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1、基本概論
片式多層陶瓷電容器是目前電路當(dāng)中使用率最高的電容器,也被人們稱之為“獨石電容器”。電容器是非常關(guān)鍵的點子元器件,是被動元件當(dāng)中的電路器件,比如電感、電容、電阻等,都在復(fù)雜電路結(jié)構(gòu)中非常重要的存在。在電路當(dāng)中,電容主要價值有作用與積分、微分電路、旁路、交流濾波、儲存電荷等。
從介質(zhì)材料層面來看,電容器可分為不同的薄膜電容、 鉭電解電容、鋁電解電容、陶瓷電容等種類,每個介質(zhì)材料制作而成的電容器性質(zhì)大不相同,分別使用到不同領(lǐng)域當(dāng)中,在這之中,陶瓷電容器占領(lǐng)最多市場比例,有 43% 左右。從結(jié)構(gòu)層面來看,陶瓷電容劃分為片式多層陶瓷電容器、引線式多層陶瓷電容、單層陶瓷電容三種。
圖源 智旭電子
2、多層陶瓷電容器優(yōu)勢
容量包容度較大:和單層電容相比,多層陶瓷電容器使用了多層疊加技術(shù),讓其具備了更加寬泛的電容量。
體積超級小:現(xiàn)如今平板、智能手機等產(chǎn)品的更新?lián)Q代讓產(chǎn)品更趨向于輕薄化發(fā)展,這就要求產(chǎn)品中所使用的電容器需具備超小體積特征,當(dāng)前產(chǎn)品尺寸正朝著更小的趨勢發(fā)展。 低等效串聯(lián)電阻(ESR):多層陶瓷電容器的 ESR 通常只有幾毫歐,與其他類型電容器相比,足足相差多個數(shù)量級,ESR 越小,這說明該元件在運作時本身散發(fā)出來的熱氣會更少,進而讓絕大部分的能量都使用于電子設(shè)備的運行,并不是通過熱能的形式進行消耗,所以該元件能夠提升運行效果,同時延長電容器使用期限。
額定電壓高:經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)技術(shù)后的陶瓷結(jié)構(gòu)會更加緊致,和其他材 質(zhì)電容相比,其內(nèi)電壓優(yōu)勢更加明顯,電壓系列更加寬廣,能夠達到不同電路運行標(biāo)準(zhǔn)。 高頻性質(zhì)較好:材料質(zhì)量的提升讓多層陶瓷電容器在各個頻段中都有 對應(yīng)的陶瓷材料來完成低電阻與阻抗,所以在高頻電路當(dāng)中有著良好的性質(zhì)。并且多層陶瓷電容器具備良好的無極性,進行裝配使用時會更加便利。
就多層陶瓷電容器本身產(chǎn)業(yè)鏈而言,可以將其劃分上游材料、中游制造以及下游應(yīng)用。上游材料行業(yè)包含了芯片、電極材料、陶瓷粉末材料;中游屬于各家多層陶瓷電容器制造企業(yè),主要被使用在民用或軍用方面;就民用而言,涉及最多的部分有汽車和消費電子,而軍用主要應(yīng)用于兵器、船舶、航天等方面,并且軍用產(chǎn)品對穩(wěn)定性與可靠性要求更加嚴(yán)格。
近年來我國已經(jīng)成為多層陶瓷電容器的主要需求市場,基于下游需求帶動下生產(chǎn)出了很多相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈廠商。如今最流行的多層陶瓷電容器制造技術(shù)有瓷膠移膜技術(shù)、濕式印刷技術(shù)、干式流延技術(shù);在市場對產(chǎn)品高質(zhì)量要求下,基于高級多層陶瓷電容器的需求增加,瓷膠移膜技術(shù)、濕式印刷技術(shù)因為制造技術(shù)的先進性與科學(xué)性受到市場關(guān)注,目前已成為多層陶瓷 電容器制造技術(shù)的發(fā)展方向。
3、未來發(fā)展趨勢
④小型化:高電壓以及高容量等重要技術(shù)參數(shù)不斷升級后,必然會出現(xiàn)提升瓶頸,如今來看主要的突破口在于陶瓷加工技術(shù)和陶瓷材料的創(chuàng)新發(fā)展與優(yōu)化,在未來核心技術(shù)主要包括以下方面:雙極材料技術(shù)、電容層薄化技術(shù)、打印技術(shù)、多層技術(shù)。另外在智能手機輕薄化發(fā)展趨勢下,元器件平均占用體積不斷擴展,同時手機功能升級過程中會更加需要高質(zhì)量的電容量。
3.2 5G、車載發(fā)展前景良好
