCC（Multi-layers Ceramic Capacitor），即多層陶瓷電容器，也稱為片式電容器、積層電容、疊層電容等，是使用最廣泛的一種電容器。MLCC是由印好電極（內(nèi)電極）的陶瓷介質(zhì)膜片以交錯的方式疊合起來，經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)形成陶瓷塊體，再在陶瓷塊的兩端封上金屬層（外電極）而形成的。
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MLCC的結(jié)構(gòu)主要包括三大部分：陶瓷介質(zhì)，金屬內(nèi)電極，金屬外電極。
陶瓷介質(zhì)：主要是絕緣性能優(yōu)良的氧化物材料如鈦酸鋇、鈦酸鍶等，它們是構(gòu)成電容器的電氣特性的基礎(chǔ)。
內(nèi)部電極：內(nèi)部電極存在于每層陶瓷介質(zhì)之間，起傳導(dǎo)電流作用。
外層電極又分為外部電極、阻擋層和焊接層。外部電極主要為銅金屬電極或銀金屬電極，與內(nèi)部電極相連接，以便外接電源的輸入。阻擋層主要成分為Ni鍍層，起到熱阻擋作用。焊接層主要為Sn鍍層，提供可焊接性。
MLCC具有體積小、電容量大、高頻使用時損失率低、適合大量生產(chǎn)、且價格低及穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)，適合于信息功能產(chǎn)品輕、薄、短、小的需求，從而被大量使用，是現(xiàn)代電子產(chǎn)品不可或缺的元件。那MLCC是如何被制造出來的呢？
將陶瓷粉、粘合劑及溶劑和各種添加劑按一定比例經(jīng)過一定時間的球磨或砂磨，形成均勻、穩(wěn)定的瓷漿。瓷漿是個比較復(fù)雜的系統(tǒng)，一般由瓷粉、溶劑、分散劑、粘合劑、增塑劑、消泡劑等組成。陶瓷粉作為最主要的材料決定了MLCC的基本特性。粘合劑是高分子樹脂，作用是使陶瓷粉之間維持一定的距離并提供強(qiáng)度。溶劑是甲苯和乙醇按照一定比例混合而成。分散劑，是為了避免陶瓷粉表面靜電作用易發(fā)生的粘連及團(tuán)聚，保證瓷漿能形成穩(wěn)定分散的懸浮液的一種表面活性劑。添加劑是用于調(diào)節(jié)陶瓷粉本身的電特性、滿足制品信賴性方面的某些要求、保證燒結(jié)能夠較好地進(jìn)行的。
將瓷漿通過流延機(jī)的澆注口，使其涂布在繞行的有機(jī)硅薄膜上，從而形成一層均勻的瓷漿薄層，再通過熱風(fēng)區(qū)（將瓷漿中絕大部分溶劑揮發(fā)），通過加熱干燥方式，形成具有一定厚度、密度且均勻的薄膜（一般膜片的厚度在1um-20um之間）。成型過程中流延擠出方式分為兩種。On roll方式一般適用于厚膜，是縫口模頭擠出方式，使后滾軸的中心對上模具的噴口處；Off roll方式一般用于薄膜，是模具噴出口在后滾軸中心線的上方，基材在沒有接觸后滾軸處被涂覆上漿料，這種方式也稱氣墊法或張網(wǎng)法。
成型干燥需要調(diào)整線速、溫度、泵流量，將瓷漿中溶劑大部分揮發(fā)，使薄膜收縮、致密化，從而具有一定厚度、膜密度。通過絲網(wǎng)版將內(nèi)電極漿料印刷到陶瓷膜片上，烘干后得到清晰、完整的介質(zhì)膜片。印刷類型分為四種：1.凸版印刷，在凸出部分蘸內(nèi)電極漿料之后加壓印刷。2.凹版印刷，在整個板上蘸內(nèi)電極漿料之后只在凹進(jìn)部分留內(nèi)電極漿料進(jìn)行印刷。3.平板印刷，利用水和油的排斥作用，版面蘸內(nèi)電極漿料進(jìn)行印刷。4.絲網(wǎng)印刷，通過絲網(wǎng)孔排出內(nèi)電極漿后印刷。絲網(wǎng)印刷與滾印/凹版印刷（Gravure printer）相比，設(shè)備工裝成本低，內(nèi)漿利用率高浪費(fèi)少，電極圖案滲邊少，且絲網(wǎng)設(shè)計(jì)靈活，因此大多數(shù)廠家印刷方式類似SMT刷錫膏或者紅膠工藝，通過絲網(wǎng)印版將內(nèi)電極漿料印刷到陶瓷膜片上，有些廠家則采用印刷機(jī)，讓陶瓷薄膜通過漿料池，讓金屬漿料附著到陶瓷薄膜上。疊層是MLCC制造過程的第四個步驟，它的作用是將印刷好的介質(zhì)膜片一張一張按一定錯位整齊疊合在一起使之形成厚度一致的巴塊。印刷后，在疊層時膜片被切割剝離，疊層時底部和頂面還需要加上陶瓷膜保護(hù)片，以增加機(jī)械強(qiáng)度和提高絕緣性能。該道制程需要管控的是疊層時的溫度、壓力、時間，以及錯位位置的對位管控和環(huán)境的潔凈度等，所以也需要在無塵室里面完成。將印刷、疊層后的巴塊通過均勻溫度的靜水均壓的方式，使巴塊中各疊層膜彼此緊密結(jié)合，以提高燒結(jié)后瓷體的致密性，使其更加緊密結(jié)合在一起的過程。