多層片式陶瓷電容器的等效串聯(lián)電感(ESL)優(yōu)化是提升其高頻性能的主要方向,在 5G 通信、射頻識(shí)別(RFID)等高頻場(chǎng)景中,ESL 過(guò)大會(huì)導(dǎo)致信號(hào)相位偏移、傳輸損耗增加。為降低 ESL,MLCC 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不斷創(chuàng)新:一是采用 “疊層交錯(cuò)” 內(nèi)電極布局,將相鄰層的內(nèi)電極引出方向交替設(shè)置,使電流路徑相互抵消,減少磁場(chǎng)疊加;二是縮小外電極間距,將傳統(tǒng) 1206 封裝的外電極間距從 2.5mm 縮短至 1.8mm,進(jìn)一步縮短電流回路長(zhǎng)度;三是開(kāi)發(fā) “低 ESL 封裝”,如方形扁平無(wú)引腳(QFN)結(jié)構(gòu)的 MLCC,通過(guò)將電極布置在封裝底部,大幅降低寄生電感。目前,高頻 MLCC 的 ESL 可低至 0.3nH 以下,在 2.4GHz 頻段的插入損耗比普通 MLCC 低 2-3dB,滿足 5G 基站天線、毫米波雷達(dá)等高頻設(shè)備的需求。低溫型多層片式陶瓷電容器引入鑭、釹等稀土元素,-55℃下電容量衰減可控制在 5% 以內(nèi)。華東地區(qū)微型多層片式陶瓷電容器智能手機(jī)主板配套
微型化 MLCC 是電子設(shè)備小型化發(fā)展的必然產(chǎn)物,其封裝尺寸不斷縮小,從早期的 1206、0805 封裝,逐步發(fā)展到 0603、0402 封裝,目前 0201、01005 封裝的微型化 MLCC 已成為消費(fèi)電子領(lǐng)域的主流產(chǎn)品,部分特殊應(yīng)用場(chǎng)景甚至出現(xiàn)了更小尺寸的 MLCC。微型化 MLCC 的出現(xiàn),為智能手機(jī)、智能手表、藍(lán)牙耳機(jī)等微型電子設(shè)備的輕薄化提供了重要支持,使得這些設(shè)備在有限的空間內(nèi)能夠集成更多的功能模塊。然而,微型化 MLCC 的生產(chǎn)和應(yīng)用也面臨諸多挑戰(zhàn),在生產(chǎn)方面,小尺寸的陶瓷生坯薄片制作、內(nèi)電極印刷和疊層對(duì)準(zhǔn)難度大幅增加,需要更高精度的制造設(shè)備和更嚴(yán)格的工藝控制;在應(yīng)用方面,微型化 MLCC 的焊接難度較大,容易出現(xiàn)虛焊、脫焊等問(wèn)題品牌商多層片式陶瓷電容器便攜設(shè)備應(yīng)用多層片式陶瓷電容器的質(zhì)量追溯系統(tǒng)可追蹤每顆產(chǎn)品的生產(chǎn)全過(guò)程數(shù)據(jù)。
消費(fèi)電子是 MLCC 應(yīng)用普遍的領(lǐng)域,涵蓋智能手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦、智能電視、智能家居設(shè)備等各類(lèi)產(chǎn)品,這些設(shè)備的小型化、輕薄化和多功能化需求,推動(dòng)了 MLCC 向小尺寸、大容量、高集成化方向發(fā)展。在智能手機(jī)中,MLCC 被大量用于射頻電路、電源管理電路、音頻電路和觸控電路等,一部智能手機(jī)所使用的 MLCC 數(shù)量可達(dá)數(shù)百甚至上千顆,用于實(shí)現(xiàn)信號(hào)濾波、電源去耦、時(shí)序控制等功能。隨著消費(fèi)電子設(shè)備對(duì)續(xù)航能力和性能的要求不斷提升,對(duì) MLCC 的低損耗、高額定電壓、耐高溫等特性的需求也日益增加,例如在快速充電電路中,需要耐高壓、低損耗的 MLCC 來(lái)承受較高的充電電壓和電流,確保充電過(guò)程的安全穩(wěn)定。