5G 時代發(fā)展下,全新的發(fā)展機遇逐漸出現(xiàn),手機制造對多層陶瓷電容器的需求量非常大,通信技術(shù)發(fā)展至今,其傳輸速度不斷加快,使用功能逐步提升,頻段也在不斷上升中,所有設(shè)備需要更高質(zhì)量的電容器,在通信技術(shù)發(fā)展歷程中多層陶瓷電容器數(shù)量也在不斷增加。此外,因為 5G 傳輸速度快、覆蓋面積廣,因此需要搭建更多、更高級的基站,進而帶動了 多層陶瓷電容器的需求量。再加上5G 毫米波段以及 sub-6G 頻段的應(yīng)用,需要密集程度更高的基站設(shè)置,5G 需要的基站數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 4G,而這些基站的設(shè)定更加需要響應(yīng)的被動元器件。
2023 年 1 月 11 日,據(jù)全國工業(yè)和信息化工作會議內(nèi)容得知,我國已經(jīng)累計建設(shè)開通了 230 萬個 5G 基站,其中新型數(shù)據(jù)中心建設(shè)效果最為顯著。到了今年 2 月,北京市經(jīng)信局召開了經(jīng)濟與信息化工作會議,據(jù)透露,2023 年北京市經(jīng)信系統(tǒng)全面保障了產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟與企業(yè)的發(fā)展,今年北京市規(guī)模以上工業(yè)增加值上升速率為 4%,數(shù)字經(jīng)濟增長率為 6.5%,并且還要新設(shè) 1 萬個 5G 基站。
此外,智能手表、TWS 耳機等新型可以佩戴的設(shè)備將成為消費行業(yè)中的新熱點和推廣目標(biāo),在未來有著較高的發(fā)展空間,同時也成為促進多層陶瓷電容器發(fā)展的新功能。車載電子根據(jù)功能不同分類出了汽車電子控制裝備與車載電子裝置。人民生活水平的提升讓消費者提升了汽車舒適感標(biāo)準(zhǔn),各汽車制造廠都在不斷研究車內(nèi)搭載影音娛樂功能,這也進一步推動了多層陶瓷電容器使用數(shù)量的增加。汽車性能提升與車內(nèi)娛樂功能的提升進一步促進了汽車電子化發(fā)展,每輛汽車使用的電容器數(shù)量逐漸增多。
如今共享化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化、電動化已經(jīng)成為汽車產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級的主要方向,其中的網(wǎng)聯(lián)、智能、電動等都需要使用各種電子元器件組建功能模塊的支持,在這之中多層陶瓷電容器是使用率最高的被動元器件之一,在汽車產(chǎn)業(yè)不斷創(chuàng)新發(fā)展中,車規(guī)級多層陶瓷電容器的需求量不斷提升;據(jù)統(tǒng)計,純電動車制造中需要使用到 18 000 個多層陶瓷電容器單車,使 用數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于之前的燃油車。通過這些年的深入研究與開發(fā),我國微容科技車規(guī)多層陶瓷電容器已經(jīng)開發(fā)并生產(chǎn)出了 0201~1210 全尺寸系列的產(chǎn)品,可以使用在三電系統(tǒng)、智能駕駛、智能座艙等汽車電子結(jié)構(gòu)中。通過各種全新的融資資金,也會大量投入到產(chǎn)房設(shè)備裝置上,從而進行范圍更廣的車規(guī)多層陶瓷電容量、高容量等高級產(chǎn)品研究與開發(fā)。
就全球市場份額而言,日本企業(yè)整體市場占有率最高達到了 56%,而我國制造商只占全球 6%,且供應(yīng)商較少,由此可以看出日本企業(yè)在這個行業(yè)中有著非常顯著的發(fā)展優(yōu)勢。美國對我國部分企業(yè)進行了一定制裁,同時還對我國商品增加了高額關(guān)稅,增加了下游終端客戶經(jīng)營成本投入與經(jīng)營難度,因此為了考慮生產(chǎn)經(jīng)營的穩(wěn)定性和安全性,下游部分大客戶會把 配套供應(yīng)鏈轉(zhuǎn)移至國內(nèi),進而有望提升國內(nèi)企業(yè)訂單。