該道制程壓力、保壓時間、溫度是關(guān)鍵品質(zhì)因數(shù)（CTQ），需要重點(diǎn)管控外，壓力的均勻性非常重要，因此最好的方式是放在水中進(jìn)行壓著。一般需要切片抽測確認(rèn)壓著的均勻性、結(jié)合度等以保證品質(zhì)。層壓主要流程：巴塊裝密封袋→進(jìn)層壓機(jī)→加壓加溫層壓→冷卻→拆袋 將層壓后的巴塊按產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求，使用片式薄刀片按設(shè)計(jì)尺寸對巴塊進(jìn)行橫向縱向切割，使其成為完全分離的獨(dú)立芯片（電容器生坯）。切割原理：刀片對巴塊進(jìn)行下切時，刀座推動刀片向下運(yùn)動，刀鋒接觸巴塊面部，刀座繼續(xù)推動鋒利的刀鋒向下鍘壓，當(dāng)?shù)朵h在刀座及慣性的作用下到達(dá)切割膠PET基材表面時，刀座迅速向上提升，從而完成一次切割。排膠指的是，在對切割后陶瓷生坯進(jìn)行熱處理，排除粘合劑等有機(jī)物。鎳電極MLCC的空氣排膠溫度大概是在250℃左右，具體溫度與尺寸規(guī)格以及配方有關(guān)，氮?dú)馀拍z的溫度可以更高，約400℃-500℃。排膠主要流程：裝缽排片→進(jìn)排膠爐排膠→出排膠爐燒結(jié)可以使排膠后的芯片成為內(nèi)電極完好，致密性好，尺寸合格，高機(jī)械強(qiáng)度和優(yōu)良電性能的陶瓷體，可分為兩個階段：致密化階段與再氧化階段。燒結(jié)過程是在氣氛爐中進(jìn)行，一般燒結(jié)溫度在1100℃~1350℃之間。由于是高溫?zé)Y(jié)，為了防止氧化等，燒結(jié)爐里面需要填充氮?dú)?氫氣。燒結(jié)的關(guān)鍵就是爐膛內(nèi)的溫度與其均勻一致性，還有就是應(yīng)在一個熱動態(tài)平衡中進(jìn)行，空氣應(yīng)充分流動，使瓷體的晶相生長均勻與致密。燒結(jié)主要流程：擺放→燒結(jié)→出燒結(jié)→卸缽倒角，也叫研磨。經(jīng)過燒結(jié)成瓷的電容器本體棱角分明，不利于與外部電極的連接，所以需要進(jìn)行研磨倒角處理。倒角工序是將電容與水和磨介裝在倒角罐里，通過球磨、行星磨等方式運(yùn)動，除去陶瓷芯片表面毛刺，使芯片表面光潔，同時也使端面內(nèi)電極充分暴露。管控的重點(diǎn)是轉(zhuǎn)速、時間、溫度，檢查的重點(diǎn)是外觀尺寸、弧度、暴露率等參數(shù)。通過封端機(jī)，將端漿涂覆在經(jīng)倒角處理后的芯片外露內(nèi)部電極的兩端上，將同側(cè)內(nèi)部電極連接起來形成外部電極。封端主要流程：芯片植入→沾漿→烘干→導(dǎo)出在高溫750℃左右，氮?dú)饪諝猓矣袝r會在加濕條件下，使端電極漿料中的有機(jī)黏合劑充分燃燒，玻璃體熔融并浸潤銅粉，使端頭固化并與瓷體和內(nèi)電極形成良好的連接。指對燒端后的產(chǎn)品進(jìn)行端頭處理，其實(shí)質(zhì)上就是電鍍過程，即在含有鎳和錫金屬離子的電解質(zhì)溶液中，將MLCC的端電極作為陰極，通過一定的低壓直流電，分別不斷在陰極沉積為一層鎳和錫。鎳的作用：提高電容的抗熱沖擊性能，保護(hù)外部電極以及防止外部電極和Sn 形成合金狀態(tài)。錫的作用：提高電容的可焊性，使MLCC芯片在表面封裝中能更好焊接在PCB板上。針對電容產(chǎn)品的容量、損耗、絕緣、耐壓四個方面的性能，對產(chǎn)品進(jìn)行100%測試和分選，將不良品剔除，同時按不同容量范圍分選出來。主要測試項(xiàng)目：容量、損耗、耐壓和絕緣。針對電容產(chǎn)品的外觀形貌進(jìn)行檢查，將形態(tài)不佳的產(chǎn)品剔除。編帶工程是將測試后的MLCC芯片，編入載帶，并按固定數(shù)量卷成一個膠盤。編帶是為了方便SMT制程中大量高速的自動貼裝生產(chǎn)，也可以防止運(yùn)輸?shù)冗^程導(dǎo)致MLCC碰撞破裂等問題。同時，為了防止混料，一般在編帶機(jī)上，會對每一片MLCC再次進(jìn)行容量測試。包裝是貼識別標(biāo)簽和運(yùn)輸前打包的過程，MLCC制造商編帶后的產(chǎn)品標(biāo)簽，一般只帶有廠商自己的信息，包裝過程則會增加客戶信息的標(biāo)簽和條碼，以便于客戶識別。包裝主要流程：料盤標(biāo)簽貼裝—產(chǎn)品裝入盒及盒標(biāo)貼裝—盒子裝入箱及箱標(biāo)貼裝。后道包裝過程，一般采用自動化管理檢查，掃描條碼后自動和對，避免混料錯料。
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本文選自微容科技公眾號，MLCC制作流程詳解。
