1、產品概述 Introduction
MLCC(Multi-layer Ceramic Capacitors)是片式多層陶瓷電容器英文縮寫。是由印好電極(內電極)的陶瓷介質膜片以錯位的方式疊合起來,經過一次性高溫燒結形成陶瓷芯片,再在芯片的兩端封上金屬層(外電極),從而形成一個類似獨石的結構體,故也叫獨石電容器。
MLCC除了有“隔直通交”的電容通性特點外,還具有容量大,壽命長,可靠性高,低ESR,耐高溫高壓,體積小,電容量范圍寬,適合于表面安裝等特點,在成本和性能上都占據相當優勢。
印好電極(內電極)的陶瓷介質膜片以錯位的方式疊合起來,經過一次性高溫燒結形成陶瓷芯片,再在芯片的兩端封上金屬層(外電極),以實現所需的電容值及其他參數特性。
2、MLCC的分類 Classification
1)按照溫度特性、材質、生產工藝。MLCC可以分成如下幾種:NP0、C0G、Y5V、Z5U、X7R、X5R等。NP0、C0G溫度特性平穩、容值小、價格高;Y5V、Z5U溫度特性大、容值大、價格低;X7R、X5R則介于以上兩種之間。
2)按材料SIZE大小來分。大致可以分為 3225、3216、2012、1608、1005、0603、0402 數值越大。SIZE就更寬更厚。常用的最多為3225最小為0402。
在便攜產品中廣泛應用的片式多層陶瓷電容器(MLCC)材料根據溫度特性,主要可分為兩大類:BME化的C0G產品和LOW ESR選材的X7R(X5R)產品。
C0G類MLCC的容量多在1000pF以下,該類電容器低功耗涉及的主要性能指標是損耗角正切值tanδ(DF)。
X7R(X5R)類MLCC的容量主要集中在1000pF以上,該類電容器低功耗主要涉及的性能指標是等效串聯電阻(ESR)。
3、生產工藝流程 Production processing
1、原材料——陶瓷粉配料關鍵的部分(原材料決定MLCC的性能);
2、球磨——通過球磨機(大約經過2-3天時間球磨將瓷粉配料顆粒直徑達到微米級);
3、配料——各種配料按照一定比例混合;
4、和漿——加添加劑將混合材料和成糊狀;
5、流沿——將糊狀漿體均勻涂在薄膜上(薄膜為特種材料,保證表面平整);
6、印刷電極——將電極材料以一定規則印刷到流沿后的糊狀漿體上(電極層的錯位在這個工藝上保證,不同MLCC的尺寸由該工藝保證);
對卷狀介電體板涂敷金屬焊料,以作為內部電極。
近年來,多層陶瓷電容器以Ni內部電極為主。所以,將對介電體板涂敷Ni焊料。
7、疊層——將印刷好電極的流沿漿體塊依照容值的不同疊加起來,形成電容坯體版(具體尺寸的電容值是由不同的層數確定的);
8、層壓——使多層的坯體版能夠結合緊密;
對層疊板施加壓力,壓合成一體。在此之前的工序為了防止異物的混入,基本都無塵作業。
9、切割——將坯體版切割成單體的坯體;
10、排膠——將粘合原材料的粘合劑用390攝氏度的高溫將其排除;
11、焙燒——用1300攝氏度的高溫將陶瓷粉燒結成陶瓷材料形成陶瓷顆粒(該過程持續幾天時間,如果在焙燒的過程中溫度控制不好就容易產生電容的脆裂);
用1000度~1300度左右的溫度對切割后的料片進行焙燒。通過焙燒,陶瓷和內部電極將成為一體。
12、倒角——將長方體的棱角磨掉,并且將電極露出來,形成倒角陶瓷顆粒;
13、封端——將露出電極的倒角陶瓷顆粒豎立起來用銅或者銀材料將斷頭封起來形成銅(或銀)電極,并且鏈接粘合好電極版形成封端陶瓷顆粒(該工藝決定電容的);
14、燒端——將封端陶瓷顆粒放到高溫爐里面將銅端(或銀端)電極燒結使其與電極版接觸縝密;形成陶瓷電容初體;
15、鍍鎳——將陶瓷電容初體電極端(銅端或銀端)電鍍上一層薄薄的鎳層,鎳層一定要完全覆蓋電極端銅或銀,形成陶瓷電容次體(該鎳層主要是屏蔽電極銅或銀與最外層的錫發生相互滲透,導致電容老衰);
16、鍍錫——在鍍好鎳后的陶瓷電容次體上鍍上一層錫鑲成陶瓷電容成體(錫是易焊接材料,鍍錫工藝決定電容的可焊性);
完成外部電極的燒制后,還要在其表面鍍一層Ni及Sn。一般采用電解電鍍方式,鍍Ni是為了提高信賴性,鍍Sn是為了易于貼裝。貼片電容在這道工序基本完成。
17、測試——該流程必測的四個指標:耐電壓、電容量、DF值損耗、漏電流Ir和絕緣電阻Ri(該工藝區分電容的耐電壓值,電容的精確度等) 。
4、MLCC的應用 Main application
MLCC可靠性和集成度的增加,它被廣泛應用于包括各種軍用、民用電子整機中的振蕩、耦合、濾波、旁路電路中,應用領域已經拓展到筆記本電腦、手機、LCDTV、機頂盒、數字家電、汽車電器、自動控制儀表等行業,其市場規模約占整個陶瓷電容器的93%。
5、MLCC市場及供應鏈 Market and Supply chain
MLCC產能高度集中。全球主要MLCC生產廠商有日本村田、京瓷、丸和、TDK、美國基美、韓國三星機電、臺灣國巨、華新科、禾伸堂、信昌、中國大陸的宇陽、風華高科、三環、火炬電子。其中前五大廠商是村田、三星電機、國巨、太陽和TDK合計占據總市場份額的85%。
日韓MLCC巨頭向小型化、大容量轉移。日韓廠商開始調整戰略,產能逐步轉向汽車電子、工業類小型化高容、高規產品以及RF組件。升級產品結構同時逐步放棄中低端市場,造成中低端被動元件供給端的缺口。
國內MLCC產品尚且處于起步階段,具備成長潛力。中國作為全球主要的消費電子產品生產基地,目前已成為MLCC生產大國和消費大國,產銷量位居前列。
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