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中国MLCC行业发展回顾与主要技术发展趋势
发布日期: 2012年3月15日   阅读过1991

MLCC的概念与应用领域  

片式多层陶瓷电容器(MLCC)是广泛应用的新一代电容产品,是电子信息产品不可或缺的基本组件之一。与传统电容相比具有体积小、容量大、效率高、成本低等优势。研究机构Paumanok的数据显示,MLCC已经成为终端产品使用的最主要电容器门类,产值占电容器总产值的42%。  

MLCC的优点在于耐高电压和高热、运作温度范围广,能够小型化、片式化,在电子产品日益小型化以及多功能化的趋势下,MLCC成为电容器产业的主流产品,被广泛应用于移动通信、个人电脑、汽车电子、主板、显示器和平板电视电子设备中,随着这些电子产品紧凑的设计,小尺寸是MLCC技术发展的一个主要方向。 

中国MLCC行业发展回顾 

中国近30年,MLCC的发展分成了四个阶段。 

第一阶段:20世纪80年代中期,原电子工业部下属715厂、798厂以及若干省市直属企业先后从美国引进13条MLCC生产线,标志着中国MLCC生产核心技术从早期轧膜成型工艺过渡到现代陶瓷介质薄膜流延工艺,在产品小型化和高可靠性方面取得实质性突破,并于1987年成立了以引进生产线为组成单位的MLC行业联合体。其中有代表性的是1985年风华在国内率先从美国引进具有当时国际领先水平的年产1亿只片式多层陶瓷电容器生产线和技术,吹响了中国片式多层陶瓷电容器追赶世界先进水平的号角,大大缩短了中国新型电子元器件与国外发达国家的差距,为中国新型电子元器件产业的发展打下了基础。 

第二阶段:20世纪90年代前期,以上述企业与后续进入的达利凯、特威等外资企业间相互兼并整合,以及风华集团的脱颖而出为标志。1994年,风华攻克MLCC低温烧结高性能Y5V瓷料这一国际性技术难关,产品总体性能指标达到世界先进水平,不仅填补了国内空白,而且产品以其高介、低烧、高可靠及低成本等独特优势打入国际市场,结束了中国电子陶瓷材料长期依赖进口的局面,其间,三层端电极电镀工艺的突破,实现了引线式多层陶瓷电容器向完全表面贴装化的片式多层陶瓷电容器的过渡。 

第三阶段:20世纪90年代中后期,日系大型MLCC制造企业全面抢滩中国市场,先后建立北京村田、上海京瓷、东莞太阳诱电等合资与独资企业。以天津三星电机为代表的韩资企业也开始成为一只新兴力量。在这期间,克服了困扰十余年的可靠性缺陷,以贱金属电极(BME)核心技术为基础的低成本MLCC开始进入商业实用化。 

第四阶段:新旧世纪之交,飞利浦在产业顶峰放弃出让被动元件事业部,拉开了中国台湾地区MLCC业全面普及BME技术的序幕。国巨、华新、达方、天扬等台系企业的全面崛起,彻底打破了日系企业在BME制造技术的垄断,高性价比MLCC为IT与AV产业的技术升级和低成本化作出了重大贡献。同时,台企无一例外地开始将从后至前的各道工序制程不断向大陆工厂转移。 

业界新军宇阳科技的优势表现在电金属化,在材料设计和工艺方面进行技术上的开发,公司在极短时间内完成了超薄流延工艺与BME核心技术的研发与产业化,取得亚微米材料与薄膜流延加工技术、BME微型MLCC材料体系与产品结构设计、还原性气氛烧结工艺等关键技术的重大突破。2002年宇阳科技完成了0402BME微型MLCC,该项目填补了国内空白。2004年3月,又率先实现0402微型片式多层陶瓷电容器在国内的规模化量产。0402BME微型MLCC超过日本同行的水平,近几年我国在这一领域已有明显进步。宇阳科技还进一步研发了高容量微型MLCC,最新的X5R-0402-105已开发成功,介质厚度是2微米,超微型化的0201MLCC即将通过科技成果鉴定。业界新军宇阳科技在MLCC微型化、高可靠、低成本制造技术领域迅速占领国内领先地位。与此同时,风华、三环等国内传统大型元器件企业集团也相继完成BME-MLCC的技术改造和产业化。成为MLCC主流产品本地化制造供应源“三套马车”,与内地企业兼并改制后保留的军工及非标特殊品种供应点,共同构成了国内MLCC产业界的新格局。 

MLCC产品主要技术发展趋势  

MLCC技术的发展历程,充分体现了一个从简单到复杂、低水平向高科技系统集成、从不环保到环保的发展趋势,是电子信息产品飞速展的一个缩影。其中采用镍、铜等贱金属代替银/钯贵金属作为内电极材料(即BME技术),是MLCC技术发展的一个重要里程碑,虽然这对MLCC的材料技术、共烧技术(采用N2气氛保护烧结)、设备技术提出了很高的要求,但贱金属工艺可大幅度降低原材料成本,可以使生产成本大幅调低30%-50%左右,同时满足了当今日益苛刻的环保要求。  

从产品生产发展上看,虽然小型化MLCC可以做到0201,甚至1005,但由于受到技术的限制,电容容量不高,需求方面主要集中在高端产品,整体出货量不高,成本压力也比较大。目前在中国市场,市场主流是0402产品,现在产品还处于0603向0402过渡的阶段。 

在整体规格尺寸不断减小的同时,一些MLCC厂商也在努力降低产品厚度。以06031μ16V规格为例,宇阳已经可以做到0.55mm,与典型的0.8mm相比下降了30%。日本京瓷也针对于芯片下的位置和存储卡应用推出了超薄型MLCC――LT系列,其中0402规格的最大厚度只有0.356mm。 

从生产工艺上看,制作超薄陶瓷层目前主要面临两方面的困难:其一是可靠性,其二是加直流电压后的偏置情况。陶瓷电容的核心技术是介电层的厚度,薄介质层是实现高容量的主要因素。这就造成了介电层厚度与电容容量之间的矛盾,针对这方面难点,各大生产厂商解决办法是采用更精细、更均匀的陶瓷材料、细薄平滑的内部电极以及改善MLCC制作工艺。 

从近年来的市场发展来看,陶瓷电容正越来越多地进入高电容领域,目前占主导地位的是10uF的陶瓷电容,未来将更多地出现100uF的产品。尺寸已达到0201-1005,是蚂蚁的十分之一大小,所以它已经部分取代片式铝电解电容和片式钽电容器,且比它们具有更低的损耗值和更好的可靠性。 
 


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