微容科技成立于2017年，積極開發(fā)并快速量產(chǎn)超微型、高容量、車規(guī)、高頻等重點(diǎn)高端MLCC系列。
活動推薦：
第二屆高端電子陶瓷MLCC、LTCC產(chǎn)業(yè)高峰論壇
2021年7月9日（周五）
深圳 觀瀾 格蘭云天酒店
時間 | 議題 | 演講單位 |
09:00-09:25 | 開場介紹 | 艾邦智造 江耀貴 創(chuàng)始人 |
09:25-09:50 | 淺談MLCC未來發(fā)展趨勢 | 宇陽科技 陳永學(xué) 戰(zhàn)略總監(jiān) |
9:50-10:15 | MLCC高端關(guān)鍵生產(chǎn)裝備國產(chǎn)化解決方案 | 宏華電子 梁國衡 副總工程師 |
10:15-10:40 | 茶歇 |
10:40-11:05 | 應(yīng)用于電子陶瓷領(lǐng)域的畢克產(chǎn)品介紹 | 畢克化學(xué) 王玉立 博士 |
11:05-11:30 | 淺談我國無源元器件的機(jī)遇與挑戰(zhàn) | 風(fēng)華高科 黃昆 LTCC事業(yè)部經(jīng)理/技術(shù)總監(jiān) |
11:30-11:55 | 微波毫米波無源集成關(guān)鍵材料與技術(shù) | 南方科技大學(xué)工學(xué)院黨委書記/副院長 汪宏 教授 |
11:55-14:00 | 午餐 |
14:00-14:25 | 封接玻璃作用機(jī)理及在電子元器件應(yīng)用研究進(jìn)展 | 華東理工大學(xué) 曾惠丹 教授/博導(dǎo) |
14:25-14:50 | LTCC高頻低介電常數(shù)陶瓷生料帶 | 上海晶材新材料 汪九山 總經(jīng)理 |
14:50-15:15 | 稀土在先進(jìn)電子陶瓷電容材料中的研究進(jìn)展 | 晶世新材料 程佳吉 教授 |
15:15-15:40 | 高性能電容器材料的應(yīng)用研究 | 上海硅酸鹽研究所 陳學(xué)鋒 研究員/博士 |
15:40-16:05 | 茶歇 |
16:05-16:30 | MLCC產(chǎn)品失效分析和檢測手段 | 深圳納科科技 段建林 總經(jīng)理 |
16:30-16:55 | 物理氣相法制備MLCC內(nèi)外電極金屬粉體 | 江蘇博遷新材料 江益龍 總經(jīng)理 |
16:55-17:20 | 如何提升LTCC激光開孔效果對后段工藝良率影響 | 東莞盛雄激光 王耀波 高級項(xiàng)目總監(jiān) |
17:20-17:45 | MLCC在5G基站的應(yīng)用及可靠性評估方法 | 中興 楊航 材料技術(shù)質(zhì)量高級工程師 |
17:45-20:00 | 晚宴
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贊助及支持企業(yè)單位：
中興 |
宇陽科技 |
畢克化學(xué) |
風(fēng)華高科 |
宏華電子 |
上海晶材新材料 |
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華東理工大學(xué) |
南方科技大學(xué) |
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合肥費(fèi)舍羅熱工裝備有限公司 |
無錫晨穎機(jī)械科技有限公司 |
韓國賽諾-上海矽諾國際貿(mào)易有限公司 |
東莞市騰科視覺自動化設(shè)備有限公司 |
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成都天大儀器股份有限公司 |
東莞市磨匠設(shè)備有限公司 |
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喜而諾盛自動化科技（蘇州）有限公司 |
舟山市金秋機(jī)械有限公司 |
江蘇一六儀器有限公司 |
上海琥崧智能科技股份有限公司 |
International flavors and fragrancesinc |
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廣東振華科技股份有限公司 |
西美科特種陶瓷科技(蘇州)有限公司 |
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東莞市瑯菱機(jī)械有限公司 |
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★費(fèi)用包括會議門票、全套會議資料、午餐、茶歇等，但不包括住宿。
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