多層瓷介電容器（Multilayers Ceramic Capacitor,簡(jiǎn)稱MLCC）是一個(gè)多層疊合的結(jié)構(gòu)，是由多個(gè)簡(jiǎn)單平行板電容器組合而成的并聯(lián)體，其結(jié)構(gòu)包括三大組成部分：陶瓷介質(zhì)（瓷體），金屬內(nèi)電極，金屬端電極。

按其使用金屬電極材料，分為貴金屬電極（如：銀、鈀銀、金等）MLCC即Precious Metal Electrode（簡(jiǎn)稱PME MLCC）和賤金屬電極（如銅、鎳等）MLCC即Base Metal Electrode（簡(jiǎn)稱BME MLCC）。二者主要差異列于表1中。

表 1 BME和PME電容器的比較

根據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)PME長(zhǎng)期應(yīng)用在高可靠領(lǐng)域，隨著技術(shù)的發(fā)展，NASA、ESCC等對(duì)BME的可靠性等問題，進(jìn)行了廣泛的研究，2012年12月，歐空局把AVX Limited的BME電容器產(chǎn)品列入EPPL目錄中。

2015年4月，歐空局把AVX Limited的BME電容器產(chǎn)品列入QPL目錄中。同時(shí)，ESCC首次正式發(fā)布了BME電容器的詳細(xì)規(guī)范ESCC 3009/041。

同年9月，美國先后頒布了用于空間的BME電容器框架規(guī)范NASA GSFC S-311-P-838，和MIL-PRF-32535。

端電極起到連接瓷體多層內(nèi)電極與焊接或裝聯(lián)方式不同，按其端電極材料，一般包括以下幾種形式：?

A、鈀銀端電極：采用鈀銀合金（Pd含量通常小于20%），一般應(yīng)用在厚膜電路、陶瓷基板上。厚膜電路導(dǎo)帶通常為鈀銀漿料在陶瓷基板上燒結(jié)而成，采用錫鉛焊接往往會(huì)導(dǎo)致“蝕銀”現(xiàn)象，不推薦鉛錫焊接，因此厚膜電路選用鈀銀端電極電容器通常采用導(dǎo)電膠粘接方式安裝，必要時(shí)采用加固處理，見粘接圖。

B、金端電極：適用于粘接或金絲鍵合工藝。

C、錫鉛/純錫端電極：常用的三層端電極結(jié)構(gòu)主要有Ag（Cu）-Ni-Sn和Ag(Cu)-Ni-SnPb。底層是封端工序涂覆（銅、銀金屬）；阻擋層鎳層和外層焊接層為錫層（或錫鉛）是通過電鍍而成。Sn符合國家環(huán)保（Rohs規(guī)定）要求，但高可靠應(yīng)用時(shí)通常選用PbSn以防止錫晶須生長(zhǎng)問題：純錫是非?；顫姷慕饘?，經(jīng)過一段時(shí)間在其上會(huì)生長(zhǎng)出許多柱狀錫晶須，錫晶須會(huì)造成絕緣電阻下降、電氣短路、尖端放電，或短路擊穿等質(zhì)量問題見下圖。

（錫晶須? 圖片來源:賽寶中心）

D、柔性端電極：通常為四層結(jié)構(gòu)，相對(duì)于傳統(tǒng)MLCC的端電極，增加了額外的一層韌性電極層，即Ag/Cu-柔性層-Ni-Sn（SnPb）。由于柔性層材料為高分子聚合物，可有效緩沖多層瓷介電容器安裝過程中機(jī)械應(yīng)力和熱沖擊應(yīng)力的作用，減小裂紋產(chǎn)生幾率。但因該有機(jī)材料的抗熱應(yīng)力和老化特性，目前在航空、航天等高可靠和長(zhǎng)壽命領(lǐng)域尚無應(yīng)用經(jīng)歷，主要應(yīng)用在汽車電子、電源線路、TFT-LCD逆變器民用領(lǐng)域。

柔性端電極MLCC結(jié)構(gòu)

根據(jù)MLCC制造原理和高可靠、長(zhǎng)壽命的要求，針對(duì)各工序工藝要素對(duì)加工質(zhì)量及成品最終質(zhì)量項(xiàng)目相關(guān)程度的分析，將MLCC制造工序分為關(guān)鍵工序和特殊工序。

MLCC的制造按印疊方式不同分為干法和濕法兩種工藝，絕大多數(shù)高可靠MLCC制造商采用干法印疊工藝，干法印疊工藝生產(chǎn)的電容器因內(nèi)部空洞少、瓷膜厚度及內(nèi)電極厚度均勻性易于控制、產(chǎn)品的抗電強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，因而在MLCC制造業(yè)界廣為采用。