在供應(yīng)鏈優(yōu)化升級后,近年來我國的多層陶瓷電容器生產(chǎn)企業(yè)也會逐漸步入收獲期,同時取得更有實質(zhì)性的成長業(yè)績。現(xiàn)如今國內(nèi)已經(jīng)進入材料生產(chǎn)自主化操作,在高級產(chǎn)品技術(shù)研究方面還有較大的進步空間,這是由于上游高級陶瓷粉末技術(shù)主要掌控在日本企業(yè)當(dāng)中。中美貿(mào)易戰(zhàn)為國內(nèi)多層陶瓷電容器產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來了新的機遇,研發(fā)投入加大,下游客戶訂單不 斷增多進而推動政策執(zhí)行效果,因此高級多層陶瓷電容器產(chǎn)品在未來發(fā)展中技術(shù)水平有望提升。從另一層面來說,多層陶瓷電容器產(chǎn)品上游主要為電極材料、瓷料等原材料供應(yīng)商,這些材料性質(zhì)都直接關(guān)系著產(chǎn)品制造質(zhì)量,而瓷料供應(yīng)商在全球非常集中,在全球市場上美國和日本材料公司都占領(lǐng)了領(lǐng)先位置,我國部分地區(qū)企業(yè)也能研發(fā)生產(chǎn)出高級產(chǎn)品。當(dāng)終端客戶把供應(yīng)鏈轉(zhuǎn)移到國內(nèi)后,我國多層陶瓷電容器企業(yè)發(fā)展將會有更多選擇,同時國內(nèi)材料企業(yè)購買數(shù)量與經(jīng)濟效益也會逐漸提升,以此為國內(nèi)材料企業(yè)帶來高質(zhì)量發(fā)展機會。
現(xiàn)代化發(fā)展目標(biāo)推動軍用多層陶瓷電容器市場創(chuàng)新與發(fā)展,軍工類的多層陶瓷電容器主要服務(wù)于國防工業(yè),在電子信息產(chǎn)業(yè)和智能制造行業(yè)高速發(fā)展下,促使我國基礎(chǔ)電子工業(yè)加快了發(fā)展進度,如今國防建設(shè)已經(jīng)步入補償式發(fā)展階段,國家精力與財政投入空間逐漸擴大。再加上現(xiàn)階段實戰(zhàn)化、智能化、信息化、電子化發(fā)展趨勢為各種武器裝備帶來新的制造機會,能夠進一步提升軍工電子換代要求,所以軍工電子系統(tǒng)上下游都會面臨更新?lián)Q代的可能,這一現(xiàn)象必將調(diào)動軍工電子行業(yè)市場發(fā)展內(nèi)在動力。就國內(nèi)軍工電子行業(yè)而言,多層陶瓷電容器將會大量使用在雷達、飛 船、衛(wèi)星、火箭等武器裝備中,因為軍用電子系統(tǒng)保存環(huán)境比較嚴(yán)酷,相比民用產(chǎn)品,軍用電子產(chǎn)品對功能要求更高、更特殊,還需要結(jié)合各種軍用標(biāo)準(zhǔn),通過嚴(yán)寒、高溫、高沖擊、高壓等極端環(huán)境下進行有針對性的檢測與控制,以此保證產(chǎn)品的可靠性,確保生產(chǎn)產(chǎn)品能夠滿足不同作戰(zhàn)需要。就軍用可靠的多層陶瓷電容器產(chǎn)品來看,需要附加值超高的產(chǎn)品,這是因為軍用對配套產(chǎn)品特殊要求很多,需要數(shù)量少、批次多的產(chǎn)品,同時要高質(zhì)量的產(chǎn)品技術(shù),有專門的檢測標(biāo)準(zhǔn)與使用要求,其制造技術(shù)難度更大,設(shè)備功能要求居多。此外,軍用產(chǎn)品行業(yè)檢測標(biāo)準(zhǔn)與入門要求非常高,而且配套企業(yè)需要承擔(dān)更加重大的責(zé)任,市場競爭格局更加穩(wěn)定,利潤相對有保證。近年來,我國小衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度加快,必將為衛(wèi)星制造市場帶來發(fā)展動力,在 2025 年全球小衛(wèi)星制造與發(fā)射規(guī)模預(yù)計會超過 200 億美元。現(xiàn)如今中高軌道通信衛(wèi)星只解決了全球覆蓋問題,應(yīng)用的技術(shù)性質(zhì)還不能達到全球互聯(lián)接入要求。在未來會實現(xiàn)低柜衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座,全球?qū)⒏采w更加高性能、高寬帶的互聯(lián)服務(wù),同時具備低成本、便捷式的服務(wù)。為解決互聯(lián)網(wǎng)覆蓋問題,我國也開始投入衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)旅程,在未來發(fā)展中,衛(wèi)星使用規(guī)模將會大幅度提升,同時帶動多層陶瓷電 容器市場發(fā)展。