MLCC 的綠色生產(chǎn)工藝革新是行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇,傳統(tǒng)生產(chǎn)過(guò)程中,陶瓷漿料制備多采用有機(jī)溶劑(如乙二醇乙醚、乙酸丁酯),這類(lèi)溶劑揮發(fā)性強(qiáng),不僅會(huì)造成大氣污染,還會(huì)危害生產(chǎn)人員健康。近年來(lái),水性陶瓷漿料逐步替代有機(jī)溶劑漿料,以去離子水為分散介質(zhì),配合環(huán)保型粘結(jié)劑(如聚乙烯醇),揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)排放量降低 90% 以上,同時(shí)水性漿料的粘度更易控制,印刷厚度均勻性提升 15%。在燒結(jié)環(huán)節(jié),新型節(jié)能窯爐采用分區(qū)控溫技術(shù),將燒結(jié)能耗從傳統(tǒng)窯爐的 800kWh / 噸降至 500kWh / 噸,余熱回收率提升至 40%,此外,生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢陶瓷生坯、不合格產(chǎn)品可粉碎后重新制備漿料,原料利用率從 75% 提升至 90%,實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用。多層片式陶瓷電容器的濕度偏壓測(cè)試評(píng)估其在高溫高濕下的絕緣性能。
多層片式陶瓷電容器在智能穿戴設(shè)備中的應(yīng)用面臨 “微型化” 與 “高容量” 的雙重挑戰(zhàn),這類(lèi)設(shè)備體積通常在幾立方厘米以內(nèi),卻需集成電源管理、傳感器、無(wú)線通信等多模塊,對(duì) MLCC 的空間占用與性能提出嚴(yán)苛要求。為適配需求,行業(yè)推出 01005(0.4mm×0.2mm)、0201(0.5mm×0.25mm)超微型 MLCC,同時(shí)通過(guò)減薄陶瓷介質(zhì)層厚度(可達(dá) 1μm)、增加疊層數(shù)量(可突破 2000 層),在 0201 封裝內(nèi)實(shí)現(xiàn) 1μF 的電容量。此外,智能穿戴設(shè)備需長(zhǎng)期接觸人體汗液,MLCC 還需具備抗腐蝕能力,通常采用鎳 - 金雙層外電極鍍層,金層能有效隔絕汗液中的鹽分、水分,避免電極腐蝕,確保設(shè)備在 1-2 年使用壽命內(nèi)穩(wěn)定工作。5G 基站 Massive MIMO 天線用多層片式陶瓷電容器,多為 0402/0201 封裝,2.6GHz 頻段損耗低。華東地區(qū)快速響應(yīng)多層片式陶瓷電容器筆記本電腦適配
采用鎳 - 鈀 - 金三層鍍層的多層片式陶瓷電容器,在 10ppm 硫化氫環(huán)境中 1000 小時(shí)性能穩(wěn)定。華東地區(qū)微型多層片式陶瓷電容器智能手機(jī)主板配套
MLCC 的失效分析是保障其應(yīng)用可靠性的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié),當(dāng) MLCC 在實(shí)際使用中出現(xiàn)故障時(shí),需通過(guò)專(zhuān)業(yè)的失效分析手段找出失效原因,為產(chǎn)品改進(jìn)和應(yīng)用優(yōu)化提供依據(jù)。常見(jiàn)的 MLCC 失效模式包括電擊穿、熱擊穿、機(jī)械開(kāi)裂、電極遷移等,不同失效模式對(duì)應(yīng)的失效原因和分析方法有所不同。電擊穿通常是由于 MLCC 的陶瓷介質(zhì)存在缺陷(如雜質(zhì)、氣孔)或額定電壓選擇不當(dāng),導(dǎo)致介質(zhì)在高電壓下被擊穿;熱擊穿則多因電路中電流過(guò)大,使 MLCC 產(chǎn)生過(guò)多熱量,超過(guò)陶瓷介質(zhì)的耐高溫極限。失效分析過(guò)程一般包括外觀檢查、電性能測(cè)試、解剖分析、材料分析等步驟,例如通過(guò)掃描電子顯微鏡(SEM)觀察 MLCC 的內(nèi)部結(jié)構(gòu),查看是否存在開(kāi)裂、電極氧化等問(wèn)題;通過(guò)能譜分析(EDS)檢測(cè)材料成分,判斷是否存在有害物質(zhì)或材料異常,從而準(zhǔn)確定位失效根源。華東地區(qū)微型多層片式陶瓷電容器智能手機(jī)主板配套
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