絕緣電阻(IR)是衡量 MLCC 絕緣性能的重要指標(biāo),指的是電容器兩極之間的電阻值,反映了電容器阻止漏電流的能力。絕緣電阻值越高,說明 MLCC 的漏電流越小,電荷保持能力越強,在電路中能更好地實現(xiàn)電荷存儲和隔離功能,避免因漏電流過大導(dǎo)致電路故障或能量損耗。MLCC 的絕緣電阻通常與介質(zhì)材料、生產(chǎn)工藝、工作溫度和濕度等因素相關(guān),一般來說,I 類陶瓷 MLCC 的絕緣電阻高于 II 類陶瓷 MLCC,且隨著工作溫度的升高,絕緣電阻會有所下降。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中對 MLCC 的絕緣電阻有明確規(guī)定,例如對于容量小于 1μF 的 MLCC,絕緣電阻通常要求不低于 10^11Ω;對于容量大于 1μF 的 MLCC,絕緣電阻與容量的乘積(IR×C)要求不低于 10^4Ω?F,以確保其絕緣性能滿足實際應(yīng)用需求。高介電常數(shù)陶瓷介質(zhì)助力多層片式陶瓷電容器在小尺寸下實現(xiàn)大容量。線上低損耗多層片式陶瓷電容器自動化設(shè)備
內(nèi)電極材料的選擇對 MLCC 的性能、成本和應(yīng)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(dǎo)電性和化學(xué)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(dǎo)致銀鈀合金電極 MLCC 的成本較高,主要應(yīng)用于對性能要求高且對成本不敏感的領(lǐng)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(xué)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(yán)格。微型多層片式陶瓷電容器便攜設(shè)備應(yīng)用抗硫化多層片式陶瓷電容器在10ppm硫化氫環(huán)境中放置1000小時性能穩(wěn)定。
MLCC 的抗振動性能是其在軌道交通領(lǐng)域應(yīng)用的關(guān)鍵指標(biāo),地鐵、高鐵的運行過程中會產(chǎn)生持續(xù)振動(頻率通常為 10-2000Hz),且振動加速度可達 50m/s2 以上,普通 MLCC 若焊接可靠性不足,易出現(xiàn)外電極脫落、焊盤開裂等故障。為提升抗振動能力,行業(yè)從兩方面優(yōu)化:一是改進外電極結(jié)構(gòu),采用 “階梯式” 外電極設(shè)計,增加外電極與陶瓷芯片的接觸面積,同時在電極與焊盤之間增加柔性過渡層,緩解振動產(chǎn)生的應(yīng)力;二是優(yōu)化 PCB 焊盤設(shè)計,采用 “梅花形”“長方形” 等非對稱焊盤,提升焊接后的機械固持力。這類軌道交通 MLCC 需通過 IEC 61373 標(biāo)準(zhǔn)的振動測試,在 50m/s2 加速度下振動 2 小時后,電性能變化率需控制在 ±5% 以內(nèi),確保列車控制系統(tǒng)、牽引變流器等關(guān)鍵設(shè)備穩(wěn)定運行。
微型化 MLCC 的焊接可靠性問題一直是行業(yè)關(guān)注的重點,由于其引腳間距小、尺寸微小,傳統(tǒng)的手工焊接方式已無法滿足需求,必須依賴高精度的自動化焊接設(shè)備。目前主流的焊接工藝為回流焊,通過控制焊接溫度曲線,使焊膏在高溫下融化并與 MLCC 的外電極和 PCB 焊盤充分結(jié)合,形成穩(wěn)定的焊接點。為提升焊接可靠性,部分企業(yè)會在 MLCC 外電極的頂層鍍層中添加特殊元素,增強焊料的潤濕性和結(jié)合強度;同時,PCB 焊盤的設(shè)計也需適配微型化 MLCC 的尺寸,采用無鉛化焊盤布局,減少焊接過程中因熱應(yīng)力導(dǎo)致的 MLCC 開裂風(fēng)險。此外,焊接后的檢測環(huán)節(jié)也至關(guān)重要,需通過 X 射線檢測、外觀檢查等手段,及時發(fā)現(xiàn)虛焊、橋連等焊接缺陷,確保微型化 MLCC 的連接穩(wěn)定性。節(jié)能窯爐的應(yīng)用使多層片式陶瓷電容器燒結(jié)環(huán)節(jié)能耗降低20%以上。
額定電壓是 MLCC 的另一項重要性能指標(biāo),指的是電容器在規(guī)定的工作溫度范圍內(nèi)能夠長期安全工作的高直流電壓。額定電壓的選擇必須嚴(yán)格遵循電路的工作電壓要求,通常需要確保 MLCC 的額定電壓大于電路中的實際工作電壓,以留有一定的安全余量,防止因電壓過高導(dǎo)致電容器擊穿損壞。MLCC 的額定電壓等級豐富,從幾伏特(V)到幾百伏特不等,例如用于手機等便攜式設(shè)備的 MLCC,額定電壓多為 3.3V、6.3V;而用于工業(yè)控制設(shè)備或電源電路中的 MLCC,額定電壓可能需要 25V、50V 甚至更高。此外,不同介質(zhì)類型的 MLCC 在相同額定電壓下,其耐電壓特性也可能存在差異,II 類陶瓷 MLCC 的耐電壓穩(wěn)定性通常略低于 I 類陶瓷 MLCC。車規(guī)級多層片式陶瓷電容器需通過AEC-Q200認(rèn)證以滿足汽車復(fù)雜工況需求。品牌商快速響應(yīng)多層片式陶瓷電容器教育實驗套件
航天級多層片式陶瓷電容器需通過耐輻射測試,確保在宇宙環(huán)境中可靠工作。線上低損耗多層片式陶瓷電容器自動化設(shè)備
損耗角正切(tanδ),又稱介質(zhì)損耗,是反映 MLCC 能量損耗程度的參數(shù),指的是電容器在交流電場作用下,介質(zhì)損耗功率與無功功率的比值。損耗角正切值越小,說明 MLCC 的能量損耗越小,在電路中產(chǎn)生的熱量越少,工作效率越高,尤其在高頻電路和大功率電路中,低損耗的 MLCC 能有效減少能量浪費,提升整個電路的性能。I 類陶瓷 MLCC 的損耗角正切通常遠(yuǎn)小于 II 類陶瓷 MLCC,例如 I 類陶瓷 MLCC 的 tanδ 一般在 0.1% 以下,而 II 類陶瓷 MLCC 的 tanδ 可能在 1%~5% 之間。在實際應(yīng)用中,對于對能量損耗敏感的電路,如射頻通信電路、高精度測量電路等,應(yīng)優(yōu)先選擇損耗角正切值小的 I 類陶瓷 MLCC;而對于普通的濾波、去耦電路,II 類陶瓷 MLCC 的損耗特性通常可接受。線上低損耗多層片式陶瓷電容器自動化設(shè)備
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