4、結(jié)語
總而言之,在通訊技術(shù)、電子信息、表面貼裝技術(shù)等各種高新科技高速發(fā)展下,多層陶瓷電容器的發(fā)展將面臨更加寬廣的市場,同時生產(chǎn)技術(shù)也會不斷更新。在未來多層陶瓷電容器主導(dǎo)電容器將轉(zhuǎn)向賤金屬多層陶瓷,同時還會選擇更小的型號,容量方面也將逐漸替代鉭電解電容器朝著綠色環(huán)保、高性能以及高頻化方向發(fā)展。國內(nèi)多層陶瓷電容器行業(yè)發(fā)展過程中, 要站在國際多層陶瓷電容器發(fā)展高點,將我國電子元器件市場優(yōu)勢充分發(fā)揮出來,深入研究創(chuàng)新自主產(chǎn)權(quán)新技術(shù)與原材料。相信在未來發(fā)展加速中,必然會超過國際先進水平,帶動國內(nèi)信息產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。
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文獻參考:敬文平《多層陶瓷電容器的技術(shù)現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢》
推薦活動1:【邀請函】第七屆陶瓷封裝產(chǎn)業(yè)論壇(11月30日 蘇州)
時間安排 | 議題 | 演講單位 |
08:45-09:00 | 開場致辭 | 艾邦創(chuàng)始人 江耀貴 |
09:00-09:30 | 多層陶瓷高溫共燒關(guān)鍵技術(shù)介紹 | 佳利電子 副總 胡元云 |
09:30-10:00 | 氮化鋁HTCC封裝材料現(xiàn)狀及技術(shù)發(fā)展趨勢 | 中電科43所/合肥圣達 研究員?張浩 |
10:00-10:30 | 茶 歇 | |
10:30-11:00 | 三維電鍍陶瓷基板(3DPC)及其封裝應(yīng)用 | 華中科技大學(xué)/武漢利之達 教授/創(chuàng)始人 陳明祥 |
11:00-11:30 | HTCC氫氮氣氛燒結(jié)窯爐 | 北京中礎(chǔ)窯爐 副總經(jīng)理 付威 |
11:30-12:00 | 多層共燒陶瓷的增材制造技術(shù) | 中南大學(xué) 教授 王小鋒 |
12:00-13:30 | 午 餐 | |
13:30-14:00 | 微波大功率封裝外殼技術(shù)發(fā)展 | 中電科55所 研究員 龐學(xué)滿 |
14:00-14:30 | HTCC陶瓷封裝用配套電子材料的匹配性問題研究 | 泓湃科技 CEO 陳立橋 |
14:30-15:00 | 芯片管殼等溫空腔封裝 | 佛大華康 總經(jīng)理 劉榮富 |
15:00-15:30 | 高速高精度HTCC全工藝流程視覺檢測應(yīng)用介紹 | 深圳禾思 CEO 楊澤霖 |
15:30-16:00 | 精密激光在LTCC/HTCC加工中的關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展趨勢 | 德中技術(shù) 戰(zhàn)略發(fā)展與市場總監(jiān)?張卓? |
16:00-16:30 | 茶 歇 | |
16:30-17:00 | 多層陶瓷封裝外殼的生產(chǎn)工藝和可靠性設(shè)計 | 宏科電子 副廠長 康建宏 |
17:00-17:30 | 低溫共燒LTCC和高溫共燒HTCC燒結(jié)中的關(guān)鍵因素 | 蘇州阿爾賽?總經(jīng)理??王笏平 |
17:30-18:00 | 多層共燒陶瓷生產(chǎn)線裝備與系統(tǒng) | 中電科2所?高級專家?郎新星 |
18:00-18:30 | PVD技術(shù)在封裝用陶瓷基板上的應(yīng)用 | 中國科技大學(xué) 教授 謝斌 |
18:30-20:30 | 晚 宴 |
?
方式一:加微信

郵箱:lirongrong@aibang.com
注意:每位參會者均需要提供信息
方式二:長按二維碼掃碼在線登記報名
或者復(fù)制網(wǎng)址到瀏覽器后,微信注冊報名
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