MLCC 的外電極是實現(xiàn)電容器與電路連接的關鍵部分,通常由底層電極、中間層電極和頂層鍍層構(gòu)成,不同層的材料選擇需兼顧導電性、焊接性能和耐腐蝕性。底層電極一般采用銀漿料,通過涂覆或印刷的方式覆蓋在燒結(jié)后的陶瓷芯片兩端,與內(nèi)電極形成良好的電氣連接;中間層電極多為鎳層,主要起到阻擋和過渡作用,防止頂層鍍層的金屬離子向底層電極和陶瓷介質(zhì)擴散,同時增強外電極的機械強度;頂層鍍層通常為錫層或錫鉛合金層,具有良好的可焊性,便于 MLCC 通過回流焊等工藝焊接到印制電路板(PCB)上。外電極的制備質(zhì)量直接影響 MLCC 的焊接可靠性和長期穩(wěn)定性,若外電極存在脫落、虛焊、鍍層不均勻等問題,可能導致 MLCC 與電路連接不良,影響整個電子設備的正常工作。多層片式陶瓷電容器的振動測試模擬設備運輸和使用過程中的振動環(huán)境。蘇州多層片式陶瓷電容器
MLCC的全球市場格局呈現(xiàn) “ 集中、中低端競爭” 的態(tài)勢, 市場由日本村田、TDK,韓國三星電機主導,村田的車規(guī)級 MLCC 全球市占率超過 35%,其開發(fā)的 - 55℃~+175℃高溫 MLCC,可適配新能源汽車發(fā)動機艙的極端環(huán)境;三星電機則在高頻 MLCC 領域,其 5G 基站用 MLCC 的 ESR 可低至 5mΩ 以下,支持 26GHz 毫米波頻段。中國臺灣地區(qū)的國巨、華新科在消費電子 MLCC 市場占據(jù)優(yōu)勢,國巨通過收購基美、普思等企業(yè),實現(xiàn)了從 01005 到 2220 封裝的全系列覆蓋。中國大陸企業(yè)如風華高科、三環(huán)集團近年來加速追趕,在中低端 MLCC 市場(如消費電子充電器、小家電)的市占率已超過 20%,同時加大車規(guī)級 MLCC 研發(fā)投入,部分產(chǎn)品已通過 AEC-Q200 認證,逐步打破國際企業(yè)的壟斷??煽啃詮姸鄬悠教沾呻娙萜鏖L期穩(wěn)定運行通信設備用多層片式陶瓷電容器需保證在高頻下信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性。
MLCC 在快充技術中的應用面臨著高紋波電流的挑戰(zhàn),隨著智能手機、筆記本電腦等設備快充功率不斷提升(如超過 100W),電路中紋波電流增大,傳統(tǒng) MLCC 易因發(fā)熱過度導致性能衰退。為適配快充場景,快充 MLCC 采用高導熱陶瓷介質(zhì)材料,提升熱量傳導效率,同時增大外電極接觸面積,加快熱量向 PCB 板的擴散;在結(jié)構(gòu)設計上,通過增加陶瓷介質(zhì)層數(shù)、減薄單層厚度,提升 MLCC 的紋波電流承受能力,例如某品牌 1206 封裝的快充 MLCC,紋波電流承受值可達 3A(100kHz 頻率下),遠高于普通 MLCC 的 1.5A。此外,這類 MLCC 還需通過高溫紋波耐久性測試,在 125℃環(huán)境下承受額定紋波電流 1000 小時,電容量衰減不超過 10%。
內(nèi)電極材料的選擇對 MLCC 的性能、成本和應用場景具有重要影響,常見的內(nèi)電極材料主要有銀鈀合金(Ag-Pd)、鎳(Ni)、銅(Cu)等。銀鈀合金電極具有良好的導電性和化學穩(wěn)定性,與陶瓷介質(zhì)的結(jié)合性能好,早期的 MLCC 多采用這種電極材料,但由于鈀的價格較高,導致銀鈀合金電極 MLCC 的成本較高,主要應用于對性能要求高且對成本不敏感的領域。隨著成本控制需求的提升,鎳電極 MLCC 逐漸成為主流,鎳的價格相對低廉,且具有較好的耐遷移性,適合大規(guī)模量產(chǎn),但鎳電極 MLCC 對燒結(jié)工藝要求較高,需要在還原性氣氛中燒結(jié),以防止鎳被氧化;銅電極 MLCC 則具有更低的電阻率和成本優(yōu)勢,但銅的化學活性較高,易氧化,對生產(chǎn)環(huán)境的密封性和抗氧化處理要求更為嚴格。航空航天用多層片式陶瓷電容器需通過 - 65℃~+200℃極端溫度循環(huán)測試,保證極端環(huán)境穩(wěn)定工作。
MLCC 的綠色生產(chǎn)工藝是行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要方向,傳統(tǒng)生產(chǎn)過程中使用的部分溶劑(如乙二醇乙醚)具有揮發(fā)性,可能對環(huán)境造成污染,且部分工藝存在能耗較高的問題。為推動綠色生產(chǎn),企業(yè)采用水性陶瓷漿料替代溶劑型漿料,水性漿料以水為分散介質(zhì),無揮發(fā)性有害氣體排放,同時降低漿料制備過程中的能耗;在燒結(jié)環(huán)節(jié),采用新型節(jié)能窯爐,通過余熱回收系統(tǒng)將燒結(jié)產(chǎn)生的熱量循環(huán)利用,使能耗降低 20% 以上;此外,對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢陶瓷粉末、廢電極材料進行回收處理,提純后重新用于生產(chǎn),實現(xiàn)資源循環(huán)利用。目前已有多家 MLCC 企業(yè)通過 ISO 14001 環(huán)境管理體系認證,綠色生產(chǎn)工藝的普及率逐年提升。多層片式陶瓷電容器的失效模式包括電擊穿、機械開裂、電極遷移等。低損耗多層片式陶瓷電容器自動化設備
多層片式陶瓷電容器的絕緣電阻值越高,漏電流越小,電荷保持能力越強。蘇州多層片式陶瓷電容器
多層片式陶瓷電容器(MLCC)是電子信息產(chǎn)業(yè)的基礎被動元器件,以多層交替疊合的陶瓷介質(zhì)與內(nèi)電極為內(nèi)部重要結(jié)構(gòu),外部覆蓋外電極實現(xiàn)電路連接。其優(yōu)勢是 “小體積大容量”,通過增加陶瓷介質(zhì)與內(nèi)電極的疊層數(shù),在毫米級封裝內(nèi)實現(xiàn)從皮法(pF)到微法(μF)級的電容量,完美適配電子設備小型化趨勢。相比傳統(tǒng)引線電容,MLCC 寄生電感、電阻更低,高頻特性更優(yōu),在手機、電腦、汽車電子等領域不可或缺,全球每年需求量以百億顆計,是電子產(chǎn)業(yè)鏈中用量較大的元器件之一。?蘇州多層片式陶瓷電容器
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