陶瓷電容可分為單層陶瓷電容、片式多層陶瓷電容(MLCC)和引線式多層陶瓷電容,其中MLCC由于其小體積、結構緊湊、可靠性高及適于SMT技術等優點而發展迅速,是最主要的產品類型,占陶瓷電容器市場約93%,是世界上用量最大、發展最快的基礎元件之一。片式多層陶瓷電容器(MLCC)主要用于各類軍用、民用電子整機中的振蕩、耦合、濾波、旁路電路中,應用領域包括信息技術、消費電子、通信、新能源、工業控制等各行業。受智能化消費電子產品、新能源汽車、5G以及工業自動化的需求驅動,國內外企業相繼在調整產品方向,向小型化、高容量和車用等高端MLCC市場轉移,MLCC不斷向著小型化、薄層化、大容量化、高頻化、高可靠以及低成本化的方向發展。1、小型化
隨著表面貼裝技術的發展及片式元器件在電子信息產業中的廣泛應用,各類片式元器件不斷向著小型化發展。超小體積、超薄的MLCC在電子設備的高密度貼裝,有利于電子設備的小型化發展。
MLCC產品的尺寸正由0805、0603、0402向0201、01005、008004發展,特別是以0201尺寸為主的小尺寸MLCC應用越來越廣并逐漸成為電容器產業的主流產品。2、大容量化
為匹配終端不斷增加的功能,尤其是 AP、GPU等高性能半導體消費電力高,電池容量增長,因此能夠儲存大量電能的大容量MLCC必不可少。由上式可以看出,MLCC的容量正比于陶瓷介質的相對介電常數、內電極層數、內電極的疊加面積,反比于介質陶瓷的厚度,因此,為了使MLCC大容量化,必須開發出高介電常數的陶瓷介質,電介質的薄層化、增加電介質層層數以及提高有效面積的效率。3、高頻、高性能化
從2G到5G,通信技術向著高頻化發展,對MLCC的要求也越高。電容產品中存在等效直列阻抗值(ESR)和等效直列電感值(ESL)。ESR是由內外電極的電阻及介電體損耗產生,ESL是由內外電極結構產生對高頻降噪的主要影響。高頻化要求MLCC具有低的ESR和ESL。當MLCC的ESR與ESL越低、將會越接近純電容的特性,其自諧振頻率會往越高頻率移動,更適合在高頻方面應用。在高頻、高功率下要求MLCC發熱升溫要低,可靠性要高。小型化、多層化和減小尺寸長寬比是降低ESL的有效方法。由于多層陶瓷電容是由復數層的內部電極構成的,降低ESR數值時需要通過控制內部電極的厚度和層數。4、高可靠性
隨著MLCC的應用場景擴展,對MLCC的可靠性要求越來越高。一般來說,85℃適用于消費類電子設備,125℃適用于車載設備、安防、通信模塊等,基站、汽車動力系統、工業級等高溫、高功率的惡劣環境,保證溫度高達150℃,因此要求MLCC要有很高的可靠性。
5、賤金屬化
MLCC是由印好電極(內電極)的陶瓷介質膜片以錯位的方式疊合起來,經過一次性高溫燒結形成陶瓷芯片,再在芯片的兩端封上金屬層(外電極)而制成,其結構如下圖所示,由內電極、外電極和陶瓷介質三部分組成:一直到1995年,絕大多數的MLCC都使用鈀-銀合金或純金屬鈀貴金屬內電極(PME),這種電極材料成本較高,隨著MLCC層數的增多,內電極面積也不斷增加,采用Ni、Cu等賤金屬內電極(BME)替代貴金屬,可以大大降低成本。經過多年的發展,BME-MLCCs已經成為多層共燒陶瓷電容器的主流產品,全球二類陶瓷介質MLCC中的99%為BME-MLCCs。由于賤金屬內電極(BME)在氧化性氣氛中被氧化而失去作為內電極的功能,因此需要在還原性氣氛中燒結,BME-MLCCs生產工藝的關鍵點是鈦酸鋇基介質陶瓷與賤金屬內電極的共燒。在適當的制造條件下,BME-MLCCs能滿足和PME-MLCCs一樣的高可靠性和性能測試要求。6、環保化
隨著環保意識的不斷提高,MLCC要求開發不含鉛等有害物質的陶瓷介質材料(如鈦酸鋇系)以及無鉛焊料。為了進一步加強交流,艾邦建有MLCC微信群,誠邀MLCC、LTCC生產企業、設備、材料企業參與。目前群友包括:風華高科、三環集團、山東國瓷、鴻遠電子等加入。

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