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。?優(yōu)化陶瓷介質(zhì)配方可讓多層片式陶瓷電容器在-55℃低溫下電容量衰減控制在5%內(nèi)。線上超薄封裝多層片式陶瓷電容器汽車電子電路

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力導致的 MLCC 開裂風險。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。華東地區(qū)多層片式陶瓷電容器教育實驗套件多層片式陶瓷電容器的外電極脫落會導致與電路連接不良,影響設備運行。

MLCC 的原材料供應鏈對行業(yè)發(fā)展至關(guān)重要,其主要原材料包括陶瓷粉末、內(nèi)電極金屬粉末、粘結(jié)劑、溶劑、外電極金屬漿料等,其中陶瓷粉末和內(nèi)電極金屬粉末的質(zhì)量直接決定了 MLCC 的性能。陶瓷粉末方面,高純度的鈦酸鋇、鈦酸鍶鋇等粉末是制備高性能 MLCC 的基礎,目前全球陶瓷粉末市場主要由日本住友化學、堺化學等企業(yè)掌控,這些企業(yè)能提供高純度、粒徑均勻的陶瓷粉末,保障 MLCC 的介電性能穩(wěn)定性。內(nèi)電極金屬粉末方面,鎳粉、銅粉的純度和粒徑控制要求嚴格,日本 JX 金屬、住友金屬等企業(yè)在不錯的品質(zhì)內(nèi)電極金屬粉末供應上具有優(yōu)勢。近年來,中國大陸原材料企業(yè)也在加快技術(shù)研發(fā),逐步實現(xiàn)陶瓷粉末、內(nèi)電極金屬粉末的國產(chǎn)化替代,降低對進口原材料的依賴,為 MLCC 產(chǎn)業(yè)的自主可控發(fā)展提供支撐。
MLCC 的內(nèi)電極工藝創(chuàng)新對其成本與可靠性影響深遠,早期產(chǎn)品多采用銀鈀合金電極,銀的高導電性與鈀的抗遷移性結(jié)合,使產(chǎn)品具備優(yōu)異性能,但鈀的高昂成本限制了大規(guī)模應用。20 世紀 90 年代后,鎳電極工藝逐步成熟,通過在還原性氣氛(如氫氣與氮氣混合氣體)中燒結(jié),避免鎳電極氧化,同時鎳的成本為鈀的 1/20,降低了 MLCC 的生產(chǎn)成本,推動其在消費電子領域的普及。近年來,銅電極 MLCC 成為新方向,銅的電阻率比鎳低 30% 以上,能進一步降低等效串聯(lián)電阻(ESR),提升高頻性能,但銅易氧化的特性對生產(chǎn)環(huán)境要求極高,需在全封閉惰性氣體環(huán)境中完成印刷、燒結(jié)等工序,目前主要應用于通信設備、服務器電源等對功耗敏感的場景。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。

MLCC 的容量衰減問題是影響其長期可靠性的重要因素,尤其是 II 類陶瓷 MLCC,在長期使用或特定工作條件下,電容量可能會出現(xiàn)一定程度的下降,若衰減過度,可能導致電路功能失效。容量衰減的主要原因與陶瓷介質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)變化有關(guān),II 類陶瓷介質(zhì)采用鐵電材料,其電容量來源于電疇的極化,在高溫、高電壓或長期直流偏置作用下,電疇的極化狀態(tài)可能會逐漸穩(wěn)定,導致可極化的電疇數(shù)量減少,從而引起容量衰減。為改善容量衰減問題,行業(yè)通過優(yōu)化陶瓷介質(zhì)的配方,例如添加稀土元素調(diào)整晶格結(jié)構(gòu),增強電疇的穩(wěn)定性;同時,改進燒結(jié)工藝,使陶瓷介質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)更均勻致密,減少缺陷對電疇極化的影響。此外,在應用過程中,合理選擇 MLCC 的類型和參數(shù),避免長期在超出額定條件的環(huán)境下使用,也能有效減緩容量衰減速度。多層片式陶瓷電容器的疊層環(huán)節(jié)需保證內(nèi)電極精確對準,避免性能偏差。跨境貿(mào)易快速響應多層片式陶瓷電容器筆記本電腦適配
多層片式陶瓷電容器的陶瓷介質(zhì)分為I類和II類,適用場景不同。線上超薄封裝多層片式陶瓷電容器汽車電子電路
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。線上超薄封裝多層片式陶瓷電容器汽車電子電路
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