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MLCC材料与技术
发布日期: 2009年8月17日   阅读过904
片式多层陶瓷电容器(Multi-layerCeramicCapacitor简称MLCC)是电子整机中主要的被动贴片元件之一,它诞生于上世纪60年代,最先由美国公司研制成功,后来在日本公司(如Murata、TKD、太阳诱电等)迅速发展及产业化,至今依然在全球MLCC领域保持优势,主要表现为生产出MLCC具有高可靠、高精度、高集成、高频率、智能化、低功耗、大容量、小型化和低成本等特点。



生产MLCC的主要材料和核心技术

1.材料技术(陶瓷粉料的制备)

现在MLCC用陶瓷粉料主要分为三大类(Y5V、X7R和COG)。其中X7R材料是各国竞争最激烈的规格,也是市场需求、电子整机用量最大的品种之一,其制造原理是基于纳米级的钛酸钡陶瓷料(BaTiO3)改性。日本厂家根据大容量(10μF以上)的需求,在D50为100纳米的湿法BaTiO3基础上添加稀土金属氧化物改性,制造成高可靠性的X7R陶瓷粉料,最终制作出10μF-100μF小尺寸(如0402、0201等)MLCC。国内厂家则在D50为300-500纳米的BaTiO3基础上添加稀土金属氧化物改性制作X7R陶瓷粉料,跟国外先进粉体技术还有一段差距。

2.叠层印刷技术(多层介质薄膜叠层印刷)

如何在0805、0603、0402等小尺寸基础上制造更高电容值的MLCC一直是MLCC业界的重要课题之一,近几年随着材料、工艺和设备水平的不断改进提高,日本公司已在2μm的薄膜介质上叠1000层工艺实践,生产出单层介质厚度为1μm的100μFMLCC,它具有比片式钽电容器更低的ESR值,工作温度更宽(-55℃-125℃)。代表国内MLCC制作最高水平的风华高科公司能够完成流延成3μm厚的薄膜介质,烧结成瓷后2μm厚介质的MLCC,与国外先进的叠层印刷技术还有一定差距。当然除了具备可以用于多层介质薄膜叠层印刷的粉料之外,设备的自动化程度、精度还有待提高。

3.共烧技术(陶瓷粉料和金属电极共烧)

MLCC元件结构很简单,由陶瓷介质、内电极金属层和外电极三层金属层构成。MLCC是由多层陶瓷介质印刷内电极浆料,叠合共烧而成。为此,不可避免地要解决不同收缩率的陶瓷介质和内电极金属如何在高温烧成后不会分层、开裂,即陶瓷粉料和金属电极共烧问题。共烧技术就是解决这一难题的关键技术,掌握好的共烧技术可以生产出更薄介质(2μm以下)、更高层数(1000层以上)的MLCC。当前日本公司在MLCC烧结专用设备技术方面领先于其它各国,不仅有各式氮气氛窑炉(钟罩炉和隧道炉),而且在设备自动化、精度方面有明显的优势。

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