MLCC內(nèi)電極的制備是利用絲網(wǎng)印刷的原理，在流延好的介質(zhì)瓷膜上，將內(nèi)電極印刷成一定形狀與尺寸的內(nèi)電極圖形，并利用錯(cuò)位、疊層的方法形成內(nèi)電極結(jié)構(gòu)（即巴塊）。經(jīng)過溫等靜壓（在一定溫度和壓力下實(shí)現(xiàn)巴塊層間的物理鍵合），后切割技術(shù)將巴塊切割成設(shè)計(jì)尺寸的電容器芯片生坯。

MLCC生坯芯片需通過高溫?zé)Y(jié)使生坯芯片成為瓷體，讓MLCC的陶瓷介質(zhì)、內(nèi)電極燒結(jié)成為致密的獨(dú)石整體。

端電極制備首先是在MLCC芯片兩端分別涂敷上端電極漿料，再經(jīng)過高溫?zé)耍瑢⒍穗姌O漿料中的有機(jī)物完全分解，內(nèi)外電極金屬融合；其后在底銀層的表面上，利用電鍍沉積的方法分別電鍍上阻擋層和焊接金屬層。

在電子元器件發(fā)展過程中，小型化是一個(gè)永恒不變的趨勢(shì)。作為世界用量最大、發(fā)展最快的片式元件之一的MLCC也不例外，據(jù)了解高可靠領(lǐng)域使用的MLCC最小尺寸為0201，民用可達(dá)08004，甚至更小。且隨著線路數(shù)據(jù)傳輸速度逐漸提高、內(nèi)存容量和功能種類的不斷增加，對(duì)于低壓高容量、超小超薄的MLCC需求急劇擴(kuò)大，對(duì)于高可靠單顆電容的靜電容量需求已到100μF，在民用領(lǐng)域可到150~200μF，特殊需求時(shí)甚至希望可達(dá)1000μF。

隨著科技的日新月異，人類探索的區(qū)域也越來越廣，而這些區(qū)域中有些地方的環(huán)境也越來越惡劣，對(duì)電子產(chǎn)品的要求也越來越苛刻，在這種條件下MLCC產(chǎn)品的性能也被要求達(dá)到更高的穩(wěn)定性。在高可靠應(yīng)用領(lǐng)域，對(duì)MLCC的壽命和可靠性也提出了更高要求，如穩(wěn)態(tài)濕熱（低電壓）試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間240h提升至1000h；鑒定樣品從允許1只失效到0失效；失效率等級(jí)從M級(jí)提高至P級(jí)、S級(jí)；鑒定檢驗(yàn)驗(yàn)高溫壽命試驗(yàn)時(shí)間在125℃，2U_R下從2000h增至4000h等。

為了適應(yīng)某些電子整機(jī)和電子設(shè)備向大功率高耐壓的方向發(fā)展，高耐壓大電流、大功率、超高Q值低ESR型的高壓MLCC也是目前的一個(gè)重要的發(fā)展方向；如行波管等線路上使用的高壓瓷介電容器可達(dá)十幾KV；在發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)和航天探測(cè)設(shè)備的耐高溫電子設(shè)備中需要高溫瓷介電容器可達(dá)220 ℃。

高壓MLCC

為滿足現(xiàn)在5G通信對(duì)MLCC大容量、高速度的要求，高Q MLCC將向著更高使用頻率方向發(fā)展，在射頻（RF）端MLCC的Q值將直接影響到帶寬，因此，高Q值、低ESR和低ESL的MLCC產(chǎn)品在通信領(lǐng)域的地位將變得更為重要。而用在微波通訊、功率放大器、發(fā)射機(jī)等f≥300MHz頻率下的帶線或微帶電路中微波芯片電容（單層和多層結(jié)構(gòu)）因其薄膜金端、結(jié)構(gòu)堅(jiān)固和諧振頻率高也備受關(guān)注。

為了獲得更高的容體比，多只MLCC焊接形成多芯組支架電容器,廣范應(yīng)用于電源濾波、DC/DC轉(zhuǎn)換器、開關(guān)線路中做能量的輸入與輸出、放電電路（大容量）、高溫濾波或去耦等。

相對(duì)于固體鉭電容和鋁電解電容，多芯組支架電容器的等效串聯(lián)電阻（ESR）更低，超低的ESR可以保證電容器工作的功耗達(dá)到最小。一般多芯組瓷介電容器ESR可小于10mΩ，且由于多芯組支架的引入，多芯片結(jié)構(gòu)相對(duì)于設(shè)計(jì)師水平并聯(lián)來說，分布電感減少，從而可以承受更大的電流；同時(shí)可減少熱應(yīng)力對(duì)瓷介電容器的沖擊；同時(shí)利用金屬材料良好的延展性，增加了瓷介電容器抗機(jī)械應(yīng)力的能力。

為解決EMC的三端電容器或者超低ESL、減少安裝面積（如FPGA應(yīng)用）的多端子電容器。